源头河流砂质基质粒径结构对河流反硝化潜力的影响和关键微生物过程研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31870452
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0306.生态系统生态学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The denitrification potential of headwater rivers got more attention by the researchers, because their length and area are much higher than high-grade rivers. Relative to the high-grade rivers or estuary areas, headwater rivers matrix has more particle size heterogeneity and their particle size structure is easily affected by human activities such as land usage change, dam building, and sand mining. Therefore, matrix particle size structure will be one of the key environmental factors to determine denitrification potential. However, researches relevant to the effects of matrix grain size structure on river denitrification process and related key microbial research are rarely reported. This study intended to choose two typical headwater rivers (poor nutrition VS rich nutrition) as the research object, through field investigation and control experiment (artificial matrix method), combined with isotope pairing technique, quantitative PCR and T-RFLP (terminal-restriction fragment length polymorphism) to explore the effects of sand grain size structure, including size composition and heterogeneity, on river denitrification potential, and at the same time to clarify the denitrifying microorganism community structure and function genes (nirK, nirS) expression. The research will provide new knowledge of denitrification processes and its associated environmental factors and microbial processes in river ecosystem.
由于源头河流的长度和面积占比较高,他们的脱氮潜能越来越受到研究者的关注。相对于高等级河流或河口区域,源头河流基质粒径异质性较大且容易受到人类活动(如土地利用方式转变、筑坝和采砂)的干扰。因此,在研究源头河流的反硝化作用过程中,基质粒径将会是一个关键的环境因子。但是,目前关于河流基质粒径结构对河流反硝化作用和相关的关键微生物过程研究鲜有报道。本研究拟以两条典型源头河流(贫营养VS富营养)为研究对象,通过野外调查和控制实验(人工基质法),结合同位素配对技术、定量PCR及结合T-RFLP技术探究源头河流砂质基质粒径结构(组成和异质性)对河流反硝化潜力的影响,并同时阐明其对反硝化微生物群落结构和功能基因(nirK、nirS基因)表达的影响,本研究将加深我们对河流生态系统反硝化潜力与环境因子和关键微生物过程的认识。

结项摘要

河流沙质沉积物已经被证实为生物地化循环的热点区域。沉积物粒径、流速、上覆水理化特征及沉积物运动等共同驱动了沙质沉积物的生物地化循环过程。本研究聚焦粒径特征对沙质沉积物反硝化过程的影响,通过野外调查实验和野外原位控制实验研究粒径结构变化对反硝化微生物、功能基因和反硝化速率的影响。研究结果表明:无论是中值粒径还是粒径异质性的改变对总微生物(16S rRNA)和反硝化微生物(nirK, nirS, and nosZ)群落结构、反硝化功能基因(nirK, nirS, and nosZ)丰度和反硝化速率均无显著性影响,而上覆水化学特征决定了反硝化微生物群落结构和反硝化速率;反硝化微生物分类单元和反硝化功能基因丰度与反硝化速率解耦合。本研究改变了传统观点粒径特征对氮循环过程的影响,提出了粒径的影响可能存在阈值。本研究结果加深了我们对沙质沉积物氮循环的认识。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Denitrification of Permeable Sand Sediment in a Headwater River Is Mainly Influenced by Water Chemistry, Rather Than Sediment Particle Size and Heterogeneity.
源头河流渗透性沙沉积物的反硝化主要受水化学影响,而不是沉积物粒径和非均质性
  • DOI:
    10.3390/microorganisms9112202
  • 发表时间:
    2021-10-22
  • 期刊:
    Microorganisms
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Wang W;Wang X;Shu X;Wang B;Li H;Zhang Q
  • 通讯作者:
    Zhang Q
Microbiome of permeable sandy substrate in headwater river is shaped by water chemistry rather than grain size and heterogeneity
源头河流渗透性沙质基质的微生物组是由水化学而不是颗粒大小和异质性决定的
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2021.146552
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Wang Weibo;Hu Mingming;Shu Xiao;Li Hua;Qi Wenhua;Yang Yuyi;Zhang Quanfa
  • 通讯作者:
    Zhang Quanfa
Cu-NiR与cd_1-NiR--两类反硝化亚硝酸还原酶研究进展
  • DOI:
    10.11913/psj.2095-0837.2021.30324
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    植物科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王宝茹;王旭;王伟波;唐东山
  • 通讯作者:
    唐东山

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    2016
  • 期刊:
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  • 通讯作者:
    王伟波
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张宝生

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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

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          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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