细菌新种Hansschlegelia zhihuaiae S 113的鉴定及其在磺酰脲类除草剂污染土壤修复中的分子生态学
发布时间：2022-02-13 22:10
靖磺腺类除草剂（sulfonylurea herbicides）是近三十年来开发并应用的一类高效、广谱、高选择性除草剂,2008年全球磺酰脲类除草剂销售额为22.44亿美元,占全球农药销售市场的4.9%,居除草剂行业首位。在自然条件下,磺酰脲类除草剂降解缓慢,在土壤中的残留对后茬敏感作物产生药害,造成严重的经济损失。在世界范围内,磺酰腺类除草剂的发明和使用仅有三十年的历史,其在环境中的残留、危害和降解的研究历史只有十多年,研究较少。因此,研究磺酰脲类除草剂在环境中的残留、生态学效应和降解行为具有重要的理论和现实意义。本研究以实验室保存的一株高效、广谱磺酰脲类除草剂降解菌株S 113为研究材料。通过细菌表型、生理生化特征、细胞化学组分及基因型分析等多相分类方法,发现菌株S 113是革兰氏阴性好氧细菌;它和亲缘关系最接近种Hansschlegelia plantiphila VKM B-2347.T的16S rRNA基因同源性为96.8%,基因组DNA同源性为44.9%;菌株S 113最主要的直链不饱和脂肪酸成分为C18:1ω7c,含量达76.95%;直链饱和脂肪酸成分为C16:0,含量为...
【文章来源】：南京农业大学江苏省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号与缩略语
前言
第一章 文献综述
第一节 磺酰脲类除草剂简介研究概况
1 磺酰脲类除草剂简介
2 磺酰脲类除草剂的药害
2.1 磺酰脲类除草剂对后茬作物的药害
2.2 磺酰脲类除草剂对土壤微生物的影响
2.3 磺酰脲类除草剂对土壤酶活性的影响
3 磺酰脲类除草剂在土壤中的行为
3.1 吸附与解吸行为
3.2 淋溶行为
3.3 降解行为
第二节 微生物分类方法研究概述
1 传统分类法
1.1 Biolog微生物自动分析鉴定系统
1.2 API微生物分类鉴定系统
2 化学分类法
2.1 细胞壁组成
2.2 极性脂组份分析
2.3 全细胞脂肪酸组成分析
2.4 呼吸醌组分分析
2.5 多胺模式分析
2.6 全细胞蛋白及核糖体蛋白电泳分析
3 遗传特征分类法
3.1 细菌G+Cmol%的测定
3.2 DNA-DNA杂交
3.3 特异性基因的扩增分析
4 嗜甲基菌分类概述
第三节 土壤微生物群落结构与多样性的研究方法概况
1 微生物多样性
2 微生物多样性研究方法
2.1 基于生物或化学的传统方法
2.2 基于现代分子生物学技术的方法
2.3 基于DNA序列测定的研究方法
3 454高通量测序技术
3.1 454测序技术的原理
3.2 454测序技术在微生物生态领域的应用
第四节 微生物定量技术概述
1 常用微生物定量技术
1.1 定量点杂交技术
1.2 实时定量PCR技术
1.3 荧光染料染色法显微镜计数
1.4 流式细胞技术
1.5 数字PCR技术
2 Real-time PCR技术
2.1 Real-time PCR的定量原理
2.2 荧光标记的种类
2.3 定量方法
2.4 荧光阈值的设定
2.5 标准曲线的制作
2.6 Real-time PCR技术在微生物生态领域的应用
第五节 本研究的目的与意义
第二章 磺酰脲类除草剂高效降解菌株S 113的分类地位研究
1 材料与方法
1.1 供试菌株
1.2 试剂
1.3 培养基
1.4 菌株的培养及菌悬液的制备
1.5 最适生长温度测定
1.6 pH耐受范围和最适pH值测定
1.7 盐浓度耐受度测定
1.8 抗生素耐受性测定
1.9 Biolog检测
1.10 API检测
1.11 呼吸醌系统分析
1.12 极性脂组分分析
1.13 全细胞脂肪酸分析
1.14 核糖体16S rRNA基因和mxaF基因序列分析
1.15 G+C mol%的测定
1.16 DNA-DNA杂交
2 结果与分析
2.1 形态及特征
2.2 生理生化特征
2.3 基因型分类
2.4 化学分类
本章小结与讨论
第三章 菌株S 113在受甲磺隆污染土壤和玉米植株体内的定殖动态
1 材料与方法
1.1 供试菌株
1.2 供试玉米
1.3 供试土壤
1.4 主要仪器设备
1.5 主要试剂
1.6 主要培养基
1.7 实验设计
1.8 菌株的培养及菌悬液的制备
1.9 土壤总DNA的提取
1.10 玉米植株体内细菌总DNA的提取
1.11 PCR引物的设计
1.12 常规PCR扩增体系和反应程序
1.13 real-time PCR扩增体系和反应程序
1.14 标准品质粒DNA的制备
1.15 标准品质粒DNA拷贝浓度的计算
1.16 定量标准曲线的制备
1.17 菌株S 113的DNA提取回收率检测
2 结果与分析
2.1 菌株S 113对玉米药害的解除效果
2.2 土壤总DNA的提取和纯化
2.3 sulE5基因的特异性扩增
2.4 定量标准曲线的制备
2.5 特异性扩增的验证
2.6 土壤中靶标菌株的检出效率
2.7 植物体内靶标菌株的检出效率
2.8 菌株S 113在土壤中的定殖动态
2.9 菌株S 113在玉米植株内部的定殖动态
本章小结与讨论
第四章 菌株S 113对土壤中不同浓度甲磺隆的降解及污染修复的分子生态学研究
第一节 菌株S 113对土壤中不同浓度甲磺隆的降解
1 材料与方法
1.1 供试菌株
1.2 供试土壤
1.3 农药及主要化学试剂
1.4 主要培养基
1.5 主要仪器
1.6 土壤理化性质的检测
1.7 实验设计
1.8 菌株的培养及菌悬液的制备
1.9 甲磺隆的提取及检测
1.10 甲磺隆标准曲线的制作
1.11 土壤中甲磺隆回收率的检测
2 结果与分析
2.1 供试土壤的理化性质
2.2 甲磺隆的检测标准曲线
2.3 除草剂在土壤中的回收率
2.4 菌株S 113对土壤中不同浓度甲磺隆的降解
第二节 基于454高通量测序技术研究菌株S 113对不同浓度甲磺隆污染土壤的生物修复
1 材料与方法
1.1 供试菌株、土壤和农药
1.2 主要仪器设备
1.3 主要试剂
1.4 所用培养基
1.5 实验设计
1.6 土壤总DNA的提取
1.7 测序样品的准备
1.8 454高通量测序
1.9 高通量测序结果数据分析
2 结果与分析
2.1 测序结果统计
2.2 取样深度的判定
2.3 微生物多样性及丰富度分析
2.4 微生物群落结构分析
2.5 样品微生物群落结构相似度分析
2.6 常见磺酰脲类除草剂降解菌群比例的动态变化
本章小结与讨论
第五章 菌株S 113在不同土壤中对甲磺隆的降解及对污染修复的分子生态学研究
第一节 菌株S 113在不同土壤中对甲磺隆的降解
1 材料与方法
1.1 供试菌株和农药
1.2 供试土壤
1.3 所用化学试剂
1.4 所用主要培养基和仪器
1.5 实验设计
1.6 菌株的培养及菌悬液的制备
1.7 甲磺隆的提取及检测
2 结果与分析
2.1 甲磺隆在土壤中的回收率
2.2 菌株S 113在三种土壤中对甲磺隆的降解
第二节 基于454高通量测序技术研究菌株S 113对甲磺隆污染不同土壤的生物修复
1 材料与方法
1.1 供试菌株、土壤和农药
1.2 所用主要仪器设备、试剂、培养基
1.3 实验设计
1.4 菌株的培养及菌悬液的制备
1.5 土壤总DNA的提取
1.6 测序样品的准备
2 结果与分析
2.1 测序结果统计
2.2 取样深度的判定
2.3 微生物多样性及丰富度分析
2.4 微生物群落结构分析
2.5 样品微生物群落结构相似度分析
2.6 常见磺酰脲类除草剂降解菌的动态变化
本章小结与讨论
第六章 菌株S 113对土壤中不同磺酰服类除草剂的降解及对污染修复的分子生态学研究
第一节 菌株S 113对土壤中不同磺酰脲类除草剂的降解
1 材料和方法
1.1 供试菌株和土壤
1.2 所用化学试剂及农药
1.3 所用主要培养基和仪器
1.4 实验设计
1.5 三种磺酰脲类除草剂的提取及检测
1.6 除草剂标准曲线的制作和回收率的检测
2 结果与讨论
2.1 三种除草剂的标准曲线
2.2 三种除草剂在供试土壤中的回收率
2.3 菌株S 113对三种除草剂的降解
第二节 基于454高通量测序技术研究菌株S 113对土壤中不同种类磺酰脲类除草剂污染的生物修复
1 材料与方法
1.1 供试菌株、土壤和农药
1.2 所用主要仪器、试剂和培养基
1.3 实验设计
1.4 土壤总DNA的提取
1.5 测序样品的准备
2 结果与讨论
2.1 测序结果统计
2.2 取样深度的判定
2.3 微生物多样性及丰富度分析
2.4 微生物群落结构分析
2.5 样品微生物群落结构相似度分析
2.6 常见磺酰脲类除草剂降解菌群比例的动态变化
本章小结与讨论
全文总结
参考文献
博士论文创新点
附录一 文中所用培养基及试剂配方
附录二 菌株S 113的16S RDNA序列
附录三 菌株S 113的MXAF基因序列
附录四 攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]氯嘧磺隆对土壤微生物群落结构的影响[J]. 盛宇,徐军,刘新刚,董丰收,张昌朋,路彩红,郑永权. 应用生态学报. 2010(11)
[2]桂中地区几种作物氯嘧磺隆药害事故调查及原因分析[J]. 黄志巧. 广西植保. 2008(02)
[3]豆磺隆残留污染水田的生物降解技术研究[J]. 赵丽琴,苗得雨,赵殊,叶喜文. 中国农学通报. 2007(08)
[4]甲磺隆除草剂的测定方法及其吸附行为研究[J]. 朱优峰,谢正苗,徐建明. 环境科学. 2007(05)
[5]变性梯度凝胶电泳在环境微生物研究中的应用详解[J]. 王小芬,王伟东,高丽娟,崔宗均. 中国农业大学学报. 2006(05)
[6]高效液相色谱/质谱法测定土壤中10种磺酰脲类除草剂多残留[J]. 叶贵标,张微,崔昕,潘灿平,江树人. 分析化学. 2006(09)
[7]斜茎黄芪根瘤菌结瘤基因nod A PCR扩增及PCR-RFLP分析[J]. 高俊莲,孙建光,陈文新. 微生物学杂志. 2006(04)
[8]应用DGGE研究微生物群落时的常见问题分析[J]. 邢德峰,任南琪. 微生物学报. 2006(02)
[9]厚荚相思树根瘤菌HJ06菌株的16SrDNA全序列和nifA基因片段分析[J]. 吕成群,黄宝灵,庄培亮,武波. 热带亚热带植物学报. 2006(01)
[10]吡嘧磺隆二氯喹啉酸对土壤呼吸强度和酶活性的影响[J]. 张昀,关连珠,胡克伟,颜丽. 农业环境科学学报. 2005(S1)
硕士论文
[1]尼龙膜杂交检测放线菌基因组DNA同源性方法的建立[D]. 朱义明.华南热带农业大学 2007
[2]单嘧磺隆对不同作物的影响及其在土壤中的归趋[D]. 王征.东北农业大学 2004
本文编号：3624011
【文章来源】：南京农业大学江苏省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号与缩略语
前言
第一章 文献综述
第一节 磺酰脲类除草剂简介研究概况
1 磺酰脲类除草剂简介
2 磺酰脲类除草剂的药害
2.1 磺酰脲类除草剂对后茬作物的药害
2.2 磺酰脲类除草剂对土壤微生物的影响
2.3 磺酰脲类除草剂对土壤酶活性的影响
3 磺酰脲类除草剂在土壤中的行为
3.1 吸附与解吸行为
3.2 淋溶行为
3.3 降解行为
第二节 微生物分类方法研究概述
1 传统分类法
1.1 Biolog微生物自动分析鉴定系统
1.2 API微生物分类鉴定系统
2 化学分类法
2.1 细胞壁组成
2.2 极性脂组份分析
2.3 全细胞脂肪酸组成分析
2.4 呼吸醌组分分析
2.5 多胺模式分析
2.6 全细胞蛋白及核糖体蛋白电泳分析
3 遗传特征分类法
3.1 细菌G+Cmol%的测定
3.2 DNA-DNA杂交
3.3 特异性基因的扩增分析
4 嗜甲基菌分类概述
第三节 土壤微生物群落结构与多样性的研究方法概况
1 微生物多样性
2 微生物多样性研究方法
2.1 基于生物或化学的传统方法
2.2 基于现代分子生物学技术的方法
2.3 基于DNA序列测定的研究方法
3 454高通量测序技术
3.1 454测序技术的原理
3.2 454测序技术在微生物生态领域的应用
第四节 微生物定量技术概述
1 常用微生物定量技术
1.1 定量点杂交技术
1.2 实时定量PCR技术
1.3 荧光染料染色法显微镜计数
1.4 流式细胞技术
1.5 数字PCR技术
2 Real-time PCR技术
2.1 Real-time PCR的定量原理
2.2 荧光标记的种类
2.3 定量方法
2.4 荧光阈值的设定
2.5 标准曲线的制作
2.6 Real-time PCR技术在微生物生态领域的应用
第五节 本研究的目的与意义
第二章 磺酰脲类除草剂高效降解菌株S 113的分类地位研究
1 材料与方法
1.1 供试菌株
1.2 试剂
1.3 培养基
1.4 菌株的培养及菌悬液的制备
1.5 最适生长温度测定
1.6 pH耐受范围和最适pH值测定
1.7 盐浓度耐受度测定
1.8 抗生素耐受性测定
1.9 Biolog检测
1.10 API检测
1.11 呼吸醌系统分析
1.12 极性脂组分分析
1.13 全细胞脂肪酸分析
1.14 核糖体16S rRNA基因和mxaF基因序列分析
1.15 G+C mol%的测定
1.16 DNA-DNA杂交
2 结果与分析
2.1 形态及特征
2.2 生理生化特征
2.3 基因型分类
2.4 化学分类
本章小结与讨论
第三章 菌株S 113在受甲磺隆污染土壤和玉米植株体内的定殖动态
1 材料与方法
1.1 供试菌株
1.2 供试玉米
1.3 供试土壤
1.4 主要仪器设备
1.5 主要试剂
1.6 主要培养基
1.7 实验设计
1.8 菌株的培养及菌悬液的制备
1.9 土壤总DNA的提取
1.10 玉米植株体内细菌总DNA的提取
1.11 PCR引物的设计
1.12 常规PCR扩增体系和反应程序
1.13 real-time PCR扩增体系和反应程序
1.14 标准品质粒DNA的制备
1.15 标准品质粒DNA拷贝浓度的计算
1.16 定量标准曲线的制备
1.17 菌株S 113的DNA提取回收率检测
2 结果与分析
2.1 菌株S 113对玉米药害的解除效果
2.2 土壤总DNA的提取和纯化
2.3 sulE5基因的特异性扩增
2.4 定量标准曲线的制备
2.5 特异性扩增的验证
2.6 土壤中靶标菌株的检出效率
2.7 植物体内靶标菌株的检出效率
2.8 菌株S 113在土壤中的定殖动态
2.9 菌株S 113在玉米植株内部的定殖动态
本章小结与讨论
第四章 菌株S 113对土壤中不同浓度甲磺隆的降解及污染修复的分子生态学研究
第一节 菌株S 113对土壤中不同浓度甲磺隆的降解
1 材料与方法
1.1 供试菌株
1.2 供试土壤
1.3 农药及主要化学试剂
1.4 主要培养基
1.5 主要仪器
1.6 土壤理化性质的检测
1.7 实验设计
1.8 菌株的培养及菌悬液的制备
1.9 甲磺隆的提取及检测
1.10 甲磺隆标准曲线的制作
1.11 土壤中甲磺隆回收率的检测
2 结果与分析
2.1 供试土壤的理化性质
2.2 甲磺隆的检测标准曲线
2.3 除草剂在土壤中的回收率
2.4 菌株S 113对土壤中不同浓度甲磺隆的降解
第二节 基于454高通量测序技术研究菌株S 113对不同浓度甲磺隆污染土壤的生物修复
1 材料与方法
1.1 供试菌株、土壤和农药
1.2 主要仪器设备
1.3 主要试剂
1.4 所用培养基
1.5 实验设计
1.6 土壤总DNA的提取
1.7 测序样品的准备
1.8 454高通量测序
1.9 高通量测序结果数据分析
2 结果与分析
2.1 测序结果统计
2.2 取样深度的判定
2.3 微生物多样性及丰富度分析
2.4 微生物群落结构分析
2.5 样品微生物群落结构相似度分析
2.6 常见磺酰脲类除草剂降解菌群比例的动态变化
本章小结与讨论
第五章 菌株S 113在不同土壤中对甲磺隆的降解及对污染修复的分子生态学研究
第一节 菌株S 113在不同土壤中对甲磺隆的降解
1 材料与方法
1.1 供试菌株和农药
1.2 供试土壤
1.3 所用化学试剂
1.4 所用主要培养基和仪器
1.5 实验设计
1.6 菌株的培养及菌悬液的制备
1.7 甲磺隆的提取及检测
2 结果与分析
2.1 甲磺隆在土壤中的回收率
2.2 菌株S 113在三种土壤中对甲磺隆的降解
第二节 基于454高通量测序技术研究菌株S 113对甲磺隆污染不同土壤的生物修复
1 材料与方法
1.1 供试菌株、土壤和农药
1.2 所用主要仪器设备、试剂、培养基
1.3 实验设计
1.4 菌株的培养及菌悬液的制备
1.5 土壤总DNA的提取
1.6 测序样品的准备
2 结果与分析
2.1 测序结果统计
2.2 取样深度的判定
2.3 微生物多样性及丰富度分析
2.4 微生物群落结构分析
2.5 样品微生物群落结构相似度分析
2.6 常见磺酰脲类除草剂降解菌的动态变化
本章小结与讨论
第六章 菌株S 113对土壤中不同磺酰服类除草剂的降解及对污染修复的分子生态学研究
第一节 菌株S 113对土壤中不同磺酰脲类除草剂的降解
1 材料和方法
1.1 供试菌株和土壤
1.2 所用化学试剂及农药
1.3 所用主要培养基和仪器
1.4 实验设计
1.5 三种磺酰脲类除草剂的提取及检测
1.6 除草剂标准曲线的制作和回收率的检测
2 结果与讨论
2.1 三种除草剂的标准曲线
2.2 三种除草剂在供试土壤中的回收率
2.3 菌株S 113对三种除草剂的降解
第二节 基于454高通量测序技术研究菌株S 113对土壤中不同种类磺酰脲类除草剂污染的生物修复
1 材料与方法
1.1 供试菌株、土壤和农药
1.2 所用主要仪器、试剂和培养基
1.3 实验设计
1.4 土壤总DNA的提取
1.5 测序样品的准备
2 结果与讨论
2.1 测序结果统计
2.2 取样深度的判定
2.3 微生物多样性及丰富度分析
2.4 微生物群落结构分析
2.5 样品微生物群落结构相似度分析
2.6 常见磺酰脲类除草剂降解菌群比例的动态变化
本章小结与讨论
全文总结
参考文献
博士论文创新点
附录一 文中所用培养基及试剂配方
附录二 菌株S 113的16S RDNA序列
附录三 菌株S 113的MXAF基因序列
附录四 攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]氯嘧磺隆对土壤微生物群落结构的影响[J]. 盛宇,徐军,刘新刚,董丰收,张昌朋,路彩红,郑永权. 应用生态学报. 2010(11)
[2]桂中地区几种作物氯嘧磺隆药害事故调查及原因分析[J]. 黄志巧. 广西植保. 2008(02)
[3]豆磺隆残留污染水田的生物降解技术研究[J]. 赵丽琴,苗得雨,赵殊,叶喜文. 中国农学通报. 2007(08)
[4]甲磺隆除草剂的测定方法及其吸附行为研究[J]. 朱优峰,谢正苗,徐建明. 环境科学. 2007(05)
[5]变性梯度凝胶电泳在环境微生物研究中的应用详解[J]. 王小芬,王伟东,高丽娟,崔宗均. 中国农业大学学报. 2006(05)
[6]高效液相色谱/质谱法测定土壤中10种磺酰脲类除草剂多残留[J]. 叶贵标,张微,崔昕,潘灿平,江树人. 分析化学. 2006(09)
[7]斜茎黄芪根瘤菌结瘤基因nod A PCR扩增及PCR-RFLP分析[J]. 高俊莲,孙建光,陈文新. 微生物学杂志. 2006(04)
[8]应用DGGE研究微生物群落时的常见问题分析[J]. 邢德峰,任南琪. 微生物学报. 2006(02)
[9]厚荚相思树根瘤菌HJ06菌株的16SrDNA全序列和nifA基因片段分析[J]. 吕成群,黄宝灵,庄培亮,武波. 热带亚热带植物学报. 2006(01)
[10]吡嘧磺隆二氯喹啉酸对土壤呼吸强度和酶活性的影响[J]. 张昀,关连珠,胡克伟,颜丽. 农业环境科学学报. 2005(S1)
硕士论文
[1]尼龙膜杂交检测放线菌基因组DNA同源性方法的建立[D]. 朱义明.华南热带农业大学 2007
[2]单嘧磺隆对不同作物的影响及其在土壤中的归趋[D]. 王征.东北农业大学 2004
本文编号：3624011
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