發(fā)布時(shí)間：2022-02-20 14:43

　　水稻田具有豐富的有機(jī)物質(zhì),厭氧條件下經(jīng)過碳、氮循環(huán)會(huì)產(chǎn)生大量的CH4和N2O,加劇溫室效應(yīng)。以亞硝酸鹽為電子受體的厭氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation,Anammox）反應(yīng)和厭氧甲烷氧化（nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,Nr-DAMO）反應(yīng)能顯著影響這一效應(yīng),這引起了人們對(duì)于水稻田生態(tài)環(huán)境的關(guān)注,但兩種微生物對(duì)稻田不同耕作模式的響應(yīng)尚有待進(jìn)一步研究。本研究以常規(guī)平作（CT）、壟作免耕（RNT）、冬水田（FPF）三種耕作模式不同土層（0-20 cm、20-40 cm、40-60 cm、60-80 cm、80-100 cm）為研究對(duì)象,利用室內(nèi)培養(yǎng)法、實(shí)時(shí)熒光定量PCR及克隆測(cè)序等技術(shù),研究厭氧氨氧化菌及厭氧甲烷氧化菌的群落結(jié)構(gòu)及豐度,采用SPSS、Origin2016、Mega4、Canoco4.5、R語言等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,得出主要結(jié)果如下:（1）厭氧氨氧化菌對(duì)不同耕作模式各層土壤的響應(yīng):通過室內(nèi)培養(yǎng)法測(cè)定硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、硝化勢(shì)、微生物生物量碳/氮,同種耕作模式不同土層中五種指標(biāo)均隨著土層的深入... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

1氮全球生化循環(huán)圈：全球氮庫存、氮轉(zhuǎn)化過程、氮通量(Kuypersetal.,2018)

缺任?.146，從而完善其方程式(Lottietal.,2014)：1NH4++1.146NO2-+0.07HCO3-+0.057H+=0.986N2+2.002H2O+0.161NO3-+0.71CH1.74O0.31N0.20(ΔG=-358KJmol-1NH4+)（1.2）Strous等在2006年將厭氧氨氧化過程的代謝途徑完整的提出(Strous,2006)，該過程主要是由厭氧氨氧化菌參與并驅(qū)動(dòng)的。該過程主要分為三個(gè)步驟：第一、生態(tài)環(huán)境中的NO2-通過亞硝酸鹽還原酶（內(nèi)含細(xì)胞色素c、細(xì)胞色素d1）轉(zhuǎn)化為NO；第二、NO在聯(lián)氨水解酶的作用下將NH4+氧化為N2H4（聯(lián)氨）；第三、N2H4在羥氨氧化酶作用下被氧化成N2；厭氧氨氧化過程代謝途徑如圖1.2.2(Oshikietal.,2016)。圖1.2.2厭氧氨氧化過程示意圖(Oshikietal.,2016)Fig.1.2.2Anammoxprocessdiagram1.2.2厭氧氨氧化菌隨著研究的開展，厭氧氨氧化過程迅速在學(xué)術(shù)界引起重視，厭氧氨氧化菌的基本形態(tài)已經(jīng)被人熟知。厭氧氨氧化菌是形態(tài)不規(guī)則（主要為球形）、直徑不到1μm的革蘭氏陰性化能自養(yǎng)菌(Jettenet.al.,1998)。它體內(nèi)只含有單一的雙分子層膜（厭氧氨氧化小體（anammoxosome）），該小體內(nèi)含有大量的羥胺氧化還原酶（Hydroxylamineoxidoreduatase，HAO）用來催化羥胺的氧化還原，該小體中含有的酶有助于梯烷（Ladderane）脂類物質(zhì)合成從而減少肼對(duì)anammoxosome的毒性(SinningheDamstéetal.,

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖1.3.1“硝基甲烷氧化菌”中的關(guān)鍵碳和氮轉(zhuǎn)化(HaroonMF,2013)Fig.1.3.1Keycarbonandnitrogentransformationsin"Methanoperdensnitroreducens"1.3.2厭氧甲烷氧化菌隨著對(duì)甲烷厭氧氧化過程不斷地深入研究，對(duì)甲烷厭氧氧化菌的有了更加清晰地了解，通過構(gòu)建16SrRNA基因系統(tǒng)發(fā)育樹可知，AOM菌可歸類為ANME-1、ANME-2(a/b/c)、ANME-3三大類(TIMMERSPHAetal.,2017)，如1.3.1節(jié)所述。隨著研究的進(jìn)行，在淡水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了一種新的ANMEs菌，也是目前為止在自然界中發(fā)現(xiàn)的唯一能將NO3-還原為NO2-并同時(shí)將CH4氧化的甲烷氧化古菌，被稱為ANME-2d，是ANME-2的一個(gè)新的分支——CandidatusMethanoperedensnitroreducens，其歸屬于Methanoperedens科(KnittelandBoetius,2009)，后來Haroon等利用FISH技術(shù)和宏基因組測(cè)序方法證實(shí)該假設(shè)，且只在厭氧環(huán)境存在(HaroonMFetal.,2013)。隨著研究的深入，ANMEs各類菌的形態(tài)及系統(tǒng)發(fā)育分析逐漸清晰(Dingetal.,2015;Ettwigetal.,2016)，如圖1.3.2、圖1.3.3所示。ANME-2d是一種直徑僅為1-3μm、具有不規(guī)則形態(tài)的球菌，其生存的最適溫度及pH分別為22-35℃、7.0-8.0，其生長(zhǎng)緩慢、倍增時(shí)間長(zhǎng)，直到目前為止，仍然無法對(duì)ANME-2d進(jìn)行純培養(yǎng)及富集，這仍是目前對(duì)于研究ANME-2d菌的重點(diǎn)及難點(diǎn)(Heetal.,2015)。Hu等(Huetal.,2010)在淡水沉積物中富集得到ANME-2d菌，并推斷得出在NO3-、NO2-同時(shí)存在的生境中，ANME-2d菌會(huì)優(yōu)先利用NO3-，以往研究認(rèn)為過高的NO2-會(huì)對(duì)ANME-2d菌產(chǎn)生毒害作用，但是研究發(fā)現(xiàn)，事實(shí)并非如此，ANME-2d菌的存在會(huì)解除NO2-產(chǎn)生的毒害作用。目前，大部分的研究工作都集中于厭氧甲烷氧化菌的富集培養(yǎng)及其機(jī)理研究，而對(duì)于自然生態(tài)系統(tǒng)中厭氧甲烷氧化過程的研究報(bào)道并不多見，水稻田中?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]西南地區(qū)冬水田剖面的微生物空間分異規(guī)律[J]. 張建,申思,萬琪慧,李寧寧,蔣先軍,羅紅燕.  水土保持學(xué)報(bào). 2018(06)
[2]不同耕作方式對(duì)稻田土壤微生物的影響[J]. 程教擘,陳力力,李夢(mèng)丹,劉金,鄒應(yīng)斌.  湖南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(08)
[3]不同耕作方式對(duì)土壤有機(jī)碳、微生物量及酶活性的影響[J]. 陳娟,馬忠明,劉莉莉,呂曉東.  植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2016(03)
[4]厭氧氨氧化反應(yīng)影響因素研究進(jìn)展[J]. 陳重軍,馮宇,汪瑤琪,喻徐良,王建芳.  生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(02)
[5]不同粒徑的厭氧氨氧化顆粒污泥脫氮性能研究[J]. 鄭照明,劉常敬,鄭林雪,張美雪,陳光輝,趙白航,李軍.  中國環(huán)境科學(xué). 2014(12)
[6]厭氧氨氧化細(xì)菌物種組成對(duì)環(huán)境因子響應(yīng)的研究進(jìn)展[J]. 富冰冰,劉吉文,高銘鴻,張曉華.  海洋科學(xué)進(jìn)展. 2014(03)
[7]土壤中甲烷厭氧氧化菌多樣性的分子檢測(cè)[J]. 周京勇,劉冬秀,何池全,劉曉艷,沈燕芬,龍錫恩,陳學(xué)萍.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2015(11)
[8]冬水田區(qū)雜交中稻高產(chǎn)組合的庫源特征研究[J]. 徐富賢,閻運(yùn)德,熊洪,張林,郭曉藝,朱永川,周興兵,劉茂.  中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2013(02)
[9]耕作方式對(duì)紫色水稻土有機(jī)碳和微生物生物量碳的影響[J]. 李輝,張軍科,江長(zhǎng)勝,郝慶菊,吳艷,謝德體.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(01)
[10]稻田壟作免耕對(duì)土壤團(tuán)聚體和有機(jī)質(zhì)的影響[J]. 袁俊吉,彭思利,蔣先軍,謝德體.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2010(12)

博士論文
[1]濕地亞硝酸鹽型厭氧氨氧化和厭氧甲烷氧化微生物生態(tài)學(xué)研究[D]. 沈李東.浙江大學(xué) 2014

碩士論文
[1]安西極旱荒漠植物根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性研究[D]. 李欣玫.河北大學(xué) 2018
[2]潮間帶古菌介導(dǎo)的甲烷厭氧氧化過程研究[D]. 蔡朝陽.浙江大學(xué) 2017



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