設(shè)施土壤膠質(zhì)芽孢桿菌的分離及其多樣性分析.pdf

1、設(shè)施農(nóng)業(yè)是人類獲取大量綠色農(nóng)產(chǎn)品最理想的種植方式，設(shè)施農(nóng)業(yè)在反季節(jié)和跨地區(qū)種植中起了重要作用，實現(xiàn)了蔬菜等經(jīng)濟作物的周年生產(chǎn)和均衡供應(yīng)，經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益可觀。然而，設(shè)施農(nóng)業(yè)由于長期實行高集約化、高復(fù)種指數(shù)、高投入、連作重茬的種植模式，設(shè)施土壤結(jié)構(gòu)、理化及生物特性發(fā)生了很大變化，嚴重制約了設(shè)施農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。本論文對杭州市郊設(shè)施土壤進行了理化性質(zhì)和微生物種群分析，其中重點研究了重要土壤功能微生物--膠質(zhì)芽孢桿菌，分離、純化了膠質(zhì)芽孢桿

2、菌，并進行了功能、表型及遺傳多樣性分析。
　　 采集杭州市郊三個地方--杭州蔬菜所、下沙經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)都市農(nóng)業(yè)園及下沙元城大棚的設(shè)施土壤，分析這些土壤的理化性狀、微生物狀況。結(jié)果，大棚設(shè)施土壤pH為7.05～7.61，低于相應(yīng)露地土壤pH；設(shè)施土壤電導(dǎo)率為0.4103～0.6892ms·cm-1，多數(shù)高于相應(yīng)露地土壤的電導(dǎo)率，表明設(shè)施土壤都存在酸化、積鹽現(xiàn)象，但仍在土壤耐受范圍之內(nèi)。微生物區(qū)系分析表明，設(shè)施土壤細菌約為107(個

3、/g干土)，為土壤優(yōu)勢菌：放線菌為105(個/g干土)，真菌最少為103(個/g干土)。微生物數(shù)量變化趨勢具有一定的區(qū)域性。蔬菜所土樣中，細菌數(shù)量上升，放線菌下降，真菌數(shù)量變化趨勢不一，微生物總數(shù)上升；而元城土樣中，細菌和放線菌數(shù)量上升，真菌下降，微生物總數(shù)上升；都市農(nóng)業(yè)園土樣中細菌和真菌數(shù)量下降，放線菌上升，微生物總數(shù)下降。設(shè)施土壤的硅酸鹽細菌總數(shù)為4.1～10.82(×104個/g干土)，高于露地土壤的硅酸鹽細菌數(shù)量。
　　

4、 用Aleksandrov培養(yǎng)基從設(shè)施土壤中分離膠質(zhì)芽孢桿菌，獲得56個分離物。對56個分離物進行菌落和菌體形態(tài)觀察，確定20個典型膠質(zhì)芽孢桿菌分離物，這些分離物具有與VKP.7519相似的菌落和菌體形態(tài)。用固氮培養(yǎng)基及含礦物培養(yǎng)基比較20個分離物及8個對照菌株的固氮及溶磷解鉀活性，結(jié)果在固氮培養(yǎng)基上，分離物YC10、NYY2、YC17、YC12、SCS14、SCS10、YC8及VKP.7519固氮活性較強，菌落直徑為4.0～4.2mm

5、；菌株KNP413、AS1.3714和VKP.7517的固氮活性最弱，菌落直徑僅為1.5～2.8mm。在含礦物培養(yǎng)基上，YC8、NYY5、YC15、YC1、YC27、YC12、SCS17和SCS16的溶磷解鉀活性最強，菌落直徑5.0～5.7mm；菌株KNP413和AS1.3714的活性最弱，菌落直徑最小(2.4～2.75mm)?？梢姡?0個分離物和對照菌株的固氮和溶磷解鉀活性差異較大，具有多樣性。
　　 對20個分離物和8個對照

6、菌株進行表型多樣性分析。比較所有菌株的莢膜大小和產(chǎn)酸性能，發(fā)現(xiàn)差異性很大。莢膜以分離物SCS3、SCS10、YC6、YC8、YC1、YC5、YC10和NYY2較大，其面積為717～857.2μm2；菌株VKPM7517、KNP413和AS1.3714最小，面積為200～399.2μm2。產(chǎn)酸性能以菌株AS1.231、AS1.153、YC8、YC15、YC27和YC12較好，pH變化量為1.41～1.54；以菌株VKPM7517、AS1.

7、2326、AS1.3714、KNP413和YC9最差，pH變化量為0.41～0.61，可見菌株的莢膜大小和產(chǎn)酸性能具有多樣性。膠質(zhì)芽孢桿菌的耐鹽性較差，0.1％鹽顯著抑制多數(shù)菌株的生長，菌株SCS14、1.231、1.153和VKPM7519可耐受0.2～0.3％鹽。所有實驗菌株具有相似的主要生理生化特征，例外的是分離物SCS3和SCS10液化明膠，SCS16、NYY5、YC17和YC10產(chǎn)生硫化氫，表明這些菌具有一定的表型多樣性。8種

8、抗生素顯著抑制所有實驗菌株的生長，表明膠質(zhì)芽孢桿菌對抗生素極其敏感。
　　 采用RAPD分析和gyr基因序列分析研究了20個分離物和8個對照菌株的遺傳多樣性。RAPD分析表明，20個分離物與膠質(zhì)芽孢桿菌相似性為66％，而與土壤芽孢桿菌7517的相似性為42％；聚類分析表明，28個菌株在75％相似度水平基本按來源分為5個群，7株對照膠質(zhì)芽孢桿菌和土壤芽孢桿菌VKPM7517分別成群。gyrB基因的同源性分析表明，20個分離物與膠質(zhì)