泉州湾湿地土壤硝化细菌、解磷细菌以及硫酸盐还原菌数量变化的研究

摘要

硝化细菌、解磷细菌、硫酸盐还原菌分别在氮循环、磷循环以及硫循环中扮演了重要角色。它们在土壤中的数量变化会引起整个湿地生态系统发生相应的变化,因此研究它们在土壤中的数量分布和变化规律对于泉州湾河口湿地的生态保护和环境修复等方面具有重要的生态学意义。由于传统的微生物培养方法不能实际反映土壤中微生物的数量状况,因此本研究探讨了应用实时荧光定量PCR方法分别对泉州湾河口湿地不同红树林植被土壤中硝化细菌、解磷细菌、硫酸盐还原菌的不同属进行鉴定和相对定量,以此初步了解三大类菌八种属在泉州湾河口湿地中的空间分布和不同植被土壤中的数量变化规律。结论如下:
　　 1.三大类细菌八种属都随不同环境因子变化在不同水平距离间和不同植被土壤中存在不同数量变化而且差异极显著。八种属数量都是有植被土壤高于无植被土壤。
　　 2.硝化螺菌属在盐分适中的中游数量最多；硝化杆菌属和亚硝化单胞菌属在碱性环境的下游数量最多；有根际、根系发达、以及溶解氧高的植被类型土壤中的硝化细菌数量较多。
　　 3.在有效磷含量和磷酸酶活性高的区域解磷细菌两种属的数量相对丰富。其次,有根际土壤和根系发达的植被类型土壤中的解磷细菌两种属数量相对较多,同时金属元素相对少的红树林土壤中假单胞菌属数量相对较低。
　　 4.受水文影响造成硫酸盐流失较少的区域,脱硫叶菌属和脱硫细菌属数量相对丰富；有根际、根系发达、溶解氧少、含铁量高的植被土壤中,硫酸盐还原菌的数量相对较多。
　　 5.相关分析表明三大类细菌八种属之间都有显著正相关性。生理构造、所利用的营养源、所受土壤理化因子等影响因素比较接近的细菌之间的相关性要高于其相对有差异的细菌之间的相关性；互生关系的细菌之间的相关性高于有竞争关系细菌之间的相关性；不同植被类型的土壤环境决定了八种属都有显著的变异性。
　　 综上所述,实时荧光定量PCR技术在分析细菌在不同空间和不同土壤环境下的数量分布时有着传统方法无法比拟的优势。研究湿地不同植被土壤三种功能菌数量分布的规律,对于进一步了解该湿地的植被演化规律以及生态系统氮磷硫循环具有重要意义,为红树林植被的人工恢复以及污染治理提供了必要的数据支持和理论依据。

目录

文摘

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第一章 前言

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 硝化细菌荧光定量PCR研究现状

1.2.2 解磷细菌荧光定量PCR研究现状

1.2.3 硫酸盐还原菌荧光定量PCR研究现状

1.3 研究目的和内容

1.3.1 研究目的和意义

1.3.2 研究内容

1.4 本研究区红树林湿地概况

1.4.1 地理位置

1.4.2 地质地貌

1.4.3 水文环境

1.4.4 气候

1.4.5 土壤

1.4.6 植被情况

第二章 材料和方法

2.1 材料

2.1.1 样品

2.1.2 主要仪器

2.1.3 主要试剂

2.2 方法

2.2.1 土壤微生物总DNA提取

2.2.2 硝化细菌普通PCR扩增

2.2.3 解磷细菌普通PCR扩增

2.2.4 硫酸盐还原菌普通PCR扩增

2.2.5 硝化细菌荧光定量PCR扩增

2.2.6 解磷细菌荧光定量PCR扩增

2.2.7 硫酸盐还原菌荧光定量PCR扩增

2.2.8 荧光定量PCR检测八种属的相对表达量

第三章 结果与分析

3.1 土壤微生物总DNA提取结果

3.2 普通PCR扩增产物结果

3.2.1 硝化细菌PCR扩增产物结果

3.2.2 解磷细菌PCR扩增产物结果

3.2.3 硫酸盐还原菌PCR扩增产物结果

3.2.4 溶解曲线分析与扩增曲线分析

3.3 泉州湾河口湿地不同区域和不同土壤植被三种硝化细菌数量分布

3.3.1 不同区域三种硝化细菌数量分布

3.3.2 不同植被土壤三种硝化细菌数量分布

3.3.3 同一区域和同一植被类型土壤三种硝化细菌数量组成情况

3.3.4 小结

3.4 泉州湾河口湿地不同区域和不同土壤植被两种解磷细菌数量分布

3.4.1 不同区域两种解磷细菌数量分布

3.4.2 不同植被土壤两种解磷细菌数量分布

3.4.3 同一区域和同一植被类型土壤两种解磷细菌数量组成情况

3.4.4 小结

3.5 泉州湾湿地不同区域和不同土壤植被三种硫酸盐还原菌数量分布

3.5.1 不同区域三种硫酸盐还原菌数量分布

3.5.2 不同植被类型土壤三种硫酸盐还原菌数量变化

3.5.3 同一区域和同一植被类型土壤中三种硫酸盐还原菌数量组成情况

3.5.4 小结

3.6 泉州湾河口湿地土壤三大类细菌之间的相关性及变异性

3.6.1 三大类菌之间的相关和回归分析

3.6.2 三大类菌之间的变异性分析

第四章 讨论

第五章 结论和展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的主要论文