洱海脱氮微生物种群稳定性及其鲁棒机制的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31760158
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    37.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0305.群落生态学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The ecological system of plateau lakes is fragile, and it is poor in its robustness which can not keep stability of both function and structure under the external pollutant interference, so it prones to become eutrophication and sensitive areas. A lot of studies including geochemical, climate, water physicochemical factors, nutritional balance, animal and plant ecology on the eutrophication have been carried out, but there is little study on the nitrogen removal microorganisms microorganisms and their robustness, which play an important role in the material energy cycle. .So this project puts forward the hypothesis: the function and structure robustness of nitrogen removal microorganisms microorganisms is the key to maintain the stability of water ecosystem. Once the robustness is destructed by disturbance of the outside pollutants (nutrients), the water will develop into eutrophication. nitrogen removal microorganisms adjustment can help to slow or prevent eutrophication. Taking Erhai lake as an example, this project is planned to analyse the water physicochemical factors, nitrogen removal microorganisms, physiological metabolism and carbon nitrogen phosphorus cycle related gene, to clarify their temporal and spatial distribution pattern. .Based on evaluation of the water quality, the metheds such as social network and principal component analysis are used to research the structure and function robustness. The eutrophication mechanism and ecological driving forces are researched by studying the module and structure stability, feedback, redundancy, nitrogen removal capacity of the nitrogen removal microorganisms system..It is very important in theoretical and practical value for protecting and developing Yunnan plateau lakes, and it is significant in reality to regulate the process and direction of the eutrophication by shaping the nitrogen removal microorganisms microorganism’s robustness.
高原湖泊生态脆弱,鲁棒性差,即在外界污染物干扰下,系统保持结构和功能稳定性能力差,是富营养化易发和敏感区。但洱海沉积物总氮偏高,与滇池接近,而水体相对保持较好。前期实验发现,这可能与洱海脱氮微生物种群稳定性有关。据此,本项目提出脱氮微生物鲁棒性在维持湖泊生态系统稳定性中作用的假说。在明确洱海可培养和不可培养微生物及环境因子、功能因子时空分布基础上,采用社会网络分析法,用ucinet构建脱氮微生物间关系的无向网络,从微生物种群关系及其整体生态学功能角度,研究富营养化相同条件下网络核心边缘结构、凝聚子群,分析微生物种群结构、角色、功能模块和冗余,探讨不同营养收支和富营养化下微生物系统结构的演化,解析系统对富营养化的反馈,阐释脱氮微生物维持种群结构和功能稳定性的鲁棒机制,并结合生物信息学、主成分及冗余分析等方法探讨其影响因子,为优化群落结构、调节群落功能从而治理云南高原湖泊富营养化提供理论依据。

结项摘要

本项目在明确洱海可培养和不可培养微生物及环境因子、功能因子时空分布基础上,采用社会网络分析法,系统阐释脱氮微生物维持种群结构和功能稳定性的鲁棒机制。执行结果如下:.1、当前洱海水质处于II类向III类转变关键时期,以TN、TP污染为主。Chla与SD呈负相关,富营养化指数与TN、CODMn正相关。.2、纯培养获得510株细菌,隶属于5个门7个纲25个目35个科和57个属,203个种。在属水平上优势类群有Micromonospora、Streptomyces、Microbacterium、Pseudomonas、Massilia和Pantoea。.3、高通量测序,共注释到64个门182个纲405个目579个科859个属1730个不同种。在属水平上优势种群为Sva0485、Thermodesulfovibrionia、Aminicenantales、Anaerolineaceae、Vicinamibacterales、Crenothrix等。不同样点中的物种组成结构存在较大差异。.4、硝化、反硝化的稀有类群拥有更高的网络参数(如网络节点数、特征向量中心度等),可能在生态网络中具有更中心的地位,在维持微生物生态网络复杂性中起着更重要的作用,相比AOA和nirS型微生物,AOB和nirK型反硝化微生物对潜在硝化、反硝化速率的贡献更大,而其稀有类群的β而非a-多样性对潜在硝化、反硝化速率的影响更大。.5、SAR324_cladeMarine 和Cloacimonadota类群影响pH;类群Bacteroidota、Spirochaetota、Fibrobacterota、Bdellovibrionota、RCP2-54、Dependentiae影响总有机碳;类群NB1-j、Dependentiae影响总磷;类群RCP2-54、Bdellovibrionota影响总氮;类群Calditrichota影响铵态氮;类群Fibrobacterota、Dependentiae、WS2影响硝态氮:类群Campilobacterota、Dependentiae影响亚硝态氮。.6、硝化、反硝化微生物的α和β多样性具有明显的区域分布模式,分布模式趋势并不一致。.7、SCI论文6篇(第一作者3篇),其它论文2篇。第一发明发明专利1项,实用新型1项,软件著作1项。独著1部。部分成果将在结题后发表。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(2)
代谢组学在胃癌研究中的应用进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国比较医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陶柱萍;李灿委;王雪雪;厉颖;张成桂;刘卫红;白丽;高鹏飞
  • 通讯作者:
    高鹏飞
IMPROVED BIOLOGICAL DENITRIFICATION METHOD FOR WASTEWATER TREATMENT
改进的废水处理生物反硝化方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Fresenius Environmental Bulletin
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Wei-Hong;Zhang Cheng-Gui;Gao Peng-Fei;Song Yan-Qiu;Huang Bi-Sheng;Yang Jian-Fang
  • 通讯作者:
    Yang Jian-Fang
Desertihabitans aurantiacus gen. nov., sp. nov., a novel member of the family Propionibacteriaceae
橙色荒漠菌属
  • DOI:
    10.1099/ijsem.0.003519
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Sun Ye;Wang Hao;Zhang Tao;Liu Wei-Hong;Liu Hong-Yu;Yu Li-Yan;Zhang Yu-Qin
  • 通讯作者:
    Zhang Yu-Qin
PREPARATION METHOD AND APPLICATION OF DENITRIFIED MICROBIAL AGENT
一种反硝化微生物菌剂的制备方法及应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Fresenius Environmental Bulletin
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Weihong;Song Yanqiu;Huang Bisheng;Yang Jianfang
  • 通讯作者:
    Yang Jianfang
The protective role of all-transretinoic acid (ATRA) against colorectal cancer development is achieved via increasing miR-3666 expression and decreasing E2F7 expression
全反式维甲酸 (ATRA) 对结直肠癌发展的保护作用是通过增加 miR-3666 表达和减少 E2F7 表达来实现的
  • DOI:
    10.1016/j.biopha.2018.05.015
  • 发表时间:
    2018-08-01
  • 期刊:
    BIOMEDICINE & PHARMACOTHERAPY
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Liu, Weihong;Song, Yanqiu;Yang, Jianfang
  • 通讯作者:
    Yang, Jianfang

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其他文献

高脂血症及动脉粥样硬化痰瘀演变的代谢组学研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中医杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘卫红;李文;游云;殷小杰;张蕾;王丽华;孙博;张琪;颜贤忠
  • 通讯作者:
    颜贤忠
“病证结合”多主要终点评价法在中医药临床研究中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    世界中医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡晶;刘卫红;张会娜;李博;张晓雨;商洪才
  • 通讯作者:
    商洪才
活血解毒中药对动脉粥样硬化小鼠血清PGI2 /TXA2及DNA 甲基化水平的干预作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    北京中医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    康群甫;刘卫红;任攀;周明学
  • 通讯作者:
    周明学
复方普洱茶饮料对动脉粥样硬化小鼠主动脉斑块的干预作用及血清TXA2 /PGI2 比值和DNA 甲基化水平的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国老年学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任攀;康群甫;刘卫红;周明学
  • 通讯作者:
    周明学
代谢组学在中医药研究中的应用进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    中国实验方剂学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高鹏飞;刘卫红;吴俊珠;尹爱武;刘光明
  • 通讯作者:
    刘光明

其他文献

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刘卫红的其他基金

内生微生物组对滇龙胆道地性的影响及作用机制的研究
  • 批准号:
    81960712
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    34 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
内生菌对滇龙胆道地性的影响及其机制初步研究
  • 批准号:
    81102806
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

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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