引種江南榿木對(duì)崇西濕地蘆葦群落土壤中產(chǎn)甲烷菌及甲烷氧化菌群落的影響

【摘要】：為全面的了解引種江南榿木后，對(duì)濕地環(huán)境的碳循環(huán)和微生物群落的影響，本文以崇西濕地蘆葦群落（Phragmites australis community）和江南榿木-蘆葦混合群落（Phragmites-Alnus mixture community）為研究對(duì)象，探究引種江南榿木對(duì)蘆葦土壤中產(chǎn)甲烷菌和甲烷氧化菌的影響。本研究利用氣相色譜法（GasChromatography，GC）研究產(chǎn)甲烷活動(dòng)和甲烷氧化活性；利用熒光定量擴(kuò)增（Quantitative Polymerase Chain Reaction，Q-PCR）技術(shù)，從基因拷貝數(shù)方面考察江南榿木的引種對(duì)蘆葦群落根際和非根際甲烷微生物豐度的影響；利用變性梯度凝膠電泳（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis，DGGE）技術(shù)，了解江南榿木的引種對(duì)蘆葦群落根際和非根際甲烷微生物多樣性的影響。主要研究結(jié)果如下： 1）江南榿木的引種對(duì)蘆葦根際土壤總氮、總碳、總有機(jī)碳、無機(jī)碳都有顯著的影響，碳氮元素的含量明顯升高，且在不同土層具有明顯的梯度變化。 2）江南榿木的引種對(duì)蘆葦群落土壤的甲烷氧化活性并沒有產(chǎn)生特別大的影響。對(duì)蘆葦群落土壤的產(chǎn)甲烷活性起到了抑制的作用。 3）引種江南榿木后土壤產(chǎn)甲烷菌的豐度顯著降低，甲烷氧化菌豐度均升高，甲烷氧化菌群落豐度高于產(chǎn)甲烷菌的群落豐度。 4）通過DGGE實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，引種江南榿木后的蘆葦群落產(chǎn)甲烷菌多樣性降低，不同土層非根際土壤中的產(chǎn)甲烷群落結(jié)構(gòu)并無太大差異，蘆葦群落非根際的甲烷氧化菌多樣性增多，而根際的甲烷氧化菌群落多樣性無明顯變化，其中甲烷氧化菌也都為TypeⅠ型。 【關(guān)鍵詞】：江南榿木 蘆葦 產(chǎn)甲烷菌 甲烷氧化菌 定量PCR DGGE
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：S714.3;S792.14;S564.2
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 目錄8-11
• 第一章 緒論11-26
• 1.1 甲烷研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2 甲烷生物化學(xué)過程12-13
• 1.2.1 產(chǎn)甲烷過程12-13
• 1.2.2 甲烷氧化過程13
• 1.3 甲烷氧化菌及其功能基因概述13-15
• 1.4 產(chǎn)甲烷菌及其功能基因概述15-18
• 1.5 影響甲烷產(chǎn)生和氧化的主要因子18-21
• 1.5.1 土壤水分及水位18
• 1.5.2 植被18-19
• 1.5.3 土壤有機(jī)質(zhì)19
• 1.5.4 土壤 pH 值19-20
• 1.5.5 氮素20-21
• 1.6 產(chǎn)甲烷微生物和甲烷氧化微生物的分子生物學(xué)研究21-22
• 1.6.1 熒光定量 PCR（Q-PCR）21
• 1.6.2 變性梯度凝膠電泳（DGGE）21-22
• 1.7 研究區(qū)域概況22-24
• 1.8 本文研究目的和意義24-26
• 第二章 不同類型蘆葦群落產(chǎn)甲烷菌和甲烷氧化菌活性研究26-45
• 2.1 材料與方法26-31
• 2.1.1 土壤采集和樣品處理26-27
• 2.1.2 土壤基本理化性質(zhì)測(cè)定27-30
• 2.1.3 甲烷氧化菌活性測(cè)定30-31
• 2.1.4 產(chǎn)甲烷菌活性測(cè)定31
• 2.2 不同類型蘆葦混合群落土壤理化性質(zhì)的差異分析31-35
• 2.2.1 不同類型蘆葦群落非根際土理化性質(zhì)垂直分異31-33
• 2.2.2 不同類型蘆葦群落土壤理化性質(zhì)水平分異33-35
• 2.3 不同類型蘆葦群落土壤甲烷氧化菌活性差異分析35-38
• 2.3.1 不同類型蘆葦群落非根際土甲烷氧化菌活性垂直分異35-37
• 2.3.2 不同植物蘆葦群落土壤甲烷氧化菌活性水平分異37-38
• 2.4 不同類型蘆葦群落土壤產(chǎn)甲烷菌活性差異分析38-40
• 2.4.1 不同類型蘆葦群落土壤非根際土產(chǎn)甲烷菌活性垂直分異38-39
• 2.4.2 不同類型蘆葦群落土壤產(chǎn)甲烷菌活性水平分異39-40
• 2.5 環(huán)境因子對(duì)產(chǎn)甲烷和甲烷氧化活性的主要影響及相關(guān)性分析40-42
• 2.6 討論42-43
• 2.6.1 引種江南榿木后對(duì)土壤理化性質(zhì)影響的分析42
• 2.6.2 引種江南榿木后對(duì)土壤產(chǎn)甲烷微生物和甲烷氧化微生物活性的影響42-43
• 2.7 小結(jié)43-45
• 第三章 蘆葦群落和蘆葦-江南榿木混合群落甲烷微生物豐度分析45-62
• 3.1 材料與方法45-53
• 3.1.1 供試土壤45
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器45
• 3.1.3 主要試劑45-46
• 3.1.4 PCR 引物46
• 3.1.5 土壤微生物總 DNA 提取46-48
• 3.1.6 產(chǎn)甲烷菌 mcrA 基因 PCR 擴(kuò)增48
• 3.1.7 甲烷氧化菌 pmoA 基因 PCR 擴(kuò)增48-49
• 3.1.8 PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物純化49-50
• 3.1.9 質(zhì)粒的提取50-51
• 3.1.10 定量 PCR51-53
• 3.2 結(jié)果與分析53-59
• 3.2.1 蘆葦群落和蘆葦-江南榿木混合群落產(chǎn)甲烷菌豐度差異53-56
• 3.2.2 蘆葦群落和蘆葦-江南榿木混合群落甲烷氧化菌豐度差異56-58
• 3.2.3 環(huán)境因子與產(chǎn)甲烷和甲烷氧化微生物豐度的相關(guān)性分析58-59
• 3.3 討論59-61
• 3.3.1 蘆葦-江南榿木混合群落和純蘆葦群落產(chǎn)甲烷菌豐度分析59-60
• 3.3.2 蘆葦-江南榿木混合群落和純蘆葦群落甲烷氧化菌豐度分析60-61
• 3.4 小結(jié)61-62
• 第四章 蘆葦群落和蘆葦-江南榿木混合群落產(chǎn)甲烷菌和甲烷氧化菌多樣性分析62-83
• 4.1 材料與方法62-70
• 4.1.1 供試土壤62
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器62
• 4.1.3 主要試劑62-63
• 4.1.4 PCR 引物63-64
• 4.1.5 產(chǎn)甲烷基因 mcrA PCR 條件64-65
• 4.1.6 甲烷氧化基因 pmoA PCR 條件65-67
• 4.1.7 土壤微生物總 DNA 提取67
• 4.1.8 變性梯度凝膠電泳（DGGE）67-69
• 4.1.9 特征譜帶切膠回收與純化69-70
• 4.2 純蘆葦群落和蘆葦-江南榿木混合群落土壤產(chǎn)甲烷菌的多樣性差異70-75
• 4.2.1 不同植物群落土壤產(chǎn)甲烷菌的多樣性垂直分異70-72
• 4.2.2 不同植物群落土壤產(chǎn)甲烷菌的多樣性水平分異72-75
• 4.3 純蘆葦群落和蘆葦-江南榿木混合群落土壤甲烷氧化菌多樣性差異75-78
• 4.3.1 不同類型植物群落非根際土壤甲烷氧化菌多樣性垂直分異75-76
• 4.3.2 不同植物群落土壤甲烷氧化菌多樣性水平分異76-78
• 4.4 討論78-82
• 4.4.1 蘆葦-江南榿木混合群落和純蘆葦群落產(chǎn)甲烷菌多樣性分析78-80
• 4.4.2 蘆葦-江南榿木混合群落和純蘆葦群落甲烷氧化菌多樣性分析80-82
• 4.5 小結(jié)82-83
• 第五章 結(jié)論與展望83-86
• 5.1 結(jié)論83-85
• 5.2 展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 附錄1：產(chǎn)甲烷菌 mcrA 序列92-99
• 附錄2 甲烷氧化菌 pmoA 序列99-107
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文107-108
• 發(fā)表論文107
• 發(fā)表專利107
• 參與項(xiàng)目107-108
• 致謝108

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瘤胃產(chǎn)甲烷菌定量檢測(cè)與微生物菌群調(diào)控研究    郭嫣秋

晉南牛和山羊瘤胃產(chǎn)甲烷菌多樣性研究    裴彩霞

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厭氧真菌與產(chǎn)甲烷菌共培養(yǎng)系統(tǒng)的建立及其代謝與菌群變化的研究    成艷芬

絞股藍(lán)皂甙對(duì)山羊瘤胃菌群及微生物發(fā)酵特性和甲烷產(chǎn)量的影響    王新峰

水和乳化液對(duì)煤層產(chǎn)甲烷菌群活性影響研究    肖棟

厭氧烴降解產(chǎn)甲烷菌系的組成及其代謝產(chǎn)物的特征    周蕾

高溫油藏微生物群落結(jié)構(gòu)及石油烴厭氧降解產(chǎn)甲烷體系構(gòu)建研究    Mbadinga Serge Maurice

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污泥厭氧消化過程中乙酸累積的微生態(tài)機(jī)理研究    許科偉

引種江南榿木對(duì)崇西濕地蘆葦群落土壤中產(chǎn)甲烷菌及甲烷氧化菌群落的影響    劉佳苗

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造紙白泥強(qiáng)化生物質(zhì)廢物產(chǎn)甲烷研究    王欽慶

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