艾比湖湿地可培养微生物多样性及其潜在应用价值的研究

分类号：密级学号：2009103048单位代码：10759石河子大学硕士学位论文艾比湖湿地可培养微生物多样性及其潜在应用价值的研究学位申请人王孝国指导教师胡文革副教授申请学位门类级别理学硕士学科、专业名称生物化学与分子生物学研究方向发酵工程所在学院生命科学学院中国〃新疆〃石河子2012年5月StudyonCulturableMicrobialDiversityandpotentialApplicationsofEbinurLakeWetlandADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofBiochemicalAndmolecularbiologyByWang-XiaoguoDissertationSupervisor:associateProf.HuWengeMay,2012石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示谢意。研究生签名：时间：年月日使用授权声明本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文用于赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日I摘要本文以新疆艾比湖湿地典型区域土壤为研究材料，首先通过稀释平板法对不同季节各研究区域土壤细菌、放线菌、真菌的分布状况及与环境的相关性做了初步研究，通过比较三块样地土壤中细菌、放线菌、真菌的分布情况，了解艾比湖湿地土壤的质量与状况在时空上的变化。文章第二部分是用纯培养的方法从土样中分离得到一些可培养细菌及放线菌，再结合传统的方法和分子生物学方法来研究可培养微生物的多样性，进而了解该区域微生物资源情况。文章第三部分是对培养获得的微生物进行基本生理生化特性的测定，来研究这些微生物资源潜在应用价值，为今后的科研及生产、湿地土壤微生物资源的开发利用提供理论和数据支持，试验结果表明：(1)通过比较三块样地土壤中细菌、放线菌、真菌在不同季节的分布情况，表明：三类微生物的数量因季节而产生变化，其中夏季土壤中三类微生物数量最丰富，秋季次之，春季最少。不同的样地微生物分布也存在差异，表现为柽柳群落区土壤中微生物分布最多，芦苇群落区次之，盐节木群落区最少。细菌数量在三个样地中随土层深度的增加有递增的趋势，放线菌与真菌呈现先增加后减少的趋势。各类微生物的时空分布情况与土壤含水量、pH、盐度及有机质含量有密切相关性，其中每一个环境因子都可能会造成土壤微生物分布的较大差异，结合以上几点，说明艾比湖湿地土壤贫瘠、肥力较低、生存环境比较苛刻、区域生态改良任务艰巨。(2)采用不同的培养基分离土壤可培养细菌及放线菌，共分离出75株细菌和29株放线菌，细菌、放线菌菌落形态各异、多样性丰富；细菌中以杆菌居多、革兰氏阳性菌占据大多数，在80%以上，放线菌菌丝体明显。生理生化特性的测定结果显示，艾比湖湿地可培养细菌、放线菌代谢方式多样，微生物资源比较丰富。(3)75株细菌基本上分属于7个属，其中芽孢杆菌属占有绝对优势，占总数的70%以上。培养获得的细菌与已有细菌序列相似度由低到高不等，最高为100%，最低为92%，绝大多数菌与对照菌同属，部分菌相似性低于97%，可能为新种。29株放线菌至少分属于7个属，其中链霉菌属和拟诺卡氏菌属占优，共占总数的34%以上。与已有放线菌序列做相似性比较，相似度跨度较大，最高为100%，最低仅为84%，部分菌疑为新种，还待后续试验做进一步的确认。(4)75株细菌均有产接触酶的特性；产淀粉酶的细菌共有47株，占总数的64%；产脲酶的细菌共有45株，占总数的60%；产蛋白酶的细菌共有58株，占总数的77%；产脂肪酶的细菌只有2株，不到总数的3%。29株放线菌中，22株产接触酶，占总数的68%；产淀粉酶的放线菌共有22株，占总数的68%；产纤维素酶的放线菌共有13株，占总数的47%；产蛋白酶的放线菌共有15株，占总数的51%；产酯酶的放线菌共有23株，占总数的70%；蛋白酶及酯酶的产量较高。关键词：艾比湖湿地；可培养微生物；多样性；应用价值IIIIAbstractTakingtypicalregionalsoilinEbinurLakewetlandofXinjiangforresearchmaterials,firstly,soilbacteria,actinomycetes,fungidistributionandthesurvivalenvironmenthasmadeapreliminarystudybydilutionplatemethodonthedifferentseasonsofthestudyarea.Comparethedistributionofsoilbacteria,actinomycetesandfungiinthreesamples,tounderstandthechangeofthesoilqualityandconditionoftheEbinurLakewetlandintimeandspaces.Secondly,culturablebacteriaandactinomycetesareisolatedfromsoilsamplesbypurecultures.Traditionalmethodsandmolecularbiologymethodsareusedtostudythediversityofculturablemicroorganismstounderstandmicrobialresourcessituationoftheregion.Thirdly,determinationofthebasicphysiologicalandbiochemicalcharacteristicsofisolatedmicroorganismistostudythepotentialvalueofthesemicrobialresourcesandtosupplytheoryanddatasupportforfuturescientificresearch,productionanddevelopmentandutilizationofwetlandsoilmicrobialresources.Thestudy’sresultsareasfollow:(1)Theresultsshowthatthedistributiontrendforthehighesttamarixcommunity,thesecondphragmitesaustraliscommunity,thelowesthalocnemumstrobilaceum,thesechangeshadnosignificantrelationwiththemoisturecontent,pH-value,salinityandorganicmattercontent.Theamountofbacteriaareinatrendofincreaseatthreecommunitieswithincreaseofsoildepth,actinomycesandFungi,increasedfirstandthendecreased.Spatialandtemporaldistributionofthevarioustypesofmicroorganismscloselyrelatedtosoilmoisture,pH,salinityandorganicmattercontent,whereenvironmentalfactorsmayresultinlargedifferencesofsoilmicrobialdistribution,combinedwiththeabovepoints,indicatingEbinurLakewetlandsandpoorsoils,lowfertility,thelivingenvironmentisrelativelyharshandarduoustaskofregionalecologicalimprovement.(2)Usingdifferentculturemediaforseparationofculturablebacteriaandactinomycetesfromsoil,75strainsbacteriaand29strainsactinomycetesareisolated.Isolatedbacteriaandactinomycetesareofvariousshapesincolonies,andrichindiversity.Inthemajorityofbacteria,bacillusandgram-positiveholdsgreatmajority,over80%,andactinomycesmyceliaareobvious.ThedeterminationoftheresultsofphysiologicalandbiochemicalcharacteristicsofEbinurLakewetlandsshowthatculturablebacteriaandactinomycetesarevariousofmetabolicwaysandmicrobialresourcesarerichinEbinurLakewetlands.(3)75bacteriabasicallybelongtosevengenera,andbacillushasanabsoluteadvantage,accountingformorethan65%ofthetotal.Trainingforbacteriaandbacterialsequencehassimilardegreesfromlowtohigh,rangedupto100%,thelowest92%,mostbacteriaandcontrastbelongtothebacterium,fungussimilarityoflessthan95%,maybetonewspecies.29strainswereonatleasteightbelongingtothegenus,includingStreptomycesofNocardiopsisandofdominant,eachhave6(and5strains,accountedforover34%ofthetotal.Withtheexistingactinomycessequencedosimilaritycomparison,similarityspanbigger,upto100%,thelowestofonly84%,IIImostofthesearesuspectedofnewspecies,andstillwaitforfollow-upteststodofurtherconfirmation.(4)75strainsofbacteriaaremadecontactsthecharacteristicsofenzyme.Amylasefrombacteriaconsistsof47strains,or64%ofthetotal;Ureaseofbacteriainatotalof45strains,or60%ofthetotal;thebacteriaproducep