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堆肥高温期接种菌时空分布研究

作　者: 刘佳
导　师: 许修宏
学　校: 东北农业大学
专　业: 微生物学
关键词: 堆肥微生物群落 16S rDNA 变性梯度凝胶电泳(DGGE)
分类号: S141.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 196次
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内容摘要

本试验以牛粪和稻草为堆肥物料,设置了3个不同的堆肥,分别为添加了纤维素分解菌(芽孢杆菌属)的堆肥;添加了纤维素分解菌(芽孢杆菌属)和固氮菌剂(根瘤菌属)的堆肥;以及自然堆肥对照。在不同时间和不同空间取样,对自然堆肥和人工接种菌剂的堆肥过程进行传统培养法和PCR-DGGE技术的分析,比较了人工接种与自然堆肥在高温阶段微生物菌群多样性的差异。并从不同的取样时间和不同的取样空间两方面分析了接种菌在整个堆肥过程中的分布及动态变化。采用传统培养分析堆肥过程中微生物的研究表明,整个堆肥过程中细菌的数量最大,真菌、放线菌数量相对较少。细菌数量变化呈升高-降低-升高-降低的趋势,接种菌的堆肥细菌数量高于自然堆肥。放线菌数量变化总体呈升高-降低的趋势,接种菌的两种堆肥,在同一时期,放线菌的数量均高于未接种菌剂的自然堆肥。在整个堆肥过程中,真菌数量的变化规律呈先增高后降低的趋势。接种菌的两种堆肥真菌数量低于自然堆肥。接种纤维素分解菌的堆肥,纤维素分解菌条带在堆肥高温期普遍存在,在空间上的分布主要集中在中层和上层。接种纤维素和固氮菌的堆肥,固氮菌条带主要存在于堆肥高温阶段的后期,在空间上的分布可以存在于堆肥的各个层。DGGE条带相似性分析表明,高温阶段堆肥微生物的生态群落结构存在变化。多样性比较显示,添加菌剂增加了微生态群落的多样性。对堆肥不同时期的优势带和特异带测序,得到了Uncultured Kaistia sp.partial 16S rRNAgene,clone AC03等26个微生物种群。其中通过序列比对发现,堆肥的高温期包含Acinetobacter sp.(不动杆菌属)、Arthrobacter sp.(节杆菌属)、Flavobacteria(黄杆菌)等一些杆菌,证明了堆肥高温阶段杆菌的存在。

全文目录

中文摘要  8-9
英文摘要  9-10
1 引言  10-23
  1.1 我国畜禽粪便的现状及处理技术  10-11
    1.1.1 我国畜禽粪便的现状  10
    1.1.2 我国畜禽粪目前的处理技术及存在的问题  10-11
    1.1.3 我国畜禽废弃物利用的发展方向  11
  1.2 堆肥技术  11-17
    1.2.1 堆肥原理  11-13
    1.2.2 堆肥微生物的种类  13-16
    1.2.3 影响堆肥化中微生物活动的因素  16-17
  1.3 堆肥接种菌剂的开发及意义  17-19
    1.3.1 接种菌剂对堆肥的作用  17-19
    1.3.2 微生物接种技术现存在的问题  19
  1.4 变性梯度凝胶电泳  19-21
    1.4.1 基本原理  19-20
    1.4.2 DGGE技术的缺陷及优化  20
    1.4.3 DGGE方法在堆肥中的应用  20-21
  1.5 其它分子生物学方法在堆肥微生物多样性研究中的应用  21-22
    1.5.1 Biolog代谢分析法  21
    1.5.2 磷脂脂肪酸谱图分析法  21-22
    1.5.3 荧光原位杂交技术  22
  1.6 本试验研究的目的及意义  22-23
2 材料与方法  23-29
  2.1 试验材料及仪器设备  23
    2.1.1 供试材料  23
    2.1.2 仪器设备及药品  23
  2.2 试验设计与方法  23-29
    2.2.1 试验设计  23-24
    2.2.2 取样时期及方法  24
    2.2.3 堆肥中可培养微生物的计数  24
    2.2.4 土壤细菌群落结构多样性分析方法  24-29
3 结果与分析  29-50
  3.1 堆肥温度的分析  29-31
  3.2 可培养微生物的计数  31-33
    3.2.1 细菌的计数  31-32
    3.2.2 放线菌的计数  32-33
    3.2.3 真菌的计数  33
  3.3 接种菌在堆肥高温阶段不同时间内微生物种群多样性的变化  33-45
    3.3.1 高温阶段不同时间堆肥样品DNA的粗提、纯化及 PCR扩增结果  33-35
    3.3.2 接种菌在高温阶段不同时间内的DGGE图谱分析  35-45
  3.4 接种菌在堆肥高温阶段不同空间内微生物种群多样性的变化  45-50
    3.4.1 高温阶段不同空间堆肥样品DNA的粗提、纯化及 PCR扩增结果  45-46
    3.4.2 纤维素分解菌堆肥高温阶段不同空间的DGGE图谱分析  46-48
    3.4.3 纤维素和固氮菌剂堆肥高温阶段不同空间的DGGE图谱分析  48-50
4 讨论  50-52
  4.1 接种菌对堆肥温度的影响  50
  4.2 传统培养法对接种菌剂堆肥和自然堆肥微生物群落数量的研究  50
  4.3 DGGE方法对接种菌剂堆肥和自然堆肥不同时间及不同空间的微生物多样性的研究  50-51
  4.4 接种菌剂堆肥和自然堆肥特异性条带测序结果的分析  51-52
5 结论  52-53
致谢  53-54
参考文献  54-59
攻读硕士期间发表学术论文  59

堆肥高温期接种菌时空分布研究

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