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芒草内生、根际土壤细菌群落分析及其促生特性测定

2020-12-10阅读(478)

芒草内生、根际土壤细菌群落分析及其促生特性测定

论文摘要

微生物与植物之间有着紧密的联系,在生态环境中也发挥着极其重要的作用,不仅担任着分解者的角色,同时还具有物质交换、能量转运、氨基酸合成等重要功能,在植物生长中把土壤的营养成分转化为可利用形态,转运到植物体的各个部位,从而对植物的生长起促进作用。植物与微生物在一个长期的共生过程中相互竞技、相互影响,在这个过程中植物也对其内生菌和根际土壤微生物的群落组成和结构产生影响,同时后者也能对植物的生长过程起到促进作用。本研究采用传统平板培养分离法将能源植物芒草（湘芒1号）内生、根际土壤细菌从4种不同培养基中分离鉴定并对其群落组成进行分析,同时对其分离鉴定到的菌种从产吲哚乙酸能力、氨基酸脱羧酶能力、溶磷能力等方面进行促生特性鉴定,以期确定芒草内生、根际土壤细菌的群落组成及其潜在功能;初步阐明细菌在芒草不同部位分布差异、规律及其潜在功能;丰富芒草内生、根际细菌菌种资源。主要试验结果如下:（1）运用传统平板分离的方法分别从芒草根、茎、叶和根际土壤中通过4种不同培养基（YN、TSA、LB、R2A）进行培养分离,共分离获得201株菌,通过16s rRNA基因序列分析对这些细菌进行鉴定,NCBI BLAST和EZ biocloud网站进行同源性比对结果显示:分离菌株包含了4门7纲10目20科31属68种,其中Proteobacteria门为优势菌门（占比45.58%）,该门包括3纲5目9科15属菌,数量最大（占比36.35%）,种类最多（占比38.23%）。Bacillus、Microbacterium、Sphingomonas为优势菌属,Bacillus属菌株数量最多总占比达28.35%,在Actinobacteria门占比94.52%。（2）对其中的68个种的细菌进行植物促生能力测定,实验结果显示:芒草内生、根际土壤细菌均可产生吲哚乙酸,平均值13.06 mg/L,但芒草根部分离的菌株Klebsiella michiganensis（编号TG19）和芒草茎部分离的菌株Providencia rettgeri（编号LJ7）吲哚乙酸产量最高,分别达到了61.2和58.6 mg/L,Klebsiella michiganensis不仅产吲哚乙酸能力较强,而且氨基酸脱羧酶和溶磷能力上也表现较强能力,溶磷量达到了177.3 mg/L;但在氨基酸脱羧酶能力上差异较大,其中芒草根部分离菌株在3种氨基酸脱羧酶能力上整体能力较强;供试菌株溶磷能力差异性不显著,69%的供试菌株溶磷量都在100 mg/L和200 mg/L之间。（3）在芒草茎部分离了两株疑似新种RS10和RS1,实验对这两株菌从遗传学特征、表型及生理生化特征、化学特征等方面作进一步鉴定。结果显示,菌株RS10是Pedobacter的一个新种,RS1是Mucilaginibacter的一株新种:（1）经EZ biocloud网站比对,RS10 16S rRNA序列与Pedobacter kyungheensis KACC16221（T）（97.78%）相似度最近,该菌株DNA G+C含量为39.7 mol%;菌落形态为浅黄色、圆形、凸形菌,细胞呈杆状,有氧,无运动,无孢子形成,宽约0.10.13μm,长约0.300.45μm;主要细胞脂肪酸为iso-C15:0、iso-C17:0-3OH和Summed Feature 3(C16:1w7c和C16:16:1 w6c);主要类异戊二烯醌为MK-7;主要极性脂为磷脂酰乙醇胺和氨基磷脂,该菌株命名为Pedobacter nanyangensis sp.nov.。（2）经EZbiocloud网站比对,RS1 16S rRNA序列与M.kameinonensis NBRC 102645T（98.70%）相似度最近,该菌株DNA G+C含量为42.80 mol%;菌落形态光滑、浅粉红色、凸起。细胞呈杆状,有氧,无运动,无孢子形成,宽约0.150.20μm,长约0.400.80μm;主要细胞脂肪酸为iso-C15:0,iso-C16:0,iso-C17:0-3OH,summed feature 3(C16:16:1 w7c和iso-C15:0-2OH);主要的类异戊二烯醌是MK-7;主要极性脂是磷脂酰乙醇胺、氨基磷脂、磷脂和两种未知的脂质,该菌株命名为Mucilaginibacter nanyangensis sp.nov.。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  •   1.1 能源植物的研究现状
  •   1.2 能源植物芒草的研究进展
  •     1.2.1 能源植物芒草简介
  •     1.2.2 芒草的生物学优点
  •     1.2.3 芒草现阶段应用范围
  •   1.3 植物内生、根际微生物群落组成研究进展
  •   1.4 微生物群落组成对植物的影响
  •   1.5 课题来源和主要研究内容
  •   1.6 课题技术路线
  • 第二章 芒草内生、根际土壤细菌的群落组成分析
  •   2.1 实验材料
  •     2.1.1 材料
  •     2.1.2 实验样品采集
  •     2.1.3 培养基的选择
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 芒草内生、根际土壤细菌的分离纯化
  •     2.2.2 分离菌株DNA提取
  •     2.2.3 PCR扩增与电泳检测
  •     2.2.4 测序结果
  •   2.3 芒草内生、根际土壤细菌群落结构分析
  •     2.3.1 门水平上的细菌群落组成分析
  •     2.3.2 纲水平上的细菌群落组成分析
  •     2.3.3 目水平上的细菌群落组成分析
  •     2.3.4 科水平上的细菌群落组成分析
  •     2.3.5 属水平上的细菌群落组成分析
  •   2.4 本章讨论
  •   2.5 本章小结
  • 第三章 芒草内生和根际土壤细菌的促生特性的测定
  •   3.1 实验材料
  •   3.2 试验方法
  •     3.2.1 供试菌株产吲哚乙酸（IAA）能力测定
  •     3.2.2 供试菌株鸟氨酸、赖氨酸、精氨酸脱羧酶能力的测定
  •     3.2.3 供试菌株溶磷能力测定
  •   3.3 供试菌株的挑选
  •   3.4 实验结果分析
  •     3.4.1 供试菌株产吲哚乙酸（IAA）能力测定结果分析
  •     3.4.2 供试菌株鸟氨酸、精氨酸、赖氨酸脱羧酶能力测定结果分析
  •     3.4.3 供试菌株溶磷能力的测定结果分析
  •   3.5 本章讨论
  •   3.6 本章小结
  • 第四章 芒草内生细菌新种Pedobacter miscanthi sp.RS10的系统分类研究
  •   4.1 实验材料
  •     4.1.1 供试菌株
  •     4.1.2 材料
  •   4.2 试验方法
  •     4.2.1 遗传学特征鉴定方法
  •     4.2.2 表型及生理生化特征鉴定方法
  •     4.2.3 化学特征鉴定方法
  •   4.3 RS10遗传学特征鉴定结果分析
  •     4.3.1 同源基因序列搜索比对
  •     4.3.2 系统发育树构建
  •     4.3.3 DNA G+C含量测定
  •   4.4 RS10表型及生理生化特征鉴定结果分析
  •     4.4.1 形态特征鉴
  •     4.4.2 生理生化特征
  •   4.5 菌株RS10化学特征鉴定结果分析
  •   4.6 本章结论
  • 第五章 芒草内生细菌新种Mucilaginibacter nanyangensis sp.RS1的系统分类研究
  •   5.1 实验材料
  •     5.1.1 供试菌株
  •     5.1.2 材料
  •   5.2 试验方法
  •     5.2.1 遗传学特征鉴定方法
  •     5.2.2 表型及生理生化特征鉴定方法
  •     5.2.3 化学特征鉴定方法
  •   5.3 RS1遗传学特征鉴定鉴定结果分析
  •     5.3.1 同源基因序列搜索比对
  •     5.3.2 系统发育树构建
  •     5.3.3 DNA G+C含量测定
  •   5.4 RS1表型及生理生化特征鉴定结果分析
  •     5.4.1 形态特征
  •     5.4.2 生理生化特征
  •   5.5 RS1化学特征鉴定结果分析
  •   5.6 本章结论
  • 第六章 总结与展望
  •   6.1 总结
  •   6.2 创新点
  •   6.3 展望
  • 参考文献
  • 附录
  •   附录A：已分离菌株在培养基水平上的差异数据
  •   附录B：已分离菌株在芒草各部位的差异数据
  •   附录C：201株细菌测序比对结果
  •   附录D：主要试剂
  •   附录E：主要实验仪器
  • 攻读硕士期间的科研成果
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 孙峰

    导师: 姚伦广,施建伟

    关键词: 芒草,细菌,群落结构,促生能力,新种,鉴定

    来源: 南阳师范学院

    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,农作物

    单位: 南阳师范学院

    基金: 南阳师范学院南水北调中线水源区协同创新中心与河南天冠集团,南水北调中线工程渠首应急中心合作选题

    分类号: S578;S154.3

    总页数: 114

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