养殖池塘中产毒微囊藻SNP基因型组成与其种群竞争力及产毒特征的关联性分析与应用

批准号:
31772857
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
毕相东
依托单位:
学科分类:
C1904.渔业资源与保护生物学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
张树林、戴伟、马志宏、张达娟、吴疆、董少杰、刘琦、刘斌、王雪莹
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中文摘要
产毒微囊藻的种群竞争力及产毒特征是其基因型组成与外界环境互作的综合结果,且相比于环境因素的影响作用,基因型组成是决定着微囊藻种群竞争力及产毒特征的关键性内源因素。由于对多态位点识别力差等局限,现有的产毒微囊藻基因分型技术无法准确地揭示产毒藻株基因型与其种群竞争力及产毒特征间关联性。本项目拟在筛查出产毒微囊藻mcy基因簇SNP位点基础上明确产毒微囊藻SNP基因型类别;随后在室内初步掌握SNP基因型与其种群竞争力及产毒特征间关联基础上,明确水华形成过程中养殖池塘内产毒微囊藻SNP基因型组成与其种群竞争力及产毒特征间关联性,结合水体理化指标,建立起基于产毒微囊藻SNP基因型组成的养殖池塘微囊藻水华危害的前瞻性预警模型。研究结果将为养殖池塘产毒微囊藻危害的预警及应急防控工作提供准确高效的预警模型及参考数值,对科学地恢复健康养殖生态系统具有重要意义,进而实现最大程度地降低微囊藻水华对淡水养殖的危害。
英文摘要
Competitive ability and toxin characteristic of toxic Microcystis population are the results of genotypes composition interaction with environmental factor. Furthermore, comparing to environmental factor, genotypes composition, as key endogenous factor, determine the competitive ability and toxin characteristic of toxic Microcystis population. Because of poor discernment of polymorphic sites, existing genotyping techniques could not reveal the correlation among genotype and competitive ability, toxin characteristic of toxic Microcystis population accurately and efficiently. The purpose of present project is to (1) figure out SNP genotypes of toxic Microcystis population based on screening out of all SNP of microcystin biosynthesis gene cluster; (2) figure out the correlation among SNP genotypes composition and competitive ability, toxin characteristic of toxic Microcystis population in aquaculture ponds based on preliminarily grasping the correlation of SNP genotype and competitive ability, toxin characteristic using the experimental ecological method; (3) establish foresight forewarning model of Microcystis blooms harm based on SNP genotypes composition of toxic Microcystis population combining with physical and chemical characteristics of aquaculture waters. The results of present project will provide precise and high-efficient foresight forewarning model of Microcystis blooms harm and reference data for forewarning and emergency prevention and disposal, which has important significance to restoring healthy ecosystem of aquaculture pond, and then achieving the goal of harm reduction of Microcystis bloom to freshwater aquaculture to the most extent.
产毒微囊藻的种群竞争力及产毒特征是其基因型组成与外界环境互作的综合结果,且相比于环境因素的影响作用,基因型组成是决定着微囊藻种群竞争力及产毒特征的关键性内源因素。本项目在明确养殖池塘MCs时空分布及养殖动物机体MCs积累特征等基础上,研究发现(1)自养殖池塘分离鉴定出若干产毒微囊藻藻株;(2)共培养实验表明产毒微囊藻的种群竞争力非常明显地优于非产毒微囊藻;(3)不同产毒微囊藻藻株产毒量及合成毒素类型差异明显,可划分为6种产毒类型;(3)采用LA-PCR扩增测序获得产毒微囊藻mcy基因簇全长序列,结合其产毒特征可将不同产毒微囊藻藻株初步划分为6种SNP/InDel基因型,具体为MP/MC-RR、MP/MC-LR、HP/MC-RR、LP/MC-RR、HP/MCs、LP/MCs;(4)采用Taqman双标记荧光探针法和Cycling探针法建立起3组两重荧光定量PCR基因分型方法,分型检测特异性和敏感性均较高,同时制备出用于养殖池塘产毒微囊藻基因型定量分析所需的阳性质控标准品;(5)采用项目组建立的荧光定量PCR基因分型方法,原位分析发现对虾养殖池塘产毒微囊藻SNP/InDel基因型随时间变化有明显的演替现象;(6)结合养殖池塘水体理化指标,采用支持向量机回归(SVR)理论和方法建立的预测模型可以很好地模拟养殖池塘中产毒微囊藻SNP/InDel基因型及产毒特征变化规律,模型精度与稳定性均较高。研究结果将为养殖池塘产毒微囊藻危害的预警及应急防控工作提供准确高效的预警模型及参考数值,对科学地恢复健康养殖生态系统具有重要意义,进而实现最大程度地降低微囊藻水华对淡水养殖的危害。
期刊论文列表
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会议论文列表
专利列表
Analysis of the microcystin-LR production ability of metagenomic mcy genes in freshwater aquaculture ponds focusing on the abundance of metagenomic mcy genes and SNP
淡水养殖池塘宏基因组mcy基因产微囊藻毒素-LR能力分析,重点关注宏基因组mcy基因丰度和SNP
DOI:10.15666/aeer/1901_237248
发表时间:2020
期刊:Applied Ecology and Environmental Research
影响因子:0.7
作者:Shaojie Dong;Xiangdong Bi;Junyi Zhang;Wei Dai;Peipei Zhang;Keru Zhou;Xueying Wang;Dajuan Zhang
通讯作者:Dajuan Zhang
DOI:10.2166/wst.2021.071
发表时间:2021-03
期刊:Water science and technology : a journal of the International Association on Water Pollution Research
影响因子:--
作者:W. Dai;Gao Chen;X. Bi;Huairong Zhong;Xueying Wang;S. Dong;D. Lv;Shulin Zhang;Dajuan Zhang;Na Wang
通讯作者:W. Dai;Gao Chen;X. Bi;Huairong Zhong;Xueying Wang;S. Dong;D. Lv;Shulin Zhang;Dajuan Zhang;Na Wang
MICROCYSTIN CHANGES AND PROTEOMIC RESPONSES OF MICROCYSTIS AERUGINOSA EXPOSED TO CADMIUM DURING COLONY FORMATION
铜绿微囊藻在菌落形成过程中暴露于镉的微囊藻毒素变化和蛋白质组反应
DOI:10.15666/aeer/1705_1062310636
发表时间:2019
期刊:Applied Ecology and Environmental Research
影响因子:0.7
作者:Bi X D;Dai W;Sun J S;Jia N
通讯作者:Jia N
Microcystins distribution, bioaccumulation, and Microcystis genotype succession in a fish culture pond
养鱼池中微囊藻毒素的分布、生物累积和微囊藻基因型演替
DOI:10.1016/j.scitotenv.2019.06.156
发表时间:2019-10-20
期刊:SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
影响因子:9.8
作者:Bi, Xiangdong;Dai, Wei;Wu, Miao
通讯作者:Wu, Miao
Serine/threonine Kinases Play Important Roles in Regulating Polyunsaturated Fatty Acid Biosynthesis in Synechocystis sp. PCC6803.
丝氨酸/苏氨酸激酶在调节合成细胞藻中的多不饱和脂肪酸生物合成中起着重要作用。 PCC6803。
DOI:10.3389/fbioe.2021.618969
发表时间:2021
期刊:Frontiers in bioengineering and biotechnology
影响因子:5.7
作者:Chen G;Cao Y;Zhong H;Wang X;Li Y;Cui X;Lu X;Bi X;Dai M
通讯作者:Dai M
对虾养殖池塘底泥微生物厌氧降解微囊藻毒素(MCs)的协同代谢机制研究
- 批准号:32172978
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:毕相东
- 依托单位:
重金属离子在微囊藻群体形成中的作用机制
- 批准号:31300393
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:毕相东
- 依托单位:
国内基金
海外基金
