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模拟土壤环境对土壤可培养细菌多样性的影响

作 者: 单玮
导 师: 曹慧
学 校: 南京农业大学
专 业: 微生物学
关键词: 培养基类型 微生物多样性 可培养性 培养时间
分类号: S154.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


目前,由于人类认识水平的不足和技术手段的限制,使得自然界的微生物中99%以上的微生物还难以利用纯培养技术获得分离和培养。然而,获得纯培养菌株是微生物生态学研究的基础。因此,如何提高微生物的可培养性,开发利用这99%的未培养微生物已经成为国内外的一个热点。本实验采用四种不同类型的培养基(LB培养基、土颗粒LB培养基、WSA培养基、土颗粒WSA培养基)对水田、林地、菜地3种土壤样品中的细菌进行培养并分时段计数。以培养获得的纯培养细菌菌体为模板进行细菌16S rDNA的扩增,用限制性内切酶HhaⅠ和Rsa I酶切PCR产物,对酶切图谱进行分型,研究了不同培养基类型对土壤细菌多样性的影响,试图寻找一种可以获得更多细菌培养数量,更多细菌多样性的培养方法。通过对实验结果的分析,可以得到以下结论:第一,延长培养时间可以增加平板培养的细菌数量,但对于不同类型的培养基而言,延长培养时间可增加平板培养细菌数量的效果却有所差异。在菜地土壤样品中,LB培养基在培养144小时后相比较培养48小时后细菌数量增加了1.46倍,而同样的时间内,土颗粒LB培养基细菌数量增加了2.78倍,WSA培养基细菌数量增加了6.33倍,土颗粒WSA培养基增加了8.69倍。另外两种土壤也呈现相同的趋势,即:LB培养基上细菌菌落出现早,但是增长慢,96小时后增长趋势几乎停止;土颗粒WSA培养基则是增长最快的,培养96小时后仍然有大量新的菌落出现。第二,降低培养基营养,可以提高微生物可培养性。本实验中所使用的3种土壤样品经过4种不同类型的培养基培养出的细菌,经PCR-RFLP分析计算得出Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Margalef指数。发现低营养成分培养基培养获得的细菌多样性较高。第三,以土颗粒水代替常规去离子水配制的培养基在培养土壤细菌中,不但可以获得更多的细菌培养数量,而且可以获得更多的细菌培养类型。以菜地土壤为例,利用土颗粒LB培养基培养144h后,共获得8.23×107个CFU,是LB培养基的2.46倍;利用土颗粒WSA培养基培养144h后,共获得6.01×107个CFU,是WSA培养基的2.11倍。比较LB培养基和土颗粒LB培养基,WSA和土颗粒WSA培养基分离培养的菜地土壤样品中的细菌多样性可以发现,其Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Margalef指数都是土颗粒水配制成的培养基较高,而常规培养基较低。这一点,从不同培养基的细菌种系型丰度趋势线中也可以清晰地看出。通过实验结果计算了三种土壤样品的Jaccard指数。结果发现,菜地土壤样品四种培养基之间的Jaccard指数为24.31%,林地土壤样品为12.500%,水稻田样品仅为9.14%。Jaccard指数越小则细菌群落相似性越小,表明只有极少数的土壤细菌能够在不同的环境条件下生长。绝大部分可培养的细菌需要适宜的培养基类型,因此,在培养分离环境微生物方面,培养基的选择就显得尤为重要。

全文目录


摘要  6-8ABSTRACT  8-10符号与缩略语说明  10-11前言  11-12第一章 文献综述  12-38  一、土壤微生物多样性研究进展  12-23    1、土壤微生物多样性的概念及其内容  12-13    2、研究土壤微生物多样性的重要意义  13    3、影响土壤微生物多样性的因素  13-15    4、土壤微生物多样性的研究方法  15-22    5、总结  22-23  二、未培养微生物的研究进展  23-31    1、未培养微生物的概念  23-24    2、未培养微生物可培养性低的原因  24-26    3、提高微生物可培养性的意义  26    4、提高微生物可培养性的方法  26-29    5、总结  29-31  参考文献  31-38第二章 不同培养基类型对土壤可培养细菌数量的影响  38-46  1、材料与方法  38-40    1.1 土壤样品  38-39    1.2 培养基  39    1.3 实验方法  39-40  2、结果与分析  40-43    2.1 三种土壤样品的三大微生物数量  40    2.2 利用四种培养基培养三种类型土壤中细菌的数量  40-43  3、讨论  43-44  参考文献  44-46第三章 不同培养基类型对土壤可培养细菌多样性的影响  46-62  1、材料与方法  46-50    1.1 土壤样品  46    1.2 培养基与试剂  46    1.3 实验方法  46-50  2、结果与分析  50-59    2.1 三种土壤样品细菌16SrDNA的扩增及PCR-RFLP分析  50-52    2.2 不同培养基类型对土壤细菌多样性的影响  52-56    2.3 序列测定与系统发育树的构建  56-59  3、讨论  59-60  参考文献  60-62全文总结  62-64创新之处  64-66附录  66-68致谢  68

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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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