华南三地红树林土壤微生物区系及PGPR多样性研究

华南三地红树林土壤微生物区系及PGPR多样性研究

论文摘要

本论文研究了广东深圳、福建龙海和海南海口三个地点红树林土壤微生物数量与土壤主要理化性质的关系,及其PGPR(溶磷菌和固氮菌)在红树植物根际的分布状况;应用16S rDNA PCR-RFLP和16S rDNA全序列测定方法,对红树林根际分离出的26株PGPR进行多样性研究,同时对各PGPR进行nifH基因的扩增;对聚类得出各亚群的代表溶磷菌进行无机磷溶磷能力的测定。得出以下结论:三个地点的土壤微生物数量均以细菌类群占绝对优势,其次是放线菌和丝状真菌;深圳红树林土壤微生物总数、细菌、放线菌和丝状真菌数量在三个地点中最高,其中丝状真菌数量与其余两地差异显著(P<0.05);微生物总数、细菌数与土壤全N、全P呈极显著正相关(P<0.01),放线菌数与全N、全P呈显著正相关(P<0.05)真菌数与全P呈显著正相关(P<0.05);多元统计分析结果表明,影响土壤微生物总数与细菌数量最主要的因子是全N;影响放线菌与真菌数量最主要的因子的是全P。从根际不同部位筛选出24株溶磷菌和2株固氮菌;三地红树林解磷菌在根际的分布均以土壤中含量最多,而固氮菌都分布在根表。采用平均连锁法(UPGMA)对16S rDNA PCR-RFLP聚类后,所有菌株在59%的水平上聚到一起;在90%的相似水平上,26株PGPR可分为6个亚群,另有7株菌在树状图上占据独立的一个分支;通过对各亚群的代表菌株进行16S rDNA全序列测定分析,得出结果有Vibrio alginolyticus、Vibrio parahaemolyticus、Allomonasenterica、Paenibacillus ginsengagri、Bacillus pumilus、Bacillusmegaterium、Klebsiella sp.、Enterobacter intermedius、UnculturedShigella sp.、Bacillus aquimaris以及Pseudomonas mosselii等,表现出红树林根际PGPR具有丰富的多样性,结果显示Bacillus属为主要优势菌。对所筛选的固氮菌与溶磷菌进行了nifH基因的扩增,其中两株固氮菌FJN、SZN4以及部分溶磷菌HN1-1、HN1-2、HN1-3、HN011、SZ002、SZ7-1、FJ001、FJ002、FJ008、FJ010和FJ011都能扩增出大小约360bp的,nifH基因片断,从基因水平上证明了这些菌株属于固氮菌。其中,对SZ002、SZ7-1、SZN4、HN011的nifH基因测序,Blast比对结果与其16S rDNA所鉴定结果基本符合。同时,对代表菌株进行了溶磷能力以及培养液pH值的测定,各菌株都有较强的溶磷能力,以菌株H012溶磷能力最强,其接种的培养液中可溶性磷含量高达86.89μg·ml-1;各菌株培养液的pH值均不同程度的下降。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 前言
  • 1.1 红树林生态作用及其分布
  • 1.2 红树林土壤微生物区系
  • 1.3 PGPR机理研究
  • 1.3.1 PGPR促进植物生长的机制
  • 1.3.2 PGPR的生防机制
  • 1.4 红树林PGPR的研究状况
  • 1.5 研究微生物生物多样性的意义
  • 1.6 关于研究微生物多样性的技术支持以及研究状况
  • 1.6.1 保守基因的序列测定
  • 1.6.2 16S rDNA PCR-RFLP技术
  • 1.6.3 随机扩增的多态性DNA技术(RAPD)
  • 1.6.4 扩增片段多态性(AFLP)
  • 1.6.5 变性梯度凝胶电泳(DGGE)
  • 1.6.6 Biolog鉴定系统
  • 1.7 本研究的目的意义
  • 2 材料与方法
  • 2.1 样地概况
  • 2.2 采样方法
  • 2.3 土壤样品的理化分析方法
  • 2.4 土壤样品微生物数量测定
  • 2.5 微生物数量与土壤理化因子相关性统计分析
  • 2.6 溶磷菌的筛选分离
  • 2.7 固氮菌的筛选分离
  • 2.8 PGPR单菌落的挑选及菌种保藏
  • 2.9 PGPR 16S rDNA基因扩增
  • 2.9.1 溶液、缓冲液和试剂
  • 2.9.2 基因组DNA的提取
  • 2.9.3 16S rDNA引物的设计
  • 2.9.4 PCR扩增
  • 2.10 PGPR 16S rDNA-RFLP
  • 2.11 RFLP酶切图谱数据分析与处理
  • 2.12 16S rDNA PCR扩增产物纯化及克隆
  • 2.12.1 DNA片段回收
  • 2.12.2 感受态细胞E.coli DH5a的制备
  • 2.12.3 DNA连接与转化
  • 2.12.4 快速碱裂解法提取质粒
  • 2.12.5 质粒酶切
  • 2.12.6 DNA序列测定
  • 2.13 nifH基因的扩增、克隆及测序
  • 2.13.1 PCR扩增
  • 2.13.2 DNA测序
  • 2.14 各代表菌株的溶磷能力测定
  • 2.14.1 溶磷菌溶磷能力的定性测定
  • 2.14.2 溶磷菌溶磷能力的定量测定
  • 3 结果与分析
  • 3.1 土壤微生物的数量
  • 3.2 红树林土壤理化性质和养分含量
  • 3.3 红树林微生物数量与土壤主要理化因子之间的关系
  • 3.4 红树林土壤微生物数量与主要理化因子之间的多元回归分析
  • 3.5 PGPR的筛选与鉴定
  • 3.5.1 红树林根际PGPR的分布状况及菌落特征
  • 3.5.2 16S rDNA PCR产物的酶切图谱
  • 3.5.3 RFLP聚类结果
  • 3.5.4 nifH基因的扩增
  • 3.5.5 16S rDNA序列测定
  • 3.6 溶磷能力的测定
  • 3.6.1 溶磷菌溶磷能力的定性测定
  • 3.6.2 溶磷菌溶磷能力的定量测定
  • 4 讨论与结论
  • 5 对进一步研究的建议
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 相关论文文献

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