污水处理厂中浮游生物群落DNA指纹及其与水质指标的关系

以武汉龙王嘴污水处理系统为研究对象,揭示了污水处理各阶段中浮游生物群落的DNA指纹拓扑结构,进而探索了其与浮游生物群落结构和环境理化因子的关系.首先建立了污水处理系统中浮游生物群落总DNA提取方法,然后用原核与真核特异性引物对流程(A2/O氧化沟工艺)中不同阶段的浮游生物群落总DNA进行PCR扩增,用变性梯度凝胶电泳(DGGE)检测,并对平行水样分别进行常规理化因子和浮游生物物种的检测与鉴定.结果显示,各采样点理化因子、物种组成与浮游生物DNA指纹的统计分析结果十分吻合,厌氧、缺氧和好氧阶段间差异较小,

DNA fingerprinting analysis of plankton community and its applications in ecological study

本研究从生态系统功能角度将包括生产者(浮游植物)、消费者(浮游动物)和分解者(浮游细菌)等不同功能类群在内的浮游生物群落视为一个整体，将广泛应用于个体、种群层次的DNA指纹分析拓展至以真核生物为主的浮游生物群落研究。浮游生物因其丰富的多样性和特殊的生态位而在水体生态系统中发挥着极其重要的作用，其结构和功能是水体生态学重要的研究对象。很早以来人们就开始从不同层面和视角来研究浮游生物的分布、时空变化规律及其与环境的关系。以期揭示浮游生物群落在维持水体生态系统平衡中的作用，并探讨持续其生态系统服务功能的机制。不过，由于一般的浮游生物网通常难以采集到浮游细菌(bacterioplankton)，且它们的鉴定和计数也非常困难。因此，浮游细菌一般被排除在常规的浮游生物生态调查范围之外，通常所说的浮游生物只包括浮游植物和浮游动物两大类。但浮游细菌作为水体生态系统物质循环过程不可缺少的环节，其生物量大、多样性高，是浮游生物生态学研究不容忽视的层面。本研究以浮游生物群落DNA(宏基因组)为媒介来研究浮游生物多样性及其与环境的相互关系。 首先选择生态背景资料(如水体理化特征、浮游生物组成及时空变化规律、滤食性鱼类放养密度等)比较丰富的武汉东湖为对象，以两种比较常用的指纹分析方法(RAPD和PCR-DGGE)为例，探索了DNA指纹分析在以真核生物为主的浮游生物群落应用的可行性。在此基础上，针对不同水体生态系统(湖泊、河流、水库等)的浮游生物群落，首先利用RAPD指纹分析进行整体扫描，然后针对16S rRNA和18S rRNA基因，通过PCR-DGGE分别对其中的细菌(包括蓝藻)和真核类群进行指纹分析，从不同层面来探讨浮游生物群落DNA多态性。同时，对不同时空范围采集的水体样品平行进行浮游生物的形态分类鉴定、定量计数，以及常规的理化分析。并对不同研究方法所得结果进行比较和综合分析，以期揭示浮游生物群落结构及其动态变化与环境的相互关系，进而探讨浮游生物对环境变化的响应机制及其在水环境预警中的作用。 在武汉东湖、洞庭湖、三峡库区的研究结果表明，浮游生物群落DNA指纹结构与物种组成及环境理化因子存在较好的相关性。武汉东湖浮游生物群落时空异质性研究发现，对浮游生物时空分布起主要作用的环境因子存在明显的季节差异，其中总氮(TN)、总磷(TP)与浮游生物群落结构的相关性较强，且TP在营养水平较高的环境与浮游生物群落的相关性更明显；研究结果还表明当营养水平相近时，重金属含量对浮游生物群落PCR-DGGE指纹结构具有较明显影响。人工模拟实验研究表明，TP与浮游生物群落PCR-DGGE指纹结构最相关，且壳聚糖改性土壤除藻过程对蓝藻以外的其它浮游生物演替没有明显影响。此外，本研究还对鲢、鳙肠含物、特定功能基因(nifH)和极端环境特定类群(水华蓝藻)进行了探索研究，结果显示这些都能为探讨、揭示水体生态学的规律提供分子生物学依据。通过群落DNA指纹结构来表征浮游生物群落组成，这样不同研究者在不同时空范围所开展的研究就能进行有效的比较，进而实现对浮游生物三大功能类群(浮游细菌、浮游植物和浮游动物)的综合分析研究，而这正是探究及阐明水体生态系统浮游生物生态学机理真谛的重要前提

草履虫的运动与摄食

描述了草履虫的形态结构及不同细胞器的主要功能,进而结合示意图详细叙述了草履虫是如何进行运动和摄食的

武汉东湖浮游生物群落DNA多态性与富营养化

对武汉东湖不同程度富营养化湖区，即站Ⅰ、站Ⅱ与站Ⅲ浮游生物进行了群落级DNA多态性的DNA指纹研究，并就其拓扑结构与富营养化特征参数之间关系进行了分析。实验结果如下：(1)各站点总氮、总磷及叶绿素a分别为1．146～2．235mg／L、O．013～O．210mg／L和40．25～10g．22μg／L；(2)所筛选的5个随机引物共获得29个扩增位点,其中多态位点占75．9％．各引物扩增谱带数在2～6间。站Ⅲ的扩增条带数最多、谱带多态率最高(69．6％)、特有带最多；(3)特定浮游生物类群的特异性PCR扩增谱带为1～6条不等，站间差别甚小。聚类及综合分析表明：DNA指纹拓扑结构与浮游生物及特定浮游生物类群的物种多样性丰度相吻合，并与富营养化主要指示参数存在明显相关，即在一定范围内浮游生物群落DNA多态性与富营养化程度呈反方向发展．而原生动物则表现出同向性发展趋势。因此,群落级DNA指纹分析不仅能为生态学研究洞开一片新颖的视窗，并有可能孕育出一种简便而灵敏的水体富营养化危机预警系统

武汉东湖浮游生物宏基因组与环境重金属的关系

采用针对16SrRNA和18SrRNA基因的引物,对武汉东湖不同营养水平湖区的浮游生物宏基因组进行凝胶电泳分析(PCR-DGGE)的指纹分析,并探讨宏基因组与环境重金属的关系.结果表明,PCR-DGGE分析共获得82条谱带,其多态率为82.9%,特有谱带占31.7%.I~V站点的谱带分别为36,34,44,50,56条.5个站点浮游生物群落PCR-DGGE指纹结构的聚类分析(UPGMA)分成两大类:I、II、Ⅲ站为一类,IV、V站为一类,这与重金属(铅、铬、汞、镉、砷、铜)浓度对各站点的聚类分枝关系相一

洞庭湖浮游生物群落DNA指纹拓扑结构与物种组成对应关系

对东洞庭湖7个采样站点的浮游生物群落进行了DNA多态性的RAPD指纹分析和物种组成的分类鉴定,并通过聚类分析探讨了DNA指纹拓扑结构与物种组成对应关系。结果如下:(1)筛选出的11条随机引物共获得148条长度在180~2000bp的谱带,多态率为98.6%,各引物扩增谱带数在11~16不等;各站点平均有57.6条谱带,其中站最多(70条),站最少(45条),而站的特有带最多(7条),站最少(2条);(2)共观察到54种/类浮游生物,其中站出现的最多(27),其它各站点在7~13不等,分布概率在85%以上

DNA指纹分析技术在群落级生命系统应用的可能性

DNA指纹分析是一种关于整体遗传结构分析的强有力的分子生物学技术 ,广泛应用于种群及个体水平层次生命系统。本文以东湖浮游生物为对象 ,用随机引物和特异引物进行扩增探讨了DNA指纹分析技术在群落级生命系统应用的可能性。实验表明 :取自分别处于超富营养水平、富营养水平和中营养水平的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ站样本的模板DNA ,无论是以随机引物M 0 1、M 0 2、M 0 3、M 18及M 19还是特异引物CW15 94 6 / 4 7、EGMS6、EGMS4、ITS1及HSP扩增均获得清晰且稳定的图谱 ;各站间浮游生物

七株眼虫基于微卫星DNA指纹图谱的区分和关系分析

尽管以前对眼虫进行过大量的形态发育研究和基于核糖体RNA基因的系统发育分析,但对于株系之间的关系仍然知之甚少．因其形态特征有限并且易变,很难鉴定眼虫的相似种和同种内不同的株．作者利用微卫星DNA指纹图谱,在七株眼虫中扩增了七个微卫星DNA位点,成功扩增的六个微卫星引物都得到了四到八个条带．从微卫星DNA指纹图谱计算得到的相似性系数范围从0．000到0．957．根据相似性系数得到的树状结构,七株眼虫在距离为0．9346处分为三支:E．mutabilis,E．intermedia和E．gracilis．其中

污水处理厂中浮游生物群落DNA指纹及其与水质指标的关系

以武汉龙王嘴污水处理系统为研究对象，揭示了污水处理各阶段中浮游生物群落的DNA指纹拓扑结构，进而探索了其与浮游生物群落结构和环境理化因子的关系．首先建立了污水处理系统中浮游生物群落总DNA提取方法，然后用原核与真核特异性引物对流程（A^2／O氧化沟工艺）中不同阶段的浮游生物群落总DNA进行PCR扩增，用变性梯度凝胶电泳（DGGE）检测，并对平行水样分别进行常规理化因子和浮游生物物种的检测与鉴定．结果显示，各采样点理化因子、物种组成与浮游生物DNA指纹的统计分析结果十分吻合，厌氧、缺氧和好氧阶段间差异较小，进水、出水分别与其它采样点间差异较大．研究结果表明，污水中浮游生物群落具有丰富的多样性，其DNA指纹在空间距离较短的污水处理过程中发生了改变，而且其改变的趋势与生物组成和理化指标的趋势相符，说明浮游生物群落DNA指纹与水质指标密切相关

不同DGGE谱带信息提取方法对分析结果的影响

自1993年Muyzer,et al.1将变性梯度凝胶电泳技术（Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE）引入到微生物生态学研究以来,DGGE已被广泛应用于各种生态系统（如淡水、海洋、土壤、动物消化道等）的微生物群落结构分析2—6。但对于DGGE凝胶的分析至今仍没有统一的方法