蘆葦根系甲烷氧化菌的分離及其分布特征研究.pdf

1、甲烷是僅次于CO2的第二大溫室氣體，自然濕地是其主要的排放源之一。甲烷氧化菌是一類以甲烷為唯一碳源和能源進行生長代謝的專性甲基自養(yǎng)微生物，是甲烷轉(zhuǎn)化的唯一生物匯。濕地植物通氣組織是甲烷由厭氧沉積層向大氣排放的主要介質(zhì)，而在此過程中大部分甲烷被植物根系甲烷氧化菌氧化。內(nèi)蒙古濕地資源豐富，蘆葦是分布最廣且最具代表性的大型挺水植物，蘆葦根系甲烷氧化菌的分離及其分布特征的研究對甲烷減排具有非常重要的意義，有利于內(nèi)蒙古濕地乃至全球自然濕地生態(tài)系統(tǒng)

2、溫室氣體減排工作的推進。本研究采集內(nèi)蒙古哈素海濕地蘆葦根系樣品，首先建立了植物根系甲烷氧化菌富集培養(yǎng)與分離純化的方法，采用第二代高通量測序、PCR-DGGE等現(xiàn)代分子微生物學(xué)手段，對富集培養(yǎng)及分離過程中的微生物群落組成與動態(tài)變化進行了檢測;其次，通過液體稀釋傳代與固體涂布分離的方法，分離純化得到4株蘆葦根內(nèi)甲烷氧化菌株及17株與其伴生的非甲烷氧化異養(yǎng)菌株，通過16SrRNA基因序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，對純菌株進行了遺傳發(fā)育分析，并選取其中的

3、1株甲烷氧化菌PRM1，對其生長條件和基本功能特性做了進一步研究;最后，采用酶聯(lián)熒光原位雜交(CARD-FISH)技術(shù)初步確定了Ⅱ型甲烷氧化菌在蘆葦根內(nèi)的分布特征。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴蘆葦根系甲烷氧化菌的富集培養(yǎng)結(jié)果表明，甲基孢囊菌屬（Methylocystis）是富集的優(yōu)勢菌群（豐度為60.5％），其次是甲醇氧化菌屬（豐度10.4％）、根瘤菌屬（豐度8.8％）等伴生異養(yǎng)菌屬，對富集培養(yǎng)液作稀釋傳代培養(yǎng)的過程中，甲基孢囊菌

4、屬的豐度進一步提高，其它菌屬逐步被淘汰，最終演變?yōu)橼呌诜€(wěn)定的混合菌群生長體系。⑵分離純化得到4株Ⅱ型甲烷氧化菌，分屬于甲基孢囊菌屬（Methylocystis）和甲基彎曲菌屬（Methylosinus），其中，菌株P(guān)RM1與近緣菌Methylosinus sporiumNCIMB11126(Y18946)相似度最高，為98％，其最適生長條件為:pH7.0、溫度35℃、甲烷初始含量20％，OD600最大值為0.36，CH4氧化效率為79.