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小型双色球中奖概率的抵抗力和弹性

诺鲁胡达·穆罕默德·拉姆利博士 克里斯托斯·吉斯(Christos Giatsis)博士 法蒂玛·尤索夫(Fatimah Md Yusoff)博士 约翰·佛瑞斯(Johan Verreth)博士 马克·韦德海姆博士

结果表明,藻类可用于操纵细菌群落

小规模双色球中奖概率
这项研究的结果表明,微藻可用于操纵双色球中奖概率系统中的细菌群落。

系统的稳定性可以描述为在不断变化的条件下保持其功能的能力。在循环水产养殖系统(双色球中奖概率)的背景下,水质是与稳定性相关的重要功能。稳定性的两个属性是系统抵抗力(承受干扰的能力)和弹性(系统恢复到扰动前状态的速度)。在双色球中奖概率中,可能会发生诸如pH值,氧气和温度变化之类的干扰,从而影响稳定性。

研究表明,稳定的双色球中奖概率与稳定的细菌群落有关,因为细菌群落在维持水质中起着核心作用。另外,已知细菌与水中的其他微生物相互作用,这可能影响细菌群落的稳定性。因此,在本研究中,我们基于微藻和硝化细菌对铵的共同依赖,假设微藻可以提高双色球中奖概率的稳定性。

许多研究表明,微藻与细菌的结合可以导致更稳定的系统,废水处理中的微藻-细菌群落证明了这一点。在废物处理池中,微藻种群的存在对于稳定与好氧细菌的共生关系非常重要。

本文–摘自 原始出版物 –评估了微藻对双色球中奖概率稳定性的作用。通过将水的pH值从7降低到4达三个小时,我们对带有藻类(双色球中奖概率 + A)和没有藻类(双色球中奖概率-A)的双色球中奖概率进行了压力处理。通过评估水质来计算双色球中奖概率对pH扰动的抵抗力和恢复力。此外,比较了双色球中奖概率 + A和双色球中奖概率-A的细菌群落,以确定可以解释双色球中奖概率稳定性的机制。

研究设置

该实验在马来西亚普特拉大学生物科学研究所海洋生物技术实验室进行。在实验中,使用了八个循环水产养殖系统(双色球中奖概率)。在进行该实验之前,双色球中奖概率已经运行了10周。

四个带藻类的双色球中奖概率(双色球中奖概率 + A)包括一个鱼缸(65升),一个用于去除粪便固体的水力旋流器,一个带生物滤料的移动床反应器,两个带藻类和污水池的罐单元。四个不含藻类的双色球中奖概率(双色球中奖概率-A)具有与双色球中奖概率 + A相同的配置,只是藻类罐中仅装满了水。来自移动床反应器的水流入两个藻类池,每个藻池接收一半的水流(每分钟3升)。来自藻类池的水流到污水坑,从那里被泵送到鱼缸。附生藻类(纳豆菌)并入双色球中奖概率中-选择它来代替浮游藻类,以便可以使双色球中奖概率中悬浮藻类的密度保持足够低,以避免堵塞管道和生物过滤器。

实验包括压力前后的一段时间。在压力(d-1)之前,将八个双色球中奖概率系统分为两种处理方法:有(双色球中奖概率 + A)的双色球中奖概率和没有藻类的双色球中奖概率(双色球中奖概率-A)。第二天(第0天),将来自每个处理的两个重复样本置于压力下(+ S),另两个重复样本作为对照(无压力样本,-S)。施加的压力源需要在三到四小时内将pH从7逐渐降低到4,然后在pH 4下保持3h,然后在两到三小时内将pH恢复到7。因此,施加pH应激源的整个操作总共持续了8到10个小时。

有关实验设置和程序,微生物分析(DNA提取,PCR和16 S rRNA宏基因组学),数据处理和统计分析的详细信息,请参阅原始出版物。

结果与讨论

总氨氮(TAN),亚硝酸盐氮(NO2-N)和硝酸盐氮(NO3-N)在采样位置之间。施加压力源后,所有系统中的TAN浓度立即增加(图1a)。进行排水以控制压力系统中的TAN含量。但是,还必须执行相同的排水程序来控制处理(无压力的双色球中奖概率)。排水可能会导致细菌冲刷并影响硝化细菌。这可能是第7天后对照治疗中TAN升高的原因。

TAN浓度的显着差异是由藻类,压力源和天数所引起的,而与样品位置无关。在双色球中奖概率中,可以通过三个过程除去铵。通过硝化作用转化为亚硝酸盐,然后转化为硝酸盐,固定在细菌和古细菌生物量中,并被藻类吸收。由于实验无法区分哪个过程导致了双色球中奖概率中TAN的减少,因此表观TAN转化是用于描述该过程的术语。表观TAN转化率(图1b)显着受到因素应激因素的影响。同时,亚硝酸盐浓度的显着差异是由藻类,压力源和天数引起的,而不是由样品位置引起的。

小规模双色球中奖概率
图1:循环水产养殖系统(双色球中奖概率)中总氨氮(TAN)(mg / L)的平均值和标准偏差(SD)。 (a)(TAN)浓度(mg / L)。标有星号*的点显示藻类和非藻类处理之间的显着差异,标有星号的点“显示每天压力和非压力处理之间的显着差异,p<0.05。 (b)TAN转化率(mg / L /天)。

结果表明,将双色球中奖概率中的pH从pH 7降低到pH 4并保持3小时会破坏双色球中奖概率 + A和双色球中奖概率-A中细菌群落的功能,这是由于施加压力后水质恶化所致。

双色球中奖概率 + A和双色球中奖概率-A对急性pH下降的抵抗力对于表观TAN和亚硝酸盐转化率均无显着差异。 TAN转化的回弹性得到了相同的结果。但是,双色球中奖概率 + A的亚硝酸盐转化能力明显高于双色球中奖概率-A。因此,我们得出的结论是,两种处理方法的铵转化效率没有差异。

但是,由于双色球中奖概率 + A中亚硝酸盐和硝酸盐的浓度显着低于双色球中奖概率-A中的浓度,这可能表明藻类可能吸收了一些铵,因此可用于硝化的铵较少,随后将更少的铵转化为亚硝酸盐和硝酸盐。此外,双色球中奖概率 + A中亚硝酸盐转化的回弹力明显高于双色球中奖概率-A,这表明藻类对双色球中奖概率水质具有积极影响。

关于藻类对铵的吸收率,我们的结果表明,实验中580 mg的藻类生物量可能吸收了37 mg的铵,这大约是双色球中奖概率产生的TAN的2.5%。当微生物群落受到压力时,藻类吸收铵盐可能会稳定系统,并导致双色球中奖概率 + A中的亚硝酸盐含量低于双色球中奖概率-A。

这项研究的结果强烈表明,藻类会影响双色球中奖概率中的细菌组成和功能,因为在压力后的第20天也观察到了藻类的作用。细菌群落的排序表明,来自双色球中奖概率 + A的细菌群落与双色球中奖概率-A的细菌群落是分离的。当比较藻类,位置和应激源之间的细菌群落时,结果表明,所有因子的细菌群落都存在显着差异。

对于d-1,双色球中奖概率 + A和双色球中奖概率-A之间的差异为34%,而在d20上的差异为44%。 15个操作分类单位(OTU;用于对密切相关的个人进行分类的操作定义)在处理之间的总差异中占前10%(图2)。 分枝杆菌 sp。和 新鞘氨醇 sp。是两组在应激后d-1和d20时双色球中奖概率-A始终高于双色球中奖概率 + A。与此同时, 微细菌科, 黄单胞菌科 and Verrucomicrobiaceae 应力后,在d-1和d20的双色球中奖概率 + A中,双色球中奖概率 + A始终高于双色球中奖概率-A。

小规模双色球中奖概率
图2:有(+ A)和没有(-A)藻类的循环水产养殖系统(双色球中奖概率)之间的操作分类单位(OTU)不同。 (a)压力前一天(d-1)。 (b)压力后20天(d20)。这些图显示了导致总差异性最高的OTU的前10%。 OTU身份旁边写的许多百分比(%)表示对双色球中奖概率之间差异的贡献百分比。

从结果来看,造成双色球中奖概率 + A和双色球中奖概率–A之间差异的大多数判别细菌是异养细菌。这可能意味着不同的细菌组成可能是由系统中有机营养素的动态引起的。这是非常合理的,因为异物(任何异物或外来化学物质)的降解和代谢是双色球中奖概率 + A和双色球中奖概率-A之间的最高判别功能。异种生物化合物通常被称为对环境不是天然的化学物质,被视为环境污染物。

在双色球中奖概率 + A中占优势的细菌具有降解微藻起源的有机营养的能力,我们的数据表明藻类的存在会刺激细菌物种,这些细菌会代谢藻类释放的有机化合物。

我们确定 亚梭菌科硝化螺菌 作为参与自养硝化的细菌;对于异养硝化和反硝化, 红球菌金细菌, 芽孢杆菌, 不动杆菌 and 假单胞菌 是涉及的细菌群(S6 Fig)。存在的 亚梭菌科 在所有双色球中奖概率中几乎可以忽略不计。与双色球中奖概率 + A相比,双色球中奖概率-A中这些细菌的变化更多。但是,这些细菌的相对丰度在双色球中奖概率-A和双色球中奖概率 + A之间没有显着差异。这些细菌占细菌总数的3.5%至10%,它们的存在不受藻类的影响。

受藻类影响的细菌主要来自异养类。预期藻类浓度太低以至于无法减少TAN的有效性以进行硝化以测量效果。因此,将来应该进行允许藻类生物质更高地固定铵的实验,以便能够测量藻类对硝化器的影响。

观点

这项研究的结果表明,在急性pH扰动后,有或没有藻类的双色球中奖概率在恢复应激前维持低铵水平方面具有相同的抗性和弹性。藻类支持双色球中奖概率,以在干扰前后将亚硝酸盐浓度保持在较低水平。

在这方面,我们得出结论,双色球中奖概率 + A具有比双色球中奖概率-A更好的稳定性。藻类影响双色球中奖概率中的细菌群落组成,导致在双色球中奖概率 + A中发现更多与藻类相关的细菌。这强烈表明藻类可用于操纵双色球中奖概率中的细菌群落。


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