环丙沙星高/低累积菜心根际微生物动态特征差异研究

摘要

本论文以本课题组前期筛选到的对喹诺酮类抗生素环丙沙星(CIP)高/低累积型菜心品种(分别为油青四九菜心和油绿粗苔菜心)为研究对象,主要通过PCR-DGGE及TA克隆技术研究了在环丙沙星污染土壤中,种植的油绿粗苔菜心和油青四九菜心在不同生长时期两者根际微生物的动态变化及种属差异比较。结论如下:
　　(1)从菌群多样性来看,根际细菌表现出较高的多样性,油绿粗苔菜心显著高于油青四九菜心,且随着生长时期(幼苗期、菜薹期和开花期)的不同而变化。在CIP一定污染浓度范围内(0~20mg/kg),根际细菌多样性指数呈现先增大后减小的趋势,即土壤复杂理化性质有效降低了环丙沙星的毒性,并在一定程度上促进了根际微生物多样性。根际土壤真菌变化趋势则是随生长时期及污染浓度变化而变化。
　　(2)从菌群群落结构来看,在不同的生长时期和不同的污染处理下,两种菜心根际细菌群落结构较真菌均表现出更大的差异性且更加敏感,但随着污染水平的提高,两种菜心根际细菌群落结构差异不断加大,但不同处理间差异变化趋势是随机的。不同生长时期两种菜心根际真菌的差异基本呈现随污染水平提高而减小趋势,且根际真菌群落结构较细菌稳定。
　　(3)进一步克隆测序结果表明,菜心根际细菌主要有变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、蓝藻门、绿弯菌门、纤维杆菌门,其中有19种细菌是已报道的对有机污染物有降解作用或是对抗生素有耐受性的种属。根际真菌类群有:散囊菌纲、粪壳菌纲、座囊菌纲、盘菌纲、酵母纲、锤舌菌纲、球囊菌纲、伞菌纲、花耳纲、蛙粪霉纲,发现有7个属是被报道有机污染物降解功能。各类功能菌在两种菜心变化规律如下:
　　幼苗期,油青四九菜心根际菌群中相对含量随CIP添加浓度增大而提高的有:纤维堆囊菌、山丘链霉菌、丙酸杆菌、斜卧青霉菌、康宁肉座菌、踝节菌;相对含量随CIP添加浓度增大而降低的有:黄褐假单胞菌、玫瑰链孢囊菌、间孢囊菌、荚壳伯克氏菌、镰胞菌、旋孢腔菌。油绿粗苔菜心相对含量随CIP添加浓度增大而提高:暖绳菌、芽孢杆菌、大头茶菌、丙酸杆菌、踝节菌、绿色木霉菌、带孢霉;相对含量随CIP添加浓度增大而降低的有:丛毛单胞菌、黄褐假单胞菌、热厌氧单胞菌、乳酸杆菌、镰胞菌、旋孢腔菌。
　　菜薹期,油青四九菜心根际菌群相对含量随CIP添加浓度增大而提高:胶状红长命菌、镰胞菌;相对含量随CIP添加浓度增大而降低:康宁肉座菌。油绿粗苔菜心相对含量随CIP添加浓度增大而提高:荚壳伯克氏菌、间孢囊菌、胶状红长命菌、大头茶菌;相对含量随CIP添加浓度增大而降低:草螺菌、史雷克氏菌、乳酸杆菌、踝节菌、镰胞菌、旋孢腔菌。
　　开花期,油青四九菜心根际菌群相对含量随CIP添加浓度增大而提高:新鞘脂菌、琥珀酸丝状杆菌、玫瑰链孢囊菌、大头茶菌、史雷克氏菌、芽孢杆菌、斜卧青霉菌、镰胞菌、绿色木霉菌;相对含量随CIP添加浓度增大而降低:黄杆菌、金黄色酿脓葡萄球菌。油绿粗苔菜心相对含量随CIP添加浓度增大而提高:酸热脂环酸芽孢杆菌、蓝细菌、大头茶菌。粗苔菜心相对含量随CIP添加浓度增大而提高:镰胞菌、绿色木霉菌、高山被孢霉、角状胶角耳菌;相对含量随CIP添加浓度增大而降低:伯克氏菌、丛毛单胞菌、纤维堆囊菌、玫瑰链孢囊菌、屈挠杆菌。
　　两种菜心根际细菌和真菌在不同生长时期和污染水平下的分布是非特异性的,随机变化的,且两种菜心间不同的功能微生物含量差异随着菜心生长时期和污染水平的变化,这种差异会不断变化甚至是逆转。

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第1章 绪论

1.1 抗生素污染简介及其危害作用

1.2 植物修复有机污染物概况

1.3 微生物多样性研究

1.4 分子生物学方法在土壤微生物研究中的应用

1.5 变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术

1.6 本研究立项背景及研究意义

第2章 材料与方法

2.1 实验材料

2.2实验设计

2.3实验方法

2.4 数据处理方法

第3章 结果与分析

3.1 两种菜心幼苗期、菜薹形成期及开花期根际细菌种群结构

3.2 两种菜心幼苗期、菜薹形成期及开花期根际真菌种群结构

第4章 讨论

4.1 高/低累积菜心根际细菌种群结构差异分析

4.2 高/低累积菜心根际真菌种群结构差异分析

第5章 结论

参考文献

攻读学位期间发表论文

致谢