土壤中Cu、Cd胁迫对饭豆（Vigna umbellate L.）根瘤菌JMC1402P的生物毒性的研究

摘要

该文系统讨论了土壤中Cu<'2+>、Cd<'2+>添加量对饭豆根瘤菌JMC1402P的腐生存活及共生固氮能力的影响,另外还探讨、比较了几种从土壤中直接抽提的微生物总DNA的纯化方法.YMA培养基平板培养结果表明:Cu<'2+>、Cd<'2+>对JMC1402P的半致死浓度分别为8.05μg/mL和7.82μg/mL,JMC1402P可以在Cu<'2+>或Cd<'2+>含量为12.5μg/mL的平板上生长.YMA液体培养结果表明:当液体培养基中Cu<'2+>浓度达到1μg/mL或Cd<'2+>浓度达0.1μg/mL或Cd<'2+>浓度达2μg/mL时,JMC1402P已不能生长.土壤中Cd<'2+>添加量为3mg/Kg时对JMC1402P的腐生存活没有显著影响,Cd<'2+>添加量达20mg/Kg时,已对JMC1402P产生了生理毒性.饭豆盆栽试验结果表明:Cu<'2+>添加量在0~80mg/Kg范围内对JMC1402P共生固氮能力的影响并不大,当土壤中Cu<'2+>添加量达到120mg/Kg时,JMC1402P产生较明显的生理毒性,当Cu<'2+>添加量达到300mg/Kg时,JMC1402P失去结瘤能力.对不同Cu<'2+>、Cd添加量的灭菌土壤中营腐生生活37d分离的JMC1402P进行质粒快检及砂培回接试验.四种从土壤中直接抽提的微生物总DNA的纯化方法的比较结果显示:1﹪的琼脂糖凝胶电泳纯化方法及葡聚糖凝胶G-200离心层析纯化方法均不能完全纯化从土壤中抽提的微生物总DNA.若将直接抽提的总DNA先经葡聚糖凝胶G-200离心层析纯化,再用1﹪的琼脂糖凝胶电泳纯化,则能取得较好的纯化效果.用含2﹪PVP的1﹪琼脂糖凝胶电泳纯化,再用DNA凝胶回收试剂盒回收后没有得到纯化后的土壤微生物总DNA.

目录

摘要

Abstract

1前言

1.1土壤中重金属的来源、底本值、污染的等级标准及危害

1.2土壤中重金属污染对土壤微生物的生物毒性

1.2.1土壤中重金属污染对土壤微生物生物量影响

1.2.2土壤中重金属污染对土壤微生物种群及群落组成的影响

1.2.3土壤中重金属污染对土壤微生物矿化土壤中有机碳能力的影响

1.2.4土壤中重金属污染对土壤微生物矿化土壤中N素能力的影响

1.2.5土壤中重金属污染对微生物代谢商(qC02)的影响

1.2.6土壤中重金属污染对土壤酶活的影响

1.3重金属对根瘤菌的生物毒性

1.4影响重金属生物毒性的因素

1.4.1重金属的化学形态及氧化—还原状态

1.4.2 pH

1.4.3阳离子交换量

1.5微生物对重金属的抗性机制

1.6研究的目的与意义

2材料与方法

2.1实验材料

2.1.1饭豆根瘤菌

2.1.2饭豆种子

2.1.3供试土壤

2.1.4培养基

2.1.5试剂

2.2试验方法

2.2.1平板培养条件下饭豆根瘤菌对Cu2+、Cd2+的耐受性

2.2.2 YMA液体培养条件下Cu2+、Cd2+对饭豆根瘤菌生长的影响

2.2.3土壤中不同浓度Cu2+、Cd2+添加量对饭豆根瘤菌腐生存活的影响

2.2.4土壤中不同浓度Cu2+、Cd2+添加量对饭豆根瘤菌结瘤、共生固氮能力的影响

2.2.5在含不同浓度Cu2+、Cd2+的灭菌土壤中营腐生生活的JMC1 402P的质粒快检及砂培回接试验

2.2.6土壤微生物总DNA的直接抽提与纯化

3结果与分析

3.1平板培养条件下饭豆根瘤菌对Cu2+、Cd2+的耐受性

3.2 YMA液体培养条件下Cu2+、Cd2+对饭豆根瘤菌生长的影响

3.3 C u2+、Cd2+添加量对饭豆根瘤菌腐生存活的影响

3.3.1灭菌土壤中Cu2+添加量对饭豆根瘤菌腐生存活的影响

3.3.2灭菌土壤中Cd2+添加量对饭豆根瘤菌腐生存活的影响

3.3.3未灭菌土壤中Cu 2+添加量对饭豆根瘤菌腐生存活的影响

3.3.4未灭菌土壤中Cd2+添加量对饭豆根瘤菌腐生存活的影响

3.4土壤中添加Cu 2+、Cd2+对饭豆根瘤菌结瘤、共生固氮能力的影响

3.4.1土壤中添加Cu2+对饭豆根瘤菌结瘤、共生固氮能力的影响

3.4.2土壤中添加Cd2+对饭豆根瘤菌结瘤、共生固氮能力的影响

3.5在含不同浓度Cu2+、Cd2+的灭菌土壤中营腐生生活37 d的JMC1402P的质粒快检及砂培回接试验

3.6土壤微生物总DNA的直接抽提与纯化

3.6.1土壤微生物总DNA的直接抽提

3.6.2土壤中直接抽提的微生物总DNA(租土壤DNA)的纯化

3.6.3纯化后土壤DNA的分光光度计检测

3.6.4土壤DNA纯化效果的PCR检测

4小结与讨论

4.1小结

4.2 讨论

4.2.1重金属离子对微生物生长抑制程度的测定

4.2.2土壤灭菌与否对JMC1402P腐生存活的影响

4.2.3微生物的抗性筛选标记与微生物在土壤中存活的检测

4.2.4饭豆及饭豆根瘤菌JMC1402P与Cu、Cd污染地带生态修复

4.2.5重金属对JMC1402P损伤的可修复性

4.2.6 Cu、Cd胁迫对JMC1402P在腐生存活及共生固氮能力上表现出的生物毒性的差异

参考文献

致谢