艾比湖湿地建群植物根际氨氧化微生物的时空分布格局及嗜纤维素粘细菌的分离鉴定

论文摘要

艾比湖湿地因其独特的湿地荒漠生态系统,成为了新疆北部地区的气候调节枢纽。氨氧化作用是氮循环中硝化作用的第一个反应步骤,也是限速步骤,此过程中的氨单加氧酶基因(amoA)因保守性较高常被作为研究氨氧化微生物遗传多样性的分子标记。本研究旨在揭示艾比湖湿地不同季节耐盐植物根际与非根际土壤氨氧化古菌(AOA)群落结构间的差异,为深入研究盐生植物根际土壤微生物与耐盐性之间的关系提供理论基础。此外,对3个季节的盐角草根际及非根际土壤中的粘细菌进行分离纯化鉴定,旨在为后续粘细菌的深入研究提供实验基础。本研究采集了艾比湖湿地春、夏、秋3个季节盐节木、盐角草、花花柴及芦苇的根际及非根际土壤,通过对其土壤理化性质的测定分析不同季节不同植物根际土壤的环境状况。应用高通量测序技术以氨单加氧酶基因(amoA)为分子标记,对新疆艾比湖湿地荒漠生态系统不同季节(春、夏、秋)芦苇、盐角草、花花柴、盐节木根际与非根际土壤氨氧化古菌(AOA)的多样性和群落结构进行研究。利用RDA分析,探究了AOA多样性、群落结构与土壤环境因子的相关性。同时对春、夏、秋3个季节盐角草根际及非根际土壤中粘细菌进行了分离纯化鉴定。土壤理化指标结果显示,不同季节不同植物根际及非根际土壤pH存在差异,但差异不显著,pH值范围为7.42至8.18,均为碱性土壤;4种植物根际及非根际土壤在春、夏、秋季的含水量(SM)大小分别为RR>SR>SN>RN>HR>HN>KN>KR、RR>SN>SR>RN>KN>KR>HR>HN、SN>SR>KR>RN>HN>RR>HR>KN;不同季节不同植物根际及非根际土壤电导率(EC)存在差异,不同植物群落区土壤电导率差异性较大,季节性差异相对较小;土壤肥力指标结果显示艾比湖湿地土壤肥力水平较为贫瘠,且不同植物根际及非根际土壤肥力水平呈现出差异。整体水平上,艾比湖湿地4种植物群落区土壤质量呈现出芦苇群落区>花花柴群落区>盐角草群落区>盐节木群落区;夏季>春季>秋季的规律。多样性及群落结构结果显示,春季芦苇根际土壤氨氧化古菌群落多样性高于非根际土壤,在夏季和秋季根际低于非根际土壤。夏季,花花柴根际土壤多样性高于非根际土壤,在春、秋季根际低于非根际土壤。3个季节中盐节木根际土壤多样性均低于非根际土壤。3个季节中盐角草根际土壤多样性均高于非根际土壤。此外,4种植物根际土壤AOA相对丰度高于非根际土壤。所有土壤样品中AOA群落主要集中在泉古菌门(Crenarchaeota)和奇古菌门(Thaumarchaeota),且在不同土壤样本中所占比例有所差异。RDA结果显示,不同季节不同植物AOA的群落特征受多种环境因子的影响,本研究中盐度(EC)、含水量(SM)、pH、有机质(SOM)是AOA群落生境分异的重要因子。粘细菌的形态观察结果显示,培养基上有黑色子实体的产生,同时存在滤纸降解、培养基凹陷等现象。通过形态观察初步判定为粘细菌中的堆囊纤维菌属。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中英符号缩略词表
• 第一章 文献综述
•   1.1 艾比湖湿地概况
•   1.2 艾比湖湿地的研究现状
•   1.3 植物根际与非根际土壤
•   1.4 氨氧化微生物
•   1.5 氨氧化微生物多样性分析方法
•     1.5.1 高通量测序技术
•     1.5.2 基于16S rDNA的克隆文库
•     1.5.3 DNA指纹法
•   1.6 粘细菌
•     1.6.1 粘细菌的发现及研究
•     1.6.2 国内外研究现状
•     1.6.3 粘细菌的生物学特征
•     1.6.4 粘细菌的形态发生
•     1.6.5 粘细菌的生长环境及分布
•     1.6.6 次级代谢产物
•     1.6.7 粘细菌分离纯化
•   1.7 本课题研究的目的和意义
• 第二章 艾比湖湿地4种植物根际与非根际土壤理化性质现状分析
•   前言
•   2.1 材料和方法
•     2.1.1 研究区概况
•     2.1.2 土壤样品采集、处理与保存
•     2.1.3 实验试剂及仪器
•     2.1.4 土壤理化性质测定方法
•     2.1.5 数据统计处理与分析
•   2.2 结果分析
•     2.2.1 土壤pH测定结果与分析
•     2.2.2 土壤含水量测定结果与分析
•     2.2.3 土壤电导率测定结果与分析
•     2.2.4 土壤肥力指标测定结果与分析
•     2.2.5 土壤各理化因子与样地之间的相关性
•   2.3 结论与讨论
• 第三章 艾比湖湿地4种植物根际土壤氨氧化古菌多样性分析
•   前言
•   3.1 材料和方法
•     3.1.1 实验材料
•     3.1.2 主要试剂及来源
•     3.1.3 试验方法
•     3.1.4 数据分析处理
•   3.2 结果与分析
•     3.2.1 氨氧化古菌多样性分析
•     3.2.2 氨氧化古菌群落结构分析
•   3.3 结论与讨论
• 第四章 艾比湖湿地4种植物根际土壤氨氧化古菌多样性与环境因子的相关性分析
•   前言
•   4.1 数据来源
•     4.1.1 土壤理化因子数据来源
•     4.1.2 氨氧化古菌（AOA）多样性指数、丰富度指数数据来源
•   4.2 分析方法
•   4.3 结果与分析
•     4.3.1 芦苇根际及非根际土壤AOA类群、多样性指数与环境因子的相关性
•     4.3.2 花花柴根际及非根际土壤AOA类群、多样性指数与环境因子的相关性
•     4.3.3 盐节木根际及非根际土壤AOA类群、多样性指数与环境因子的相关性
•     4.3.4 盐角草根际及非根际土壤AOA类群、多样性指数与环境因子的相关性
•     4.3.5 春季4种建群植物根际及非根际土壤AOA类群、多样性指数与环境因子的相关性
•     4.3.6 夏季4种建群植物根际及非根际土壤AOA类群、多样性指数与环境因子的相关性
•     4.3.7 秋季4种建群植物根际及非根际土壤AOA类群、多样性指数与环境因子的相关性
•   4.4 结论与讨论
• 第五章 嗜纤维素粘细菌的分离鉴定
•   前言
•   5.1 材料与方法
•     5.1.1 样品采集
•     5.1.2 所需试剂配制
•     5.1.3 培养基
•     5.1.4 滤纸诱导分离粘细菌
•     5.1.5 粘细菌的纯化
•     5.1.6 粘细菌的验纯
•     5.1.7 粘细菌纯菌株的富集培养
•     5.1.8 粘细菌的保存
•   5.2 形态学鉴定
•   5.3 结果与分析
•     5.3.1 嗜纤维素类粘细菌的分离
•     5.3.2 嗜纤维素类粘细菌的纯化及形态鉴定
•   5.4 讨论
• 第六章 创新点与展望
•   6.1 创新点
•   6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介
• 导师评阅表

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 贺帅兵

导师: 胡文革

关键词: 艾比湖湿地,氨氧化古菌,高通量测序,群落结构及多样性,粘细菌

来源: 石河子大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 石河子大学

基金: 国家自然科学基金项目“艾比湖湿地代表性植物根际氮循环关键过程微生物功能群落结构的生态位分化特征(项目批号31560040)”及“艾比湖湿地微生物多样性和群落结构动态演替及其对环境响应的研究”(项目批号31160026)

分类号: Q948

总页数: 66

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