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典型浓香型烟区植烟土壤微生物微生态环境研究

作　者: 王川
导　师: 赵铭钦
学　校: 河南农业大学
专　业: 烟草学
关键词: 植烟土壤微生物区系 PCR-DGGE 16S rDNA文库
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文选取潮土、黄褐土、棕壤、黄棕壤和潮褐土为研究对象，在烤烟生育期内采集根际和非根际土壤，对土壤根际和非根际微生物、土壤酶、土壤养分进行了测定，并采用了16srDNA的变性梯度凝胶电泳（denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE）和16S rDNA文库序列分析等手段，研究了旺长期植烟土壤微生物群落的多样性。主要结论如下：（1）烟草根际与非根际土壤中含有较为丰富的微生物资源且不同土壤类型间表现出差异性。烤烟根际和非根际微生物的数量表现出相同的规律：根际微生物数量大于非根际，其中细菌最多且远远大于其它几种微生物。根际和非根际细菌、真菌、放线菌、解钾菌总量均以棕壤中最多；根际解磷菌、自生固氮菌和氨化细菌总量均以潮土中最多。（2）在烤烟生育期内不同土壤类型根际土壤酶活性比非根际高。土壤根际和非根际过氧化氢酶活性、脲酶活性呈单峰曲线的趋势，但两种酶峰值表现时间不同：过氧化氢酶为移栽后90d，脲酶为移栽后60d。蔗糖酶活性表现为波浪形变化趋势；根际和非根际的过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性的最大值都出现在移栽后60d-90d之间。根际土棕壤的过氧化氢酶和蔗糖酶的活性较高，潮土的脲酶活性较高。（3）不同的土壤类型土壤养分(碱解氮、有机质)和pH均随着烤烟生育期的推进呈现升高-降低的趋势，最大值一般出现在移栽后30d-90d，都表现为根际>非根际。（4）土壤微生物、土壤酶、土壤养分之间存在着密切的联系。土壤酶活性与土壤细菌、放线菌、真菌等微生物的数量有不同程度的显著相关性，土壤微生物是影响土壤酶活性的主要因子，其中细菌、自生固氮菌的相关性最强。土壤有机质含量与所有土壤酶活性呈极显著相关，土壤酶脲酶、蔗糖酶活性与土壤养分相关性最强。三者相互作用对维持和稳定土壤生态系统以及土壤生产力的可持续利用起着决定性的作用。（5）应用16s rDNA的变性梯度凝胶电泳和16S rDNA文库序列分析的手段，研究了河南襄县和方城两地旺长期植烟土壤根际烟田细菌群落的多样性。DNA序列分析表明，PCR扩增得到的16s rDNA基因测序序列与数据库中已提交的序列相似性介于94%-100%，相似性高，可靠性强。比对结果大多属于变形菌门（Proteobacteria），其次是拟杆菌门（Bacteroidetes），厚壁菌门(Firmicutes)酸杆菌门（Acidobacteria）。两地典型烟田土壤细菌种群中优势种群均为变形菌门，其中方城慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、中华根瘤菌属(Sinorhizobium)最为优势，襄县不明显。土壤生态系统多样性降低，可能与烟田多年连作，不注意土壤生态保护有关；同时也可能是造成病虫害普遍发生，烟田土壤退化的一个重要原因。

全文目录

致谢  4-8
摘要  8-9
1 文献综述  9-17
  1.1 土壤微生物生态作用  9-10
    1.1.1 植烟土壤微生物的种类和数量  9
    1.1.2 土壤微生物与养分循环  9-10
    1.1.3 土壤微生物的生态安全调控机能  10
  1.2 影响土壤微生物的因素  10-11
    1.2.1 植被作物对土壤微生物的影响  10
    1.2.2 不同土壤类型对土壤微生物的影响  10
    1.2.3 土地利用及管理方式对土壤微生物的影响  10-11
    1.2.4 温度、水分、气候对土壤微生物的影响  11
  1.3 土壤微生物的研究方法  11-14
    1.3.1 传统的微生物平板纯培养方法  11-12
    1.3.2 Biolog GN 方法  12
    1.3.3 脂肪酸分析方法  12-13
    1.3.4 分子生物学方法  13-14
  1.4 宏基因组文库的建立  14-15
    1.4.1 土壤微生物 DNA 提取  14-15
    1.4.2 载体的选择  15
    1.4.3 宿主的选择  15
    1.4.4 宏基因组文库筛选  15
  1.5 问题及展望  15-17
2 引言  17-19
  2.1 研究目的及意义  17
  2.2 研究内容  17-18
  2.3 技术路线  18-19
3 材料与方法  19-23
  3.1 试验设计  19
  3.2 土样采集方法  19
  3.3 培养基的选择和配方  19-20
  3.4 测定内容及方法  20
    3.4.1 土壤养分的测定  20
    3.4.2 土壤酶的测定  20
    3.4.3 土壤微生物数量的测定  20
  3.5 不同土壤类型细菌微生物多样性分析  20-23
    3.5.1 细菌基因组 DNA 的提取及检测  20-21
    3.5.2 PCR 的扩增  21
    3.5.3 琼脂糖凝胶电泳分析  21
    3.5.4 16S rDNA 文库构建  21
    3.5.5 变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析及切胶回收克隆测序  21-23
4 结果分析  23-40
  4.1 烤烟生长期间不同植烟土壤类型根际和非根际微生物的动态变化  23-26
    4.1.1 不同植烟土壤类型对根际和非根际细菌数量的影响  23-24
    4.1.2 不同植烟土壤类型对根际和非根际真菌数量的影响  24-25
    4.1.3 不同植烟土壤类型对根际和非根际放线菌数量的影响  25-26
  4.2 烤烟生长期间不同植烟土壤类型对土壤微生物主要生理类群的影响  26-30
    4.2.1 不同植烟土壤类型对根际和非根际解钾菌数量的影响  26-27
    4.2.2 不同植烟土壤类型对根际和非根际解磷菌数量的影响  27-28
    4.2.3 不同植烟土壤类型对根际和非根际自生固氮菌数量的影响  28-29
    4.2.4 不同植烟土壤类型对根际和非根际氨化细菌数量的影响  29-30
  4.3 烤烟生长期间不同土壤类型根际和非根际酶活性的动态变化  30-31
    4.3.1 不同植烟土壤类型根际和非根际过氧化氢酶活性的动态变化  30
    4.3.2 不同植烟土壤类型根际和非根际脲酶活性的动态变化  30-31
    4.3.3 不同植烟土壤类型根际和非根际蔗糖酶活性的动态变化  31
  4.4 烤烟生长期间不同土壤类型根际和非根际土壤养分的动态变化  31-33
    4.4.1 不同植烟土壤类型根际和非根际 pH 值的动态变化  31-32
    4.4.2 不同植烟土壤类型根际和非根际碱解氮的动态变化  32-33
    4.4.3 不同植烟土壤类型根际和非根际有机质的动态变化  33
  4.5 土壤微生物与土壤养分和土壤酶活性之间的相关分析  33-35
    4.5.1 土壤微生物与土壤养分之间的相关分析  33-34
    4.5.2 土壤酶活性与土壤养分之间的相关分析  34
    4.5.3 土壤微生物与土壤酶活性之间的相关分析  34-35
  4.6 土壤微生物多样性分析  35-40
    4.6.1 总 DNA 琼脂糖凝胶电泳  35
    4.6.2 PCR 扩增细菌的 16S rDNA  35-36
    4.6.3 襄县和方城地区土壤细菌 16S rDNA 基因文库的建立  36-40
5 结论与讨论  40-45
  5.1 不同植烟土壤类型微生物  40-41
  5.2 不同植烟土壤类型酶活性  41-42
  5.3 不同植烟土壤类型养分状况  42-43
  5.4 不同植烟土壤类型微生物与土壤养分和土壤酶活性的关系  43
  5.5 不同植烟土壤类型微生物多样性分析  43-45
参考文献  45-50
英文摘要  50-51

典型浓香型烟区植烟土壤微生物微生态环境研究

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