湿地微生物

湿地微生物资源邓新楠20131102103一、湿地的概念与作用二、湿地的分类三、我国湿地的现状四、湿地微生物研究现状五、湿地主要微生物的类群及其应用六、芦苇湿地相关介绍湿地湿地：湿地系统指，不问其为天然或者人工、长久或暂时性沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有静止或流动、或为淡水、或为半成水体者，包括低潮时不超过6m的海水水域。作用：湿地与人类的生存和发展有着密切的关系。它可以提供人类直接利用的持续高产的粮食作物和植物。它既是陆地上的天然蓄水库又是众多野生动植物特别是珍惜水禽的繁殖越冬地，在蓄洪防旱、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、降解环境污染等方面都发挥着极其重要的作用。湿地的概念与作用大类湿地类型1.沼泽湿地：a.藓类沼泽b.草本沼泽c.沼泽化草甸d.灌丛沼泽e.森林沼泽f.内陆盐沼g.地热湿地h.淡水泉或绿洲湿地2.湖泊湿地：a.永久性淡水湖b.季节性淡水湖c.永久性咸水湖d.季节性咸水湖3.河流湿地:a.永久性河流b.季节性或间歇性河流c.泛洪平原湿地4.滨海湿地：a.浅海水域b.潮下水生层c.珊瑚礁d.岩石性海岸e.潮间沙石海滩f.潮间淤泥海滩g.潮间盐水沼泽h.红树林沼泽i.海岸性咸水湖j.海岸性淡水湖k.河口水域l.三角洲湿地天然湿地人工湿地1.水产池塘2.水塘3.灌溉地4.农用泛洪湿地5.盐田6.蓄水区7.采掘区8.废水处理场所9.运河、排水渠10.地下输水系统中国湿地的现状中国湿地面积广阔，类型繁多。天然湿地类型主要包括沼泽、泥炭地、湿草甸、浅水湖泊、高原咸水湖泊、盐沼以及海岸滩涂等。总面积2500万h㎡，占国土面积的2.6%。目前全国已建立132个湿地自然保护区。1992年中国政府正式加入《湿地公约》组织，并制定黑龙江省扎龙国家级自然保护区、吉林省向海国家级自然保护区、江西省鄱阳湖国家级自然保护区、湖南省洞庭湖国际级自然保护区、海南省东寨港国家级自然保护区、青海省鸟岛自然保护区列入国际重要湿地名录。我国尚属于湿地研究的起始阶段。作为湿地生态系统中极为重要的微生物，由于多重因素的影响导致其研究进展还很缓慢。目前，有关淡水湿地微生物方面的研究报道不多，国家林业局野生动植物保护司编写的《湿地管理与研究方法》中有关微生物的内容仅1000余字，且都是关于土壤方面的。在中国湿地植被编辑委员会编著的《中国湿地植被》一书中，关于湿地微生物方面的研究内容也是土壤方面的，而关于湿地中水体微生物只粗略地介绍了沼泽、池塘、湖水、微生物的数量变化，缺少湿地微生物在动物、植物、空气等诸多生态环境中的分布、种类等相关内容。从现有的研究中不难看出，我国目前尚没有针对具体的湿地类型所特有的土壤、植被、水文等环境因素以及对湿地微生物加以研究的成果。我国湿地微生物研究现状湿地主要微生物的类群及其应用一、真菌自1929年英国学者Fleming发现真菌产青霉素以来，人们从真菌中不断发现了许多结构新颖、具有显著生物活性的物质。据不完全统计，真菌产生的活性物质已达8600多种。总数约为2125万种的微生物活性代谢产物中，真菌来源的代谢产物约占38%。当前研究的活性物质主要包括萜类、生物碱、苯丙素类、黄酮类、甾体、醌类、糖类、有机酸类、脂类、肽类物质等。1,3-葡聚糖最经已被鉴定为抗肿瘤、抗艾滋病或免疫刺激性化合物。从红树林内生成真菌Stysanuslikesp.发酵培养液中分离到hyposylinA、hyposylinB和具有强生理活性的生物胺类次级代谢产物。酵母葡聚糖二、放线菌肖静等从红树环境中分离得到了小单孢菌属、马杜拉放线菌属及拟诺卡氏菌属等稀有放线菌共163株，其中有8株对4种以上的指示菌有抑制作用，26株对3种肿瘤细胞具有强抑制作用，尤其是菌株MGR133具有抑制5种指示菌的抗菌活性和抑制3种肿瘤细胞的细胞毒活性。潜在的链毒菌新种菌株MGR035发酵液对肿瘤细胞有抑制作用，暗示了对这些菌株的次级代谢产物都具有深入研究的价值。三、细菌人们发现海滨湿地细菌具有拮抗和溶菌作用，这只是陆源致病菌迅速死亡；它们可直接用作海洋经济动物的饵料；细菌参与对各种海洋物质的腐蚀、变性、污秽和破坏过程；可以利用细菌的代谢活动来改善被毒化的养殖环境，如氨的氧化等。芦苇湿地芦苇湿地是重要的湿地类型，具有巨大的物质循环和能量流动等功能，对研究全球范围的碳循环与温室气体的内在联系具有重要意义。芦苇的光合作用过程使无机碳转化成植物形式的有机碳。芦苇湿地有机质经微生物矿化生成CO2，厌氧条件下经微生物作用产生CH4，微生物有机残体经分解作用产生CO2和CH4，这些分解物被直接释放到大气中，因此，芦苇湿地也可成为温室气体的释放源。相关研究表明，芦苇湿地甲烷释放量大约为光合作用固定CO2的4%，仅占湿地固碳的9%；结合CH4和CO2的全球增温潜势和摩尔比分析表明，芦苇湿地生态系统在稳定生长的几十年内为净碳汇效应。甲烷分子的结构图甲烷在自然界分布很广，是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用作燃料及制造氢气、碳黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。中文名称：甲烷英文名称：methane;CH4定义：一种主要由稻田和湿地释放出来的温室气体。虽然大气中甲烷的含量仅为二氧化碳的1/27,但每摩尔甲烷引起气候变化的作用是每摩尔二氧化碳的20~30倍。因此,减少甲烷排放要比减少等量的二氧化碳排放,对减少温室效应的贡献要大的多。产甲烷菌产甲烷菌是转型厌氧菌，属于古菌域，广域古菌界，宽广古菌门。1974年《伯杰氏细菌坚定手册》中将其归属于1科、3属、9种。截止2009年已发展为4目、12科、31属。根据形态差异、休眠阶段类型、胞质内膜精细结构和一些生理特征的不同,甲烷氧化菌分为：甲基单胞菌属(Methylomonas)甲基细菌属(Methylobacter)甲基球菌属(Methylococcus)甲基孢囊菌属(Methylocytis)甲基弯曲菌属(Methylosinus)甲基微菌属(Methylomicrobium)甲烷氧化细菌根据形态、GC%、代谢途径、膜结构、主要磷脂酸成分等系列特征,可将甲烷氧化菌分为二种:Ⅰ型和Ⅱ型Ⅰ型甲烷氧化菌包括Methylomonas、Methylobacter、Methylococcus、Methylomicrobium、Methylocadum、Methylosphaera等6属,它们利用5-磷酸核酮糖途径(RuMPPathway)同化甲醛,主要含16-C脂肪酸,胞内膜成束分布。Ⅱ型菌同化甲醛的途径是丝氨酸途径(Serinepathway),其占优势脂肪酸为18-C脂肪酸,胞内膜分布于细胞壁的周围。如Methylosinus和Methylocystis污泥总DNA的提取甲烷菌功能基因的扩增带GC-夹引物对功能基因进行扩增DGGE电泳分析后期工作主要研究内容基于功能基因pmoA的PCR和DGGE的分子生物方法为污泥干化芦苇床甲烷氧化菌群落结构多样性的检测提供了更为全面和精确的手段，并且可以专一性标记具有特定功能的微生物，克服了系统发育分散的问题。在芦苇稳定污泥过程中，芦苇通过根系供氧、分泌有机物及根际效应等作用,在一定程度上改变了污泥干化芦苇床甲烷氧化菌的多样性。污泥干化芦苇床系统中只存在未培养的I型甲烷氧化菌。但是，随着污泥干化芦苇床不断运行，污泥中的氮、磷的浓度逐渐降低，本研究可推测：在未来一段时间内，污泥干化芦苇床可能存在II型甲烷氧化菌；有通气管的芦苇床人工湿地更能有效氧化甲烷，减少甲烷的排放，为进一步合理设计芦苇床人工湿地，减少甲烷的排放，奠定了科学的基础。研究所得结论谢谢