《水-沉積物界面微生物與磷的作用機制研究》是屈建航為項目負責人，河南工業大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水-沉積物界面微生物與磷的作用機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：屈建航
- 依託單位：河南工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磷是水體富營養化的限制性因素，而沉積物是水體系統的內源磷庫，微生物作為自然界物質循環的主要推動力，水-沉積物界面的微生物作用是剖析水體富營養化生物作用機制的關鍵，但目前水-沉積物界面上微生物與磷的作用關係仍未明確，研究薄弱，成為該領域研究發展的瓶頸。本項目擬在原有研究基礎上，針對偶聯微生物生長與磷形態遷移轉化的各主要理化因素，通過系列模擬研究，鑑定不同理化條件下水-沉積物界面的細菌群落結構、種屬演替規律、關鍵酶等生物學特徵，以及磷的物質形態遷移轉化規律，明確細菌群落與磷的具體關聯性，並結合野外生態驗證，以期探索水-沉積物界面微生物-理化-磷的作用機制，為揭示水體富營養化的機理和水體的深層治理提供依據。
結題摘要
針對水-沉積物界面微生物作用是揭示水體富營養化生物作用機制的關鍵和瓶頸，本項目以我國典型的富營養化湖泊—太湖為對象，對不同營養化區域、不同季節，分析了水-沉積物界面上覆水和間隙水的磷（P）、pH及鹼性磷酸酶（ALP）的時空分布特徵及相關性；結合DGGE和16S rRNA基因克隆文庫的分子生態學方法、以及傳統的分離培養方法，研究了原生態的微生物種群時空演替；進而在實驗室條件下，模擬研究不同pH、溫度、鹽度、以及解磷菌、聚磷菌、整體微生物群落對水-沉積物界面磷物質循環的影響。結果表明，太湖原生態水-沉積物界面P、pH和ALP具有明顯的季節和空間異質性，採樣點和季節對參數影響最顯著，上覆水P與ALP和pH顯著相關；界面沉積物中以變形桿菌為主，且在不同位點、不同季節存在明顯的演替規律，如Polaribacter sp.等菌屬更多出現在高營養區域，季節性減少。模擬研究結果表明，鹼性pH、高溫、高鹽度可以加速沉積物P向上覆水的釋放，解、聚磷細菌等微生物活動加速沉積物P的釋放，貧營養時提高上覆水P含量，而在營養豐富時通過生長利用而降低上覆水P含量，並引起pH的不同改變。微生物、P、pH作用規律，與原生態具有一定一致性。研究中發現和鑑定細菌新種屬2株，分別為Geodermatophilus taihuensis sp. nov.（CGMCC 1.12303）和Sediminicoccus rosea gen nov. sp. nov. （CGMCC 1.12302），分離高效聚磷細菌WK-3和解磷細菌21-III，完成了菌種鑑定和發酵條件最佳化。研究結果為進一步揭示水-沉積物界面磷循環和水體富營養化的生物作用機制奠定了基礎。
