蔬菜地中芽孢杆菌的多功能及其多样性分析

论文摘要

从聊城、寿光、临沂、章丘4个地区的西红柿、黄瓜、韭菜、白菜、大蒜、大葱等蔬菜地采集了120份土壤样品,从中共分离到947株芽孢杆菌菌株,通过平板直观筛选,发现具有固氮、解钾、解磷的芽孢杆菌共350株,其中同时具有固氮、解钾、解磷三种功能的菌株有104个。采用单一碳源方法,还从这些土壤样品中分离筛选到14株能够降解毒死蜱的芽孢杆菌,没有发现能够降解氧化乐果的菌株。实验表明,这些降解毒死蜱的菌株没有固氮、解钾、解磷功能。经过重复试验,从上述104株芽孢杆菌筛选出24株固氮、解钾、解磷三种功能都比较稳定、强的芽孢杆菌。采用全氮比色法、四苯硼钠比浊法和磷钒钼黄比色法,进一步对这些芽孢杆菌和两株对照菌P418、YKT41的固氮、解钾、解磷能力进行了定量测定,发现综合能力最好的菌株有6个,分别是SJ2-7、SJ3-7、SH5-6、SH6-1、LJ4-2和CS6-4,其中菌株CS6-4还具有植酸酶活性。另外,菌株SH5-4、SH6-3对串珠镰刀菌有明显的抑制作用,菌株SJ7-3、SJ2-3、SJ1-7对灰葡萄孢有明显的抑制作用。据生理生化特点,结合16S rDNA测序结果,对这6个菌株进行了种类鉴定,结果表明这6株菌都是巨大芽孢杆菌。以上结果说明,蔬菜地土壤中芽孢杆菌的生理功能具有明显多样性,但这些表现最好的菌株都是巨大芽孢杆菌。在进一步研究试验的基础上,这些菌株有开发为微生物肥料的潜在价值。本研究设计了对芽孢杆菌具有特异性的引物,采用巢式PCR技术扩增土壤样品中的特异性DNA片段,然后进行变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析,发现这些土壤中的芽孢杆菌具有分子多样性。对分离筛选到的6株多功能性较好的芽孢杆菌DNA,以及其来源土样的DNA,分别进行巢式PCR-DGGE电泳,结果发现单菌株DNA的条带在相应土样中都有对应的条带,与分离筛选结果相符合。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1.1 芽孢杆菌的研究现状
• 1.1.1 芽孢杆菌的主要特性
• 1.1.2 芽孢杆菌的生长环境
• 1.1.3 芽孢杆菌的应用
• 1.2 芽孢杆菌的功能性研究
• 1.2.1 固氮芽孢杆菌
• 1.2.2 解钾芽孢杆菌
• 1.2.3 解磷芽孢杆菌
• 1.2.4 生物防治芽孢杆菌
• 1.3 芽孢杆菌多样性的研究
• 1.3.1 芽孢杆菌多样性研究进展
• 1.3.2 芽孢杆菌多样性研究的方法
• 1.4 本研究的意义和目的
• 1.5 本研究的技术路线
• 第二章 土样的采集及多功能芽孢杆菌的分离筛选
• 2.1 材料、仪器及试剂
• 2.1.1 材料及仪器工具
• 2.1.2 培养基及试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 土样的采集
• 2.2.2 土样风干及保存
• 2.2.3 固氮、解钾、解磷芽孢杆菌的初筛
• 2.2.4 解有机磷农药残留芽孢杆菌的分离筛选
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 土样采集的结果及各份土样中分离到芽孢杆菌的种数
• 2.3.2 固氮、解钾、解磷芽孢杆菌的分离筛选的结果
• 2.3.3 解有机磷农药残留芽孢杆菌的分离筛选
• 2.4 讨论
• 第三章 多功能芽孢杆菌不同功能的定量测定
• 3.1 材料、仪器及试剂
• 3.1.1 菌种
• 3.1.2 培养基
• 3.1.3 试剂
• 3.1.4 仪器设备及工具
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 芽孢杆菌固氮能力的测定实验
• 3.2.2 芽孢杆菌解钾能力的测定实验
• 3.2.3 芽孢杆菌解磷能力的测定实验
• 3.2.4 植酸酶活性
• 3.2.5 拮抗植物病原菌
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 芽孢杆菌固氮能力的测定结果
• 3.3.2 芽孢杆菌解钾能力的测定结果
• 3.3.3 芽孢杆菌解磷能力的测定结果
• 3.3.4 植酸酶活性结果
• 3.3.5 拮抗植物病原菌结果
• 3.4 讨论
• 第四章 土壤总DNA及菌株基因组DNA的提取
• 4.1 材料、仪器及试剂
• 4.1.1 材料和仪器
• 4.1.2 试剂
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 土样中总DNA的提取
• 4.2.2 混合土壤样品总DNA的提取
• 4.2.3 芽孢杆菌DNA的提取
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 不同方法土壤DNA提取的结果与分析
• 4.3.2 混合土壤样品总DNA的提取
• 4.3.3 菌株基因组DNA的提取
• 4.4 讨论
• 第五章 PCR-DGGE技术研究土壤芽孢杆菌多样性
• 5.1 材料、试剂及仪器
• 5.1.1 材料及培养基
• 5.1.2 试剂
• 5.1.3 主要仪器设备
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 引物的特异性
• 5.2.2 巢式PCR
• 5.2.3 DGGE电泳条件的确定
• 5.2.4 土样DGGE电泳和单个芽孢杆菌的DGGE电泳
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 引物特异性检测
• 5.3.2 巢式PCR的电泳检测
• 5.3.3 DGGE电泳条件确定
• 5.3.4 土样DGGE分析
• 5.3.5 单个菌株的DGGE电泳分析
• 5.4 讨论
• 第六章 菌种的鉴定
• 6.1 材料与试剂
• 6.1.1 菌株
• 6.1.2 培养基
• 6.1.3 试剂
• 6.2 实验方法
• 6.2.1 生理生化的鉴定
• 6.2.2 分子生物学方法的鉴定
• 6.3 结果与分析
• 6.3.1 生理生化鉴定
• 6.3.2 分子鉴定
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢