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官厅水库沉积物中解磷细菌的垂直分布特征及其对磷循环的作用

李翠  
【摘要】:官厅水库处于严重的富营养化状态,磷是引起富营养化的限制性因素,而沉积物中大量的磷释放入水体,可能是导致水体富营养化的重要原因。微生物在磷循环过程中起重要作用,而且迄今没有关于官厅水库沉积物中解磷细菌的研究,本论文对官厅水库沉积物中解磷细菌的垂直分布特征进行研究,以探讨水体富营养化的机理。 首先采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析沉积物不同层次样品中微生物的多样性和垂直分布特征,发现沉积物不同深度样品中微生物种类均很丰富,而且中间层的细菌种群最多,表层次之,底层相对较少。 进一步采用平板分离法研究5,35,69cm三层代表样品中解有机磷和解无机磷细菌的数量,发现三层样品中均含有丰富的解磷细菌,其中35cm层中最多,5cm层中次之,69cm层中最少,而且不同层次的样品中解磷细菌的数量与磷含量之间呈正相关关系。根据菌落特征和菌体形态从三层代表样品中分离得到了41株解无机磷细菌和59株解有机磷细菌。 分别采用平板培养法和液体培养法定量研究分离获得的菌株的解磷能力,发现大部分菌株都具有较强的解磷能力,而且部分解磷细菌还能在体内过量贮存磷。进一步采用DAPI荧光染色法证明了解磷菌株具有聚磷能力。实验结果表明温度较低时聚磷细菌比较活跃,温度较高时则解磷细菌比较活跃,可见由环境变化引起的解磷和聚磷细菌的交替作用可能是水体中磷含量变化以及水质变化的原因。 采用16S rDNA扩增、测序的方法鉴定了9株解无机磷和4株解有机磷能力较强的菌株,结果表明解无机磷细菌分别为Bacterium sp.,Bacillus aquimaris,Bacillus megaterium,Bacillus thurigiensis,Paenibacillus sp.,Bacillus pumilus,Pseudomonas sp.,Bacillus sp.,Bacillus marisflari,解有机磷细菌分别为Microbacterium oxydans,Bacillus anthracis,Bacillus cereus,Bacillus simplex。对13株高效解磷菌株的16S rDNA序列的分析表明,在相同条件,尤其是相同pH条件下分离到的菌株同源性较近,可见外界环境条件影响解磷细菌的作用。


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