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刺槐根瘤固氮放氢对根际土壤微生物的影响

作　者: 刘慧芬
导　师: 王卫卫
学　校: 西北大学
专　业: 微生物学
关键词: 刺槐根际 氢气富集 氢氧化细菌 土壤酶 微生物多样性
分类号: S154.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 117次
引　用: 2次
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内容摘要


黄土高原水土流失导致生态脆弱,造成严重危害。事实证明,防护林体系是生态脆弱地区实现可持续发展的基本保障。本研究从黄土高原人工刺槐林采集有根瘤的刺槐根际土壤样品,电解水产生氢气富集土样,模拟豆科植物根瘤在固氮过程中释放氢气对根际土壤微生物产生的影响,并分析探究刺槐根瘤固氮放氢促进黄土高原植被恢复和生态系统重建的作用机制。根际土壤微生物是个庞大的体系,彼此相互作用,共同影响植物生长。本研究对黄土高原部分地区刺槐根际根瘤菌、VA真菌资源调查,发现根瘤内为中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)；VA真菌孢子分析表明,刺槐菌根内的VA真菌多数为球囊霉属(Glomus)和无梗囊霉属(Acaulospora)。在氢气富集的土样中,分离到大量氢氧化细菌,平均占土壤微生物总数的三分之一,改变了原土样微生物群落结构。挑选出促植物生长的优势菌株,并对其菌体观察、生理生化试验、16S rDNA测序最终鉴定为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus Frankland),其促生机制为菌株产大量1-氨基环丙烷1-羧酸(ACC)脱氨酶,抑制乙烯合成。该项目研究过程中,还发现氢气富集各月份的土壤内微生物代谢强度增高,脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、转化酶活性加强,有机质含量提高,生长素、赤霉素激素类物质增多,但土壤微生物无溶磷效果。这些土壤内成分的改变可能与土壤微生物群落的改变有关,微生物遗传多样性实验证实,氢气富集的土壤微生物丰富度比原土样明显提高。本研究为根瘤固氮过程中产生的氢气对根际土壤微环境影响和促生机制提供了实验资料。

全文目录


中文摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-18
  1.1 研究地概述  8-11
    1.1.1 黄土高原地区的环境  8
    1.1.2 水土流失的危害表现及防护  8-9
    1.1.3 黄土高原地区植被建设的生态效益  9-11
  1.2 固氮放氢  11-13
    1.2.1 根瘤菌固氮放氢理论  11-12
    1.2.2 氢气对植物生长影响的研究现状  12-13
  1.3 根际促生菌  13-15
    1.3.1 植物根际促生菌概述  13
    1.3.2 植物根际促生菌的作用机理  13-14
    1.3.3 氢氧化细菌及促生机理  14-15
    1.3.4 PGPR应用问题及发展趋势  15
  1.4 本项目研究的内容、目的和意义  15-18
    1.4.1 本项目研究的内容  15-16
    1.4.2 本项目研究的目的和意义  16-18
第二章 刺槐根际根瘤菌、VA真菌初步鉴定  18-26
  2.1 实验材料  18-19
    2.1.1 样品采集  18-19
    2.1.2 试剂和培养基  19
    2.1.3 仪器  19
  2.2 实验方法  19-21
    2.2.1 根瘤菌的观察及分离  19-20
    2.2.2 刺槐根瘤放氢量测量  20
    2.2.3 VA真菌孢子的分离鉴定  20-21
    2.2.4 菌丝侵染的观察及侵染率的测量  21
  2.3 结果与讨论  21-26
    2.3.1 根瘤、根瘤菌特性  21-22
    2.3.2 根瘤放氢结果  22
    2.3.3 VA真菌孢子的特征描述  22-24
    2.3.4 根内菌丝观察和侵染率计算  24-26
第三章 刺槐根际土壤优势氢氧化细菌分离、鉴定及促生机制探究  26-49
  3.1 实验材料  26-28
    3.1.1 样品采集  26
    3.1.2 培养基  26-27
    3.1.3 试剂  27
    3.1.4 仪器  27-28
  3.2 实验方法  28-33
    3.2.1 氢氧化细菌的分离与纯化  28
    3.2.2 氢氧化细菌氧化氢能力测定  28-29
    3.2.3 氢氧化细菌形态特征及生理生化测定  29
    3.2.4 氢氧化细菌生长特性  29
    3.2.5 促三叶草琥珀酸脱氢酶、过氧化物酶活性增长的氢氧化细菌筛选  29-31
    3.2.6 优势菌株产ACC脱氨酶能力的检测和环境对其影响  31-32
    3.2.7 16S rDNA测序分析  32-33
  3.3 结果与讨论  33-49
    3.3.1 氢氧化细菌的富集、分离与纯化  33-34
    3.3.2 氢氧化细菌能力检测  34-37
    3.3.3 菌株形态观察和生理生化特征  37-40
    3.3.4 优势氢氧化细菌产ACC脱氨酶能力  40-42
    3.3.5 优势菌株产ACC脱氨酶时间和环境对酶活的影响  42-44
    3.3.6 菌株F-7分子学鉴定结果和系统树构建  44-49
第四章 氢气对刺槐根际土壤微生物多样性影响  49-67
  4.1 实验材料  49-50
    4.1.1 土壤样品  49-50
    4.1.2 试剂与仪器  50
  4.2 实验方法  50-58
    4.2.1 土壤微生物区系分析  50
    4.2.2 土壤微生物代谢强度测定  50-51
    4.2.3 土壤酶活性测定  51-53
    4.2.4 土壤有机质分析  53-54
    4.2.5 土壤内激素类物质测定  54-55
    4.2.6 解磷能力测定(溶磷圈法)  55-56
    4.2.7 富集土壤微生物遗传多样性测定  56-58
  4.3 结果与讨论  58-67
    4.3.1 土壤微生物区系分析  58
    4.3.2 微生物代谢强度结果  58-59
    4.3.3 土壤酶活性测定  59-61
    4.3.4 土壤有机质含量变化  61-62
    4.3.5 富集土壤内激素类物质检测  62-63
    4.3.6 解磷能力检测结果  63
    4.3.7 富集根际土壤微生物遗传多样性  63-67
结论  67-70
参考文献  70-75
攻读硕士学位期间取得的科研成果  75-76
致谢  76-77

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤生物学 > 土壤微生物学
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