稻田甲烷排放的微生物群落结构组成及活性初步研究
稻田甲烷排放的微生物群落结构组成及活性初步研究【摘要】:稻田是大气甲烷排放的重要源。我国稻谷产量世界第一、水稻种植面积世界第二,稻田甲烷排放不同地区水稻土的甲烷排放有一定的差异,微
【学位授予单位】:安徽农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S511;S181
【目录】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 1 文献综述8-17
- 1.1 产甲烷古菌的生理学与系统发育史的研究进展8-10
- 1.1.1 稻田产甲烷古菌的分类及多样性8-9
- 1.1.2 稻田产甲烷古菌的代谢与系统发育的关系9-10
- 1.2 甲烷氧化细菌的生理学与系统发育史的研究进展10-11
- 1.2.1 稻田甲烷氧化细菌的分类及多样性10-11
- 1.2.2 稻田甲烷氧化细菌的代谢与系统发育的关系11
- 1.3 影响稻田甲烷排放因素的研究进展11-13
- 1.3.1 土壤性质对稻田甲烷排放的影响11-12
- 1.3.1.1 土壤氧化还原电位(Eh)11
- 1.3.1.2 土壤有机质11-12
- 1.3.1.3 土壤温度12
- 1.3.1.4 土壤的其他理化性质12
- 1.3.2 耕作管理对稻田甲烷排放的影响12-13
- 1.3.2.1 排水管理12-13
- 1.3.2.2 施肥13
- 1.3.3 植物对稻田甲烷排放的影响13
- 1.4 稻田甲烷排放相关微生物的生态学方法13-17
- 1.4.1 稳定性同位素核酸探针技术13-14
- 1.4.2 分子指纹图谱分析技术(PCR-DGGE)14-15
- 1.4.3 实时荧光定量 PCR 技术(qPCR)15-17
- 2 引言17-19
- 3 材料与方法19-29
- 3.1 实验材料19-20
- 3.1.1 长期施肥处理的土壤样品采集19
- 3.1.2 FACE 处理的土壤样品采集19-20
- 3.1.2.1 样地概况19
- 3.1.2.2 土样采集19-20
- 3.1.3 三种典型稻田土壤样品采集20
- 3.2 实验设计20-21
- 3.3 主要试剂与仪器21-22
- 3.3.1 土壤微生物基因组 DNA 提取21
- 3.3.2 荧光实时定量 PCR21
- 3.3.3 分子指纹图谱分析 DGGE21
- 3.3.4 克隆21
- 3.3.5 甲烷氧化培养实验21
- 3.3.6 超高速密度梯度离心及分层实验21
- 3.3.7 其他试剂与设备21-22
- 3.4 测定项目与方法22-29
- 3.4.1 土壤理化性质的测定22
- 3.4.1.1 全氮、全碳的测定22
- 3.4.1.2 硝态氮、铵态氮的测定22
- 3.4.1.3 pH 的测定22
- 3.4.1.4 有机质的测定22
- 3.4.1.5 含水量的测定22
- 3.4.1.6 最大持水量的测定22
- 3.4.2 土壤微生物基因组 DNA 提取22-23
- 3.4.3 土壤产甲烷古菌和甲烷氧化细菌的定量分析23-24
- 3.4.3.1 土壤产甲烷古菌的定量分析23-24
- 3.4.3.2 土壤甲烷氧化细菌的定量分析24
- 3.4.4 土壤产甲烷古菌群落的分子指纹图谱分析24-25
- 3.4.4.1 产甲烷古菌 16S rRNA 基因的 PCR24
- 3.4.4.2 DGGE24
- 3.4.4.3 克隆测序以及基因序列比对24-25
- 3.4.5 三种典型稻田土壤甲烷氧化的预培养25-26
- 3.4.6 三种典型稻田土壤甲烷氧化菌的13C 标记培养26
- 3.4.7 超高速密度梯度离心及分层26-28
- 3.4.8 构建13C-DNA 的 pmoA 基因克隆文库28-29
- 4 结果与分析29-41
- 4.1 不同施肥模式对稻田土壤产甲烷古菌群落结构的影响29-32
- 4.1.1 长期不同施肥模式对土壤基本属性的影响29
- 4.1.2 长期不同施肥模式对产甲烷古菌功能基因 mcrA 数量的影响29-30
- 4.1.3 长期不同施肥模式对产甲烷古菌组成的影响30-32
- 4.2 未来大气 CO_2升高(FACE)下稻田土壤产甲烷古菌丰度的变化规律32-34
- 4.2.1 FACE 处理对产甲烷古菌数量的影响32-33
- 4.2.2 FACE 处理下产甲烷古菌的年际变化规律33-34
- 4.3 三种典型稻田土壤的甲烷氧化动力学规律及其微生物作用者34-41
- 4.3.1 土壤样品的理化性质34-35
- 4.3.2 典型稻田土壤甲烷氧化过程的动力学变化规律35-36
- 4.3.3 三种典型稻田土壤样品的13CH4标记36-37
- 4.3.4 超高速密度梯度离心分层样品的 pmoA 定量分析37
- 4.3.5 甲烷氧化细菌功能基因的系统发育树分析37-41
- 5 讨论41-44
- 5.1 长期施肥处理后产甲烷古菌丰度及群落结构的变化41
- 5.2 FACE 处理与氮肥施用量相互作用后产甲烷古菌丰度的变化41-42
- 5.3 三种典型稻田土壤中甲烷氧化细菌的活性及群落组成的差异42-44
- 6 结论44-45
- 7 参考文献45-51
- 附录51-52
- 作者简介52-53
- 致谢53
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