底栖动物扰动功能群组合对沉积物-水界面厌氧氨氧化过程的影响机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31901147
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 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:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The microbial anaerobic ammonia oxidation processes (Anammox) at the sediment-water interface are important for mitigating aquatic eutrophication. However, the existing research mainly focuses on the physico-chemical environmental influencing factors, ignoring the bioturbation effects of benthic animals which are widely distributed at this interface, especially the combined effects of different functional groups coexisting. Benthic macroinvertebrates with different perturbation functional groups will differentially modify the physical and chemical conditions of the interface; the combined bioturbation gourps may create more diverse micro-habitats based on complementary effects, increase the diversity of anaerobic ammonium oxidizing bacteria, thereby promoting the function of Anammox. This project intends to select the dominant benthic species that are widely co-existent in eutrophic water bodies as representatives of different macro-invertebrate functional groups. Under the driving effect of the combination of benthic bioturbation functional groups, the changes of physio-chemical environment characteristics of sediment-water interface and the response characteristics of Anammox bacteria were established , “the characteristics of benthic functional group combination-physical and environmental characteristics- Anammox bacterial community characteristics-Anammox rate" relationship model was built, the mechanism of interaction of benthic functional groups on the Anammox process was clarified. This project provides a theoretical basis for the formulation of nitrogen pollution control strategies and has important scientific significance for the protection and restoration of aquatic ecosystems.
沉积物-水界面的微生物厌氧氨氧化过程对缓解水体富营养化具有重要意义。但现有研究主要关注其理化环境影响因素,通常忽略了栖息在此界面的底栖动物的扰动作用,特别是不同扰动功能群共存时的组合效应。不同底栖动物会以其独特的扰动功能对此界面的理化条件进行差异性改造;其扰动功能群的组合可能会基于互补效应进一步营造出更加多样化的微生境,提高厌氧氨氧化细菌的多样性,促进其生长和代谢,进而对厌氧氨氧化功能产生正面影响。本项目拟选取富营养化水体中三种常见共存的优势底栖动物作为不同扰动功能群的代表,研究不同底栖动物功能群组合扰动下,沉积物-水界面理化环境特征的变化规律及厌氧氨氧化细菌对其的响应特征,建立“底栖动物扰动功能群组合-理化环境特征-厌氧氨氧化细菌群落特征-厌氧氨氧化速率”关系模式,阐明底栖动物扰动功能群组合对微生物厌氧氨氧化过程的影响机制。本项目可为氮污染控制策略的制定、水生生态系统的修复提供理论依据。

结项摘要

深入研究微生物厌氧氨氧化过程的影响机制对富营养化水体氮素污染的缓解、水生态环境的保护和修复具有重要的现实意义和紧迫性。但现有研究主要关注其理化环境影响因素,通常忽略了栖息在此界面的底栖动物的扰动作用,特别是不同扰动功能群共存时的组合效应。本项目以重庆市典型富营养化水体清水溪为研究地,选取三种常见共存的优势底栖动物(苏氏尾鳃蚓、摇蚊幼虫、椭圆萝卜螺)作为不同扰动功能群的代表,通过室内微宇宙系统实验, 利用微电极、同位素示踪、分子生物学等技术手段, 进行了底栖动物扰动对关键理化因子的影响研究,完成了对沉积物中微生物和Anammox功能菌的多样性和丰度的分析,发现摇蚊和螺增加了沉积物Anammox菌丰度,增加了沉积物Anammox菌所属的浮霉菌门(Planctomycetota)相对丰度;摇蚊幼虫、尾鳃蚓、螺均增大了Anammox速率,其组合扰动的沉积物Anammox速率(7.52-9.23 nmol N/(gh))比物种在单种时其速率叠加后的平均值更高(DT>0),其中摇蚊+螺组合沉积物Anammox速率最高。本研究建立了沉积物-水界面“底栖动物扰动功能群组合-关键理化因子-Anammox功能菌群落结构-Anammox脱氮速率”关系模式,即底栖动物扰动通过增加反应底物(NH4+和NO2-)、改善 DO 微环境和扩大增殖、代谢场所等方面促进了Anammox功能菌和脱氮功能菌的生长,进而增大Anammox速率,促进了脱氮过程。本研究验证了底栖动物为影响Anammox过程中重要的生物要素,不同功能群组合可能存在的互补效应促进了沉积物的Anammox过程。本研究为制定氮污染控制和底栖动物多样性保护策略提供了理论依据,对水生态系统保护和修复具有重要科学意义。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Meiofauna promotes litter decomposition in stream ecosystems depending on leaf species
小型动物根据叶子种类促进溪流生态系统中的凋落物分解
  • DOI:
    10.1002/ece3.6610
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Ecology and Evolution
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Fang Wang;Dunmei Lin;Wei Li;Pengpeng Dou;Le Han;Mingfen Huang;Shenhua Qian;Jingmei Yao
  • 通讯作者:
    Jingmei Yao
Nitrogen removal enhanced by benthic bioturbation coupled with biofilm formation: A new strategy to alleviate freshwater eutrophication
底栖生物扰动和生物膜形成增强脱氮:缓解淡水富营养化的新策略
  • DOI:
    10.1016/j.jenvman.2021.112814
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Environmental Management
  • 影响因子:
    8.7
  • 作者:
    Wei Yang;Jingmei Yao;Yan He;Yuyue Huang;Huazu Liu;Yue Zhi;Shenhua Qian;Xiaoman Yan;Shuai Jian;Wei Li
  • 通讯作者:
    Wei Li
Effect of microplastics on ecosystem functioning: Microbial nitrogen removal mediated by benthic invertebrates
微塑料对生态系统功能的影响:底栖无脊椎动物介导的微生物脱氮
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2020.142133
  • 发表时间:
    2021-02-01
  • 期刊:
    SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Huang, Yuyue;Li, Wei;Yao, Jingmei
  • 通讯作者:
    Yao, Jingmei
底栖动物(苏氏尾鳃蚓 Branchiura sowerbyi 和椭圆萝卜螺Radix swinhoei)对不同氮负荷程度沉积物脱氮的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高杰;黄屿玥;韦冰;史思捷;姚婧梅
  • 通讯作者:
    姚婧梅
三峡库区城市富营养化河流凋落物的混合分解效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    豆鹏鹏;林敦梅;王芳;黄屿玥;高杰;杨巍;韦冰;李伟;姚婧梅
  • 通讯作者:
    姚婧梅

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

碳纳米管界面改性超滤膜的抗污机理解析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王蝶;王小洋;陈曦;韩旻媛;王钰婷;向文毓;姚婧梅;韩乐
  • 通讯作者:
    韩乐

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码