鄂霍次克海天然气水合物区与东海内陆架泥质区沉积物古菌多样性研究

【摘要】： 为研究鄂霍次克海天然气水合物区沉积物古菌、甲烷厌氧氧化古菌和硫酸盐还原细菌的多样性分布,我们以PCR技术为基础构建mcrA、dsrAB和古菌16S rRNA基因文库。对所获得的序列进行系统进化和统计学分析发现:鄂霍次克海古菌类群主要为Marine Benthic Group D (MBG-D)、Marine Benthic Group B (MBG-B)、Marine Crenarchaeotic Group I(MG- I),另外少量古菌16S rRNA基因序列为Anaerobic Methanotrophs 2c(ANME-2c),主要分布在LV39-25H岩心的表层沉积物中。LV39-40H岩心表层的古菌群落结构与其他六个层位古菌群落结构相比有着显著的差异。mcrA基因序列主要为催化甲烷厌氧氧化的古菌ANME-2(c和d簇),在所研究的各个层位的沉积物中均广泛分布。少量的ANME-1(a簇)发现于LV39-40H岩心表层以下的沉积物中。产甲烷古菌数目不多,集中分布在LV39-25H岩心200cm和LV39-40H岩心180cm的沉积物中。dsrAB基因文库分析表明硫酸盐还原细菌种类丰富,表层沉积物中硫酸盐还原细菌多样性最高。在两个岩心所有层位的沉积物中都有一定数量的克隆属于DSS簇,它们可能与ANME共生催化甲烷的厌氧氧化作用。总之,所有数据表明在鄂霍次克海天然气水合物区存在着较活跃的甲烷厌氧氧化作用,揭示了参与甲烷厌氧氧化作用的微生物群落结构和多样性。 为研究东海内陆架闽浙沿岸泥质区不同深度沉积物中古菌群落垂向分布特征,通过古菌16S rRNA基因文库共得到473个有效克隆50个OTUs (Operational Taxonomic Units)。16S rRNA基因序列系统进化和统计分析发现古菌分别归属于泉古生菌(Crenarchaeota)和广古生菌(Euryarchaeota),其中以Miscellaneous Crenarchaeotic Group(MCG)为主,仅含少量的MBG-B、South African Gold Mine Euryarchaeotic Group(SAGMEG)、ANME-3、MG- I和MBG-D。该泥质区沉积物可能存在由ANME-3催化的甲烷厌氧氧化作用,同源序列分析表明其古菌群落分布与周边环境有较大联系。UniFrac与沉积物环境因子分析表明该泥质区古菌群落垂向分布与沉积物有机质含量和粒度变化密切相关。 通过对比发现,鄂霍次克海天然气水合物区甲烷厌氧氧化古菌主要为ANME-2和少量的ANME-1,而东海内陆架泥质区甲烷厌氧氧化古菌仅为极少量的ANME-3;鄂霍次克海天然气水合物区广古生菌和泉古生菌数量各占一半,主要为MBG-D、MBG-B、MG-I。东海内陆架泥质区沉积物古菌序列主要为泉古生菌(MCG)。海域类型的不同以及有机碳含量等环境因子的差异可能是这两个海域古菌群落结构差异的主要原因 【关键词】：鄂霍次克海天然气水合物 甲烷厌氧氧化微生物 多样性 东海内陆架 泥质区 古菌 垂向分布
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（海洋研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：P744.4
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 前言10-27
• 第一节 海洋古菌研究进展及研究方法10-21
• 1 海洋古菌的研究进展10-17
• 1.1 深海环境特征10-11
• 1.2 古菌研究意义11-12
• 1.3 海洋古菌的多样性12-14
• 1.4 海洋古菌研究现状及热点14-17
• 2 海洋古菌的研究方法17-21
• 2.1 原位研究17
• 2.2 分离培养法17-18
• 2.3 脂类分子标志物研究18
• 2.4 ~(13)C 同位素分析18-19
• 2.5 分子生物学方法19-21
• 第二节 甲烷厌氧氧化的意义和国内外研究进展21-24
• 1 甲烷厌氧氧化的研究意义21-22
• 1.1 甲烷厌氧氧化在调控甲烷收支平衡和缓解温室效应中的意义21-22
• 1.2 甲烷厌氧氧化在海洋碳、硫循环中的意义22
• 2 甲烷厌氧氧化的研究进展22-24
• 第三节 鄂霍次克海天然气水合物区与东海内陆架环境特点24-26
• 1 海洋中的冷泉24-25
• 2 鄂霍次克海天然气水合物区环境特征25-26
• 3 东海内陆架泥质区环境特点26
• 第四节 本研究的目的和拟解决的科学问题26-27
• 第二章 材料方法27-38
• 1 实验材料及仪器设备27-29
• 1.1 样品采集27-28
• 1.2 环境因子的测定28
• 1.3 主要仪器28-29
• 1.4 主要培养基29
• 2 实验方法29-38
• 2.1 基因文库建立29-34
• 2.2 基因文库克隆及序列测定34-35
• 2.3 基因序列的统计学及系统进化分析35-38
• 第三章 鄂霍次克海天然气水合物区参与甲烷厌氧氧化微生物多样性研究38-60
• 1 实验结果38-53
• 1.1 样品环境因子38
• 1.2 克隆文库的统计学分析38-46
• 1.3 基因序列及系统进化分析46-53
• 2 讨论53-58
• 2.1 mcrA 与古菌16S rRNA 基因系统进化树比较分析53-54
• 2.2 甲烷厌氧氧化古菌与硫酸盐还原细菌的共生关系54-55
• 2.3 其他可能与甲烷厌氧氧化作用有关的古菌55
• 2.4 甲烷厌氧氧化古菌群落结构与环境的关系55-57
• 2.5 UniFrac 聚类分析57-58
• 3 小结58-60
• 第四章 东海内陆架泥质区沉积物古菌群落垂向分布特征60-68
• 1 实验结果60-65
• 1.1 样品环境因子60
• 1.2 克隆文库的统计学分析60-62
• 1.3 古菌16S rRNA 基因序列及系统进化分析62-65
• 2 讨论65-67
• 2.1 基因文库方法研究微生物多样性的优缺点65-66
• 2.2 东海内陆架泥质区古菌在生物地球化学循环中的作用66
• 2.3 东海内陆架泥质区古菌群落结构与环境之间的关系66-67
• 3 小结67-68
• 第五章 鄂霍次克海天然气水合物区与东海内陆架古菌群落多样性比较分析68-71
• 1 甲烷厌氧氧化古菌类群和数量差别68-69
• 2 古菌群落结构和多样性差别69
• 3 影响古菌群落差异的主要原因69-71
• 参考文献71-85
• 致谢85-86
• 个人简历86
• 在学期间发表的学术论文与研究成果86-87
• 附录87-89

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

祁连山冻土区天然气水合物DK-2钻孔微生物群落    韩路;武淑娇;李建华;吕杰;祝有海;

我国黄、东海典型生态过程中的微生物群落结构    刘敏

我国黄、东海典型海域微生物群落结构及其与环境变化的关系    董逸

祁连山冻土区天然气水合物DK-2钻孔微生物群落结构研究    韩路

东海陆架泥质区沉积地球化学比较研究    郭志刚,杨作升,曲艳慧,范德江

长江口泥质区的季节性沉积效应    郭志刚,杨作升,范德江,潘燕俊

海底深部生物圈微生物的研究进展    党宏月;宋林生;李铁刚;秦蕴珊;

地质微生物学及其发展方向    陈骏,姚素平

深海极端环境深部生物圈微生物学研究综述    党宏月;李铁刚;曾志刚;秦蕴珊;

深海微生物的研究进展    方金瑞,黄维真

鄂霍次克海天然气水合物成藏条件分析    栾锡武;赵克斌;孙冬胜;岳保静;

海洋微生物多样性的研究进展    臧红梅;樊景凤;王斌;周一兵;

海洋古菌的研究进展    潘晓驹,焦念志

深海微生物研究进展    陈秀兰,张玉忠,高培基

HSP70基因在人胃癌、食道癌及宫颈癌中高表达和癌变关系的研究    陈兰英,赵桢,王晓涛,屈二军,陈建南

重叠延伸PCR法构建UGRP1基因启动子的点突变表达载体    程烽;盛燕;施静艺;陈漪;徐潮;刘智;梁军;潘春明;朱忠勇;宋怀东;

NADH对二乙基亚硝胺所致L02人肝细胞株p53基因突变和c-erbB2基因表达的影响    温居一;张积仁;李鹏;张军;王斌;

ERCC1和XPD单核苷酸多态性与非小细胞肺癌铂类化疗敏感性的关系    金艺凤;李铁臣;王莹;刘东华;孙珍贵;

莱芜黑猪保种群促卵泡素β亚基和雌激素受体基因、基因型变化情况    王继英;武英;郭建凤;呼红梅;张印;

花生SRAP-PCR技术体系的优化    陈静;胡晓辉;苗华荣;张建成;禹山林;

改良CTAB法提取成熟肥城桃果实的总RNA    陈长宝;朱树华;周杰;

人心室肌球蛋白轻链1基因的克隆及其体外的表达与纯化    葛宏华,肖亚中,姚建平

质粒DNA提取方法的探讨    侯新东;盛桂莲;张桦;腊萍;

大豆与棉花抗性基因类似物的同源性比较及其进化分析    朱美霞,孟艳玲,陈良兵

茶树ATP硫化酶和硒半胱氨酸甲基转移酶基因植物表达载体的构建    朱林;江昌俊;叶爱华;李叶云;余梅;邓威威;

东海浪岗山岛屿黄土的物质来源初探    曹希强;皮明建;

牛凝乳酶成熟肽基因在大肠杆菌中的表达    徐波;张莉;李启云;王景会;姜媛媛;杨贞耐;

融合蛋白Rv3872/CFP-10/ESAT-6的制备及在牛结核诊断中的初步应用    刘冬光;廖娟红;于清龙;陈颖钰;陈焕春;郭爱珍;

多花黑麦草斑驳病毒外壳蛋白基因在大肠杆菌中的表达    张海龙;田兆丰;董志;张晏如;张飞云;

基于易错POR技术的短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)脂肪酶YZO2的定向进化    闫云君;蔡勇;杨江科;

红树林湿地烷烃降解菌的分离筛选    李玫;廖宝文;

Rock magnetic properties of the fine-grained sediment on the outer shelf of the East China Sea:implication for provenance    

CO_2地质埋存渗漏风险及补救对策    许志刚;陈代钊;曾荣树;

厦门东南海域的海砂资源与开采可行性分析    汪卫国;赖志坤;陈坚;

嗜热真菌糖苷酶的基因克隆、表达与分子改造    徐荣燕

猪诱导性多潜能干细胞的建立    殷慧群

单链抗体介导狂犬病毒shRNA靶向制剂的研究    杨瑞梅

中国东部陆架海泥质沉积区的物源识别及其环境记录    胡邦琦

H5N1禽流感和鹅Ⅰ型副粘病毒分离株的生物学特性及感染性的研究    宋翠平

拟黑多刺蚁肌细胞增强因子2与肌钙蛋白Ⅰ亚基基因的克隆及其在发育中的表达研究    郭新军

何首乌芪合酶基因（FmSTS）的克隆、鉴定及转化拟南芥研究    生书晶

苹果山梨醇代谢相关基因的分子特性研究    梁东

甘蓝型油菜Polima CMS和陕2A CMS的形态和生化特征及其胞质遗传物质的比较研究    朱彦涛

大棚蔬菜连作障碍机理研究    闵红

ETEC对断奶腹泻仔猪胃肠道紧密连接蛋白ZO-1的影响    高红梅

斑点叉尾鮰病毒ORF6和ORF10基因的原核表达及其功能的初步研究    王树云

水稻polycomb基因家族甲基化状态初步检测    汪艳杰

恶臭假单胞菌表面展示细菌漆酶及对染料的脱色性能    王伟

哈维弧菌表面抗原的克隆和真核表达    黄辉

产毒素多杀性巴氏杆菌重组沙门氏菌基因工程疫苗的研究    段龙川

粘附素ClfA和Cna对金黄色葡萄球菌乳腺炎的免疫保护研究    龚瑞

猪胸膜肺炎放线杆菌双组分调控系统ΔnarQ/narP突变株构建及功能研究    刘源

蟾蜍灵对大鼠肾小球系膜细胞增殖及凋亡的影响    李善文

PDX-1真核表达载体构建及其在大鼠骨髓间充质干细胞中的表达    辛宁

不同深度冻土微生物数量特征及其与土壤理化性质的关系    王鹭;董小培;张威;章高森;刘光琇;冯虎元;

低温石油烃降解菌LHB16的筛选及降解特性    李兵;张庆芳;窦少华;孙子羽;王羽;迟乃玉;

深圳东部海岸地貌环境与可持续发展    郭伟;李书恒;朱大奎;

祁连山冻土区天然气水合物及其基本特征    祝有海;张永勤;文怀军;卢振权;王平康;

海洋生态系统动力学研究与海洋生物资源可持续利用    唐启升,苏纪兰

海洋浮游植物溶解有机碳释放研究进展    刘诚刚;宁修仁;郝锵;乐凤凤;

应用PCR-DGGE技术分析长江口低氧区的细菌群落组成    刘敏;王子峰;朱开玲;李洪波;高绪敏;邓兵;肖天;

不同模式对虾养殖水体中硝酸盐和亚硝酸盐的变化特征及其影响因素    何本茂,童万平,韦蔓新

PCR-DGGE技术在水牛瘤胃产甲烷菌多样性分析中的应用    刘园园;姜伟伟;秦红玉;张卉;王士长;

黄海中部营养盐的贯跃层输运    魏皓,王磊,林以安,CHUNG Chang-Soo

黄海和东海微微型浮游生物分布研究    赵苑

天山冻土微生物的系统多样性分析及生长特性的研究    白玉

南极中山站沉积物中微生物多样性分析及宏基因组文库研究    赵晶

嗜热自养甲烷杆菌的分离纯化和二硫键异构酶（MTH1745）的分子结构和功能研究    丁霞

天山冷环境中微生物系统多样性及分布特征的研究    杨大群

深海热液口硫化物及沉积物微生物多样性及其与环境相互关系研究    王淑芳

黄海物理环境对浮游植物水华影响的数值研究    韩君

典型海洋环境中浮游细菌多样性及环境适应机制的研究    曾永辉

陆地热泉及深海热液沉积物生境中的嗜热菌多样性研究    张心齐

胶州湾沉积物细菌多样性及菌群时空分布规律研究    刘欣

洪湖沉积物微生物垂直分布及其对环境变化的响应    方治伟

基于拓扑分析的海洋特征结构的提取研究    管倩倩

黄海东海环流和长江冲淡水季节连续变化的数值模拟    陈义中

不同生境产甲烷古菌分离鉴定及初步应用研究    仇天雷

珠江口沉积物微生物多样性及其与环境相互关系的研究    姜丽晶

基于K-Means聚类法的水团划分算法和可视化研究    高存彬

黄海西北部真细菌群落结构及多样性研究    李海艳

南海北部两根沉积物柱古菌多样性比较研究    王明清

西菲律宾海比科尔陆架与马努斯海盆海底热液口沉积物微生物多样性研究    格根塔娜

黑潮源区沉积物中古菌多样性及群落结构研究    景天爽

祁连山冻土区天然气水合物地质控制因素分析    庞守吉;苏新;何浩;赵倩;祝有海;王平康;李永红;李清海;

Illumina MiSeq平台高覆盖率测定干酪中的细菌微生物多样性    焦晶凯;莫蓓红;

石化污染环境修复用生物表面活性剂研究现状与对策    程水明;刘杰风;陆燕;谭丽泉;周天;

祁连山冻土区天然气水合物体系元素地球化学行为研究    王平康;庞守吉;黄霞;祝有海;张帅;杨开丽;肖睿;

东海陆架泥质区沉积地球化学比较研究    郭志刚,杨作升,曲艳慧,范德江

冲绳海槽中段西陆坡下缘天然气水合物存在的可能性分析    孟宪伟,刘保华,石学法,吴金龙

冲绳海槽中部热液活动区构造地球物理特征分析    栾锡武,翟世奎,干晓群

我国东海及邻近海域气体水合物可能的分布范围    栾锡武,初凤友,赵一阳,秦蕴珊,陈左林

海洋微生物对石油烃降解的研究 Ⅰ.浙江省海岛海域石油烃降解细菌的生态分布    史君贤,陈忠元,胡锡钢

51年来珠江流域输沙量的变化    戴仕宝;杨世伦;蔡爱民;

南黄海埋藏古三角洲    李凡,张秀荣,李永植,李本兆

东海大陆架海底沉积物稀土元素地球化学研究    王贤觉,陈毓蔚,雷剑泉,吴明清,赵一阳

东海沉积物的稀土和微量元素    吴明清,王贤觉

东海陆架泥质区沉积有机质的物源分析    郭志刚,杨作升,陈致林,毛登

天然气水合物研究现状与未来挑战    雷怀彦,王先彬,房玄,郑艳红

天然气水合物探测技术的模拟实验研究    张剑,业渝光

天然气水合物的环境效应    王淑红,宋海斌,颜文

天然气水合物研究进展    戚学贵,陈则韶

天然气水合物的测井识别和评价    王祝文,李舟波,刘菁华

管道中天然气水合物的形成对“西气东输”的影响    刘怀山,赵月霞

地球物理测井在天然气水合物勘探中的应用    高兴军,于兴河,李胜利,段鸿彦

天然气水合物国际研讨会在青岛召开    卢林松

天然气水合物开采数值模拟的参数敏感性分析    李淑霞,陈月明,杜庆军

“可燃冰”开采要以环境保护为前提    

天然气水合物的性质、勘探及开采    吴应湘;

加快我国天然气水合物研究工作步伐    郑军卫;

南海天然气水合物资源潜力及其能源战略意义    杨木壮;黄永样;姚伯初;金庆焕;

海洋沉积与天然气水合物形成过程的数值模拟研究    雷兴林;何丽娟;

南海南部天然气水合物稳定带厚度及资源量估算    王淑红;颜文;宋海斌;

天然气水合物的上界面    栾锡武;

关于南海ODP1144站位天然气水合物进一步探讨    耿建华;邵磊;吴松;吴能友;张光学;

水合物在海洋天然气运输中应用探讨    王彦瑞;曾树兵;严雪莲;高秀敏;

天然气水合物的岩石物理:物理模拟研究    赵群;郝守玲;

天然气水合物资源的开发利用及环境保护    罗艳托;朱建华;陈光进;郭绪强;

天然气水合物    王宪忠

与国家需求共呼吸 立科学前沿同攀登    

科技进步：我国海洋勘查的支撑    本报记者 窦克林　通讯员 陈惠玲

天然气水合物如何成为后续能源    樊栓狮

模拟实验研究推进天然气水合物探测    记者 滕艳　特约记者 曹雪晴

点燃“冰”火    本报通讯员 肖宝巨

青藏高原冻土区天然气水合物钻探计划通过论证    李明明

天然气水合物开发的利与弊    毛彬

点燃“冰”火    肖宝巨

点燃“冰”火    本报记者 肖宝巨

天然气水合物（地球物理属性）的神经网络识别方法及软件开发    吕琳

天然气水合物热管式孔底快速冷冻机构及蒸汽法试开采试验研究    贾瑞

天然气水合物沉积物强度及变形特性研究    李洋辉

天然气水合物钻控泥浆制冷系统及孔底冷冻机构传热数值模拟    赵江鹏

冻土带天然气水合物科学钻探参数检测系统研究    刘大军

南海北部陆坡天然气水合物分解引起的海底滑坡与环境风险评价    刘锋

海洋沉积物中天然气水合物开采实验研究    孙建业

海洋天然气水合物地层钻井的钻井液研究    涂运中

天然气水合物开采模拟与能效分析    杨圣文

台湾西南海域地震数据处理及天然气水合物识别    邓辉

天然气水合物测井解释方法初步研究    周越

台西南海域天然气水合物含量估算及地球化学特征分析    毕海波

天然气水合物制备过程中的多相流传递研究    王峰博

深水油气田开发过程中的天然气水合物预测模型研究    庞群利

冻土区天然气水合物热激法试开采系统及数值模拟研究    房治强

天然气水合物钻探泥浆冷却系统数值模拟及应用研究    李国圣

祁连山冻土区天然气水合物测井响应特征及评价    郭星旺

天然气水合物相平衡研究及其应用    胡志兴

输送天然气水合物的管道及双流道提升泵流场分析    屈科辉

南海天然气水合物开发的风险因素分析    马文婧