玉米根际及不同部位内生固氮菌分离及其多样性研究

发布时间：2021-04-24 12:23

　　微生物对于改善农田、增加作物产量以及抑制病虫害等方面发挥着重要的功能。本研究以松辽平原通辽地区玉米主要种植地采集玉米根际土、植株（根、茎、叶）为研究对象,分离、鉴定玉米内生固氮菌,借助qPCR、DGGE技术以及Illumina高通量测序对玉米根际、不同部位（根、茎、叶）内生固氮菌、细菌、真菌的多样性进行研究。主要研究结果如下:（1）玉米根际及不同部位内生固氮菌分离、鉴定、系统发育分析及生物学特性研究:从6个玉米样品的根际土、根内、茎内、叶内共分离到153株具有nifH基因的固氮细菌,经16S rDNA扩增、测序比对发现这些固氮菌主要来自24个属。其中优势菌属为Enterobacter;Flavobacterium;Klebsiella;Pseudomonas;Kosakonia;Rhizobium。通过Biolog测定确定菌株碳源利用,结果显示绝大多数菌株能够以淀粉为碳源生长。7株内生固氮菌具有ACC脱氨酶活性,活性在0.04-5.388umol/mg/h之间。（2）借助nifH基因通过qPCR、RT-PCR、DGGE、高通量测序技术对玉米根际及不同部位（根、茎、叶）内生固氮菌多样性及... 

【文章来源】：中国农业科学院北京市

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 植物与微生物互作体系
        1.1.1 根际土壤微生物研究进展
        1.1.2 植物内生菌研究进展
    1.2 固氮菌研究进展
        1.2.1 联合固氮菌的研究意义
        1.2.2 联合固氮作用的影响因素
        1.2.3 联合固氮作用的展望
    1.3 微生物多样性的研究方法
        1.3.1 变性梯度凝胶电泳（DGGE）
        1.3.2 荧光定量PCR（qPCR）
        1.3.3 高通量测序技术
    1.4 研究目的与意义
    1.5 技术路线
第二章 玉米内生固氮菌及根际土固氮菌分离、鉴定
    2.1 试验材料
        2.1.1 样品信息
        2.1.2 培养基
        2.1.3 所用引物
    2.2 试验方法
        2.2.1 菌株的分离
            2.2.1.1 耐热菌分离
            2.2.1.2 根际固氮菌分离
            2.2.1.3 内生固氮菌分离
        2.2.2 菌株的纯化和保存
            2.2.2.1 菌种的纯化
            2.2.2.2 菌种的保存
        2.2.3 菌株nifH基因扩增及序列测定
            2.2.3.1 细菌总DNA小量提取
            2.2.3.2 引物
            2.2.3.3 PCR反应体系与条件
            2.2.3.4 琼脂糖凝胶电泳检测
        2.2.4 16S rDNA的扩增以及序列测定
        2.2.5 菌株Bilolog测定
        2.2.6 菌株ACC脱氨酶活性测定
    2.3 结果与分析
        2.3.1 筛选固氮菌株
        2.3.2 序列分析及系统发育树的构建
        2.3.3 耐热菌、内生菌以及根际土固氮细菌Biolog测定
        2.3.4 菌株ACC脱氨酶活性测定
    2.4 小结与讨论
第三章 玉米根际及不同部位内生固氮菌多样性及活性研究
    3.1 实验材料
        3.1.1 供试样品
        3.1.2 实验菌株与克隆载体
        3.1.3 酶和试剂
        3.1.4 引物合成与基因测序
    3.2 实验方法
        3.2.1 聚合酶链式反应
        3.2.2 质粒的酶切与连接
        3.2.3 质粒提取
        3.2.4 大肠杆菌感受态的制备
        3.2.5 玉米样品不同部位总DNA的提取
        3.2.6 玉米样品不同部位总RNA的提取
        3.2.7 根际土总DNA提取
        3.2.8 根际土总RNA提取
        3.2.9 变性梯度凝胶电泳分析（DGGE）与测序
        3.2.10 qPCR标准曲线的建立
        3.2.11 高通量测序准备
    3.3 结果分析
        3.3.1 玉米根际土及不同部位内生固氮菌固氮基因数量
        3.3.2 玉米根际土及不同部位内生固氮菌多样性及活性分析
        3.3.3 玉米根际土及不同部位内生固氮活性菌株分析
    3.4 讨论
第四章 玉米根际土及不同部位内生细菌群落多样性
    4.1 实验材料
        4.1.1 供试样品
    4.2 实验方法
        4.2.1 聚合酶链式反应
        4.2.2 玉米样品不同部位总DNA的提取
        4.2.3 根际土总DNA提取
        4.2.4 高通量测序准备
        4.2.5 土壤理化性质测定
    4.3 结果分析
        4.3.1 玉米根际土、不同部位内生细菌群落多样性
        4.3.2 玉米根际微生物多样性与土壤理化性质之间RDA分析
        4.3.3 玉米根际土、不同部位内生细菌群落功能预测
    4.4 讨论
第五章 玉米根际及不同部位内生真菌群落多样性
    5.1 实验材料
        5.1.1 供试样品
    5.2 实验方法
        5.2.1 聚合酶链式反应
        5.2.2 玉米样品不同部位总DNA的提取
        5.2.3 根际土总DNA提取
        5.2.4 高通量测序准备
        5.2.5 土壤理化性质测定
    5.3 结果分析
        5.3.1 玉米根际土、不同部位内生真菌群落多样性
        5.3.2 玉米根际微生物多样性与土壤理化性质之间RDA分析
    5.4 讨论
第六章 全文总结
参考文献
附录
致谢
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]尕海湖湿地泥炭细菌多样性分析[J]. 靳亮,高学梅,杜建华,王洪秀,关丽梅,王金昌,魏国汶,邱小忠.  微生物学通报. 2016(11)
[2]中国三大区域玉米产量及增长率的因素分解[J]. 苗珊珊,徐永金,陆迁.  湖北农业科学. 2014(12)
[3]红树内生细菌AiL3抗菌蛋白对杧果炭疽菌的抑制作用[J]. 黄勤知,余莎,何红,卢乃会.  果树学报. 2013(06)
[4]微生物多样性研究进展与展望[J]. 贺纪正,郭良栋.  生物多样性. 2013(04)
[5]土壤生态系统微生物多样性-稳定性关系的思考[J]. 贺纪正,李晶,郑袁明.  生物多样性. 2013(04)
[6]基于可见/近红外光谱的土壤有机质快速测定方法的研究[J]. 胡林,丘耘,周国民.  安徽农业科学. 2012(12)
[7]浅析火焰光度法测定土壤速效钾的关键因素[J]. 何琳华,曹红娣,李新梅,徐海芳,王若玉,庄国民.  上海农业科技. 2012(02)
[8]我国玉米种植区分布的气候适宜性[J]. 何奇瑾,周广胜.  科学通报. 2012(04)
[9]呼伦贝尔草原土壤固氮微生物nifH基因多样性与群落结构[J]. 文都日乐,李刚,杨殿林,张静妮,易津.  生态学杂志. 2011(04)
[10]植物内生菌的研究概况及应用进展[J]. 肖淑贤,高俊明.  农业技术与装备. 2011(02)

硕士论文
[1]湖南水稻内生固氮菌资源收集及特性研究[D]. 袁梅.中国农业科学院 2016
[2]碱蓬内生细菌的分离鉴定及抑菌活性研究[D]. 刘诗扬.沈阳师范大学 2011



本文编号：3157352