水稻土中鐵氧化還原過(guò)程對(duì)鐵還原微生物群落結(jié)構(gòu)的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-11-16 07:16
水稻土中Fe(Ⅲ)還原微生物分布極為廣泛,并且對(duì)土壤污染修復(fù)和抑制溫室氣體排放具有重要的意義。水稻土周期性的淹水和落干使土壤周期性的處于還原和氧化狀態(tài),其中土壤中氧化鐵種類和豐度以及氧氣含量發(fā)生顯著變化。氧化鐵和氧氣的改變對(duì)于水稻土中鐵還原微生物群落結(jié)構(gòu)影響及對(duì)鐵還原的貢獻(xiàn)需要進(jìn)一步討論,同時(shí)不同種植區(qū)水稻土固有的氧化鐵也會(huì)影響土壤微生物群落。因此,本研究分淹水和落干兩部分,系統(tǒng)研究不同種植區(qū)水稻土中添加氧化鐵厭氧還原過(guò)程以及不同氧含量的氧化過(guò)程中鐵還原微生物的群落結(jié)構(gòu)及演替方式,并闡明鐵還原微生物群落在整個(gè)鐵循環(huán)過(guò)程的貢獻(xiàn)。本研究以采自湖南省(HN)和四川。⊿C)的水稻土作為供試土壤,分別添加水鐵礦(無(wú)定型氧化鐵)和針鐵礦(晶體氧化鐵)于水稻土中進(jìn)行厭氧富集培養(yǎng),以不添加氧化鐵的水稻土作為對(duì)照處理,探討厭氧培養(yǎng)過(guò)程中不同處理中地桿菌、厭氧粘細(xì)菌、梭菌以及芽孢桿菌四種典型鐵還原微生物的豐度及群落結(jié)構(gòu)的差異;將水稻土進(jìn)行嚴(yán)格厭氧培養(yǎng)15d后,每天在水層上方通入2%含量氧以及泥漿內(nèi)部通過(guò)量氧處理,以厭氧培養(yǎng)的水稻土作為對(duì)照,探討在通氧處理后的25d的培養(yǎng)時(shí)間段不同氧含量對(duì)四種典型鐵還原微...
【文章來(lái)源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
淹水稻田土壤的典型層位(FAO2006)
H溶液500ml,小心用手搖勻,再加入500ml2mol/LKOH溶液,靜置。每30min搖動(dòng)一次,大約至4h,通入水蒸汽,燒杯口用鋁箔紙密封,可保持反應(yīng)溫度及防止溶液濺失。連續(xù)通水蒸汽2h,使其充分反應(yīng)。反應(yīng)后期,每間隔15min取出少量懸液于小試管中,比較懸液顏色變化,當(dāng)生成的黃色懸浮物顏色穩(wěn)定不變后,可終止反應(yīng)。將合成的水鐵礦和針鐵礦懸液至于10000r·min-1離心10min,收集沉淀并用去離子水洗滌以去除Na+或K+。重復(fù)3次后置于凍干機(jī)上凍干。將凍干后的水鐵礦和針鐵礦于瑪瑙研缽中研磨至粉末狀,保存于避光玻璃瓶中備用。圖2-1合成氧化鐵X射線衍射圖(左圖為合成水鐵礦衍射峰,右圖為合成針鐵礦衍射峰)Fig.2-1X-raydiffractionpatternofsyntheticironoxide(Theleftpictureshowsthediffractionpeakofsyntheticferrihydriteandtherightpictureshowsthediffractionpeakofsyntheticgoethite)
西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文142.3.5基于總細(xì)菌16SrDNA高通量測(cè)序采用引物515F/806R對(duì)總細(xì)菌16SrDNA的V4區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)增。擴(kuò)增后產(chǎn)物經(jīng)純化、定量、匯集后進(jìn)行上機(jī)測(cè)序。高通量測(cè)序所使用的平臺(tái)為IlluminaHiSeq2500(Novogene生物信息學(xué)技術(shù)有限公司)。首先去除原始序列中的引物序列,并根據(jù)每個(gè)樣本對(duì)應(yīng)的barcode序列對(duì)原始序列進(jìn)行拼接和分類。隨后對(duì)序列進(jìn)行質(zhì)量控制,以去除barcode和低質(zhì)量序列。以上所用的軟件均為Qiimev1.9.1。利用USEARCHv6.0對(duì)嵌合體進(jìn)行過(guò)濾,并對(duì)剩余高質(zhì)量序列以>97%相似性進(jìn)行聚類,每類用可操作的分類單元(OTUs)表示。使用Qiime軟件對(duì)挑選出每個(gè)OTU的代表性序列并基于Silva132數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì),從而完成每個(gè)OTU的物種注釋。2.3.6數(shù)據(jù)分析與處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel2016整理后采用Originv5.0和Rv3.6軟件作圖。采用CANOCOv5.0分別對(duì)四種鐵還原微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行主成分分析(Principalcomponentanalysis,PCA)。使用SPSSv19.0對(duì)處理之間的差異進(jìn)行方差分析或T-test檢驗(yàn),并且分析微生物群落結(jié)構(gòu)與鐵還原過(guò)程的相關(guān)性。2.4技術(shù)路線圖圖2-2為研究技術(shù)路線圖。圖2-2研究的技術(shù)路線圖Fig.2-2Technologyroadmap
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]土壤生態(tài)系統(tǒng)微生物多樣性技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 陳慧清,李曉晨,于學(xué)峰,馬瑜,柯楊,朱海云,薛靜. 地球與環(huán)境. 2018(02)
[2]水稻土Fe(Ⅱ)氧化耦合NO3-還原的微生物變化[J]. 陳鵬程,李曉敏,李芳柏. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2017(01)
[3]模擬干濕交替對(duì)水稻土古菌群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 包麗君,賈仲君. 土壤學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]水稻根系泌氧對(duì)土壤微生物區(qū)系及氮素礦化影響的研究進(jìn)展[J]. 孫凱,胡麗燕,張偉,孟美瑤,戴傳超. 生態(tài)學(xué)雜志. 2016(12)
[5]微生物在地球化學(xué)鐵循環(huán)過(guò)程中的作用[J]. 陳蕾,張洪霞,李瑩,鄭世玲,劉芳華. 中國(guó)科學(xué):生命科學(xué). 2016(09)
[6]水稻土嗜中性微好氧亞鐵氧化菌多樣性及微生物成礦研究[J]. 陳婭婷,李芳柏,李曉敏. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(04)
[7]分子生物學(xué)方法在環(huán)境微生物生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 姬洪飛,王穎. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(24)
[8]控制光照條件下生物炭對(duì)水稻土中鐵還原過(guò)程的影響[J]. 游萍,賈蓉,曲東,唐珺瑤. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[9]污染河流底泥亞鐵氧化硝酸鹽還原菌分離及代謝特性[J]. 謝小蘭,余光偉,種云霄,龍新憲. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2015(05)
[10]16S rRNA基因在微生物生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用[J]. 劉馳,李家寶,芮俊鵬,安家興,李香真. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2015(09)
博士論文
[1]環(huán)境因素對(duì)水稻土中發(fā)酵微生物群落及鐵還原過(guò)程的調(diào)控[D]. 李麗娜.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[2]水稻土中微生物發(fā)酵過(guò)程對(duì)氧化鐵還原的貢獻(xiàn)[D]. 賈蓉.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[3]環(huán)境因素對(duì)水稻土中地桿菌和厭氧粘細(xì)菌群落的影響[D]. 朱超.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
碩士論文
[1]淹水—落干條件下紅壤中磷與鐵的形態(tài)轉(zhuǎn)化及其耦合機(jī)制[D]. 蔡振國(guó).華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[2]水稻根際土壤鐵還原微生物的豐度及多樣性變化特征[D]. 林穎.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[3]光照和添加有機(jī)物料對(duì)水稻根際土壤鐵還原過(guò)程的作用效果[D]. 紀(jì)良.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[4]淹水時(shí)間對(duì)水稻土中4種鐵還原功能微生物豐度的影響[D]. 黃森.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013
[5]淹水時(shí)間對(duì)水稻土中可培養(yǎng)梭菌和芽孢桿菌群落結(jié)構(gòu)及豐度的影響[D]. 李秀穎.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2012
[6]應(yīng)用PCR-DGGE技術(shù)研究錳污染農(nóng)田土壤微生物群落遺傳多樣性[D]. 周海舟.湖南大學(xué) 2008
[7]水稻土中鐵還原微生物的碳源利用特征[D]. 易維潔.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2007
[8]水稻土中異化鐵還原對(duì)Cr(Ⅵ)還原的環(huán)境化學(xué)效應(yīng)[D]. 李松.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2006
本文編號(hào):3498400
【文章來(lái)源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
淹水稻田土壤的典型層位(FAO2006)
H溶液500ml,小心用手搖勻,再加入500ml2mol/LKOH溶液,靜置。每30min搖動(dòng)一次,大約至4h,通入水蒸汽,燒杯口用鋁箔紙密封,可保持反應(yīng)溫度及防止溶液濺失。連續(xù)通水蒸汽2h,使其充分反應(yīng)。反應(yīng)后期,每間隔15min取出少量懸液于小試管中,比較懸液顏色變化,當(dāng)生成的黃色懸浮物顏色穩(wěn)定不變后,可終止反應(yīng)。將合成的水鐵礦和針鐵礦懸液至于10000r·min-1離心10min,收集沉淀并用去離子水洗滌以去除Na+或K+。重復(fù)3次后置于凍干機(jī)上凍干。將凍干后的水鐵礦和針鐵礦于瑪瑙研缽中研磨至粉末狀,保存于避光玻璃瓶中備用。圖2-1合成氧化鐵X射線衍射圖(左圖為合成水鐵礦衍射峰,右圖為合成針鐵礦衍射峰)Fig.2-1X-raydiffractionpatternofsyntheticironoxide(Theleftpictureshowsthediffractionpeakofsyntheticferrihydriteandtherightpictureshowsthediffractionpeakofsyntheticgoethite)
西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文142.3.5基于總細(xì)菌16SrDNA高通量測(cè)序采用引物515F/806R對(duì)總細(xì)菌16SrDNA的V4區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)增。擴(kuò)增后產(chǎn)物經(jīng)純化、定量、匯集后進(jìn)行上機(jī)測(cè)序。高通量測(cè)序所使用的平臺(tái)為IlluminaHiSeq2500(Novogene生物信息學(xué)技術(shù)有限公司)。首先去除原始序列中的引物序列,并根據(jù)每個(gè)樣本對(duì)應(yīng)的barcode序列對(duì)原始序列進(jìn)行拼接和分類。隨后對(duì)序列進(jìn)行質(zhì)量控制,以去除barcode和低質(zhì)量序列。以上所用的軟件均為Qiimev1.9.1。利用USEARCHv6.0對(duì)嵌合體進(jìn)行過(guò)濾,并對(duì)剩余高質(zhì)量序列以>97%相似性進(jìn)行聚類,每類用可操作的分類單元(OTUs)表示。使用Qiime軟件對(duì)挑選出每個(gè)OTU的代表性序列并基于Silva132數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì),從而完成每個(gè)OTU的物種注釋。2.3.6數(shù)據(jù)分析與處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel2016整理后采用Originv5.0和Rv3.6軟件作圖。采用CANOCOv5.0分別對(duì)四種鐵還原微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行主成分分析(Principalcomponentanalysis,PCA)。使用SPSSv19.0對(duì)處理之間的差異進(jìn)行方差分析或T-test檢驗(yàn),并且分析微生物群落結(jié)構(gòu)與鐵還原過(guò)程的相關(guān)性。2.4技術(shù)路線圖圖2-2為研究技術(shù)路線圖。圖2-2研究的技術(shù)路線圖Fig.2-2Technologyroadmap
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]土壤生態(tài)系統(tǒng)微生物多樣性技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 陳慧清,李曉晨,于學(xué)峰,馬瑜,柯楊,朱海云,薛靜. 地球與環(huán)境. 2018(02)
[2]水稻土Fe(Ⅱ)氧化耦合NO3-還原的微生物變化[J]. 陳鵬程,李曉敏,李芳柏. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2017(01)
[3]模擬干濕交替對(duì)水稻土古菌群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 包麗君,賈仲君. 土壤學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]水稻根系泌氧對(duì)土壤微生物區(qū)系及氮素礦化影響的研究進(jìn)展[J]. 孫凱,胡麗燕,張偉,孟美瑤,戴傳超. 生態(tài)學(xué)雜志. 2016(12)
[5]微生物在地球化學(xué)鐵循環(huán)過(guò)程中的作用[J]. 陳蕾,張洪霞,李瑩,鄭世玲,劉芳華. 中國(guó)科學(xué):生命科學(xué). 2016(09)
[6]水稻土嗜中性微好氧亞鐵氧化菌多樣性及微生物成礦研究[J]. 陳婭婷,李芳柏,李曉敏. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(04)
[7]分子生物學(xué)方法在環(huán)境微生物生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 姬洪飛,王穎. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(24)
[8]控制光照條件下生物炭對(duì)水稻土中鐵還原過(guò)程的影響[J]. 游萍,賈蓉,曲東,唐珺瑤. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[9]污染河流底泥亞鐵氧化硝酸鹽還原菌分離及代謝特性[J]. 謝小蘭,余光偉,種云霄,龍新憲. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2015(05)
[10]16S rRNA基因在微生物生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用[J]. 劉馳,李家寶,芮俊鵬,安家興,李香真. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2015(09)
博士論文
[1]環(huán)境因素對(duì)水稻土中發(fā)酵微生物群落及鐵還原過(guò)程的調(diào)控[D]. 李麗娜.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[2]水稻土中微生物發(fā)酵過(guò)程對(duì)氧化鐵還原的貢獻(xiàn)[D]. 賈蓉.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[3]環(huán)境因素對(duì)水稻土中地桿菌和厭氧粘細(xì)菌群落的影響[D]. 朱超.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
碩士論文
[1]淹水—落干條件下紅壤中磷與鐵的形態(tài)轉(zhuǎn)化及其耦合機(jī)制[D]. 蔡振國(guó).華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[2]水稻根際土壤鐵還原微生物的豐度及多樣性變化特征[D]. 林穎.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[3]光照和添加有機(jī)物料對(duì)水稻根際土壤鐵還原過(guò)程的作用效果[D]. 紀(jì)良.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[4]淹水時(shí)間對(duì)水稻土中4種鐵還原功能微生物豐度的影響[D]. 黃森.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013
[5]淹水時(shí)間對(duì)水稻土中可培養(yǎng)梭菌和芽孢桿菌群落結(jié)構(gòu)及豐度的影響[D]. 李秀穎.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2012
[6]應(yīng)用PCR-DGGE技術(shù)研究錳污染農(nóng)田土壤微生物群落遺傳多樣性[D]. 周海舟.湖南大學(xué) 2008
[7]水稻土中鐵還原微生物的碳源利用特征[D]. 易維潔.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2007
[8]水稻土中異化鐵還原對(duì)Cr(Ⅵ)還原的環(huán)境化學(xué)效應(yīng)[D]. 李松.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2006
本文編號(hào):3498400
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