地球上絕大多數(shù)微生物以生物膜形式存在,它們附著在固相顆粒、植物根際、海洋沉積物等表面。土壤中微生物豐度高,是生物膜形成的潛在區(qū)域,土壤生物膜在作物生產(chǎn)、土壤改良、環(huán)境保護(hù)等方面表現(xiàn)出巨大潛力。然而自然土壤成分復(fù)雜,異質(zhì)性高,這對(duì)開展土壤生物膜研究造成了諸多挑戰(zhàn)。在本研究中,設(shè)計(jì)了微流控芯片以模擬土壤物理孔隙結(jié)構(gòu),其中以50μm直徑大小的微柱代表土壤顆粒,借助激光共聚焦顯微鏡、熒光染色技術(shù)、數(shù)字圖像分析技術(shù),研究了土壤生物膜形貌及胞外聚合物(EPS)組分的動(dòng)態(tài)變化過程;結(jié)合16S r RNA測序技術(shù)、生物信息學(xué)分析方法,獲取了培養(yǎng)過程中土壤生物膜群落變化規(guī)律等信息。主要研究結(jié)果如下:激光共聚焦顯微鏡觀測結(jié)果表明,土壤生物膜形成過程包括四個(gè)階段,分別是初始吸附期(0-36 h),生物膜形成初期(36-48 h),生物膜發(fā)育期(48-96 h),生物膜成熟期(96-108 h)。定量結(jié)果分析表明,土壤生物膜厚度及粗糙度隨培養(yǎng)時(shí)間增加而增加。在四個(gè)觀察時(shí)間下,土壤生物膜厚度為3.35±0.34μm、3.68±0.36μm、5.43±0.68μm、12.00±1.97μm。生物膜粗糙度的變化規(guī)律...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 生物膜
        1.1.1 生物膜研究歷史及定義
        1.1.2 生物膜形成過程
        1.1.3 生物膜基質(zhì)及其功能
        1.1.4 生物膜中細(xì)菌互作及群落演替
    1.2 土壤生物膜群落功能及重要性
    1.3 微流控技術(shù)
        1.3.1 微流控技術(shù)起源與優(yōu)勢
        1.3.2 微流控技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境研究的可行性
        1.3.3 微流控技術(shù)在細(xì)菌研究中的應(yīng)用
    1.4 研究意義及內(nèi)容
2 材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)土壤
        2.1.2 Nycodenz試劑
        2.1.3 緩沖液
        2.1.4 土壤浸提液
        2.1.5 培養(yǎng)基
        2.1.6 土壤微生物群落提取
    2.2 微流控芯片制備
        2.2.1 微流控芯片設(shè)計(jì)
        2.2.2 微流控芯片制作過程
    2.3 微流控培養(yǎng)系統(tǒng)構(gòu)建
    2.4 稻田土壤混合細(xì)菌接種前處理
    2.5 激光共聚焦顯微鏡觀察
    2.6 土壤生物膜EPS組分觀測
    2.7 顯微鏡圖像定量
    2.8 高通量土壤生物膜培養(yǎng)
    2.9 16SrRNA基因高通量測序
    2.10 生物信息學(xué)分析
    2.11 數(shù)據(jù)分析
3 結(jié)果
    3.1 微流控芯片驗(yàn)證
    3.2 土壤生物膜形貌結(jié)構(gòu)變化
    3.3 土壤生物膜EPS組分含量變化
    3.4 土壤生物膜 EPS 組分共定位變化
    3.5 高通量測序文庫信息
    3.6 Alpha多樣性分析
    3.7 門水平上細(xì)菌群落組成及多樣性
    3.8 綱目科屬水平上細(xì)菌群落組成及多樣性
    3.9 不同培養(yǎng)時(shí)間下細(xì)菌豐富度
4 討論
    4.1 孔隙結(jié)構(gòu)中土壤生物膜形貌結(jié)構(gòu)變化
    4.2 孔隙結(jié)構(gòu)中土壤生物膜EPS組分動(dòng)態(tài)變化
    4.3 孔隙結(jié)構(gòu)中土壤生物膜細(xì)菌群落組裝
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3775098