一、一种土壤微生物总DNA的高效提取方法(论文文献综述)
曹俊丽[1](2021)在《甲基二磺隆对麦田根际微生物群落的影响及其与有机肥的联合效应研究》文中研究指明甲基二磺隆作用于乙酰乳酸合成酶(Acetolactate Synthase,ALS),使用量大,降解半衰期长,可能会危害土壤生态。畜禽有机肥的使用对改良土壤肥力和改善土壤微生物组成具有重要的作用。甲基二磺隆与有机肥共同使用后,对土壤理化性质、土壤微生物影响尚不明确。因此,本试验选择东北黑土和河北潮土 2种土壤,设计了小麦全生育期的温室栽培试验,试验处理为:清水对照、低剂量甲基二磺隆处理、高剂量甲基二磺隆处理、添加有机肥的低剂量甲基二磺隆处理和添加有机肥的高剂量甲基二磺隆处理,分别于苗期、拔节期、花期和成熟期采集根际土和非根际土,结合分析化学、分子生物学和生物信息学技术开展研究,为评估生态风险提供依据。试验的主要结果如下:(1)有机肥可显着促进土壤对甲基二磺隆的吸附,并且随着有机肥含量的升高,吸附量升高。室内条件下,在黑土和潮土中添加四种不同比例的有机肥,添加量分别为0%、5%、20%和50%,按照美国环境保护署(U.S Environmental Protection Agency,EPA)推荐的批量平衡法进行吸附动力学和吸附等温试验。动力学试验结果表明,土壤对甲基二磺隆的吸附在48小时内达到平衡,当有机肥添加为5%时,黑土和潮土吸附量分别上升11.1%和6.8%,并且随着有机肥添加量的增加土壤吸附量升高。吸附等温试验结果表明,Freundlich方程对吸附数据的拟合度(0.8964≤R2≤0.9964)高于线性模型(0.7141≤R2≤0.9943)。可见,有机肥的使用会促进土壤对甲基二磺隆的吸附。(2)甲基二磺隆处理造成速效钾、总磷和有效磷水平显着降低;添加有机肥后土壤有机质、总氮、硝态氮、总钾、总磷和有效磷均显着升高。温室条件下在黑土和潮土中栽培小麦,分别在苗期、拔节期、花期和成熟期采集小麦非根际土壤,检测pH、有机质、总氮、硝态氮、铵态氮、总磷、有效磷、总钾和速效钾,结果表明甲基二磺隆对土壤理化指标的影响小于有机肥,有机肥施用后各个时期理化指标均显着高于对照组。(3)甲基二磺隆、甲基二磺隆与有机肥联合处理都对根际微生物物种组成、群落结构和生态功能造成影响。小麦苗期、拔节期、花期和成熟期温室试验采集的根际土,用试剂盒提取总DNA,在检测纯度和浓度后进行高通量测序,最后结合生物信息学技术进行分析。PCoA结果表明,甲基二磺隆、甲基二磺隆与有机肥联合处理都造成了细菌群落的显着变化;采用Lefse分析寻找指示物种,甲基二磺隆处理后Kribbella、Streptomyces等属显着减少,Cellvibrio和Acidovorax属显着升高,甲基二磺隆与有机肥联合处理后Kribbell和Chujaibacte等属降低,Aquabacterium和Arenimonas属升高;RDA结果表明,黑土细菌群落与有机质、全磷的相关性最强,与全钾的相关性最低,潮土细菌群落与铵态氮的相关性显着,细菌群落与全氮的相关性最弱。FPROTAX功能预测结果表明,甲磺隆处理后,植物病原菌升高,添加有机肥后,化学能异养功能增强。(4)根际中甲基二磺隆残留量显着的低于无肥组。结构方程模型解析有机肥造成小麦根际甲基二磺隆残留量低的原因:首先有机肥促进土壤对甲基二磺隆的吸附造成结合残留;其次,有机肥影响土壤理化性质进而影响甲基二磺隆降解;最后最重要的是有机肥添加和理化性质的变化都导致了土壤细菌群落结构的改变,促进甲基二磺隆的降解。相关分析结构表明,甲基二磺隆残留量与理化因子间存在显着的相关性;随机森林得到施肥显着影响黑土的12个Operational Taxonomic Unit(OTU)和潮土的45个OTU,它们的相对丰度和甲基二磺隆有显着的相关性。宏基因组测序结果表明,有机肥添加后土壤氨基酸代谢能力和泛醌的合成能力增强;碳水化合物活性酶-糖苷水解酶和糖基转移酶被显着的影响;细菌毒素水平降低。总之,施肥可以提高微生物代谢水平,并且提高抗病性。
王婷婷[2](2019)在《PCR检测柞蚕僵蚕病原方法的建立及柞蚕栖息地微生物多样性分析》文中提出柞蚕(Antheraea pernyi)不仅可以产丝,还可以食用,是一种极具价值和发展前景的经济昆虫。柞蚕僵病是柞蚕生产中常见病害之一,经常给蚕业生产带来严重的损失。为了能够更好的预防和防治柞蚕僵病,本研究利用分子生物学手段对病症相似的僵柞蚕病原进行了鉴定,进一步检测了僵病病原在柞蚕栖息地的分布情况;同时利用Illumina Miseq高通量测序技术对柞蚕室内外栖息环境的微生物多样性进行了分析。研究结果将为柞蚕僵病的分子鉴定和诊断提供新方法,为柞蚕僵病预防和防治提供理论基础。主要研究结果如下:1.本研究利用PCR技术筛选得到能够鉴定僵蚕病原的真菌ITS序列和鉴定白僵病病原的特异引物,通过同源性比较分析发现不同年份采集的柞蚕僵蚕和蛹以及人工接种白僵菌的僵蚕扩增得到的ITS序列、白僵菌特异基因序列的同源性均存在差异。2.本研究通过比较不同的土壤微生物DNA提取方法,得到适用于柞蚕栖息地土壤微生物DNA的提取方法----低温冻研提取法;利用PCR技术检测柞蚕僵病病原在68个柞蚕栖息地采集点的分布情况,结果表明,204份柞蚕栖息地样品中真菌检出率为83.33%,白僵菌检出率为46.08%。3.采用Illumina Miseq技术对柞蚕栖息地微生物菌群多样性进行测定,从柞蚕室内外栖息地共检测到14个门、37个纲、93个目、201个科、346个属的真菌,其中子囊菌门Ascomycota为优势门;从柞蚕室内外栖息地共检测到37个门、99个纲、128个目、260个科、477个属的细菌,其中变形菌门Proteobacteria为优势门。
孔亚丽[3](2018)在《养分优化管理模式下作物群体及土壤微生物群落特征的研究》文中提出现代农业生产中,大量施用化肥以达到作物高产的施肥方式不仅引起了一系列的环境问题还导致了耕地质量的下降。为了维持农业可持续性发展,通过养分优化管理减少投入、提高效率和土壤的可持续性生产能力已成为农业生产的迫切需求。养分优化管理在使作物达到高产和高效的同时,也会对土壤微生物产生直接或间接的影响。土壤微生物在驱动土壤养分循环、作物养分供应及土壤培肥的过程中发挥了决定性的作用,了解作物高产高效下的微生物群落特征可以为土壤的可持续性管理提供科学支撑。本研究采用田间试验与室内培养实验相结合的方法,研究了作物高产高效的养分优化管理模式下,作物群体和土壤微生物群落特征。田间试验于2014年6月-2016年11月在江苏省如皋市农业科学研究所进行,试验共设三种主要不同的氮肥管理方式:不施氮(PK)、农民习惯施肥(Farmers’Fertilization Practice,FFP)和养分优化管理(Optimized Fertilization Treatment,OPT),其中 OPT 包括三种不同施肥方式:O-NPK(优化氮肥施用量和运筹模式,施用的氮肥为化肥)、O-NPKM(在O-NPK处理的基础上用有机肥替代20%化肥氮)和OR-NPKM(在O-NPK处理的基础进一步减去20%化肥氮,然后用有机肥替代20%化肥氮)。研究内容主要包括养分优化管理对水稻和小麦产量以及氮素利用率的影响。同时利用高通量测序(High-throughput sequencing)的方法研究了稻麦土壤微生物群落特征。最后,在室内土壤培养条件下,我们采用了DNA稳定性同位素探针(DNA stable isotope probing,DNA-SIP)与高通量测序相结合的方法研究了养分优化管理下不同施肥方式对参与小分子有机物和作物凋落物利用的相关微生物及硝化相关微生物的影响。主要研究结果如下:1、养分优化管理通过优化群体结构同时协调籽粒生长发育实现与农民习惯施肥处理同等的高产水平。与FFP处理相比,O-NPK处理水稻产量在2015年和2016年分别提高了 5.82%和5.04%,小麦产量分别提高了 4.23%和6.9%;O-NPKM处理稻麦产量均与FFP处理无显着性差异,而OR-NPKM处理中稻麦产量则有降低趋势。O-NPK和O-NPKM处理显着提高了水稻第7-12枝梗的穗粒数、结实率、千粒重以及小麦的千粒重,其中各优化施肥处理水稻千粒重的增加与强势粒库活性高、灌浆速率快有关。2、养分优化管理通过调控水稻和小麦各生育期氮素的吸收、各器官的氮素分配来影响氮素的利用效率。在稻麦孕穗前期,FFP处理的生物量和氮素累积量均高于各优化施肥处理,然而这种差异在后期逐渐缩小,至成熟期时O-NPK和O-NPKM均可以达到与FFP相同的生物量和氮素累积水平。与FFP相比,各优化施肥不仅提高了水稻和小麦花前储存氮素的转运率和回收效率,还促进了植株茎叶中的氮素向穗中分配;与FFP处理相比,各优化处理均显着提高了水稻和小麦的氮素偏生产力(PFPN)、氮素农学效率(AEN)和氮素回收效率(REN)。3、不同的养分管理方式显着影响土壤细菌和真菌的群落结构,且群落结构的变化与土壤理化性质紧密相关。土壤速效磷(Available phosphorus,AP)和速效钾(Available potassium,AK)含量是影响水稻季和小麦季土壤细菌和真菌群落结构变化的主要因子。此外,小麦季土壤细菌群落结构的改变还受到土壤中NO3--N含量的显着影响。养分优化管理通过改变微生物门水平的相对丰度进而提高作物氮素利用率,如在小麦季土壤中提高 Chloroflexi、Cyanobacteria、Acidobacteria 的相对丰度,降低 Proteobacteria、Gemmatimonadetes、Verrucomicrobia、Gemmatimonadetes 和 Chytridiomycota 的相对丰度。而在水稻季土壤中,降低Proteobacteria和Firmicutes的相对丰度,提高Nitrospirae和Basidiomycota的相对丰度则有利于水稻氮素利用率的提高。不同养分管理方式下,水稻季土壤细菌群落结构的改变会显着影响产量,而小麦产量则同时受到土壤细菌和真菌群落结构的改变的影响。4、养分优化管理下不同施肥方式显着影响与葡萄糖利用相关的细菌和真菌的群落。DNA-SIP的结果显示,在NPK(单施化肥)处理的土壤中发现有129个与葡萄糖同化相关的细菌OTU(Operational Taxonomic Unit),在NPKM(有机无机配施)处理土壤中有59个细菌OTU;在NPK和NPKM处理土壤中分别发现了 10个和11个与葡萄糖同化相关的真菌OTU。在NPK和NPKM处理的土壤中,以13C-葡萄糖为主要碳源的细菌菌群均属于Firmicutes和Proteobacteria;主要的真菌类群为Ascomycota、Glomeromycota 和 Basidiomycota。细菌中的 Clostridium、Bacillus以及真菌中的Fusarium、Cylindrocarpon和Paralomus等是普遍存在于NPK和NPKM中的同化利用葡萄糖的主要属。此外,不同施肥处理还存在不同的可以利用葡萄糖的细菌和真菌类群,如NPK处理土壤中的Paenibacillus和Sporomusa以及NPKM处理土壤中的Azotobacter 和 Nectria。5、养分优化管理下不同施肥方式显着影响利用水稻秸秆碳相关微生物的群落组成。(1)在水稻秸秆分解和利用过程中,细菌中的Proteobacteria和Actinobacteria在整个培养时期均占据主导作用,约占被13C-标记总细菌群落的94%左右;而真菌群落则由Ascomycota主导了水稻秸秆碳的分解和利用。(2)不同施肥方式显着改变了同化利用水稻秸秆的细菌和真菌的群落组成。与NPK相比,NPKM提高了土壤中Lysobacter和降低了Strepomyces的相对丰度。对于真菌来说,施用有机肥可以提高土壤中Syncephalis的相对丰度,而降低Trichoderma的相对丰度。(3)在不同施肥处理中占主导作用的细菌属随着时间的变化规律相似,施用有机肥则提高了大部分真菌属对作物秸秆的响应速度。(4)施用有机肥可以使利用作物秸秆碳的微生物网络结构更加复杂,且与单施化肥相比,改变了模块内部(模块枢纽)和模块间(连接者)的关键物种。6、长期不同施肥方式显着影响土壤的硝化作用及其相关微生物的丰度。单施化肥(Chemical Fertilizer,CF)显着降低了 土壤硝化潜势(Potential Nitrification Rate,PNR)与土壤氨氧化古菌(Ammonia Oxidizing Archaea,AOA)的丰度,提高了氨氧化细菌(Ammonia Oxiding Bacteria,AOB)的丰度;而在施用有机肥的土壤(Organic Fertilizer,OF)中PNR、AOA和AOB的丰度均显着提高。利用DNA-SIP技术进一步分析并鉴定活跃的硝化微生物,结果表明在不施肥(CK)和OF的土壤中由AOA和AOB共同行使氨氧化作用,而在CF处理中仅由AOB行使氨氧化功能。不同施肥处理的土壤中均由硝化螺旋菌(Nitrospira-like Nitrite Oxiding Bacteria,Nitrospira-like NOB)执行亚硝酸盐的氧化。与CK相比,施肥显着改变了 Nitrospira-like NOB的组成,在CF和OF处理的土壤中97%-100%的被标记的NOB属于Nitrospira lineage Ⅱ。施肥对活跃氨氧化微生物的组成影响较小,如Nitrososphaera subcluster 1.1在CK和OF处理中分别约占被标记AOA的91.62%和90.62%;而Nitrosospira cluster 3a.1在CK、CF和OF处理中分别约占被标记AOB的97.51%、98.4%和99.44%。回归分析显示硝化潜势与活跃的 AOA(Nitrososphaera subcluster 1.1)和 AOB(Nitrosospiracluster 3a.1)种群之间存在显着的正相关关系,表明Nitrososphaera subcluster 1.1和Nitrosospira cluster 3a.1丰度的改变是引起土壤硝化活性改变的主要原因。综上所述,养分优化管理模式下,作物产量和氮素利用率的提高不仅与群体生长特征有关而且与土壤微生物群落特征也显着相关。此外,不同施肥方式改变了与作物同化产物利用相关的土壤微生物类群以及参与硝化过程的活跃氨氧化微生物的丰度进而影响土壤生态功能。
陈峰[4](2018)在《Hansschlegelia zhihuaiae S113降解黄瓜根际土壤中除草剂氯嘧磺隆残留的研究》文中研究指明氯嘧磺隆(chlorimuron-ethyl)是被我国广泛使用的磺酰脲类除草剂之一,但是其在土壤中的半衰期较长,会对黄瓜产生药害,同时对生态环境也有潜在的危害。因此,如何有效去除氯嘧磺隆的残留毒性已成为我国亟需解决的问题。Hansschlegelia zhihauaiae S113是由本实验室分离保藏的一株磺酰脲类除草剂高效降解菌,可以有效降解氯嘧磺隆并解除其毒性。因此,本论文以Hansschlegelia zhihuaiae S113作为供试菌株,以氯嘧磺隆敏感作物黄瓜作为研究对象,研究了菌株S113对黄瓜氯嘧磺隆药害的解除效果以及对黄瓜根际中细菌群落的恢复作用,为氯嘧磺隆残留污染土壤的修复提供更多的理论依据。首先将S113菌悬液均匀拌于施有0.02和0.05 mg·kg-1干土氯嘧磺隆的土壤中,种植黄瓜幼苗进行培养,对黄瓜的各项生长指标进行了测定,14 d时发现氯嘧磺隆会对黄瓜产生明显的药害,但菌株S113对其药害有明显的解除效果。通过激光共聚焦显微镜(CLSM)观察了带有gfp基因标记的菌株S113在黄瓜根系表面的定殖情况,结果表明,菌株S113可以定殖在黄瓜根系的分生区、伸长区和成熟区。通过荧光定量PCR(qPCR)对菌株S113特有的酯酶基因sulE进行特异性扩增,定量检测了菌株S113在黄瓜根表、根际与非根际土壤中的定殖动态。结果表明,在土壤中接种终浓度为107 CFU·g-1干土的菌株S113,至少可以在黄瓜根表、根际与非根际土壤中定殖到14 d,根表定殖的菌株S113数量可达到104-105 cells·g-1根,根际土壤中定殖的菌株S113的数量可达到104-107 cells·g-1干土,比非根际土壤中稍多。然后通过水溶法提取了黄瓜根系分泌物并采用高效液相色谱法(HPLC)对其中的有机酸进行了鉴定,分析了黄瓜根系分泌物在菌株S113解除黄瓜氯嘧磺隆药害过程中的作用。结果表明,黄瓜根系分泌物可以促进菌株S113的生长及其对氯嘧磺隆的降解。氯嘧磺隆抑制黄瓜根系分泌有机酸,添加菌株S113对其有恢复作用。菌株S113对黄瓜根系分泌物及其有机酸均表现出明显的趋化响应,其中对柠檬酸的趋化响应最为强烈。同时,黄瓜根系分泌物、柠檬酸和富马酸可以显着促进菌株S113在黄瓜根表的定殖。再将S113菌悬液均匀拌于施有0.02和1 mg·kg-1干土氯嘧磺隆的土壤中,种植黄瓜幼苗进行培养,定量测定了菌株S113在0、7、14、21 d时在黄瓜根表、根际与非根际土壤中的定殖情况与氯嘧磺隆在黄瓜根际与非根际土壤中的降解动态,并通过全自动氨基酸分析仪对各处理中黄瓜根系分泌物中的氨基酸成分和含量进行了测定。结果显示,菌株S113的最适接种量为108 CFU·g-1干土,在氯嘧磺隆的存在下,其在黄瓜根表、根际与非根际土壤中均有良好的存活能力并至少可以定殖到21 d。14 d时,添加菌株S113的处理中,根际土和非根际土中的氯嘧磺隆均已检测不到。氯嘧磺隆对黄瓜根系分泌亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸均有阻碍作用,但并不能完全抑制这三种氨基酸的分泌。最后通过高通量测序进一步探究了黄瓜根际与非根际土壤中的微生态效应,结果显示,氯嘧磺隆会降低土壤中细菌群落结构的多样性和丰富度,其浓度越高,影响越大。添加菌株S113,对其群落结构有所恢复。黄瓜根际与非根际土壤中细菌群落结构存在显着差异,表明根系分泌物也是影响土壤细菌群落结构的关键因素。
张浩[5](2018)在《Hansschlegelia Zhihuaiae S113降解玉米根际土壤中除草剂苄嘧磺隆残留的机制研究》文中进行了进一步梳理磺酰脲类除草剂苄嘧磺隆因其活性高、杀草谱广,在农业生产中广泛使用。但苄嘧磺隆在土壤中的半衰期长达3个月,随着使用年限的延长,该除草剂在农田土壤中残留累积严重,易对后茬敏感作物产生较严重的药害问题,造成经济损失。如何去除农田土壤中苄嘧磺隆的残留,已经成为一个亟需解决的问题。本文以本实验室前期筛选的苄嘧磺隆高效降解菌株Hansschlegeliazhihuaiae S113为材料,选择田间苄嘧磺隆残留易造成药害的作物玉米为对象,研究了降解菌株在玉米根表和根际的定殖及其对玉米根系分泌物中有机酸成份的响应。模拟菌株S113生物膜的形成,比较了菌株S113根际降解能力和成膜能力对玉米药害解除的贡献,并通过转录组学的方法分析了玉米根系分泌物对降解菌株S113基因表达的影响。研究了降解菌株S113对苄嘧磺隆残留污染根际土壤修复的微生物生态学效应。同时,从玉米根际土壤中分离得到两株能与降解菌株S113共同作用促进玉米生长的细菌TULL-A和Q-4,并对两株细菌进行了鉴定。1.菌株S113在玉米根表和根际的定殖及根系分泌物对菌株S113的影响设计菌株S113中磺酰脲类除草剂酯酶基因sulE的引物探针,利用荧光原位杂交(FISH)技术,对菌株S113在玉米根表和根际的定殖动态进行了定性研究。通过激光共聚焦显微镜(CLSM)和扫描电子显微镜(SEM)观察发现,菌株S113主要定殖在玉米根部的分生区、伸长区和成熟区的表面,并可以形成微菌落。利用土培实验及荧光定量PCR技术,对菌株S113在玉米根表和根际定殖动态进行了定量分析,结果表明,菌株S113至少可以在根表和根际土壤中定殖15 d,在玉米根表的密度可以达到104-106 cells·g-1根,在根际能达到105-108 cells·g-1 土,在接种初期密度较大,随着时间的延长有所下降。通过水溶法收集了玉米的根系分泌物,研究发现可以促进菌株S113的生长,以及菌株S113对苄嘧磺隆的降解。通过高效液相色谱(HPLC)鉴定根系分泌物中部分有机酸的种类和含量,结果表明玉米根系分泌物中含有草酸、酒石酸、琥珀酸、L-苹果酸和富马酸,其中酒石酸的含量最高,达到409.1μM·g-1根。在苄嘧磺隆残留药害存在的条件下,玉米根系分泌物中有机酸的分泌受到严重的抑制,添加降解菌株S1 13后,对有机酸的分泌有一定的恢复作用。菌株S113对玉米根系分泌物及其所含的有机酸都有明显的趋化作用,其中对L-苹果酸的趋化响应最为强烈。定殖实验发现,L-苹果酸和富马酸可以显着诱导菌株S113在玉米根系的定殖。2.菌株S113生物膜对玉米药害去除能力的分析及菌株对玉米根系分泌物响应的转录组研究根据生物膜形成的机制,通过对比各种培养基中形成的生物膜,结合48孔细胞培养板,确定了菌株S113生物膜形成的培养基并在体外模拟了菌株S113生物膜的形成。通过激光共聚焦显微镜(CLSM)观察发现,菌株S113在玻底培养皿底部形成成熟稳定的生物膜,并且具有一定的立体结构。对菌株S113在48孔细胞培养板中生物膜形成及悬浮细胞生物量的动态变化进行定量研究,结果表明菌株S113的生物膜从24 h开始逐渐形成,在96 h形成稳定的生物膜,120 h开始解体。悬浮细胞的生物量随着时间延长有所升高,72 h基本稳定,96 h因为生物膜的形成有所下降,120 h因为生物膜的解体而达到峰值。利用细菌生物膜抑制剂三氯生,抑制菌株S113生物膜形成,以此法研究生物膜对玉米药害去除的影响。结果表明,0.2 mg·L-1三氯生可有效抑制菌株S113生物膜的形成,但对玉米和菌株S113的生长以及菌株降解能力没有明显的影响。在3 mg·L-1的苄嘧磺隆作用下,玉米的生长受到很严重的抑制;苄嘧磺隆处理的同时添加菌株S113修复,玉米的生长有很明显的恢复,与未添加菌株S113处理的幼苗在各项指标上均存在显着差异。添加三氯生的处理,对玉米的生长也有恢复作用,但是相对于未添加三氯生的处理,恢复作用相对较弱,茎叶鲜重和根鲜重差异显着。菌株S113不能降解另外三种磺酰脲类除草剂醚苯磺隆、烟嘧磺隆和吡嘧磺隆,但在这三种除草剂存在的条件下,菌株S113仍然可以在玉米根系定殖成膜。在3 mg·L-1醚苯磺隆、吡嘧磺隆和烟嘧磺隆的处理中添加了菌株S113,对玉米生长的恢复作用不明显。结果表明,菌株S113在玉米根际对于药害解除主要是降解能力,同时生物膜的形成对于药害解除也具有一定的促进作用。玉米根系分泌物可以显着促进菌株S113生物膜的形成,因此利用转录组测序分析了静态生物膜形成的条件下,玉米根系分泌物对菌株S113基因表达的影响。结果表明,玉米根系分泌物主要调控菌株S113的基因类群包括营养物质代谢,包括碳水化合物代谢(乙醇脱氢酶基因adh2,柠檬酸合酶基因gltA等),氨基酸代谢(乙酰辅酶A酰基转移酶基因atoB,四氢嘧啶羟化酶基因ectD等),脂类代谢(酰基辅酶A硫酯酶基因tesA等),辅因子和维生素代谢(二氢新蝶呤醛缩酶基因folB等),遗传信息处理(多聚腺苷酸聚合酶基因pcnB等),跨膜运输(主要是ABC转运蛋白基因),信号转导(主要是双组份调控系统基因)以及趋化运动(趋化蛋白基因motA,鞭毛组装相关基因flgE,fliF,flgH,fgB等)。接种后48h,营养物质代谢(菌株生物量的增加)与细胞运动相关基因的激活,接种后96h,胞外多糖生成相关的基因表达均可以促进菌株S113生物膜的形成。转录组分析结果可进一步解释菌株S113对玉米根系分泌物的趋化响应以及玉米根系分泌物促进了菌株S113的生长和生物膜的形成的机制。3.菌株S113对玉米根际土壤中苄嘧磺隆的降解效果及其生态学效应通过灌根的方式将菌株S113添加至苄嘧磺隆(0.067,0.5和3 mg·kg-1干土)污染的根际土壤中,对玉米根际土壤中苄嘧磺隆残留的降解效果和玉米生长的各项指标进行了测定。结果表明,在添加了 3 mg·kg-1干土苄嘧磺隆的玉米根际土壤中,苄嘧磺隆在20 d内的自然降解率为31.5%,而接种菌株S113的根际土壤样品,已经检测不到苄嘧磺隆残留,表明添加降解菌株S113可以有效去除根际土壤中的苄嘧磺隆残留,解除玉米药害,各项生长指标与对照相比无显着差异。同时利用HiSeq高通量测序技术研究其在5,10,15,20 d所取的根际土壤样品中的细菌群落结构动态变化过程。根际土壤中细菌群落结构的Alpha和Beta多样性分析结果表明:与对照土壤样品相比,不同浓度苄嘧磺隆处理的土壤样品中根际细菌群落结构多样性和丰富度减少,浓度越高,影响越大;当添加菌株S113进行修复后,对细菌群落结构有恢复作用。根据已报道的苄嘧磺隆降解菌所在属相对丰度变化的结果可知,在添加不同浓度苄嗜磺隆处理的样品中,Bacillus,Rhodococcus和Brevilubacils属的相对丰度随着时间的延长,有所升高,推测这三个属的菌株能以苄嘧磺隆为碳氮源刺激自身生长,Hansschlegelia属的相对丰度无明显变化。在同时添加苄嘧磺隆和菌株S1 13处理的样品中,Bacillus,Rhodococcus和Bevibacillus属的相对丰度随着时间的延长,先升高后降低,推测这三个属的菌株先以苄嘧磺隆为碳氮源生长,随着菌株S113将苄嘧磺隆完全降解,其相对丰度有所降低,而Hansschlegelia属的相对丰度随着时间延长逐渐降低。4.玉米根际土壤中2株细菌新种的分离与鉴定研究菌株S113在玉米根际定殖的过程中,从玉米根际土壤样品中分离得到4株细菌,能与菌株S113共同作用促进玉米生长,将其中2株细菌分别命名为TULL-A和 Q-4。菌株 TULL-A 与 Mangrovibacter plantisponsor MSSRF40T之间的 16S rRNA 基因同源性为99.56%,通过多相分类手段将菌株TULL-A鉴定为Mangrovibacter属的一个新种,命名为Mangrovibacter yixingensis sp.nov.TULL-At(=ACCC 19709T=KCTC 42181t)。菌株Q-4与本属菌株之间的16S rRNA基因同源性较低,与Pedobacter zeaxanthinifaciens TDMA-5t 的相似度为 97.40%,与 Pedobacter xixiisoli S27T 的相似度为95.8%。通过多相分类手段将菌株Q-4鉴定为Pedobacter属的一个新种,命名为Pedobacter nanyangensis sp.nov.Q-4T(=KCTC 42442T=ACCC 19798T)。本文从菌株S1 13在玉米根部的定殖、生物膜形成和玉米根系分泌物分析等方面着手,结合转录组和高通量测序等手段的分析,研究了菌株S113对玉米根际土壤中除草剂苄嘧磺隆残留降解的机制,为苄嘧磺隆污染农田土壤的修复提供理论依据。
蒋晨[6](2017)在《几种三嗪类除草剂在土壤中的微生物降解和光降解研究》文中研究表明农业生产是保障人类生存的重要活动。当今社会,农业生产已经离不开农药的使用,全球农药的使用量逐年攀升。而农药的使用在保障农作物的安全和产量的同时,也会在自然环境中造成农药残留,一些稳定的、难降解的农药的残留对生态环境会造成不利的影响。三嗪类除草剂是在世界范围内广泛使用了几十年的一类除草剂。至今,它们的使用量仍占全球农药使用量的2.3%。这类农药具有很强的化学稳定性,容易造成土壤、水体中的残留。近些年很多研究者在环境样品、动物体内、甚至人体中频繁检测到了它们。三嗪类除草剂已经被证明是一类致癌物质和环境内分泌干扰物质,部分商品在欧盟已经被禁用,而在我国仍然被生产和使用,所以对于它们环境中的残留和降解行为,很值得我们进行研究。本论文研究了三嗪类除草剂扑灭津(propazine)在天然土壤中的降解行为,结果显示扑灭津可快速降解,探究其快速降解的原因,发现土壤中含有相关三嗪类除草剂相关降解菌。采用化学和生物学分析方法,对土壤中扑灭津的微生物动态降解行为进行了较为系统的研究,包括微生物量、土壤酶、微生物群落结构及多样性、三嗪类除草剂的降解基因、扑灭津降解产物鉴定和定量分析等。进而筛选驯化得到了新型扑灭津降解菌群Agr-B,该降解菌群可以利用扑灭津作为唯一的碳源和氮源。利用16S rDNA宏基因组测序鉴定了扑灭津降解菌群的组成,并研究了扑灭津被其降解的降解动力学。另外,鉴定了 Agr-B降解扑灭津的代谢产物。利用Agr-B对不同土壤样品进行生物添加实验,考察Agr-B对不同土壤中残留扑灭津的降解能力,研究不同环境因素对Agr-B降解扑灭津的影响以及微生物体系对其他三嗪类除草剂的降解效果。监测农药的降解动态,并研究其降解动力学。另一方面,又研究了三嗪类除草剂扑草净在表层土壤中的光降解行为。考察了不同因素对其土壤中光降解的影响,光降解产物的鉴定及光降解途径的推测。最后,进行了磁性Fe304@Ti02光催化材料的合成,对合成的材料进行结构表征。探究了该材料对土壤中残留扑草净直接光催化降解的能力以及重复利用的性能。具体内容如下:1,研究三嗪类除草剂扑灭津在天然土壤中的降解行为,发现扑灭津的降解是先缓慢迟滞,再于1-2 d内快速地降解。探究了扑灭津在此土壤中的吸附解吸行为,结果显示扑灭津的降解受土壤吸附影响较小。而灭菌处理后的土壤中扑灭津降解缓慢,符合一级动力学,判断微生物在扑灭津土壤降解过程中起到重要的作用。监测土壤微生物氮(SMBN)和土壤微生物碳(SMBC)在降解过程中的动态变化,发现处理组中SMBN和SMBC与对照组间存在明显的差异,于第5 d开始出现明显的增加,并分别在11 d和15 d达到峰值。在降解过程中,四种土壤酶CAT、DHA、PO和POD酶的活力都伴随着除草剂的降解而发生动态的变化。PCR-DGGE分析结果表明,处理组和对照组间以及组内不同降解时间点之间的微生物群落结构存在差异。扑灭津处理组中,微生物多样性随着扑灭津的降解周期而逐渐降低。DGGE条带进行测序分析,对40个条带代表的物种在Genbank中进行同源性比对,同时对三嗪类农药相关分解代谢基因进行追踪,采用半定量分析方法初步确认了土壤体系中包含trzN、atzB和atzC降解基因。采用qRT-PCR定量分析了组间三种基因表达水平的差异。结果显示,三种基因的表达水平变化趋势均能很好地对应农药的降解周期。利用UPLC-QTOF-MS/MS分析技术,定性定量分析了扑灭津降解过程中的5种代谢产物,其中鉴定的二聚体产物4,4’,6,6’-四异丙氨基-2,2’-二-1,3,5-三嗪(DIP)的是微生物降解扑灭津过程中产生了活性氧的有利证据。DIP和N,N’-二异丙基-6-甲氧基-1,3,5-三嗪-2,4-胺(MEP)是第一次在微生物降解三嗪类农药过程中被报道的产物。根据上述研究结果,较为完整地推测了土壤介质中扑灭津的降解途径。2,采集不同的环境土壤样品,接种于无机盐培养基中,使用较高浓度的扑灭津(60 mg L-1)对其进行驯化。驯化8周后,获得两种有效的扑灭津降解菌体富集液Agr-B和Agr-C,其6d内对扑灭津的降解率接近100%。对降解菌进行单菌落的分离纯化,但未获得具有较好降解能力的单菌株。提取了 Agr-B中的总DNA,进行了 16S rDNA宏基因组测序。结果表明,降解菌群中包含主要聚类单元属于嗜甲基菌属(Methylophilus)和副球菌属(Paracoccus),还有少量属于节细菌属(Arthrobacter)。研究了 Agr-B对扑灭津的降解动力学,发现使用四参数的Log-logistic模型对降解菌的生长曲线拟合效果最佳,而Logistic动力学模型对扑灭津的降解曲线拟合效果最好。采用UPLC-QTOF-MS/MS分析技术,定性定量分析了菌体中扑灭津的代谢产物,其代谢产物较单一,仅为羟基化扑灭津。3,考察了外源接种降解菌群Agr-B在三种不同理化性质的未灭菌的天然土壤(南京NJ、江西JX和盐城YC)中对扑灭津降解的影响,结果显示,外源接种的Agr-B促进了扑灭津在NJ和JX两种土壤中的降解。动力学分析表明指数增长型IV动力学方程对土壤中扑灭津的降解有很好的拟合效果。不同环境因素对Agr-B降解扑灭津的影响为:接种量的增大加快了农药的降解;低土壤湿度(30%)和淹水(>100%)情况下,扑灭津降解的迟滞期均比60%湿度情况下的要短,说明降解菌群可以在低湿度、低盐和低氧的环境下降解扑灭津;可溶性有机碳(DOC)的加入延长了扑灭津降解的迟滞期,但20 d内扑灭津的降解率也达到95%以上;尿素的添加明显加快了扑灭津的降解,但高浓度的尿素却抑制微生物的最大生长率,说明尿素的添加刺激了降解菌群对扑灭津的利用率,而不是促进其生长。Agr-B在土壤中也可以对阿特拉津(atrazine)和扑草净(prometryn)进行快速降解,但其降解速率不如扑灭津。4,对江西红壤中的扑草净进行了光降解研究。结果表明,不同光源对土壤表层扑草净降解影响不同,紫外光照射下14 d(每天照射6 h)可将土壤中的扑草净降解98%,15 W低压汞灯从降解效果和节约能耗的角度来看具有最好的性能。土壤湿度对土壤中的光降解影响较大,研究结果显示,土壤湿度在0-60%情况下,湿度的增加降解速率也随之增大,而当湿度增大至90%时,扑草净的光降解速率反而降低,通过土壤表面紫外漫反射光谱分析证明,较高土壤湿度抑制了土壤表面对200-500 nm波长的光的吸收。较高的温度和较高的扑草净剂量都促进扑草净的降解速率。TiO2的添加成倍地加快土壤中扑草净的降解速率。采用UPLC-LTQ OrbiTrapMS/MS鉴定了 9个扑草净降解产物,推断了土壤中扑草净在避光、紫外光照射和TiO2光催化条件下可能的光降解途径。结果表明,避光处理组中扑草净的降解没有脱甲硫基途径,扑草净被缓慢降解为较小质量的产物N,N’-二异丙基-1,3,5-三嗪-2,4-胺(DSP)和6-羟基-1,3,5-三嗪-2,4-胺(HDDPP)。而紫外光照组和光催化组中,主要经过脱甲硫基、N-脱烷基以及羟基化作用进行降解,其中TiO2的加入加深了扑草净降解的程度。5,用三种改性剂柠檬酸(CA)、柠檬酸纳(SCA)和焦磷酸钠(TSP)对纳米Fe3O4进行改性处理,提高了 Fe3O4的分散性能。再使用钛酸异丙酯作为钦的前驱体,用氨水水解法合成了磁性纳米TiO2光催化材料,即Fe3O4@TiO2。对改性前后纳米Fe3O4以及Fe3O4@TiO2进行傅里叶红外光谱分析,发现改性剂主要以配位离子的形式存在于Fe3O4表面。X-射线衍射、扫描电镜和透射电镜分析结果表明,TiO2以锐钬矿晶型成功包覆在纳米Fe3O4粒子表面。将合成的纳米Fe3O4@TiO2添加到土壤中,对土壤中的扑草净直接进行光催化降解,明显促进了扑草净的降解速率。使用后的Fe3O4@TiO2材料可以从土壤中磁性分离回收,重复实验5次,每次其平均回收率在95%以上,且每次重复使用降解效率相当,即避免了 土壤环境中纳米粒子的残留,也可以节约成本重复使用。
彭文涛[7](2016)在《典型农田土壤细菌时空演变规律与碳固定细菌剖面分布研究》文中进行了进一步梳理土壤微生物在水平空间、垂直剖面和时间序列上的演变规律是微生物生物地理学研究的核心内容,对土壤生态系统功能有重要影响,并受各种自然和人为因素的驱动。由于土壤微生物个体微小、数量巨大和种类繁多,加之土壤微域环境的高度变异性,土壤微生物时空演变方面的研究十分薄弱,已有的研究结果也不尽相同,因而急需深入开展土壤微生物生物地理学方面的相关研究。本文采集浙东不同围垦年限农田土壤和皖南稻田土壤作为试验材料,采用Illumina MiSeq测序方法研究不同围垦年限农田土壤细菌群落多样性及其时空演变规律,通过qPCR和PCR-RFLP方法阐明稻田土壤不同剖面固碳微生物群落结构及其多样性,结合土壤理化性质分析揭示驱动土壤微生物多样性的环境因子。论文主要研究结果如下:浙东慈溪市1 1个不同围垦年限采样带共采集5 1个土壤样品,土壤理化性质的测定分析表明,土壤有机质、全氮、碱解氮和pH与土壤围垦年限呈显着的相关性,其中有机质(R2=0.7415)、全氮(R2=0.7758)和碱解氮(R2=0.6932)含量随着围垦年限的延长而增加,土壤pH(R2=0.6277)随围垦年限的延长而逐渐降低。采用Illumina MiSeq方法对土壤细菌16S rDNA(V3V4区)进行了高通量测序,总计获得168万条优质序列,平均长度为466bp。在Cutoff为0.03的水平上进行了 OTU分类,共获得10874个OTU类型。进一步的分析表明,围垦土壤细菌群落多样性显着高于滩涂土壤,不同围垦年限与土壤细菌群落多样性指数、丰度指数没有显着的相关性。β多样性研究发现土壤是否围垦是区分土壤细菌群落结构的主要因素,围垦年限对土壤细菌群落分布有一定的影响,且围垦年限接近的土壤细菌群落更加相似。细菌群落组成系统发育分析表明 Proteobacteria、Acidobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes、Actinobacteria、Chloroflexi、Nitrospirae、Gemmatimonadetes、Thaumarchaeota、Verrucomicrobia 为主要的微生物类群,土壤中 Chloroflexi 和 Nitrospirae 门,Ktedonobacteria 和Thermomicrobia纲,以及Roseiflexus和Nitrospira属的相对丰度可作为表征土壤围垦年限微生物学指标。对土壤细菌群落组成与环境因子之间的相关性分析发现,土壤电导率、pH、有机质、全氮、速效钾是影响土壤细菌群落的重要理化指标,且土壤细菌群落组成间的相似性随地理距离的增大而逐渐降低。皖南广德县共采集5个农田土壤的3个剖面层共计15个土壤样品,采用qPCR和PCR-RFLP方法研究了固碳微生物cbbM、cbbL和coxL基因拷贝数和多样性。荧光定量结果表明,固碳微生物cbbM基因在各土壤样品的拷贝数介于0.62X 108拷贝·g-1干土和9.80×108拷贝.g-1干土,且其数量随土壤剖面深度的增加呈先降低后增高的趋势,与Thiobacillus、Sulfuritalea 和 Rhodopseudomonas 的分布有关。PCR-RFLP 结果表明cbbM基因多样性指数随土壤剖面深度的增加呈先降低后增加的趋势,而丰度指数逐渐降低。α-proteobacteria和β/γ-proteobacteria为克隆文库中的两大优势类群,Thiobacillus、Sulfuritalea、Rhodopseudomonas、Magnetospirillum 为优势茵属。固碳微生物cbbL基因荧光定量结果表明,cbbL green-like基因拷贝数从0.97×107拷贝g-1干土到2.10X 107拷贝·g-1干土,且随土壤剖面深度增加而降低。cbbL red-like基因拷贝数从5.84×109拷贝·g-1干土到10.50×109拷贝·g-1干土,也随土壤剖面深度增加而降低,较cbbL green-like基因拷贝数量高两个数量级左右。PCR-RFLP结果表明,cbbL green-like的多样性随剖面深度增加而降低,而cbbL red-like的多样性没有类似的规律。β多样性分析发现土壤剖面层是影响cbbL green-like基因型微生物分布的主要因素,土壤类型和地上植被对cbbL green-like基因多样性有一定的影响。α-proteobacteria、α/y-proteobacteria、β/γ-proteobacteria 为cbbL green-like 基因型固碳微生物的主要类群,Sideroxydans lithotrophicus 为主要菌属。Rubrivivax、Methulibium、Rhizobiumr、Alcaligenes、Bradyrhizobium、Burkhllderia 为 cbbL red-like 基因型固碳微生物的主要菌属。实时定量PCR显示,coxL基因在不同剖面土壤中的数量从0.42×108拷贝g-1干土到5.79X 108拷贝g-1,且随土壤剖面深度的增加呈现先下降后上升的趋势,α-proteobacteria、Deinococcus-Thermus 和 δ-proteobacteria 是不同 土壤剖面层的主要微生物类群。PCR-RFLP结果表明,coxL基因多样性指数在不同土壤剖面存在明显差别。β多样性分析发现土壤剖面层和土壤类型是影响coxL基因型微生物分布的主要因素,且耕作层和犁底层的C O氧化细菌群落相似度较高,渗育层与其它两层的相似度较低。系统发育分析发现 α-proteobacteria、β/γ-proteobacteria、δ-proteobacteria、Bacteroidetes、Deinococcus-Thermus、Actinobacteria cluster 1 和 Actinobacteria cluster 2 为 coxL 基因型微生物的主要类群,其中α-proteobacteria为优势类群。在属的分类水平上,Bradyrhizobium(6.6%~48.1%)为优势菌属。
袁宗胜[8](2015)在《毛竹根区土壤与内生细菌多样性及促生细菌筛选》文中进行了进一步梳理通过高通量454焦磷酸测序技术,对毛竹不同生长期根区土壤细菌和内生细菌的多样性开展了研究。结果表明:从14个毛竹根区土壤及毛竹组织样本中共获得250,237条原始序列,采用RDP classifier进行分类地位的鉴定发现这些序列属于细菌的26个目:放线菌目、立克次氏体目、伯克氏菌目、肠杆菌目、根瘤菌目、假单胞菌目、乳酸杆菌目、红螺菌目、酸杆菌目、鞘脂单胞菌目、Solibacterales、黄单胞菌目、酸微菌目、奈瑟菌目、芽孢杆菌目、巴斯德氏菌目、黄杆菌目、粘球菌目、柄杆菌目、Solirubrobacterales、Saprospirales、梭菌目、军团菌目、拟杆菌目和暂定的Ellin329、Ellin6513 目。其中放线菌目(Actinomycetales)、根瘤菌目(Rhizobiales)和Ellin6513目在毛竹根区土壤样本中占绝对优势。肠杆菌目(Enterobacteriales)广泛存在于各毛竹组织中。毛竹不同生长期根区土壤细菌群落结构变化不大,没有随着毛竹的生长发育发生较大的变化,毛竹竹鞭内生细菌群落结构与毛竹根区土壤样本细菌群落比较接近。毛竹竹笋内生细菌群落与毛竹竹杆内生细菌群落及根区土壤细菌群落结构均有较大差异。随着毛竹不断生长发育,毛竹内生细菌群落结构有所变化。采用传统的细菌分离培养方法,结合16S rDNA序列分析对毛竹可培养内生细菌的多样性研究结果表明,从武夷山、将乐、长汀毛竹的根、鞭、杆、叶部组织中分离到82株内生细菌,归属于26属,47种。不同地域及毛竹不同组织的可培养内生细菌组成存在较大差异。其中,武夷山样品以芽孢杆菌属、葡萄球菌属、苍白杆菌属为主要优势菌群,将乐样品以芽孢杆菌属、葡萄球菌属和短小杆菌属为主要优势菌群,长汀样品以产碱杆菌属、假单胞菌属、葡萄球菌属为主要优势菌群。研究结果表明毛竹具有多样性及其丰富的内生细菌资源。对内生细菌进行解磷解钾固氮活性筛选结果表明,从82株毛竹内生细菌中筛选出20株具有解磷解钾固氮活性的内生细菌,其中,具有较高解有机磷活性的菌株为肠杆菌属CT-B09-2、不动杆菌属WYS-A01-1和芽孢杆菌属JL-B06,分解圈直径/菌落直径(D/d)值分别为5.05、4.19和2.95,其解磷活性分别达到81.77mg/L、77.85mg/L和63.69mg/L;芽孢杆菌属JL-B06、肠杆菌属CT-B09-2和不动杆菌属WYS-A01-1的解无机磷活性较高,分解圈直径/菌落直径(D/d)值分别为2.34、2.12和1.82,其解磷活性分别达到30.58mg/L、38.89mg/L和48.35mg/L;假单胞菌属CT-B21、伯克氏菌属WYS-A03-1 和芽孢杆菌属JL-B06的解钾活性最高,分解圈直径/菌落直径(D/d)值分别为2.37、4.84和4.33,其解钾活性分别达到2.81mg/L、2.54mg/L和2.46mg/L;具有“++”以上固氮活性的内生细菌为9株,其中具有较强解固氮活性的菌株分别为肠杆菌属CT-B09-2、泛菌属JL-D02、短杆菌属WYS-C01-1、芽孢杆菌属JL-B06等。本研究筛选出了具有较强解磷解钾固氮活性的内生细菌菌株为CT-B09-2、JL-B06、WYS-A01-1。16S rDNA序列分析表明,20株解磷解钾固氮细菌归属于10属,14种,以产碱杆菌属(Alcaligenes)、肠杆菌属(En terobac ter)和芽孢杆菌属(Bacillus)为主,毛竹具有多样性极其丰富的促生内生细菌资源。促生菌株(CT-B09-2、JL-B06、WYS-A01-1)在毛竹体内定殖的研究结果表明,采用利福平标记法获得的促生菌突变菌株,通过灌根法和叶腋注射法接种盆栽毛竹幼苗,分别在3天和7天采集毛竹根、茎、叶部组织分离回收促生菌株突变体并进行鉴定。结果表明,促生菌株可以在毛竹体内存活并定殖在根、茎、叶等组织。内生细菌对毛竹促生作用研究结果表明,促生菌株能够提高毛竹光合作用,经内生菌处理后毛竹体内光合速率、蒸腾速率和气孔导度均高于对照;能提高毛竹体内的叶绿素含量;能够增强毛竹体内的保护酶活性,从而改善毛竹对不良环境条件的反应。经促生菌株处理毛竹后,除丙二醛(MDA)含量低于对照外,毛竹体内过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量均高于对照。
肖斌,蒋代华,刘立龙,刘全东[9](2012)在《土壤微生物多样性研究中总DNA提取技术进展》文中进行了进一步梳理综述了在土壤微生物多样性研究中总DNA提取技术的研究进展,分析了DNA提取过程中的主要影响因素及存在的问题。
赵裕栋,周俊,何璟[10](2012)在《土壤微生物总DNA提取方法的优化》文中指出【目的】土壤中未培养微生物约占总量的99%,这就意味着绝大多数微生物资源还未得到开发和利用。本研究通过优化土壤微生物总DNA的提取方法,获得较高质量的DNA,为后期研究土壤微生物的多样性及构建大插入片段的宏基因组文库奠定基础。【方法】通过综合比较已报道的微生物DNA提取方法的优缺点,我们设计出一种新的提取方案。对提取过程中的几个关键步骤进行了优化,包括联合使用SDS-CTAB和溶菌酶一起来破细胞,利用氯仿除蛋白,使用PVPP柱纯化DNA等。比较分析了优化后的方法和3种已报道方法所获得的土壤总DNA的产量、纯度及片段大小。【结果】优化后的方法所获得的土壤DNA质量明显有所提高:每克土壤最高能提取95μg DNA,A260/A280和A260/A230比值更接近理想水平,PCR扩增能够得到明显的目标条带,DNA片段最大能达到100 kb左右。【结论】通过比较分析,最终确立了一种较理想的土壤微生物总DNA提取方法,为更好地开发利用土壤未培养微生物资源提供了有力工具。
二、一种土壤微生物总DNA的高效提取方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种土壤微生物总DNA的高效提取方法(论文提纲范文)
(1)甲基二磺隆对麦田根际微生物群落的影响及其与有机肥的联合效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1. 根际微生物 |
1.1.1. 植物根际区域介绍 |
1.1.2. 根际微生物的功能 |
1.1.3. 污染物在植物根际的降解研究 |
1.2. 磺酰脲类除草剂的环境行为及对土壤生态的影响 |
1.2.1. 磺酰脲类除草剂在土壤中吸附行为研究 |
1.2.2. 磺酰脲类除草剂对土壤微生物的影响 |
1.2.3. 磺酰脲类除草剂的微生物降解 |
1.3. 有机肥对土壤生态和污染物降解的影响 |
1.3.1. 有机肥在我国的应用前景 |
1.3.2. 有机肥对根际微生物的影响研究 |
1.3.3. 施肥影响农药降解研究 |
1.4. 微生物研究技术 |
1.4.1. 微生物平板计数法 |
1.4.2. 磷脂酸法分析法 |
1.4.3. Biolog微平板法 |
1.4.4. 基于PCR技术的研究方法 |
1.4.5. 高通量测序技术 |
1.5. 甲基二磺隆的使用和研究现状 |
1.5.1. 甲基二磺隆的基本信息 |
1.5.2. 甲基二磺隆的应用现状及研究进展 |
1.6. 研究目的、意义和研究内容 |
1.6.1. 研究目的和意义 |
1.6.2. 研究内容 |
第二章 有机肥对甲基二磺隆在土壤中的吸附的影响 |
2.1. 引言 |
2.2. 试验设计 |
2.2.1. 试验材料 |
2.2.2. 试验仪器 |
2.2.3. 吸附动力学试验 |
2.2.4. 吸附等温试验 |
2.2.5. 甲基二磺隆测定方法 |
2.2.6. 吸附模型及数据处理 |
2.3. 结果与讨论 |
2.3.1. 甲基二磺隆在土壤中的吸附动力学研究 |
2.3.2. 甲基二磺隆在土壤中的吸附等温特性 |
2.4. 本章小结 |
第三章 甲基二磺隆及其与有机肥联合使用对土壤理化性质的影响 |
3.1. 引言 |
3.2. 试验设计和样品采集 |
3.2.1. 试验试剂 |
3.2.2. 试验材料 |
3.2.3. 温室试验设计 |
3.2.4. 土壤样品采集 |
3.2.5. 土壤理化性质测定办法 |
3.3. 结果与讨论 |
3.3.1. 土壤类型,采样时期和处理对理化性质的影响 |
3.3.2. 甲基二磺隆及其与有机肥联合处理后土壤pH值和有机质变化 |
3.3.3. 甲基二磺隆及其与有机肥联合处理后土壤总氮、硝态氮和铵态氮的变化 |
3.3.4. 甲基二磺隆及其与有机肥联合处理后土壤总磷和有效磷的变化 |
3.3.5. 甲基二磺隆及其与有机肥联合处理后土壤总钾和有效钾的变化 |
3.3.6. 随机森林分析施肥对土壤理化性质的贡献 |
3.3.7. 土壤理化性质之间的相关关系 |
3.4. 小结 |
第四章 甲基二磺隆对麦田根际微生物的影响及其与有机肥的联合效应 |
4.1. 引言 |
4.2. 试验设计 |
4.2.1. 试验试剂 |
4.2.2. 试验仪器 |
4.2.3. 土壤总DNA的提取和凝胶电泳 |
4.2.4. 16S rRNA测序 |
4.3. 数据分析 |
4.4. 结果和讨论 |
4.4.1. DNA浓度及凝胶电泳图 |
4.4.2. 测序数据分析 |
4.4.3. 甲基二磺隆及其与有机肥联合处理对细菌α多样性的影响 |
4.4.4. 甲基二磺隆及其与有机肥联合处理对细菌β多样性的影响 |
4.4.5. 土壤理化性质与细菌群落的关系 |
4.4.6. 甲基二磺隆及其与有机肥联合使用对细菌组成的影响 |
4.4.7. 甲基二磺隆及其与有机肥联合处理后小麦根际细菌LEfSe分析 |
4.4.8. FAPROTAX预测对土壤细菌功能的影响 |
4.5. 小结 |
第五章 有机肥对根际甲基二磺隆残留水平的影响 |
5.1. 引言 |
5.2. 试验设计 |
5.2.1. 试验试剂和仪器 |
5.2.2. 供试土壤 |
5.2.3. 宏基因组测序 |
5.2.4. 甲基二磺隆检测方法的建立 |
5.2.5. 统计分析 |
5.3. 结果与讨论 |
5.3.1. 甲基二磺隆检测方法的建立 |
5.3.2. 有机肥对根际土中甲基二磺隆降解的影响 |
5.3.3. 甲基二磺隆残留量与理化性质的相关分析 |
5.3.4. 有机肥促进甲基二磺隆降解机理 |
5.3.5. 随机森林预测施肥与无肥组根际差异细菌 |
5.3.6. 施肥引起的重要功能变化 |
5.4. 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1. 结论 |
6.2. 创新点 |
6.3. 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表论文情况 |
致谢 |
(2)PCR检测柞蚕僵蚕病原方法的建立及柞蚕栖息地微生物多样性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 僵蚕的研究进展 |
1.2 僵病病原的研究进展 |
1.3 柞蚕栖息地微生物多样性研究进展 |
1.4 研究的目的及意义 |
第二章 僵蚕病原的分子鉴定 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 试验方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 用于检测僵病病原的真菌ITS引物筛选 |
2.2.2 用于检测僵病病原的特异性引物筛选 |
2.2.3 不同年份僵蚕病原真菌ITS序列同源性比对 |
2.2.4 不同年份僵蚕病原特异性引物扩增序列同源性比对 |
2.3 本章小结 |
第三章 僵蚕病原在柞蚕栖息地中的检测与分布 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 试验方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 柞蚕栖息地土壤微生物总DNA提取方法的优化 |
3.2.2 柞蚕栖息地真菌和白僵菌的检测与分布 |
3.3 本章小结 |
第四章 柞蚕栖息地微生物结构与多样性分析 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 试验方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 柞蚕栖息地微生物检测 |
4.2.2 柞蚕栖息地真菌结构与多样性分析 |
4.2.3 柞蚕栖息地细菌结构与多样性分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的学术论文 |
(3)养分优化管理模式下作物群体及土壤微生物群落特征的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略语 |
第一章 文献综述 |
1. 我国水稻和小麦生产现状 |
2. 稻麦施肥现状 |
2.1 过量施用氮肥,氮素利用率低 |
2.2 氮素供给与作物需求不同步 |
2.3 施用有机肥意识薄弱 |
3. 养分优化管理与农业可持续发展 |
3.1 养分优化管理 |
3.2 养分优化管理对作物群体的影响 |
3.3 养分优化管理对土壤性质的影响 |
3.4 养分优化管理对土壤微生物的影响 |
4. 稳定性同位素探针技术 |
4.1 磷脂脂肪酸稳定性同位素探针(PLFA-SIP) |
4.2 蛋白质稳定性同位素探针(Protein-SIP) |
4.3 核酸稳定性同位素探针(DNA-SIP) |
5. 本课题研究的目的及技术路线 |
5.1 本课题研究的目的与意义 |
5.2 研究内容 |
5.3 技术路线 |
第二章 优化施肥对水稻和小麦产量及产量构成因子的影响 |
1. 引言 |
2. 材料与方法 |
2.1 试验地点 |
2.2 试验方案 |
2.3 取样方法与测定项目 |
2.4 数据处理与分析 |
3. 结果与分析 |
3.1 优化施肥对水稻和小麦产量及产量构成的影响 |
3.2 水稻和小麦产量构成与产量之间的关系 |
3.3 优化施肥对水稻穗部特征及籽粒灌浆特性的影响 |
4. 讨论 |
5. 小结 |
第三章 优化施肥对水稻和小麦生物量及氮素利用率的影响 |
1. 引言 |
2. 材料与方法 |
2.1 试验地点 |
2.2 试验方案 |
2.3 取样方法与测定项目 |
3. 结果与分析 |
3.1 优化施肥对水稻和小麦地上部生物量的影响 |
3.2 优化施肥对水稻和小麦地上部氮累积量的影响 |
3.3 优化施肥对水稻和小麦氮素累积及转运的影响 |
3.4 优化施肥对水稻和小麦各部位氮素分配的影响 |
3.5 优化施肥对水稻和小麦氮肥利用率的影响 |
4. 讨论 |
5. 小结 |
第四章 优化施肥对水稻季和小麦季土壤细菌和真菌群落的影响 |
1. 引言 |
2. 材料与方法 |
2.1 试验地点 |
2.2 试验方案 |
2.3 取样方法与测定项目 |
2.4 数据处理与分析 |
3. 结果与分析 |
3.1 优化施肥对水稻和小麦收获后土壤化学性质的影响 |
3.2 优化施肥对水稻季和小麦季土壤细菌群落的影响 |
3.3 优化施肥对水稻季和小麦季土壤真菌群落的影响 |
3.4 土壤微生物群落组成与作物产量和氮素利用率之间关系 |
4. 讨论 |
4.1 优化施肥对土壤化学性质的影响 |
4.2 优化施肥对土壤微生物多样性及群落组成的影响 |
4.3 施肥方式对作物-土壤-微生物关系的影响 |
5. 小结 |
第五章 不同优化施肥方式对利用外源葡萄糖相关微生物群落的影响 |
1. 引言 |
2. 材料与方法 |
2.1 供试土壤样品 |
2.2 室内培养实验 |
2.3 土壤呼吸的测定 |
2.4 土壤DNA的提取 |
2.5 DNA等密度梯度离心 |
2.6 荧光定量PCR |
2.7 高通量测序和系统发育分析 |
2.8 数据处理与分析 |
3. 结果与分析 |
3.1 加入葡萄糖后不同施肥方式下土壤的CO_2释放变化动态和土壤微生物响应 |
3.2 不同施肥方式对同化~(13)C-葡萄糖相关的微生物类群的影响 |
3.3 同化利用~(13)C-葡萄糖相关的OTU的系统发育分析 |
4. 讨论 |
4.1 土壤中的细菌和真菌对葡萄糖添加的响应 |
4.2 不同施肥方式对参与葡萄糖同化的微生物群落的影响 |
4.3 不同施肥方式对葡萄糖同化相关微生物物种的影响 |
5. 小结 |
第六章 不同优化施肥方式对利用秸秆碳相关微生物群落的影响 |
1. 引言 |
2. 材料与方法 |
2.1 供试土壤样品 |
2.2 室内培养实验 |
2.3 土壤呼吸的测定 |
2.4 土壤DNA的提取 |
2.5 等密度梯度离心 |
2.6 荧光定量PCR |
2.7 高通量测序及测序分析 |
2.8 数据处理与分析 |
3. 结果与分析 |
3.1 不同施肥方式下土壤微生物和CO_2释放对秸秆的响应 |
3.2 不同施肥方式对以秸秆为主要碳源的细菌和真菌群落的影响 |
3.3 不同施肥方式对在同化利用秸秆碳中占主导作用细菌和真菌类群的影响 |
3.4 不同施肥方式对同化利用秸秆碳相关微生物的响应策略的影响 |
3.5 不同施肥方式对同化利用秸秆碳中的关键细菌和真菌类群的影响 |
4. 讨论 |
4.1 土壤中细菌和真菌对秸秆加入的响应 |
4.2 不同施肥方式对在同化利用秸秆碳中占主导作用的微生物的影响 |
4.3 不同施肥方式对在同化利用秸秆碳中起关键作用的微生物的影响 |
5. 小结 |
第七章 不同施肥方式对土壤硝化相关微生物的影响 |
1. 引言 |
2. 材料与方法 |
2.1 试验地点及土壤样品的采集 |
2.2 试验设计 |
2.3 测定项目与方法 |
2.4 数据处理与分析 |
3. 结果与分析 |
3.1 短期不同施肥方式对土壤硝化相关微生物丰度及硝化活性的影响 |
3.2 长期不同施肥方式对土壤硝化相关微生物丰度及硝化活性的影响 |
3.3 长期不同施肥方式对土壤中参与硝化作用的活跃微生物的影响 |
3.4 长期不同施肥方式对被标记的细菌群落组成的影响 |
3.5 参与硝化作用的活跃微生物的系统发育分析 |
3.6 活跃氨氧化微生物丰度与土壤硝化活性的关系 |
4. 讨论 |
4.1 长期不同施肥方式对活跃硝化微生物分异的影响 |
4.2 长期不同施肥方式对参与硝化作用的活跃微生物群落组成的影响 |
4.3 土壤硝化活性与活跃氨氧化微生物的关系 |
5. 小结 |
全文结论 |
创新点与展望 |
参考文献 |
致谢 |
博士期间(拟)发表的论文 |
(4)Hansschlegelia zhihuaiae S113降解黄瓜根际土壤中除草剂氯嘧磺隆残留的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号与缩略语说明 |
绪论 |
第一部分 文献综述 |
1 磺酰脲类除草剂的基本概述 |
1.1 磺酰脲类除草剂的简介 |
1.2 磺酰脲类除草剂的残留与药害 |
1.3 磺酰脲类除草剂的微生物降解研究 |
2 氯嘧磺隆的基本概述 |
2.1 氯嘧磺隆的简介 |
2.2 氯嘧磺隆的残留与药害 |
2.3 氯嘧磺隆的微生物降解 |
3 土壤微生物群落的研究 |
3.1 土壤微生物与植物的生态关系 |
3.2 根系分泌物介导的土壤微生物与植物之间的互作 |
3.3 土壤微生物的根际定殖 |
3.4 土壤微生物多样性的研究方法 |
3.5 有益微生物的根际定殖与土壤微生物群落的关系研究进展 |
4 本研究的目的与意义 |
第二章 菌株S113对氯嘧磺隆药害的解除效果及其在黄瓜根际的定殖研究 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
1.3 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 菌株S113对黄瓜氯嘧磺隆药害的解除效果 |
2.2 菌株S113在黄瓜根表的定殖部位 |
2.3 菌株S113在黄瓜根表、根际与非根际土壤中的定殖动态 |
3 本章小结 |
第三章 黄瓜根系分泌物及其有机酸在菌株S113解除氯嘧磺隆药害中的作用 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
1.3 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 黄瓜根系分泌物对菌株S113生长的影响 |
2.2 黄瓜根系分泌物对菌株S113降解氯嘧磺隆的影响 |
2.3 黄瓜根系分泌物中有机酸成分的鉴定 |
2.4 氯嘧磺隆对有机酸分泌的影响及菌株S113对其的修复作用 |
2.5 菌株S113对黄瓜根系分泌物及其有机酸的趋化作用 |
2.6 黄瓜根系分泌物及其有机酸对菌株S113定殖的影响 |
3 本章小结 |
第四章 菌株S113修复氯嘧磺隆污染土壤过程中细菌群落结构的研究 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
1.3 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 菌株S113最适接种量的确定 |
2.2 氯嘧磺隆对菌株S113在土壤中定殖的影响 |
2.3 黄瓜根际与非根际土壤中氯嘧磺隆的降解动态 |
2.4 氯嘧磺隆对氨基酸分泌的影响及菌株S113对其的修复作用 |
2.5 菌株S113修复氯嘧磺隆污染土壤过程中细菌群落结构的研究 |
3 本章小结 |
全文总结 |
论文主要创新点 |
今后展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(5)Hansschlegelia Zhihuaiae S113降解玉米根际土壤中除草剂苄嘧磺隆残留的机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号与缩略语说明 |
前言 |
第一章 文献综述 |
1 磺酰脲类除草剂概述 |
1.1 磺酰脲类除草剂的发展与应用 |
1.2 磺酰脲类除草剂的作用机理 |
2 磺酰脲类除草剂的残留及药害 |
3 磺酰脲类除草剂的微生物降解 |
4 土壤微生物与植物的生态关系 |
4.1 植物的根际环境与非根际环境 |
4.2 土壤微生物的根际定殖 |
4.3 作物根际生物膜 |
4.4 根系分泌物 |
4.5 土壤微生物区系的研究 |
5 本研究的目的与意义 |
6 本研究的技术路线 |
参考文献 |
第二章 降解菌S113在玉米根表和根际的定殖及根系分泌物对菌株S113的影响 |
第一节 降解菌S113在玉米根表和根际的定殖 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
2 结果与分析 |
2.1 探针的特异性检测 |
2.2 菌株S113在玉米根表和根际定殖的定性研究 |
2.3 菌株S113在玉米根表和根际定殖的定量研究 |
第二节 玉米根系分泌物中有机酸的鉴定及其对菌株S113的影响 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
1.3 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 根系分泌物对菌株S113生长和降解苄嘧磺隆的影响 |
2.2 玉米根系分泌物中有机酸的鉴定 |
2.3 苄嘧磺隆对玉米根系分泌有机酸的影响 |
2.4 菌株S113对玉米根系分泌物及有机酸趋化作用的研究 |
本章讨论 |
本章小节 |
参考文献 |
第三章 菌株S113生物膜对玉米药害的去除能力及菌株对玉米根系分泌物响应的转录组研究 |
第一节 菌株S113体外模拟生物膜的形成 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
1.3 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 菌株S113生物膜培养基的确定 |
2.2 激光共聚焦显微镜观察菌株S113体外成膜的结构 |
2.3 玉米根系分泌物及其中有机酸对菌株S113生物膜形成的影响 |
2.4 结晶紫染色法和震荡打碎法定量测定生物膜的比较 |
2.5 菌株S113在48孔细胞培养板中成膜的边缘效应研究 |
2.6 菌株S113在48孔细胞培养板中成膜的动态变化 |
第二节 菌株S113生物膜对玉米药害去除能力的分析 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
2 结果与分析 |
2.1 三氯生对菌株S113和玉米生长的影响 |
2.2 三氯生对菌株S113成膜和降解苄嘧磺隆的影响 |
2.3 菌株S113对醚苯磺隆、吡嘧磺隆、烟嘧磺隆降解的研究 |
2.4 菌株S113生物膜解除玉米药害效果的分析 |
第三节 菌株S113对玉米根系分泌物响应的转录组分析 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
2 结果与分析 |
2.1 玉米根系分泌物对菌株S113生物膜形成的影响 |
2.2 菌株S113在生物膜形成条件下对玉米根系分泌物响应的转录组分析 |
本章讨论 |
本章小结 |
参考文献 |
第四章 菌株S113对玉米根际土壤中苄嘧磺隆的降解效果及其生态学效应 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 实验设计 |
1.3 测定指标与方法 |
1.4 样品的制备及其编号 |
1.5 高通量测序结果的分析 |
1.6 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 菌株S113接种量的确定 |
2.2 菌株S113对玉米药害的解除效果 |
2.3 根系样品和根际土样品中菌株S113的数量 |
2.4 根际土样品中苄嘧磺隆降解动态的研究 |
2.5 根际土样品的收集及处理 |
2.6 测序数据处理 |
2.7 菌株S113修复苄嘧磺隆污染土壤的微生态效应 |
本章讨论 |
本章小结 |
参考文献 |
第五章 玉米根际土壤中2株细菌新种的分离与鉴定 |
第一节 菌株TULL-A分类地位的研究 |
1 材料与方法 |
1.1 菌株、培养基与试剂 |
1.2 目的菌株的分离 |
1.3 菌株促生作用的验证 |
1.4 菌株的形态学分析 |
1.5 菌株16S rRNA基因序列分析 |
1.6 菌株生理生化指标的测定 |
1.7 菌株TULL-A的多相分类研究 |
2 结果与分析 |
2.1 目的菌株的分离 |
2.2 菌株促生作用的验证 |
2.3 菌株的形态特征 |
2.4 菌株的16S rRNA基因与系统发育分析 |
2.5 菌株TULL-A生理生化特性 |
2.6 菌株TULL-A的多相分类研究 |
2.7 Mangrovibacter yixingensis sp. nov. TULL-A~T新种描述 |
第二节 菌株Q-4分类地位的研究 |
1 材料与方法 |
1.1 菌株、培养基与试剂 |
1.2 菌株的形态学分析 |
1.3 菌株16S rRNA基因序列分析 |
1.4 菌株生理生化指标的测定 |
1.5 菌株Q-4的多相分类研究 |
2 结果与分析 |
2.1 菌株的形态特征 |
2.2 菌株的16S rRNA基因与系统发育分析 |
2.3 菌株Q-4生理生化特性 |
2.4 菌株Q-4的多相分类研究 |
2.5 Pedobacter nanyangensis sp. nov. Q-4~T新种描述 |
本章讨论 |
本章小节 |
参考文献 |
全文总结 |
博士论文创新点 |
今后展望 |
附录 |
攻读博士学位期间相关论文 |
致谢 |
(6)几种三嗪类除草剂在土壤中的微生物降解和光降解研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词表 |
绪论 |
第一章 文献综述 |
1 农药使用和残留概述 |
2 三嗪类除草剂 |
2.1 三嗪类除草剂简介 |
2.2 几种三嗪类除草剂化学结构及性质 |
2.3 三嗪类农药的残留以及危害 |
3 三嗪类除草剂的环境降解行为 |
3.1 土壤中三嗪类农药的微生物降解 |
3.1.1 细菌对三嗪类除草剂的降解 |
3.1.2 真菌对三嗪类除草剂的降解 |
3.1.3 细菌群落对三嗪类除草剂的降解 |
3.1.4 三嗪类除草剂降解基因及代谢途径 |
3.2 环境中三嗪类农药的光降解 |
3.3 三嗪类农药降解分析方法 |
3.3.1 色谱与质谱联用技术 |
3.3.2 同位素分析 |
3.3.3 生物分析方法 |
3.3.4 其他方法 |
4 三嗪类除草剂污染土壤的修复技术 |
4.1 分离及修复技术 |
4.2 直接修复技术 |
4.2.1 植物对污染土壤进行修复 |
4.2.2 细菌对污染土壤进行修复 |
4.2.3 真菌对污染土壤进行修复 |
参考文献 |
第二章 扑灭津在土壤中的微生物降解行为研究 |
1 引言 |
2 实验部分 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 供试土壤 |
2.1.2 供试农药与试剂 |
2.1.3 主要仪器 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 土壤中扑灭津添加回收率测定 |
2.2.2 土壤中扑灭津降解实验 |
2.2.3 扑灭津土壤中的吸附与解吸实验 |
2.2.4 灭菌土壤中扑灭津的降解实验 |
2.2.5 土壤中微生物量碳和氮的测定 |
2.2.6 土壤酶活力的测定 |
2.2.7 土壤总DNA的提取 |
2.2.8 PCR-DGGE技术分析土壤微生物群落 |
2.2.9 三嗪类农药分解代谢基因的检测及追踪 |
2.2.10 扑灭津土壤降解产物的分析 |
2.2.11 数据处理与统计分析 |
3 结果与讨论 |
3.1 扑灭津土壤降解行为研究 |
3.2 扑灭津土壤吸附解吸行为研究 |
3.2.1 扑灭津土壤吸附动力学 |
3.2.2 扑灭津土壤吸附与解吸行为 |
3.3 灭菌土壤中扑灭津的降解 |
3.4 扑灭津对土壤中微生物量碳和氮的影响 |
3.4.1 扑灭津对土壤中微生物量氮的影响 |
3.4.2 扑灭津对土壤中微生物量碳的影响 |
3.5 扑灭津对土壤酶活力的影响 |
3.5.1 扑灭津对土壤过氧化氢酶活力的影响 |
3.5.2 扑灭津对土壤脱氢酶活力的影响 |
3.5.3 扑灭津对土壤酚类氧化酶活力的影响 |
3.5.4 扑灭津对土壤过氧化物酶活力的影响 |
3.6 土壤总DNA提取结果 |
3.7 扑灭津对土壤微生物群落的影响 |
3.7.1 细菌V3区16S rDNA PCR扩增结果 |
3.7.2 DGGE电泳结果 |
3.7.3 DGGE泳带相似性聚类分析 |
3.7.4 多样性分析 |
3.7.5 DGGE切胶回收与条带分析 |
3.8 分解代谢基因的追踪分析 |
3.8.1 分解代谢基因的半定量PCR分析 |
3.8.2 分解代谢基因实时定量PCR分析 |
3.9 扑灭津土壤微生物降解产物及降解途径分析 |
3.9.1 扑灭津土壤中微生物降解产物的鉴定 |
3.9.2 扑灭津土壤中微生物降解产物相对定量分析 |
3.9.3 扑灭津土壤微生物降解途径推测 |
4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 扑灭津降解菌的筛选及其降解行为研究 |
1 引言 |
2 实验部分 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 供试土壤 |
2.1.2 供试农药与试剂 |
2.1.3 主要仪器 |
2.1.4 培养基配制 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 降解菌的富集分离以及农药的降解 |
2.2.2 无机盐MSM培养基中扑灭津定量检测方法 |
2.2.3 菌体总DNA的提取 |
2.2.4 菌体总DNA宏基因组16S测序分析 |
2.2.5 扑灭津在混合菌体中的降解产物鉴定 |
2.2.6 数据处理与统计分析 |
3 结果与讨论 |
3.1 扑灭津降解菌体富集液的筛选 |
3.2 扑灭津降解菌分离筛选 |
3.3 菌体富集液DNA的质量和浓度 |
3.4 菌体总DNA测序数据处理与分析 |
3.4.1 测序结果质量分析 |
3.4.2 聚类结果物种分类分析 |
3.5 扑灭津微生物降解动力学 |
3.6 扑灭津菌体降解产物及降解途径 |
4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 外源接种降解菌群对土壤中扑灭津的降解研究 |
1 引言 |
2 实验部分 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 供试土壤 |
2.1.2 供试菌体 |
2.1.3 供试农药与试剂 |
2.1.4 主要仪器 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 添加菌剂的制备 |
2.2.2 扑灭津污染土壤样品的制备 |
2.2.3 土壤样品中扑灭津残留浓度的检测 |
2.2.4 添加降解菌对土壤中扑灭津的降解实验 |
2.2.5 不同环境因素对降解菌降解扑灭津的影响 |
2.2.6 降解菌对土壤中其他三嗪类农药的降解 |
2.2.7 数据处理 |
3 结果与讨论 |
3.1 添加降解菌对不同土壤中扑灭津降解的影响 |
3.2 不同因素对降解菌降解扑灭津的影响 |
3.2.1 降解菌接种量对扑灭津降解的影响 |
3.2.2 土壤湿度对降解菌降解扑灭津的影响 |
3.2.3 可溶性有机碳对降解菌降解扑灭津的影响 |
3.2.4 尿素对降解菌降解扑灭津的影响 |
3.3 降解菌对其它三嗪类农药的降解 |
4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 表层土壤中扑草净光降解研究 |
1 引言 |
2 实验部分 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 供试土壤 |
2.1.2 供试农药和试剂 |
2.1.3 主要仪器 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 扑草净污染土壤样品的制备 |
2.2.2 土壤样品中扑草净残留浓度的检测方法 |
2.2.3 扑草净土壤光照实验 |
2.2.4 不同条件下表层土壤中扑草净的光降解实验 |
2.2.5 UPLC-MS/MS鉴定扑草净及其降解产物 |
2.2.6 数据分析 |
3 结果与讨论 |
3.1 不同光源照射对表层土壤中扑草净降解的影响 |
3.2 不同湿度对表层土壤中扑草净降解的影响 |
3.3 不同温度对表层土壤中扑草净降解的影响 |
3.4 不同初始浓度对表层土壤中扑草净降解的影响 |
3.5 TiO_2对表层土壤中扑草净降解的影响 |
3.6 土壤中扑草净的光降解途径 |
3.6.1 土壤中扑草净的光降解产物的鉴定 |
3.6.2 土壤中扑草净的光降解途径 |
4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 磁性TiO_2纳米材料制备及其在土壤光降解中的应用 |
1 引言 |
2 实验部分 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 供试土壤 |
2.1.2 供试农药和试剂 |
2.1.3 主要仪器 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 磁性TiO_2纳米材料的制备 |
2.2.2 材料表征 |
2.2.3 Fe_3O_4@TiO_2材料光催化降解实验 |
2.2.4 数据分析 |
3 结果与讨论 |
3.1 纳米Fe_3O_4的改性 |
3.2 纳米Fe_3O_4@TiO_2的合成和降解效果初探 |
3.3 Fe_3O_4@TiO_2纳米材料表征 |
3.3.1 形态与磁性表征 |
3.3.2 红外光谱表征 |
3.3.3 X-射线衍射表征 |
3.3.4 扫描电镜表征 |
3.3.5 透射电镜表征 |
3.4 Fe_3O_4@TiO_2土壤光催化降解扑草净 |
3.5 Fe_3O_4@TiO_2材料的回收和重复使用 |
4 本章小结 |
参考文献 |
全文结论 |
创新点 |
不足之处 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
附录 |
(7)典型农田土壤细菌时空演变规律与碳固定细菌剖面分布研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1 土壤微生物多样性 |
2 土壤微生物的时空分布 |
3 全球碳循环与微生物的作用 |
3.1 碳的形态和分布 |
3.2 土壤碳循环与微生物的作用 |
4 微生物固定CO_2的主要途径 |
4.1 卡尔文途径(Calvin cycle) |
4.2 还原性三羧酸循环途径(Reductive TCA cycle) |
4.3 乙酰辅酶A途径(Anaerobicacetyl-CoA pathway) |
4.4 3-羟基丙酸途径(3-hydroxypropionate pathway) |
4.5 3-羟基丙酸/4-羟基丁酸途径(3-hydroxypropionate/4-hydroxybutyrate pathway) |
4.6 二羧酸/4-羟基丁酸途径(Dicarboxylate/4-hydroxybutyrate pathway) |
5 CO_2固定微生物的影响因素 |
6 研究方法 |
7 论文研究内容、目的及意义 |
参考文献 |
第二章 不同围垦年限农田土壤细菌多样性的时空演变 |
1 材料与方法 |
1.1 研究区概况 |
1.2 样品采集 |
1.3 土壤理化性质的测定 |
1.4 土壤微生物总DNA提取 |
1.5 土壤细菌16S V3-V4区Illumina MiSeq测序分析 |
2 结果与分析 |
2.1 土壤理化性质 |
2.2 土壤微生物总DNA提取 |
2.3 土壤细菌群落α多样性分析 |
2.4 土壤细菌群落β多样性分析 |
2.5 土壤细菌群落组成的系统发育分析 |
2.6 土壤细菌群落组成的影响因子分析 |
3 讨论 |
4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 稻田土壤固碳细菌cbbM基因多样性的剖面分布 |
1 材料与方法 |
1.1 研究区域概况 |
1.2 样品的采集与处理 |
1.3 实验菌株、试剂及仪器 |
1.4 土壤理化性质测定 |
1.5 土壤微生物总DNA提取 |
1.6 cbbM亚型基因片段的扩增、纯化 |
1.7 土壤中cbbM基因拷贝数的荧光定量检测 |
1.8 cbbM基因克隆文库的构建 |
1.9 cbbM基因克隆文库的RFLP分析 |
1.10 cbbM基因克隆文库的统计分析 |
1.11 序列测定及其系统发育分析 |
2 结果与分析 |
2.1 土壤理化性质 |
2.2 土壤基因组DNA的提取 |
2.3 cbbM基因的PCR扩增结果 |
2.4 cbbM在土壤不同剖面层数量分布 |
2.5 cbbM基因PCR-RFLP结果与分析 |
2.6 cbbM基因群落结构及系统发育分析 |
3 讨论 |
4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 稻田土壤固碳细菌cbbL基因多样性的剖面分布 |
第一节 稻田土壤固碳细菌cbbL green-like基因亚型多样性的剖面分布 |
1 材料与方法 |
1.1 试验试剂 |
1.2 样品采集、保存及理化性质 |
1.3 土壤微生物总DNA的定量提取 |
1.4 cbbL green-like亚型基因片段的扩增、纯化 |
1.5 土壤中cbbL green-like基因拷贝数的荧光定量检测 |
1.6 cbbL green-like基因克隆文库的构建 |
1.7 cbbL green-like基因克隆文库的RFLP分析 |
1.8 cbbL green-like基因克隆文库的统计分析 |
1.9 序列测定和系统发育分析 |
2 结果与分析 |
2.1 cbbL green-like基因的PCR扩增结果 |
2.2 cbbL green-like在土壤不同剖面层数量分布 |
2.3 cbbL green-like基因PCR-RFLP结果与分析 |
2.4 cbbL green-like基因群落结构及系统发育分析 |
第二节 稻田土壤固碳细菌cbbL red-like基因亚型多样性的剖面分布 |
1 材料与方法 |
1.1 试验试剂 |
1.2 样品采集、保存及理化性质 |
1.3 土壤微生物总DNA的定量提取 |
1.4 土壤微生物总DNA提取效率验证 |
1.5 cbbL red-like亚型基因片段的扩增、纯化 |
1.6 土壤中cbbL red-like基因拷贝数的荧光定量检测 |
1.7 cbbL red-like基因克隆文库的RFLP分析 |
1.8 cbbL red-like基因克隆文库的统计分析 |
1.9 序列测定及其系统发育分析 |
2 结果与分析 |
2.1 cbbL red-like基因的PCR扩增结果 |
2.2 cbbL red-like在土壤不同剖面层数量分布 |
2.3 cbbL red-like基因PCR-RFLP结果与分析 |
2.4 cbbL red-like基因群落结构及系统发育分析 |
3 本章讨论 |
4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 稻田土壤一氧化碳氧化细菌coxL form I基因多样性的剖面分布 |
1 材料与方法 |
1.1 试验试剂 |
1.2 样品采集、保存及理化性质 |
1.3 土壤微生物总DNA的定量提取 |
1.4 coxL亚型基因片段的扩增、纯化 |
1.5 土壤中coxL基因拷贝数的荧光定量检测 |
1.6 coxL基因克隆文库的构建 |
1.7 coxL基因克隆文库的分析 |
2 结果与分析 |
2.1 coxL基因的PCR扩增结果 |
2.2 coxL基因在土壤不同剖面层数量分布 |
2.3 coxL基因在不同剖面层的分布的多样性和群落结构分析 |
2.4 coxL基因群落结构、分布及系统发育分析 |
2.5 含coxL基因的固碳微生物与环境因子之间的关系 |
3 讨论 |
4 本章小结 |
参考文献 |
全文总结 |
创新点 |
(8)毛竹根区土壤与内生细菌多样性及促生细菌筛选(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
1.国内外研究现状 |
1.1 毛竹研究简况 |
1.1.1 毛竹的生物学特性 |
1.1.2 近年来毛竹研究的现状 |
1.2 土壤微生物研究现状 |
1.2.1 土壤微生物的种类 |
1.2.2 土壤微生物的多样性 |
1.2.3 土壤细菌的研究概况 |
1.3 植物内生细菌的研究进展 |
1.3.1 植物内生细菌及其类型 |
1.3.2 内生细菌的生物学作用 |
1.4 土壤微生物与内生细菌的研究方法 |
1.5 毛竹土壤微生物及内生菌研究进展 |
2 存在的问题 |
3 主要研究内容、研究目标和拟解决的关键问题 |
3.1 主要研究内容 |
3.2 研究目标: |
3.3 拟解决的关键问题; |
3.4 本研究的特色和创新之处 |
第二章 基于454焦磷酸测序技术毛竹根区土壤细菌及内生细菌多样性研究 |
1 材料与方法 |
1.1 样本的采集 |
1.2 样本总DNA的提取 |
1.2.1 主要仪器 |
1.2.2 试剂和溶液 |
1.2.3 毛竹根区土壤总DNA提取 |
1.2.4 毛竹组织总DNA的提取 |
1.3 454焦磷酸测序分析 |
1.3.1 样本总DNA的454焦磷酸测序 |
1.3.2 数据预处理及有效数据的统计 |
2 结果与分析 |
2.1 样本总DNA的提取及定量检测 |
2.2 454序列信息的预处理 |
2.3 毛竹组织及根区土壤细菌群落丰度和多样性 |
2.4 各样本主成分分析 |
2.5 各样本细菌菌群结构多样性组成 |
2.6 各样本细菌群落结构相似度对比分析 |
3 小结与讨论 |
第三章 毛竹内生细菌的分离及促生活性细菌筛选 |
1 材料与方法 |
1.1 样品采集 |
1.2 培养基及主要试剂 |
1.3 内生细菌的分离 |
1.4 内生细菌菌落调查 |
1.5 内生细菌的16S rDNA鉴定 |
1.6 平板解磷解钾固氮效果测定(初筛) |
1.7 摇瓶解磷解钾效果测定(复筛) |
1.8 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 可培养内生细菌的分离 |
2.2 可培养内生细菌的组成及分布 |
2.3 内生细菌的16S rDNA序列分析 |
2.4 内生细菌解磷解钾活性初步测定 |
2.5 摇瓶法高效解磷解钾内生细菌的复筛 |
2.6 解磷解钾固氮内生细菌的16S rDNA序列分析 |
3 小结与讨论 |
第四章 内生细菌在毛竹体内的定殖与促生作用研究 |
1 材料与方法 |
1.1 供试菌株与植物品种(毛竹) |
1.2 培养基及主要试剂 |
1.3 抗利福平(Rif)突变菌株的筛选及菌悬液的制备 |
1.3.1 抗利福平(Rif)突变菌株的筛选 |
1.3.2 抗利福平(Rif)突变菌株遗传稳定性检测 |
1.3.3 抗利福平(Rif)突变菌株菌悬液制备 |
1.4 抗利福平(Rif)突变菌株在毛竹体内的定殖 |
1.4.1 不同接种方法测定抗利福平(Rif)突变菌株的内生定殖动态 |
1.4.2 定殖菌的回收 |
1.5 促生菌株的鉴定 |
1.5.1 培养特征和形态特征 |
1.5.2 生理生化特征 |
1.6 内生细菌对毛竹促生作用 |
1.6.1 促生菌株菌悬液制备 |
1.6.2 促生菌株菌悬液接种方法 |
1.6.3 毛竹叶片光合作用指标的测定 |
1.6.4 毛竹叶片生理生化指标的测定 |
1.7 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 抗利福平(Rif)突变菌株的筛选及其稳定性测定 |
2.1.1 抗利福平(Rif)突变菌株的筛选 |
2.1.2 促生菌株(CT-B09-2、JL-B06、WYS-A01-1)抗利福平(Rif)突变菌株遗传稳定性测定 |
2.2 促生菌株(CT-B09-2、JL-B06、WYS-A01-1)在毛竹体内定殖结果 |
2.2.1 灌根处理后促生菌株在毛竹体内的定殖动态 |
2.2.2 叶腋注射接种后促生菌株在毛竹体内的定殖结果 |
2.3 定殖菌的回收和鉴定 |
2.3.1 促生菌株(CT-B09-2、JL-B06、WYS-A01-1)的培养特征和形态特征 |
2.3.2 促生菌株(CT-B09-2、JL-B06、WYS-A01-1)的生理生化特征 |
2.4 促生内生细菌对毛竹幼苗叶片光合作用指标的影响 |
2.5 灌根接种内生细菌对毛竹幼苗叶片生理生化指标的影响 |
2.5.1 促生内生细菌对毛竹叶片叶绿素含量的影响 |
2.5.2 促生内生细菌对毛竹叶片丙二醛(MDA)活性的影响 |
2.5.3 促生内生细菌对毛竹叶片过氧化物酶(POD)活性的影响 |
2.5.4 促生内生细菌对毛竹叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响 |
2.5.5 促生内生细菌对毛竹叶片可溶性蛋白含量的影响 |
2.5.6 促生内生细菌对毛竹叶片可溶性糖含量的影响 |
2.6 注射法接种内生细菌对毛竹叶片生理生化指标的影响 |
2.6.1 促生内生细菌对毛竹叶片叶绿素含量的影响 |
2.6.2 促生内生细菌对毛竹叶片过氧化氢酶(CAT)活性的影响 |
2.6.3 促生内生细菌对毛竹叶片丙二醛(MDA)活性的影响 |
2.6.4 促生内生细菌对毛竹叶片过氧化物酶(POD)活性的影响 |
2.6.5 促生内生细菌对毛竹叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响 |
2.6.6 促生内生细菌对毛竹叶片可溶性蛋白含量的影响 |
2.6.7 促生内生细菌对毛竹叶片可溶性糖含量的影响 |
3 小结与讨论 |
结论与展望 |
1 结论 |
2 展望 |
参考文献 |
附录Ⅰ 82株内生细菌16S rDNA基因图谱 |
附录Ⅱ 20株促生内生细菌16S rDNA序列 |
附录Ⅲ 82株内生细菌解磷解钾固氮筛选结果 |
附录Ⅳ 攻读博士期间发表(或投稿)论文及其他相关工作 |
致谢 |
(9)土壤微生物多样性研究中总DNA提取技术进展(论文提纲范文)
1 基于DNA方法的土壤微生物多样性研究现状 |
2 土壤微生物总DNA的提取 |
2.1 间接提取土壤微生物总DNA |
2.1.1 土壤分散 |
2.1.2 土壤微生物的提取 |
2.1.3 土壤微生物的纯化 |
2.2 直接提取土壤微生物总DNA |
2.2.1 原位细胞裂解 |
2.2.2 DNA提取和纯化 |
2.2.3 直接法和间接法的比较 |
2.3 DNA的纯度和浓度测定 |
3 影响土壤微生物总DNA提取的因子 |
4 小结 |
5 展望 |
四、一种土壤微生物总DNA的高效提取方法(论文参考文献)
- [1]甲基二磺隆对麦田根际微生物群落的影响及其与有机肥的联合效应研究[D]. 曹俊丽. 华中师范大学, 2021(02)
- [2]PCR检测柞蚕僵蚕病原方法的建立及柞蚕栖息地微生物多样性分析[D]. 王婷婷. 沈阳农业大学, 2019(02)
- [3]养分优化管理模式下作物群体及土壤微生物群落特征的研究[D]. 孔亚丽. 南京农业大学, 2018
- [4]Hansschlegelia zhihuaiae S113降解黄瓜根际土壤中除草剂氯嘧磺隆残留的研究[D]. 陈峰. 南京农业大学, 2018(07)
- [5]Hansschlegelia Zhihuaiae S113降解玉米根际土壤中除草剂苄嘧磺隆残留的机制研究[D]. 张浩. 南京农业大学, 2018(07)
- [6]几种三嗪类除草剂在土壤中的微生物降解和光降解研究[D]. 蒋晨. 南京农业大学, 2017(07)
- [7]典型农田土壤细菌时空演变规律与碳固定细菌剖面分布研究[D]. 彭文涛. 南京农业大学, 2016(07)
- [8]毛竹根区土壤与内生细菌多样性及促生细菌筛选[D]. 袁宗胜. 福建农林大学, 2015(01)
- [9]土壤微生物多样性研究中总DNA提取技术进展[J]. 肖斌,蒋代华,刘立龙,刘全东. 湖北农业科学, 2012(23)
- [10]土壤微生物总DNA提取方法的优化[J]. 赵裕栋,周俊,何璟. 微生物学报, 2012(09)