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1.
冰川土壤中的微生物是冰冻圈生态系统中的重要组成部分。南极纳尔逊冰川四周环海,临近海洋的物质输送和其他因素扰动改变了近岸土壤中部分理化因子,从而对土壤中的微生物群落产生影响。本研究采集了南极纳尔逊冰川不同近海距离处的土壤样品,并对其进行了细菌和古菌V4区扩增子测序以及宏基因组测序,探讨了不同近海距离的冰川土壤中的微生物群落结构和代谢潜能。物种多样性结果显示,不同位点的土壤微生物群落组成有所差异,但变形菌门、放线菌门、拟杆菌门等在冰川土壤样品中普遍存在且相对丰度较高。宏基因组分析结果显示,不同近海距离的冰川土壤微生物群落的功能基因分布不同,且能量代谢和跨膜运输等代谢途径的基因的丰度随着采样位点远离海洋而降低。冰川土壤中碳、氮、硫代谢分别以还原性柠檬酸循环、反硝化、同化硫酸盐还原途径为主,其中反硝化途径基因在所有样品中丰度较高。通过分箱组装获得了含有反硝化功能基因的基因组bin_71,并重构了其核心的代谢通路。本研究初步揭示了南极纳尔逊冰川土壤中微生物的群落结构及代谢潜能,为后续南极冰川土壤新物种的发现、功能基因的挖掘、以及探究全球气候变暖下海洋对沿海生态系统的影响提供了基础数据。  相似文献   
2.
循环水养殖可有效减少病原体的入侵,是我国水产养殖业发展的重要方向。为完善凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)循环水养殖系统,采用生态调控、16S rRNA高通量测序、宏基因组学分析与数理统计等方法,系统分析了对虾循环水养殖系统中水质指标变化与菌群结构和基因功能的关系。结果显示,养殖池水质指标包括温度、溶解氧、盐度、pH以及氨氮0.11~1.16mg/L,亚硝酸氮0.10~0.66mg/L,硝酸氮0.84~35.40mg/L均在安全范围内;经过63d养殖,凡纳滨对虾平均体重达到11.78g左右,产量为3.28kg/m3左右,存活率为69.59%左右。菌群结构与功能分析结果显示:在开始运行期与水质变化平稳期生物滤池中菌群结构差异较大。在开始运行期海杆菌属(31.37%)占绝对优势,而在平稳期则以分枝杆菌属(6.65%)、分枝菌酸杆菌属(6.39%)、食烷菌属(5.21%)、海杆菌属(3.36%)、中慢生根瘤菌属(2.30%)、红杆菌属(1.34%)、副球菌属(1.29%)等反硝化细菌和硝化杆菌属(1.17%)占据优势。通过比对KEGG数据库发现涉及碳水化合物代谢和氨基酸代谢的蛋白数目最多,说明异养反硝化菌需要利用多种碳源来执行反硝化功能。  相似文献   
3.
4.
以宏基因组技术探讨渤海秋冬季节病毒多样性   总被引:1,自引:0,他引:1  
为研究渤海海域病毒群落总体状况,本文以渤海的B47站表层海水为代表,对两个时间点(2010年9月,2011年12月)的病毒宏基因组做出全面分析。采集海水样品后过滤并经过切相流系统浓缩,提取DNA测序,再进行生物信息学分析,包括病毒组的种群分类、功能基因分析、系统进化分析等。分析结果指明,这两个时间点的病毒群落均由双链DNA病毒(97.75%,scaffold百分比)占据优势地位,其中尤以有尾噬菌体(80.86%,scaffold百分比)居多。按宿主区分,最大的一类病毒为聚球藻噬藻体(10.29%,scaffold百分比)。渤海病毒群落最为丰富的功能基因为复制、结合和修复基因,且冬季(33.77%,ORF百分比)大于秋季(16.39%,ORF百分比)。结果表明:在渤海病毒组中,(1)存在理论上只出现在亚热带海域的原绿球藻噬藻体;(2)物种组成、物种多样性、功能基因比例呈现季节变化;(3)相比远洋病毒组有一定独特性;(4)可能存在未知的T4-like病毒分支。  相似文献   
5.
A metagenomic fosmid library of approximately 52 000 clones was constructed to identify functional genes encoding cold-adapted enzymes. Metagenomic DNA was extracted from a sample of glacial meltwater,...  相似文献   
6.
The application of genomic approaches to marine biota has profoundly altered our understanding of life in the oceans, especially regarding concepts of adaptation, speciation and evolution. The avalanche of genomic data has provided an unbiased view of marine biology that has never been seen before. In particular, comparative and metagenomic approaches with microbes from different biogeochemical marine provinces provided the first insights into how they acquire and discard genes as needed, even across kingdom boundaries, in response to their environment. These data clearly reveal that marine microbes have remarkable abilities to change their genomes according to both environmental stresses and biotic interactions. Thus, it is most likely that the flux of energy and matter in the marine system is reflected by the presence or absence of genes and proteins in marine organisms, which could provide novel tools to understand biogeochemical processes of global significance. However, the challenge is to put the reductionistic knowledge gained by genomics and metagenomics into the larger contexts of cellular systems and ecosystems to identify emergent properties that could not have been predicted by breaking down the whole into its individual parts.  相似文献   
7.
The efficiency of the biological removal of carbon and nitrogen from leachates is determined by the activity of microbial populations present in biological reactors. In this work, a complete characterization of bacterial communities revealed by personal genome machine sequencing (PGM) has been carried out from different points of a nitrification–denitrification process operated in an urban landfill. The leachate fed to the treatment is a mixture of young leachate, old leachate, and effluent from an anaerobic digestion process, in a volume ratio of 1:0.9:0.12, respectively. The anoxic and oxic reactors are followed by an ultrafiltration step. Samples are taken from different points of the process. Results reveal the microbial diversity of the samples, which include detection of minority populations that are difficult to explore by other methods. Bacteria belonging to Bacteroidetes and Proteobacteria are dominant in all the samples analyzed. Proteobacteria represents more than 50% of the total population in all cases. Samples taken after the biological treatment show a significant reduction in the relative abundance of Firmicutes, Tenericutes, and Lentisphaerae phyla in comparation with the initial leachate. The relative abundance of the classes is also studied and the most abundant in the samples are β‐Proteobacteria and Flavobacteria.  相似文献   
8.
古环境DNA(ancient environmental DNA,简称ancient eDNA)指保存于古环境样品中的生物古DNA(ancient DNA,简称aDNA).与直接从古代生物遗存内获取的单一物种古DNA不同,古环境DNA为多种生物的混合DNA,常常以小片段DNA分子形式吸附在腐殖质和矿物颗粒上,主要从粪化石、牙结石、肠道残留物、冰川、冻土、泥炭、湖泊、海洋、洞穴和遗址沉积物等环境样品中获得.古环境DNA研究自1998年开始兴起,经历了早期的DNA条形码(DNA barcoding)古代物种鉴定,到DNA宏条形码(DNA metabarcoding)古代生物类群恢复,再到近期的鸟枪法宏基因组(shotgun metagenomic)古生态系统重建等发展历程,目前已形成了完善的研究体系,可以完成对古环境样品中大部分动物、植物和微生物物种的检测.相比于传统的动植物化石形态鉴定手段,古环境DNA研究具有样品用量少、方法简单快捷、不依赖于化石、一次实验可以确定大量物种信息等优势.目前,国际上的古环境DNA研究在古生态环境重建、古代农业发展、古代人类食性、人类扩散历史和人类活动对环境影响等环境考古领域的应用都取得了良好的进展并发表了大量成果,但国内相关研究还少有报道.本文综述了古环境DNA技术的发展、研究方法、应用方向及存在的问题等内容,认为随着古环境DNA研究技术的日趋完善,其在环境考古学中的应用前景也将更加广阔.  相似文献   
9.
微微型真核生物在海洋中广泛存在,是初级生产力的重要贡献者,也是微食物环的重要组成部分.由于微微型真核生物形体微小且不同种类缺乏明显形态学特点,故而难以利用电镜等传统方法精确研究其系统发生关系和种类组成.运用分子生物学技术直接对微微型真核生物种类组成进行研究已成为微微型真核生物多样性研究的重要方法.本文概述了目前世界范围内的微微型真核生物分子多样性研究进展以及我国在该领域中的研究状况.综述了微微型真核生物分子多样性研究中常用的靶标基因,包括18S rDNA和ITS序列等真核生物保守基因及psbA和rbcL等功能基因;常用的分子生物学方法,如克隆文库构建、DGGE/TGGE、PCR-RFLP/T-RFLP、FISH、宏基因组等;以及目前研究方法中存在的一些问题.  相似文献   
10.
湖泊微生物宏基因组学研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
罗建桦  陶晔  邢鹏  吴庆龙 《湖泊科学》2020,32(1):271-280
湖泊微生物作为湖泊生态系统重要组成部分,在局域和区域的元素循环中发挥着关键作用.由于自然环境中微生物之间的复杂关系和对微生物认知的片面性,可在实验室培养的湖泊微生物比例不足1%.近10年来,宏基因组学技术在微生物生态学研究中得到了广泛应用,不仅扩展了对湖泊微生物群落组成和多样性的认识,更揭示了湖泊微生物的功能多样性和微生物之间的相互作用.特别是基于宏基因组数据的分装(Binning)手段,可以获取大量湖泊中未培养微生物的基因组信息,用于后续的比较基因组、生态进化和培养组学等研究.随着宏基因组学相关学科和技术的不断发展,其将在湖泊微生物生态学基础理论研究和环境生物监测应用中发挥更为重要的作用,成为人类了解湖泊生态系统功能和维持机制的有力工具.  相似文献   
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