基于细胞分裂基因表达量研究太湖微囊藻原位生长率的时空变化及环境影响因子

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31570457
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    63.0万
  • 负责人：
    阳振
  • 依托单位：
    中国科学院南京地理与湖泊研究所
  • 学科分类：
    C0306.生态系统生态学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

In-situ growth rate is an important parameter to study the formation mechanism, distribution, and forecasting of cyanobacteria bloom. However, currently methods for in-situ growth rate determination have defect of time consuming and operates troublesomely, when it is used at high frequency and large-scale regional study for cyanobacteria bloom. ftsZ is a key protein to regulate cell division. The expression of ftsZ gene showed positive correlation with growth rate of Microcystis. This program plan to create an effective and precise method to determine the in-situ growth rate of Microcystis, after assaying the ftsZ gene expression of Microcystis with different growth rate and constructing regression equation between the expression and the growth rate. To obtain the growth potential of Microcystis in different district and season and assay the relation between the environmental factors and in-situ growth rate in Taihu Lake, the new method will be used to investigate the time-space change of in-situ growth rate of Microcystis in this program. Furthermore, we plan to reveal the starting time and environmental threshold of recruitment and dormant of cyanobacteria, and establish in-situ growth rate of Microcystis in different weather condition by high frequent observation in Taihu Lake. The results of this program will improve efficiency and precision of in-situ growth rate of Microcystis, and help us command the occurrence and distribution regularity and predict the development tendency accurately.
原位生长率是研究蓝藻水华形成机理和分布特征，以及进行水华预测的必要参数，现有的一些浮游植物原位生长率测定方法在开展高频或大水域蓝藻水华研究时，存在着操作繁琐、耗时长的局限性。FtsZ是一种调控细胞分裂的关键蛋白，微囊藻ftsZ基因表达量与生长率有着很好的相关性。本项目通过分析不同生长率微囊藻ftsZ基因的转录水平，构建一种高效且准确的微囊藻原位生长率估算方法。然后利用该方法对太湖的微囊藻原位生长率进行周年的时空调查，分析环境因子与微囊藻原位生长率的相关关系，比较微囊藻在各湖区不同季节的生长潜力。另外，通过微囊藻复苏期、休眠期和水华高发期原位生长率的高频观测，确定太湖水华蓝藻复苏和休眠的时间节点和环境条件阈值，获得水华高发期不同气象条件下的微囊藻原位生长率。研究结果有助于提高微囊藻原位生长率检测效率和精度，掌握太湖蓝藻水华的发生规律和分布特征，准确预判蓝藻水华的发展趋势。

结项摘要

目前对于太湖各湖区微囊藻不同季节的生长潜力还缺乏研究，也没有合适的研究方法，而现有的一些浮游植物原位生长率测定方法在开展高频或大水域蓝藻水华研究时，存在着操作繁琐、耗时长的局限性。通过本项目研究，课题人员构建了ftsZ基因和16S rRNA基因的标准曲线，并初步建立了微囊藻生长率μ与ftsZ基因相对表达量的线性回归方程；调查了微囊藻关键功能基因在太湖不同湖区与季节表达量的时空变化，确定了主要环境因子对微囊藻关键功能基因表达量的影响，以及微囊藻在各湖区、不同季节的生长潜力；通过室内模拟实验研究了不同温度环境下，微囊藻关键功能基因表达量、光合活性以及生长率的变化，获得了微囊藻复苏与越冬的温度阈值，以及最佳生长温度范围。研究结果有助于掌握太湖蓝藻水华的发生规律和分布特征，准确预判蓝藻水华的发展趋势。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Nutrient reduction magnifies the impact of extreme weather on cyanobacterial bloom formation in large shallow Lake Taihu (China)
营养减少放大了极端天气对大型浅水太湖（中国）蓝藻水华形成的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Water Research
  • 影响因子：
    12.8
  • 作者：
    Zhen Yang;Min Zhang;Xiaoli Shi;Fanxiang Kong;Ronghua Ma;Yang Yu
  • 通讯作者：
    Yang Yu
Long-term dynamics and drivers of phytoplankton biomass in eutrophic Lake Taihu
富营养化太湖浮游植物生物量的长期动态及其驱动因素
  • DOI：
    10.1016/j.scitotenv.2018.07.220
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Science of the Total Environment
  • 影响因子：
    9.8
  • 作者：
    M. Zhang;B. Q. Qin
  • 通讯作者：
    B. Q. Qin
Growth, physiochemical and antioxidant responses of overwintering benthic cyanobacteria to hydrogen peroxide
越冬底栖蓝藻对过氧化氢的生长、理化和抗氧化反应
  • DOI：
    10.1016/j.envpol.2016.06.043
  • 发表时间：
    2016-12-01
  • 期刊：
    ENVIRONMENTAL POLLUTION
  • 影响因子：
    8.9
  • 作者：
    Chen, Chao;Yang, Zhen;Shi, Xiaoli
  • 通讯作者：
    Shi, Xiaoli
Spatial and seasonal shifts in bloom-forming cyanobacteria in Lake Chaohu: Patterns and driving factors
巢湖水华蓝藻的空间和季节变化：模式和驱动因素
  • DOI：
    10.1111/pre.12112
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Phycological Research
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Zhang Min;Zhang Yuchao;Yang Zhen;Wei Lijun;Yang Wenbin;Chen Chao;Kong Fanxiang
  • 通讯作者：
    Kong Fanxiang
Hydrogen peroxide treatment promotes chlorophytes over toxic cyanobacteria in a hyper-eutrophic aquaculture pond
过氧化氢处理可促进超富营养化水产养殖池塘中的叶绿素超过有毒蓝藻
  • DOI：
    10.1016/j.envpol.2018.05.012
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Environmental Pollution
  • 影响因子：
    8.9
  • 作者：
    Zhen Yang;Riley P. Buley;Edna G. Fern;ez-Figueroa;Mario U.G. Barros;Soorya Rajendran;Alan E. Wilson
  • 通讯作者：
    Alan E. Wilson

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其他文献

化学氧化剂对水华蓝藻的控制研究
  • DOI：
    10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2018.0481
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  • 作者：
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    史小丽;阳振;闫德智;张民
  • 通讯作者：
    张民
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    湖泊科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    阳振;史小丽;闫德智;刘波
  • 通讯作者：
    刘波
巢湖西湖心底泥蓝藻对水体蓝藻生物量的贡献
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    史小丽;范帆;张民;阳振;陈开宁
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太湖和巢湖中微囊藻(Microcystis)与长孢藻(Dolichospermum)的长时序变化及其驱动因子
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    10.18307/2021.0408
  • 发表时间：
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  • 期刊：
    湖泊科学
  • 影响因子：
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  • 作者：
    张民;史小丽;阳振;陈开宁
  • 通讯作者：
    陈开宁

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群体铜绿微囊藻生活史及其对环境变化的适应机制
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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