乌鲁木齐河源区冰缘植物内生细菌多样性及其空间分布特征研究

论文摘要

本研究首次以生长于高海拔、强辐射、温度波动大的极端环境下的天山冰缘植物为研究对象，利用经典的分离培养方法和分子生物学技术即PCR-RFLP和16SrRNA基因序列分析，对20种冰缘植物的内生细菌的形态和生理特性以及遗传多样性进行了研究，同时还采集了在河源区不同海拔范围均有分布的几种植物，对其内生细菌的群落多样性、遗传多样性和生物学功能及其空间分布规律进行了较为系统的调查和研究，并对冰缘植物、内生细菌及环境之间的关系进行了初步探讨。其主要研究结果如下： 1．从20种冰缘植物中共分离到93株内生细菌，种群密度在0-105cfu／g FW。其类型和数量与其它环境中的植物内生细菌相当。揭示了极端环境下冰缘植物内生细菌的普遍性和丰富性。 2．对分离物部分特性的测定结果表明，不同冰缘植物中的内生细菌以及同种植物不同分离物之间，其菌落形态和菌体形态以及一些生理特性也呈现出多样性的特征。92.9％的菌株菌体形态为杆状，少数为球状，且各菌株间菌体大小差异较大；61.90％的菌株为革兰氏阳性细菌：还有70.15％的菌株可产生黄色、橘红或粉红色的色素；74.58％属于耐冷菌，可在-2-37℃生长。说明极端环境下的高山冰缘植物中确实存在着一些能够适应低温，强紫外辐射环境条件的细菌；同时，也反映出了冰缘植物内生细菌对极端环境条件的一些适应机制或生存策略。 3．选用三种限制性内切酶Alu Ⅰ、Hin-6 Ⅰ和Rsa Ⅰ对所有菌株的16S rRNA扩增产物进行RFLP分析，并对谱带差异明显的菌株进行16S rRNA基因扩增和测序。结果表明冰缘植物内生细菌共由α-proteobacteria、γ-proteobacteria、HGC、LGC和CFB五大类群组成，其种属类型非常丰富，有22个属以上的细菌分布。其中HGC类群的种类多样性最丰富，包含12个属的细菌，占总菌群的55.4％；Clavibacter、Agreia和Rhodococcus是此类群的优势菌群。其次为α和γ-proteobacteria类群，分别占总分离物的17.9％和19.6％：其中Sphingomonas和Pseudomonas分离频率较高。而CFB和LGC类群的种类和数量相对较为单一和贫乏。 4．16S rRNA基因序列分析表明，冰缘植物中一些菌株如Pseudomonas和Agreia属的成员与其它环境中的一些植物联合细菌具有很高的相似性，而更多的内生细菌（主要是Sphingomonas、Clavibacter和Rhodococcus属的成员）却与冷环

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1 植物内生菌的概念及研究历史
• 2 宿主—内生菌之间的关系
• 3 植物内生细菌的研究方法
• 4 植物内生细菌研究的内容
• 5 植物内生细菌的作用
• 6 植物内生细菌研究中存在的问题
• 研究目的和意义
• 第二章 材料与方法
• 1 研究区概况
• 2 植物材料采集
• 3 冰缘植物内生细菌的特性及其形态和群落多样性
• 3.1 内生细菌分离和培养条件的优化
• 3.2 内生性验证及定殖能力测定
• 3.3 内生细菌的培养特性及其形态和群落多样性分析
• 4 冰缘植物可培养内生细菌的遗传多样性研究
• 4.1 细菌基因组DNA提取
• 4.2 PCR-RFLP分析
• 4.3 16S rRNA基因测序及其系统发育树的构建
• 5 冰缘植物内生细菌的生物学作用测定
• 5.1 内生细菌分泌IAA的性能测定
• 5.2 内生细菌溶磷性测定
• 第三章 结果与分析
• 1 冰缘植物内生细菌最适分离和培养体系的建立
• 2 内生性验证
• 2.1 内生细菌生长条件及生理特性
• 2.2 内生细菌的内生性及定殖能力
• 3 不同冰缘植物内生细菌的特性及其形态多样性和群落多样性
• 4 冰缘植物内生细菌群落的垂直分布特征及其特性
• 5 冰缘植物内生细菌的遗传多样性
• 5.1 不同冰缘植物内生细菌的菌群结构和遗传多样性分析
• 5.2 冰缘植物内生细菌菌群的空间分布特征
• 6 冰缘植物内生细菌的生物学作用
• 6.1 冰缘植物内生细菌产IAA特性
• 6.2 冰缘植物内生细菌的溶磷作用
• 第四章 讨论与结语
• 1 讨论
• 1.1 冰缘植物内生细菌的分离培养及其内生性
• 1.2 不同冰缘植物可培养内生细菌的特性及其与环境的关系
• 1.3 冰缘植物内生细菌的遗传多样性及其与其它环境微生物的关系
• 1.4 冰缘植物内生细菌的空间分布特征
• 1.5 冰缘植物内生细菌的来源
• 1.6 冰缘植物内生细菌潜在的的生物学和生态学作用
• 1.7 冰缘植物内生细菌的定殖及其与宿主的关系
• 2 初步结论与存在的问题
• 参考文献
• 在读期间研究成果
• 致谢