發(fā)布時(shí)間：2023-02-07 19:05

　　荒漠化是人類面臨的重大環(huán)境問題,嚴(yán)重影響著人類的生活和生產(chǎn)。生物土壤結(jié)皮(Biological soil crusts,BSCs)廣泛存在于荒漠地區(qū),在荒漠化生態(tài)系統(tǒng)遏制荒漠化、植被恢復(fù)的初始過程中作用關(guān)鍵。因藍(lán)藻具有固碳、固氮、產(chǎn)胞外多糖等促進(jìn)BSCs形成和發(fā)育的功能,一直以來被認(rèn)為是BSCs形成的先鋒物種。而好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌(Aerobic anoxygenicphototrophic bacteria,AAnPB)具有與藍(lán)藻類似或相同的功能特征,可能對BSCs的形成和發(fā)育有重要貢獻(xiàn)。但是,目前還鮮有BSCs中有關(guān)AAnPB的研究報(bào)道。本論文以內(nèi)蒙古東、西部主要荒漠為研究對象,利用傳統(tǒng)分離培養(yǎng)和高通量測序等技術(shù)手段、結(jié)合生物信息學(xué)分析和微宇宙模擬實(shí)驗(yàn),首先對荒漠地區(qū)BSCs中的細(xì)菌和AAnPB的豐度、群落結(jié)構(gòu)和組成及影響其群落結(jié)構(gòu)的影響因子進(jìn)行了研究,之后預(yù)測并驗(yàn)證了 AAnPB對BSCs形成和發(fā)育的影響;最后對AAnPB菌株B3的進(jìn)行了多組學(xué)分析。主要結(jié)果如下:1.BSCs中細(xì)菌和AAnPB的豐度、群落結(jié)構(gòu)和多樣性及環(huán)境影響因子BSCs層細(xì)菌16S rDNA拷貝數(shù)每克上壤中含...

【文章頁數(shù)】：172 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略語表
第一章 緒論
    1 生物土壤結(jié)皮
        1.1 生物土壤結(jié)皮的含義及演替
        1.2 生物土壤結(jié)皮的生態(tài)功能
    2 好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌
        2.1 好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)、分布及影響因素
        2.2 好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌的細(xì)胞形態(tài)多樣性
        2.3 好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌的物種多樣性
        2.4 好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌的生態(tài)功能
    3 研究的目的及意義
    4 技術(shù)路線
第二章 生物上壤結(jié)皮中細(xì)菌和好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌的分離培養(yǎng)與鑒定
    1 引言
    2 材料和方法
        2.1 材料
            2.1.1 樣品采集
            2.1.2 試驗(yàn)試劑
            2.1.3 儀器設(shè)備
            2.1.4 培養(yǎng)基
        2.2 實(shí)驗(yàn)方法
            2.2.1 樣品采集方法
            2.2.2 菌株分離、純化、鑒定及保藏方法
            2.3.3 菌株鑒定及功能基因檢測
            2.2.4 系統(tǒng)發(fā)育分析
    3 結(jié)果與分析
        3.1 可培養(yǎng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)
        3.2 可培養(yǎng)好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)
    4 討論
        4.1 生物土壤結(jié)皮中的可培養(yǎng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)
        4.2 生物上壤結(jié)皮中的可培養(yǎng)好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)
    5 小結(jié)
第三章 生物土壤結(jié)皮中細(xì)菌和好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性
    1 引言
    2 材料和方法
        2.1 材料
            2.1.1 樣品來源
            2.1.2 試驗(yàn)試劑及采用的試劑盒
            2.1.3 儀器設(shè)備
        2.2 實(shí)驗(yàn)方法
            2.2.1 生物土壤結(jié)皮樣品理化指標(biāo)檢測方法
            2.2.2 生物土壤結(jié)皮采集地點(diǎn)氣象數(shù)據(jù)
            2.2.3 高通量測序及生物信息學(xué)分析
                2.2.3.1 測序?qū)嶒?yàn)流程
                2.2.3.2 生物信息分析流程
            2.2.4 q-PCR測定生物土壤結(jié)皮中細(xì)菌和好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌的豐度
            2.2.5 核心好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌促進(jìn)生物土壤結(jié)皮形成和發(fā)育的接種驗(yàn)證試驗(yàn)
    3 結(jié)果與分析
        3.1 土壤理化性質(zhì)
        3.2 細(xì)菌及好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌的豐度
        3.3 群落結(jié)構(gòu)和多樣性
            3.3.1 測序數(shù)據(jù)深度及測序量
            3.3.2 群落多樣性
            3.3.3 群落結(jié)構(gòu)差異分析
            3.3.4 群落結(jié)構(gòu)
                3.3.4.1 細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)
                3.3.4.2 好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)
            3.3.5 影響細(xì)菌和好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌群落的環(huán)境因子分析
        3.4 基于16S rRNA基因的功能預(yù)測
            3.4.1 COG功能分類統(tǒng)計(jì)
            3.4.2 KEGG代謝通路分析
        3.5 核心微生物組預(yù)測及分析
            3.5.1 核心微生物組CoNet預(yù)測
            3.5.2 核心微生物組群落與土壤理化因子的關(guān)系
        3.6 核心好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌接種驗(yàn)證
            3.6.1 核心好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌菌株選擇
            3.6.2 核心好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌菌株接種驗(yàn)證
    4 討論
        4.1 生物土壤結(jié)皮中細(xì)菌和好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌的數(shù)量多、種類豐富
        4.2 生物土壤結(jié)皮中細(xì)菌和好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)受降水量和pH影響
        4.3 核心好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌顯著促進(jìn)生物土壤結(jié)皮的的形成和發(fā)育
    5 小結(jié)
第四章 基于微宇宙模擬實(shí)驗(yàn)分析好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌對生物土壤結(jié)皮形成和發(fā)育的影響
    1 引言
    2 材料和方法
    3 結(jié)果與分析
        3.1 表層土壤表觀和理化性質(zhì)變化
        3.2 三種波段光照對Microcoleus vaginatus生長的影響
        3.3 主要微生物類群的豐度變化
        3.4 表層土壤中好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌的多樣性及群落結(jié)構(gòu)變化
        3.5 CoNet網(wǎng)絡(luò)分析
    4 討論
        4.1 近紅外光波段促進(jìn)生物土壤結(jié)皮中好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌的生長
        4.2 生物土壤結(jié)皮中好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌的生態(tài)意義
    5 小結(jié)
第五章 好氧不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌菌株B3分類鑒定和CO₂固定代謝相關(guān)分析
    1 引言
    2 材料方法
        2.1 菌株B3
        2.2 試驗(yàn)試劑、試劑條(盒)及設(shè)備
        2.3 試驗(yàn)方法
            2.3.1 B3的分類鑒定
            2.3.2 細(xì)菌基因組繪制和分析
            2.3.3 細(xì)菌葉綠素a檢測
            2.3.4 轉(zhuǎn)錄組測定及分析
            2.3.5 RubisCo酶活檢測
    3 結(jié)果與分析
        3.1 分類鑒定
            3.1.1 形態(tài)觀察
            3.1.2 基于16S rRNA基因的系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化分析
            3.1.3 最適生長條件
            3.1.4 生長曲線
            3.1.5 酶活力分析
            3.1.6 碳源利用能力檢測
            3.1.7 藥敏實(shí)驗(yàn)
            3.1.8 脂肪酸組成
            3.1.9 細(xì)菌葉綠素分析
        3.2 光照和營養(yǎng)水平對B3生長的影響
        3.3 基因組測序和分析
            3.3.1 測序和組裝
            3.3.2 基因組圖譜
            3.3.3 基因預(yù)測及功能注釋
            3.3.4 基因組COG和KEGG分析
            3.3.5 碳水化合物活性酶注釋
        3.4 B3轉(zhuǎn)錄組分析
            3.4.1 RNA提取及質(zhì)量檢測
            3.4.2 RNA測序、質(zhì)控及相關(guān)基因表達(dá)分析
        3.5 RubisCo酶活力檢測
    4 討論
    5 小結(jié)
第六章 討論與結(jié)論
    6.1 討論
    6.2 結(jié)論
    6.3 不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
作者簡介



本文編號：3737273