廬山亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)六種不同類型土壤細菌多樣性、青枯病生防細菌篩選及降解二氯苯胺機理研究.pdf

1、本文采用傳統(tǒng)培養(yǎng)和微生物分子生態(tài)學(xué)方法分析了廬山不同類型森林土壤的細菌多樣性與土壤類型、海拔高度和季節(jié)因子的關(guān)系。并分析了該區(qū)域土壤細菌在解磷固氮,頡頏病原菌和降解有機農(nóng)藥污染方面的潛在能力。
　　 我們結(jié)合PCR-DGGE分子指紋圖譜方法和傳統(tǒng)培養(yǎng)方法研究了廬山亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)六種不同類型土壤(紅壤、磚紅性土壤、黃壤、黃棕壤、棕壤和山地草甸土)中細菌群落結(jié)構(gòu)和頡頏細菌多樣性變化規(guī)律。從微生物分子生態(tài)學(xué)角度分析不同土壤細菌群落

2、結(jié)構(gòu)變化與海拔高度、土壤類型和季節(jié)之間的關(guān)系。典型性對應(yīng)分析(CCA)顯示:土壤類型是細菌群落組成的主要驅(qū)動因子。DGGE圖譜聚類分析與典型性對應(yīng)分析(CCA)結(jié)果相一致,進一步證實了土壤類型影響細菌群落結(jié)構(gòu)的組成。此外,我們還通過主成分分析(PCA)和細菌多樣性指數(shù)揭示土壤類型影響土壤頡頏細菌豐富度、土壤頡頏細菌多樣性與土壤總細菌多樣性指數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。綜合結(jié)果表明:土壤類型是決定廬山土壤總細菌結(jié)構(gòu)和土壤頡頏細菌組成的重要影響因子。

3、r>　　 利用分子生物學(xué)方法分析可培養(yǎng)的土壤頡頏細菌多樣性與土壤類型之間關(guān)系。采用核糖體DNA擴增片段限制性酶切圖譜分析(ARDRA)廬山土壤頡頏細菌多樣性。從廬山土壤分離到125個土壤頡頏細菌可以分成13個ARDRA譜型,其中五個ARDRA譜型(G5、G13、G11、G9和G10)各分離到一個頡頏細菌；2個ARDRA譜型(G8和G12)分別擁有兩個頡頏細菌；而G1、G2、G3、G4、G6和G7 ARDRA譜型分別有32、18、36、

4、14、5和11個頡頏細菌。每個ARDRA譜型中選取代表性菌株進行16S rRNA基因測序分析,顯示廬山土壤頡頏細菌包括12個屬,分布在五個不同的細菌門。其中紅壤、磚紅性土壤、棕壤和山地草甸土中分離的頡頏細菌比例較高,分別為22％、23％、25％和31％。選取24株土壤頡頏細菌進行番茄青枯病的溫室防效實驗,發(fā)現(xiàn)菌株M19具有最好的生防效果,達到59％。通過16S rRNA基因序列分析鑒定菌株M19屬于拉恩氏菌屬(Rahnella)細菌。本

5、研究首次應(yīng)用拉恩氏菌屬(Rahnella)細菌作為番茄青枯病的生防細菌。
　　 另外我們通過土壤富集培養(yǎng)、篩選到一株二氯苯胺降解菌株,編號為IMT21。經(jīng)過對其形態(tài)特征、生理生化分析、16S rRNA基因序列分析,初步鑒定該菌株為Bacillusmegaterium。Bacillus megaterium IMT21最適生長溫度為30-40℃,最適生長pH為7.0。
　　 接種菌株IMT21于含50ppmDCA的加富培養(yǎng)

6、基中,通過LC-MS檢測代謝產(chǎn)物,隨著培養(yǎng)基中DCA含量的逐漸下降,發(fā)現(xiàn)在保留時間T=8.7/10.9分鐘處有代謝底物峰的積累,此代謝物的保留時間和核質(zhì)比(m/z204)與3,4-二氯乙酰苯胺一致。由此推測IMT21主要通過乙?；饔媒舛径缺桨奉惢衔铩MT21能夠通過乙?；饔棉D(zhuǎn)化多種二氯苯胺類化合物為毒性較低的乙酰化產(chǎn)物,所以我們進一步克隆了芳基胺-N-乙酰轉(zhuǎn)移酶基因(BmNat),并在大腸桿菌中進行異源表達和分析。同時還分析了

7、菌株IMT21在土壤中降解DCA的過程對污染土壤細菌群落的影響。
　　 本研究的主要發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新:第一、綜合運用傳統(tǒng)培養(yǎng)方法、PCR-DGGE分子指紋圖譜技術(shù)和多元變量分析(PCA和CCA)方法解析廬山亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)土壤細菌隨海拔、土壤類型、季節(jié)的動態(tài)變化,發(fā)現(xiàn)土壤類型是影響細菌種群變化的主要因素；第二、首次應(yīng)用拉恩氏菌屬(Rahnella)細菌M19作為頡頏細菌用于番茄青枯病的生物防治；第三、分離鑒定了能同時降解五種二氯苯胺