本文關(guān)鍵詞：毒死蜱對(duì)棉花根際土微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：毒死蜱(C9H11C13NO3PS)是一種廣譜含氯有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑、殺線(xiàn)蟲(chóng)劑、殺螨劑,用于各種農(nóng)作物(棉花、水稻等)、草坪和觀(guān)賞植物等蟲(chóng)害防治。根際土壤微生物群落參與土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化、控制病原菌消長(zhǎng)等,在土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)及維持作物正常生長(zhǎng)中起著重要的作用。長(zhǎng)期反復(fù)使用毒死蜱可能會(huì)威脅到根際土壤微生物群落與功能的穩(wěn)定性、農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及人類(lèi)的健康。目前針對(duì)毒死蜱對(duì)棉花根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、功能及棉花生長(zhǎng)的影響方面研究還未見(jiàn)報(bào)道。因此,開(kāi)展毒死蜱使用后對(duì)農(nóng)田土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能及對(duì)棉花生長(zhǎng)的研究和評(píng)估具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)踐應(yīng)用意義。本研究以棉花根際土壤微生物為研究對(duì)象,使用光照培養(yǎng)箱進(jìn)行室內(nèi)盆栽試驗(yàn),采用高效液相色譜(HPLC)、末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(T-RFLP)、Illumina Miseq平臺(tái)及Illumina NextSeq 500平臺(tái)測(cè)序等技術(shù),分析1倍、2倍、3倍及4倍推薦劑量(5mg·kg-1)毒死蜱對(duì)棉花生長(zhǎng)及其根際土微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響。結(jié)果表明,1倍、2倍、3倍及4倍推薦劑量毒死蜱在土壤中的降解半衰期分別為10.04d、11.36d、11.55d和12.16 d；第60 d時(shí)土壤中的毒死蜱平均降解率高達(dá)97%以上。土壤中施用的毒死蜱濃度越高,其降解半衰期越長(zhǎng)。土壤中施用1倍及以上推薦劑量毒死蜱,棉花的生長(zhǎng)顯著弱于對(duì)照組；且毒死蜱濃度越高,對(duì)棉花生長(zhǎng)的抑制作用越強(qiáng)。末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(T-RFLP)技術(shù)分析根際土細(xì)菌發(fā)現(xiàn)：1倍及以上推薦劑量毒死蜱處理土壤后,前30 d棉花根際土壤細(xì)菌群落多樣性顯著受到抑制,第60d時(shí)基本恢復(fù)到對(duì)照組水平；毒死蜱濃度越高,細(xì)菌群落多樣性恢復(fù)越緩慢。根際土細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與對(duì)照組存在顯著性差異,毒死蜱濃度越高差異越顯著。TRFs物種分析發(fā)現(xiàn),毒死蜱處理后部分細(xì)菌相對(duì)含量顯著改變。采用Illumina Miseq平臺(tái)對(duì)根際土細(xì)菌16S rRNA測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)：3倍推薦劑量毒死蜱處理土壤后,第30 d時(shí)棉花根際土細(xì)菌群落多樣性顯著受到抑制；細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和對(duì)照組也存在顯著差異。棉花根際土優(yōu)勢(shì)細(xì)菌主要為Proteobacteria、Acidobacteria、 Bacteroidetes、Actinobacteria、Gemmatimonadetes、Chloroflexi等。毒死蜱處理后,具有毒死蜱降解功能的細(xì)菌如Streptomyces、Paracoccus、Flavihumibacter、Klebsiella、Bacillus cereus、Pseudomonas stutzeri等相對(duì)含量顯著上調(diào),而Methylibium、Azoarcus、Nitrospira等細(xì)菌相對(duì)含量顯著下調(diào)。采用Illumina NextSeq500平臺(tái)對(duì)根際土微生物總DNA測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)：3倍推薦劑量毒死蜱處理土壤后,第30 d時(shí),棉花根際土中的真菌群落顯著受到影響。分析根際土微生物功能基因變化發(fā)現(xiàn),毒死蜱顯著影響了參與諾卡霉素A(Nocardicin A)合成的基因、鏈霉素合成的基因、亞硝酸還原酶(NADH)小亞基的編碼基因、氧化亞氮還原酶的編碼基因、鐵氧還蛋白硝酸還原酶的編碼基因、三價(jià)鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的編碼基因以及氮調(diào)控應(yīng)答調(diào)節(jié)蛋白的編碼基因等的相對(duì)含量。毒死蜱的施入顯著影響了土壤微生物中參與氮循環(huán)、抗生素合成以及鐵元素調(diào)控等的相關(guān)基因的含量。本研究較系統(tǒng)的評(píng)價(jià)了毒死蜱對(duì)棉花根際土微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響。揭示了土壤中的毒死蜱對(duì)棉花根際土微生物群落結(jié)構(gòu)和功能基因具有顯著影響,毒死蜱對(duì)棉花的生長(zhǎng)有直接或(和)間接的抑制作用。為毒死蜱的高效、安全使用提供了重要的信息。同時(shí),毒死蜱對(duì)棉花根際土壤微生態(tài)環(huán)境沖擊較大,應(yīng)對(duì)其生態(tài)安全性予以重視。
【關(guān)鍵詞】：毒死蜱 棉花 根際土微生物 末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(T-RFLP) 二代測(cè)序技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S154.3;S482
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 前言12-23
• 1.1 毒死蜱的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.1.1 毒死蜱的殘留及其降解研究現(xiàn)狀13-14
• 1.1.2 毒死蜱人類(lèi)健康和植物的影響14-15
• 1.1.3 毒死蜱對(duì)土壤微生物的影響15-16
• 1.2 土壤微生物群落的分子生物學(xué)研究方法16-20
• 1.2.1 末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(T-RFLP)分析16-18
• 1.2.2 二代測(cè)序技術(shù)18-20
• 1.3 研究目的和意義20-21
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線(xiàn)21-23
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.4.2 技術(shù)路線(xiàn)22-23
• 第2章 毒死蜱在土壤中的降解動(dòng)態(tài)及其對(duì)棉花生長(zhǎng)的影響23-30
• 2.1 材料與方法23-24
• 2.1.1 材料23
• 2.1.2 儀器23
• 2.1.3 試驗(yàn)土壤采集與預(yù)處理23-24
• 2.1.4 盆栽試驗(yàn)設(shè)計(jì)24
• 2.1.5 土壤中毒死蜱殘留量檢測(cè)24
• 2.1.5.1 土壤中毒死蜱的提取24
• 2.1.5.2 檢測(cè)條件的確定24
• 2.1.6 棉花生物量測(cè)量24
• 2.1.7 數(shù)據(jù)分析24
• 2.2 結(jié)果與分析24-27
• 2.2.1 土壤中毒死蜱殘留量24-26
• 2.2.2 毒死蜱對(duì)植物生長(zhǎng)的影響26-27
• 2.3 討論27-30
• 第3章 T-RFLP技術(shù)分析毒死蜱對(duì)棉花根際土細(xì)菌群落多樣性和結(jié)構(gòu)的影響30-40
• 3.1 材料與方法30-32
• 3.1.1 試劑30
• 3.1.2 儀器30
• 3.1.3 根際土取樣30-31
• 3.1.4 土壤總DNA提取31
• 3.1.5 DNA純度檢測(cè)31
• 3.1.6 細(xì)菌16S rRNA PCR擴(kuò)增31
• 3.1.7 PCR產(chǎn)物電泳檢測(cè)31-32
• 3.1.8 PCR產(chǎn)物回收32
• 3.1.9 PCR產(chǎn)物酶切32
• 3.1.10 酶切產(chǎn)物T-RFLP檢測(cè)32
• 3.1.11 數(shù)據(jù)處理與分析32
• 3.2 結(jié)果與分析32-37
• 3.2.1 毒死蜱對(duì)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響32-34
• 3.2.2 毒死蜱對(duì)根際細(xì)菌群落多樣性的影響34-35
• 3.2.3 TRFs物種分類(lèi)35-37
• 3.3 討論37-40
• 第4章 Illumina Miseq測(cè)序技術(shù)分析棉花根際土細(xì)菌群落多樣性和結(jié)構(gòu)40-53
• 4.1 材料與方法40-41
• 4.1.1 主要試劑40
• 4.1.2 主要儀器40
• 4.1.3 根際土取樣40
• 4.1.4 土壤DNA提取40-41
• 4.1.5 PCR擴(kuò)增與高通量測(cè)序41
• 4.1.6 數(shù)據(jù)處理與分析41
• 4.2 結(jié)果與分析41-49
• 4.2.1 原始數(shù)據(jù)處理41-42
• 4.2.2 稀釋曲線(xiàn)42-43
• 4.2.3 毒死蜱對(duì)根際細(xì)菌群落多樣性的影響43
• 4.2.4 毒死蜱對(duì)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響43-44
• 4.2.5 毒死蜱對(duì)根際細(xì)菌物種種類(lèi)組成的影響44-49
• 4.2.6 群落功能基因預(yù)測(cè)49
• 4.3 討論49-53
• 第5章 denovo測(cè)序分析棉花根際土微生物群落結(jié)構(gòu)和功能53-62
• 5.1 試驗(yàn)材料與方法53-54
• 5.1.1 試驗(yàn)試劑與儀器53
• 5.1.2 根際土取樣53
• 5.1.3 土壤DNA提取53
• 5.1.4 denovo測(cè)序53-54
• 5.2 結(jié)果與分析54-59
• 5.2.1 數(shù)據(jù)過(guò)濾及質(zhì)量評(píng)估54
• 5.2.2 微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性54-56
• 5.2.3 KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)56-57
• 5.2.4 毒死蜱對(duì)根際微生物參與代謝基因的影響57-58
• 5.2.5 毒死蜱對(duì)根際微生物參與環(huán)境信息處理基因的影響58-59
• 5.3 討論59-62
• 第6章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-72
• 致謝72-73
• 在讀期間發(fā)表論文情況73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊益軍;;2015年毒死蜱行情預(yù)測(cè)分析[J];中國(guó)農(nóng)藥;2015年05期

2 馬棟山;熊薇;張瓊瓊;郭羿宏;趙文吉;郭逍宇;;基于T-RFLP和因子分析的香蒲根際細(xì)菌群落研究[J];中國(guó)環(huán)境科學(xué);2014年10期

3 張清海;廖朝選;閆軼亞;林紹霞;楊鴻波;譚紅;;毒死蜱對(duì)不同蔬菜種子生長(zhǎng)的毒性研究[J];貴州科學(xué);2013年06期

4 韓美哲;王小顯;劉常宏;薛雅蓉;卜元卿;張明;;蘇云金芽孢桿菌菌劑對(duì)棉花根際土壤細(xì)菌數(shù)量及多樣性的影響[J];中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2013年10期

5 賀紀(jì)正;張麗梅;;土壤氮素轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵微生物過(guò)程及機(jī)制[J];微生物學(xué)通報(bào);2013年01期

6 孫寶利;陜紅;袁志華;;毒死蜱及其主要代謝物3,5,6-TCP在土壤中的降解特征及影響因素[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展;2012年06期

7 牟文婷;張濤;孫建;曾軍;徐贏(yíng)華;吳尊鳳;胡雯;婁愷;;新疆特殊生境巖石內(nèi)生細(xì)菌末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性技術(shù)分析[J];微生物學(xué)報(bào);2012年03期

8 尹丹韓;高觀(guān)朋;夏飛;王偉;;生防菌哈茨木霉T4對(duì)黃瓜根圍土壤細(xì)菌群落的影響[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年02期

9 ;Degradation of chlorpyrifos in laboratory soil and its impact on soil microbial functional diversity[J];Journal of Environmental Sciences;2009年03期

10 張清智;陳振德;王文嬌;劉紅玉;;毒死蜱脅迫對(duì)小白菜抗氧化酶活性和相關(guān)生理指標(biāo)的影響[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2008年09期

  本文關(guān)鍵詞：毒死蜱對(duì)棉花根際土微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：304667