贵州喀斯特地貌土壤产脲酶细菌种群资源及其促生作用研究

贵州喀斯特地貌土壤产脲酶细菌种群资源及其促生作用研究

论文摘要

贵州喀斯特地区土壤具有古老的地质历史,生态环境稳定和多样的特点。该地区土壤富含碳酸盐的性质和特性,并具有丰富的有益微生物种群。土壤脲酶在土壤生态系统中起着非常重要的作用,特别在土壤物质转化和能量代谢方面有重要作用,也是评价生态环境质量优劣和土壤肥力高低的重要指标。脲酶广泛应用于医学生化检测、工业制造和环境保护等生物工程中,因此对脲酶的研究有深刻的意义。本研究从贵州地区选取典型喀斯特地貌区域进行采集160份的土壤样品为材料,首先收集采样地的土壤环境信息、测定土壤样品的理化性质,再用平板稀释涂布法分析土壤可培养的产脲酶细菌计数,然后探究喀斯特地貌土壤对可培养细菌的影响,进一步根据16 SrDNA测序、菌落的纯培养形态、革兰染色及生理生化试验对菌株进行初步的鉴定。在酶联反应的原理上,测定产脲酶细菌的脲酶活性,最后筛选出脲酶活性较高的四株菌株,分别为QSH003N10(Acinetobacter radioresistens)、AL30N1(Bacillus litoralis)、AL10N28(Enterobacter aerogenes)、QSH003N6(Acinetobacterjunii),进而研究在不同菌液条件下,玉米植株的生长状况。研究结果表明,贵州喀斯特地貌土壤水分含量偏低,均值为:14.41%。土壤富含Fe、Ca、Ti、K、P五种元素,其它元素偏少。五个地区的土壤PH值均为中性偏碱,总平均值为:7.278,差异性较小。各地区的土壤有机质含量有着明显差异,总平均值为18.894%。贵州喀斯特地貌土壤微生物资源及其丰富,含有丰富的可培养细菌数量约为30-4.47×109,可培养的“脲酶生产菌”含量大致在0-9.98×104细胞/g土,在可培养菌群中所占比列大致在0-1.01%。本研究从土壤中分离的可培养物为2238株。经鉴定530株16 SrDNA序列,成功鉴定了343株产脲酶细菌,有25属79种。优势菌属是肠产气杆菌属(10种占12.66%)和假单孢菌属(10种占12.66%)、芽孢杆菌属(12种占15.19%),其次是类芽孢杆菌属(4种占5.06%)。比对序列和相关网站后,发现11种菌株无中文名,疑似为新纪录。对79种产脲酶细菌进行革兰氏染色,革兰氏染色阴性菌为19种,革兰氏染色阳性菌为60种。大多数菌体呈杆状、短杆状、少部分菌体球状。贵州喀斯特土壤PH值,含水量、有机质与环境有着很大的关系,其土样可培养细菌数量与环境也息息相关。玉米盆栽实验表明,玉米在苗期间接种AL30N1、QSH003N10、AL10N28、QSH003N6菌液后,玉米植株的株高、叶宽、叶长、鲜干重、根系长度及叶绿素含量均有明显的变化,相比CK,接种菌液的生长状况好,接种菌液的玉米苗期与全营养液的促生结果不显著,进一步验证表明产脲酶细菌对玉米植株具有促生作用。本研究针对贵州喀斯特土壤地貌,分析了其土壤特点和可培养产脲酶细菌有益微生物种质资源。喀斯特特殊地貌生物资源极其丰富,经过初步研究,将有利于有益微生物资源的开发和利用。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 前言
  •   1.1 土壤微生物
  •     1.1.1 土壤微生物多样性
  •     1.1.2 土壤微生物多样性的主要影响因素
  •     1.1.3 土壤微生物的应用
  •   1.2 喀斯特地貌微生物
  •     1.2.1 国内外喀斯特地貌微生物研究
  •     1.2.2 贵州喀斯特地貌研究
  •   1.3 产脲酶细菌
  •     1.3.1 氮元素
  •     1.3.2 脲酶
  •     1.3.3 产脲酶细菌
  •     1.3.4 产脲酶细菌的应用
  •   1.4 本研究的内容、目的及意义
  •     1.4.1 研究内容
  •     1.4.2 研究目的
  •     1.4.3 研究意义
  • 第二章 贵州喀斯特地貌土壤细菌及其产脲酶细菌的筛选研究
  •   2.1 实验材料
  •     2.1.1 实验样品来源
  •     2.1.2 实验仪器
  •     2.1.3 实验药剂
  •     2.1.4 培养基配制
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 采样点的选择
  •     2.2.2 土样采集与保存
  •     2.2.3 土样理化性质的测定
  •     2.2.4 土样可培养细菌分离、计数及保藏
  •     2.2.5 菌株16S rDNA鉴定
  •     2.2.6 菌株形态观察与革兰氏染色
  •     2.2.7 菌株的生理生化鉴定
  •     2.2.8 产脲酶细菌的植物促生
  • 第三章 结果与分析
  •   3.1 采集土样结果
  •   3.2 土壤样品理化性质
  •     3.2.1 土壤样品含水量
  •     3.2.2 土壤样品PH
  •     3.2.3 土壤样品有机质
  •     3.2.4 土壤样品矿质元素
  •   3.3 产脲酶细菌菌株资源
  •     3.3.1 产脲酶菌株16SrDNA鉴定结果
  •     3.3.2 产脲酶细菌菌株地区分布
  •     3.3.3 产脲酶细菌菌株初步分类
  •     3.3.4 产脲酶细菌菌株名录
  •     3.3.5 79种产脲酶细菌菌株档案
  •     3.3.6 79种产脲酶细菌菌株进化树
  •     3.3.7 79种产脲酶细菌菌株生理生化鉴定
  •     3.3.8 疑似贵州新纪录菌种结果
  •     3.3.9 土壤中产脲酶细菌的细菌数计数
  •     3.3.10 土样中产脲酶细菌数量及其相关性
  •     3.3.11 产脲酶细菌菌株活性测定
  •     3.3.12 产脲酶细菌玉米植株促生结果
  • 第四章 结论与讨论
  • 第五章 总结与展望
  •   5.1 总结
  •   5.2 展望
  • 参考文献
  • 附录
  •   附录1 土壤样品矿质元素含量(PPM)
  •   附录2 79种产脲酶细菌代表菌株档案
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 沈琼雯

    导师: 李有志

    关键词: 喀斯特地貌,土壤微生物,筛选鉴定,产脲酶细菌

    来源: 广西大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,农业科技

    专业: 生物学,农业基础科学,农艺学

    单位: 广西大学

    基金: 国家科技基础性工作专项(2014FY20100)

    分类号: S154.3

    总页数: 140

    文件大小: 24926K

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