三种紫色土硝化作用及其硝化微生物的研究

发布时间：2021-08-28 17:55

　　硝化作用是土壤中重要的生物化学过程,包括氨氧化过程和亚硝化过程,其中氨氧化过程是限速步骤。因此,对硝化作用的研究主要集中在氨氧化过程。氨氧化过程是微生物主导的生物过程,最早研究指出氨氧化过程由氨氧化细菌完成,氨氧化古菌的发现打破了仅由氨氧化细菌完成硝化作用的传统的观念,氨氧化古菌的发现对于完善全球氮循环有重要的作用。研究不同生态系统中氨氧化古菌和氨氧化细菌,至今也还不能明确其在生态系统中究竟是功能冗余还是竞争导致生态位分异,也不能明确影响氨氧化细菌和氨氧化古菌在氨氧化过程中相对贡献率的环境因子。不同生态系统中氨氧化细菌和氨氧化古菌丰度、群落结构和相对贡献率的研究,对于氨氧化过程有重要意义。其中影响氨氧化作用的环境因子有多种,如:土壤类型、温度、水分、氧气含量和pH、铵态氮含量等。其中pH和铵态氮的含量是两个最关键的因子。紫色土是土壤学科中具有特殊地位的土壤之一,主要分布在中国的亚热带地区,以四川盆地为主,在我国农业生产中占有十分重要的地位。按照pH和碳酸盐含量分为酸性、中性和石灰性紫色土。土壤pH是影响土壤硝化作用的因素之一,不仅会对土壤硝化作用的进程产生影响,而且还会对硝化微生物的数... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 硝化作用及其生态意义
    1.2 硝化作用微生物
        1.2.1 氨氧化细菌
        1.2.2 氨氧化古菌
    1.3 影响硝化作用和氨氧化微生物的因素
        1.3.1 铵态氮浓度以及来源
        1.3.2 pH
        1.3.3 其他
    1.4 环境中氨氧化微生物的研究进展
        1.4.1 AOA与AOB丰度和群落结构的研究进展
        1.4.2 AOA和AOB相对贡献率的研究
    1.5 氨氧化微生物研究的方法
        1.5.1 定量PCR
        1.5.2 高通量测序
        1.5.3 稳定性同位素核酸探针技术
第二章 绪论
    2.1 研究背景
    2.2 研究目的和内容
        2.2.1 研究目的
        2.2.2 研究内容
    2.3 技术路线
第三章 材料与方法
    3.1 土样采集与处理
        3.1.1 土壤样品
        3.1.2 土壤样品采集
        3.1.3 土壤样品培养
    3.2 土壤样品理化性质测定
        3.2.1 土壤田间持水量的测定
        3.2.2 土壤含水量的测定
        3.2.3 土壤pH的测定方法
        3.2.4 土壤铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的测定方法
        3.2.5 实验仪器
    3.3 DNA提取
        3.3.1 土壤DNA提取方法
        3.3.2 土壤微生物DNA浓度测定
        3.3.3 实验仪器
    3.4 超高速离心、离心后DNA分层以及分层DNA的回收纯化
        3.4.1 超高速离心样品制备及上机
        3.4.2 超高速离心后DNA的分层
        3.4.3 超高速离心后DNA回收纯化
        3.4.4 需要的试剂
        3.4.5 实验仪器
    3.5 分子生态学方法
        3.5.1 普通PCR以及定量PCR
        3.5.2 克隆
        3.5.3 总微生物量（16SRNA）-Miseq测序
        3.5.4 实验仪器
    3.6 数据处理
第四章 结果与分析
    4.1 三种紫色土的硝化作用
        4.1.1 培养前后土壤pH的变化
        4.1.2 三种紫色土培养前后硝态氮含量
        4.1.3 三种紫色土培养前后铵态氮含量
        4.1.4 小结
    4.2 三种紫色土培养前后氨氧化微生物丰度
        4.2.1 三种紫色土各处理氨氧化细菌丰度
        4.2.2 三种紫色土各处理氨氧化古菌丰度
        4.2.3 小结
    4.3 ~(13)C-活性氨氧化微生物DNA标记判定
        4.3.1 中性紫色土活性氨氧化微生物标记判定
    4.4 中性紫色土氨氧化微生物群落结构
        4.4.1 中性紫色土氨氧化细菌群落结构
        4.4.2 中性紫色土氨氧化古菌群落结构
        4.4.3 小结
    4.5 三种紫色土总细菌群落结构
        4.5.1 土壤微生物总DNA的PCR扩增
        4.5.2 三种紫色土各处理样品土壤细菌群落多样性分析
        4.5.3 三种紫色土各处理群落结构
        4.5.4 三种紫色土各处理硝化细菌群落组成分析
    4.6 中性紫色土 ~(12)CO_2和 ~(13)CO_2处理总DNA分层样品总微生物分析
        4.6.1 中性紫色土分层样品Miseq测序结果
        4.6.2 中性紫色土分层样品Miseq测序氨氧化微生物DNA标记判定
第五章 结论和展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
发表论文及参加课题


【参考文献】：
期刊论文
[1]稳定性同位素核酸探针技术DNA-SIP原理与应用[J]. 贾仲君.  微生物学报. 2011(12)
[2]长期施肥对黄棕壤性水稻土氨氧化细菌多样性的影响[J]. 裴雪霞,周卫,梁国庆,孙静文,王秀斌,李双来.  植物营养与肥料学报. 2011(03)
[3]实时荧光定量PCR技术对氨氧化细菌的研究[J]. 赵大勇,燕文明,冯景伟.  环境科学与技术. 2010(12)
[4]实时荧光定量PCR技术研究进展及其应用[J]. 陈旭,齐凤坤,康立功,李景富.  东北农业大学学报. 2010(08)
[5]不同施肥处理对石灰性紫色土微生物数量及氨氧化细菌群落结构的影响[J]. 辜运富,云翔,张小平,涂仕华,孙锡发,Kristina Lindstrm.  中国农业科学. 2008(12)
[6]我国几种农田土壤硝化势的研究[J]. 范晓晖,朱兆良.  土壤通报. 2002(02)
[7]土壤硝化─反硝化作用研究进展[J]. 李振高,俞慎.  土壤. 1997(06)

硕士论文
[1]土壤pH对硝化作用和氨氧化微生物群落结构的影响[D]. 侯雪燕.西南大学 2014
[2]新一代高通量测序技术研究土壤微生物群落结构对环境条件的响应[D]. 张彩霞.南京农业大学 2012



本文编号：3368980