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内蒙古荒漠生物结皮中细菌群落分析

作　者: 丛立双
导　师: 冯福应
学　校: 内蒙古农业大学
专　业: 微生物学
关键词: 浑善达克沙地毛乌素沙地生物土壤结皮 16S rDNA 系统发育多样性
分类号: Q938.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 85次
引　用: 2次
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内容摘要

在荒漠地区的固定、半固定沙地和流动沙地上,微生物、藻类植物及地衣、苔藓植物可凝聚土壤颗粒形成生物土壤结皮(BSCs),其在荒漠化土壤植被恢复具有举足轻重的作用。本文采用构建土壤细菌16S rDNA克隆文库,分析了内蒙古浑善达克沙地与毛乌素沙地BSCs中细菌系统发育多样性,以期明确浑善达克沙地与毛乌素沙地土壤细菌菌群结构变化特征、规律,及其与结皮形成演替的关系。在所构建的5个文库(浑善达克沙地包括:样品H1-采自08年11月,H2-09年4月,H3-09年6月,H4-09年8月;毛乌素沙地:样品M-09年8月)中,细菌类群组成比较相似,均包括13个亚门,主要是革兰氏阴性的proteobacteria(包括α、β、γ、δ和ε所有亚门)和阳性的Bacteroidetes。在所有文库中,α-proteobacteria,Actinobacteria,Cyanobacteria和Bacteroidetes均为优势菌群。其中α-变形杆菌门中的鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)数量最多(在文库H1,H2,H3,H4,M中分别占总菌数的比例为14.5%,14%,15.2%,28%,30%),蓝细菌(Cynaobacteria)所占比例分别为:1.8%,2.3%,4.4%,5.4%,2.2%;而不动杆菌属(Acinetobacter)在总菌数中分别占18.2%,6.9%,6.5%,6.5%和4.1%。文库中还存在热微菌门(Thermomicrobia),衣原体门(Chlamydiae),厚壁菌门(Firmicutes),绿弯菌门(Chloroflexi),TM7门,β、ε、δ-变形菌纲8种类群。本文所研究细菌群落组成特征明显不同于成熟BSCs。因此,在BSCs早期发育或重建早期时期,起先锋拓殖作用的可能是Cyanobacteria之外的其他异养和自养细菌。本研究可促进对BSCs微生物多样性及其生态作用的理解和认识,为荒漠化土壤的生态系统恢复提供基础理论依据和技术支持。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 引言  7-13
  1.1 荒漠化及其危害  7
  1.2 生物土壤结皮  7-12
    1.2.1 生物土壤结皮的形成和演替  7-8
    1.2.2 生物土壤结皮在荒漠生态系统中的作用  8-11
      1.2.2.1 生物土壤结皮对土壤过程的影响  8-9
      1.2.2.2 生物土壤结皮对水文过程的影响  9-10
      1.2.2.3 生物土壤结皮对地球化学循环的影响  10
      1.2.2.4 生物土壤结皮对气候变化的指示  10-11
    1.2.3 生物土壤结皮中的微生物多样性  11-12
  1.3 土壤微生物多样性研究方法  12-13
  1.4 本研究目的、意义及内容  13
2 材料与方法  13-23
  2.1 研究区概况  13-14
  2.2 实验材料  14-18
  2.3 理化性质的测定  18-21
    2.3.1 土壤容重的测定  18-19
    2.3.2 pH 值的测定  19
    2.3.3 硝态氮的测定  19-20
    2.3.4 铵态氮的测定  20
    2.3.5 全磷的测定  20-21
  2.4 土壤微生物群落的多样性研究  21-23
    2.4.1 样品总 DNA 提取  21-22
    2.4.2 165 rDNA 基因文库构建  22
    2.4.3 阳性克隆的筛选和鉴定  22-23
    2.4.4 基因测序及系统发育分析  23
3 结果与分析  23-36
  3.1 土壤结皮理化性质  23-24
  3.2 土壤样品基因组 DNA 的提取结果  24
  3.3 土壤样品165 rDNA 基因片段扩增  24-25
  3.4 克隆文库的构建与鉴定  25
  3.5 细菌165 rDNA 文库克隆子的系统发育分析  25-36
4 结论与讨论  36-40
  4.1 微生物多样性研究中分子生物学方法的利弊及优化  36
  4.2 生物土壤结皮的理化性质  36-37
  4.3 生物土壤结皮中主要细菌类群及其作用  37-39
  4.4 结论  39-40
致谢  40-41
参考文献  41-46
作者简介  46

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