吉首钾长石矿区土壤中固氮细菌的选育

固氮菌论文 固氮菌的多样性论文 根瘤菌论文 芽孢杆菌论文
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我国作为农业生产大国,每年需消耗大量的工业氮肥,工业氮肥的使用会造成农产品品质下降、土壤板结、水体富营养化、生产成本增加等一系列问题,而微生物复合肥料能解决这些问题,所以,选育高效率的微生物固氮菌株对发展可持续绿色农业具有重要的意义。为了得到高效固氮菌,在吉首钾长石矿区采集土壤样品,采用纯培养方法从中分离、筛选得到具有较强固氮能力的细菌28株。对28株细菌进行形态学观察,生理生化鉴定,以及采用分子生物学手段进行16S r RNA序列分析,发现28株细菌别属于8个科,10个属,其中11株菌为根瘤菌属,6株菌为芽胞杆菌属,表明从钾长石矿区土壤中分离获得的固氮菌具有较好的多样性,根瘤菌为优势种群。分别从每个属中选取生长状况较好的菌株作为代表菌株,通过发酵和凯氏定氮法测定,发现各属代表菌株的固氮能力存在较大差异,根瘤菌和芽孢杆菌属代表菌株的固氮能力最强,其中根瘤菌代表菌株L13的96h发酵液氮含量达到10.71 mg/L,其次是芽孢杆菌代表菌株L10。为了能够更好的了解和掌握菌株L13和L10的生长特性,对菌株L13和L10生长的温度、p H、渗透压、不同碳源等因子对固氮能力的影响进行了比较。结果发现,两株细菌的生长繁殖的各个时期都存在较大差异,相比L10,L13的迟滞期和对数期较L10短,但是L13的平稳期较L10长,因此可以认为,L13的生长繁殖速度较L10快,而且对于环境的耐受性也较L10强。为进一步改良所筛选的高能固氮菌,对L13分别采用了紫外照射诱变和亚硝基胍进行3轮反复诱变处理,获得大量诱变菌株,通过筛选获得两株优良的菌株分别编号为L-Z1、L-Y3,较出发菌株L13的固氮能力提高了84%和89%。
摘要第9-10页
ABSTRACT第10页
第1章 绪论第11-19页
    1.1 微生物固氮肥料的作用与意义第11-15页
        1.1.1 生物固氮对农业生产的影响第12页
        1.1.2 微生物肥料第12-13页
        1.1.3 微生物复合肥料的特点及发展趋势第13-15页
    1.2 固氮微生物的研究概况第15-17页
        1.2.1 生物固氮的类型第15-16页
        1.2.2 固氮微生物的多样性研究第16页
        1.2.3 固氮微生物的固氮能力第16-17页
    1.3 本论文的研究目的与研究内容第17-19页
        1.3.1 研究目的第17页
        1.3.2 研究内容第17-19页
第2章 固氮菌株的筛选与鉴定第19-28页
    2.1 材料与试剂第19-21页
        2.1.1 试剂第19-20页
        2.1.2 仪器第20页
        2.1.3 培养基第20页
        2.1.4 材料第20-21页
    2.2 方法第21-23页
        2.2.1 菌株的初筛与分离第21页
        2.2.2 菌株的复筛第21页
        2.2.3 菌株形态第21-22页
        2.2.4 基于 16S r RNA基于序列的系统发育分析第22-23页
    2.3 结果与分析第23-27页
        2.3.1 菌株的筛选第23-24页
        2.3.2 固氮细菌的形态观察第24-25页
        2.3.3 固氮细菌的 16S r RNA基于片段的PCR扩增琼脂糖电泳结果第25页
        2.3.4 固氮细菌的系统发育分析第25-27页
    2.4 结论与讨论第27-28页
第3章 环境因子对固氮菌株固氮能力的影响第28-34页
    3.1 材料与试剂第28-29页
        3.1.1 试剂第28页
        3.1.2 仪器第28页
        3.1.3 培养基第28页
        3.1.4 材料第28-29页
    3.2 方法第29-30页
        3.2.1 菌株生长曲线的测定第29页
        3.2.2 温度对菌株固氮活性的影响第29页
        3.2.3 酸碱度对菌株固氮活性的影响第29页
        3.2.4 渗透压对菌株固氮活性的影响第29-30页
        3.2.5 碳源对菌株固氮活性的影响第30页
    3.3 结果与分析第30-33页
        3.3.1 固氮细菌L10和L13的生长曲线第30-31页
        3.3.2 温度对菌株固氮活性的影响第31页
        3.3.3 酸碱度对菌株固氮活性的影响第31-32页
        3.3.4 渗透压对菌株固氮活性的影响第32-33页
        3.3.5 碳源对菌株固氮活性的影响第33页
    3.4 结论与讨论第33-34页
第4章 紫外照射、亚硝基胍诱变育种第34-40页
    4.1 材料与试剂第34-35页
        4.1.1 试剂第34页
        4.1.2 仪器第34-35页
        4.1.3 培养基第35页
        4.1.4 材料第35页
    4.2 方法第35-36页
        4.2.1 菌悬液的制备第35页
        4.2.2 亚硝基胍诱变时间、剂量的确定第35-36页
        4.2.3 亚硝基胍诱变第36页
        4.2.4 紫外诱变剂量的确定第36页
        4.2.5 紫外诱变第36页
        4.2.6 筛选第36页
        4.2.7 诱变菌株固氮能力遗传稳定性研究第36页
    4.3 结果与分析第36-39页
        4.3.1 亚硝基胍诱变时间和剂量的确定第36-37页
        4.3.2 紫外诱变时间的确定第37-38页
        4.3.3 紫外和亚硝基胍诱变结果第38-39页
    4.4 结论与讨论第39-40页
第5章 结束语第40-41页
    5.1 总结第40页
    5.2 展望第40-41页
致谢第41-42页
参考文献第42-46页
作者在学期间取得的学术成果第46页
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