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《华南理工大学》 2017年
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贵州地区葡萄园土壤微生物多样性研究

王晓雯  
【摘要】:葡萄园土壤中含有丰富的微生物群落结构,其在葡萄园生态系统中起着重要作用。本文分别以贵州铜仁葡萄园不同深度土壤(0-5cm、5-10 cm、10-20 cm、20-40 cm),贵州镇远葡萄园非根际土壤、根际土壤、以及成熟的葡萄浆果为研究对象,结合运用聚合酶链式变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)、高通量测序技术(Illumina Hiseq sequencing)、荧光定量PCR(Q-PCR),研究葡萄园0-40 cm土层深度土壤微生物群落结构的垂直分布特征及非根际和根际微生物的群落特征。同时,结合平板分离、5.8S-ITS区PCR-RFLP分型及26S rDNA D1/D2区的序列分析方法对葡萄园土壤、葡萄浆果及葡萄自然发酵过程酵母菌多样性进行了研究。结果表明:贵州铜仁地区葡萄园土壤有机质含量和有效磷含量在各土层间差异显著,土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶随土层深度的增加而显著性地降低。荧光定量PCR结果表明:各土层土壤的细菌的拷贝数(9.10-10.03 Log copies g-1)与土壤水分、有机质、总磷、淀粉酶呈现显著的相关关系,并且0-5 cm土层的细菌基因拷贝数明显高于20-40 cm土层细菌基因拷贝数。真菌18S rRNA基因的拷贝数处在5.97-6.91 Log copies g-1之间,且与土壤水分、有机质、总N、蔗糖酶呈现显著的相关关系。PCR-DGGE和Illumina HiSeq高通量测序分析均表明变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)是优势细菌门,子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为优势真菌门;节杆菌属(Arthrobacter)和假单胞菌属(Pseudomonas)为优势细菌属,被孢霉属(Mortierella)和曲霉属(Aspergillus)为优势真菌属。相似性分析(Analysis of group similarities,ANOSIM)和多响应置换过程(M ulti-response permutation procedures,MRPP)分析表明,0-5 cm土层土壤的细菌和真菌的群落结构与10-20 cm及20-40 cm土层土壤群落结构具有明显差异。冗余分析(RDA分析)和皮尔逊相关性分析表明土壤理化性质、土壤酶及土壤中的微生物群落结构之间存在相关关系。贵州镇远地区葡萄园根际土壤的含水量、有机质、总N、总P和有效P均高于非根际土壤;根际土壤中的淀粉酶活性高于非根际土壤,而脲酶,过氧化氢酶,磷酸酶的活性均低于非根际土。荧光定量PCR分析表明:葡萄园根际土壤细菌16S rRNA基因的拷贝数和真菌18S rRNA基因的拷贝数均高于非根际土壤。PCR-DGGE和Illumina Hiseq高通量测序分析均表明,变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)为优势细菌类群,子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为优势真菌类群。α多样性分析表明,根际土壤细菌群落结构低于非根际土壤,根际土壤真菌的群落结构高于非根际土壤。β多样性分析表明,与非根际土壤相比,葡萄根际土壤含有33个特有细菌属和208个特有的真菌属。采用YPD平板从葡萄园土壤、葡萄浆果及葡萄发酵过程共分离酵母257株,并利用WL培养基进行初步形态鉴定;其次,利用5.8S-ITS区PCR-RFLP分型的方法进行分类,结果区分为32类酶切图谱类型。其中铜仁葡萄园土壤的酵母种类最为丰富,有14类;镇远葡萄园土壤次之,有12类;葡萄浆果表面,有10类;而葡萄自然发酵过程只分离到4类;最后利用26S rDNA D1/D2区序列分析的方法将32种酵母菌进一步鉴定,分别属于2个门,32个属。总体上讲,Wickerhamomyces pijper和Cyberlindnera saturnus为葡萄园土壤中最丰富的物种,Hanseniaspora lachance为葡萄浆果表面最丰富的物种,而葡萄自然发酵过程中,Hanseniaspora lachancei和Issatchenkia terricola为发酵前期优势酵母菌,Hanseniaspora lachancei,Issatchenkia terricola和Pichia occidentalis为发酵中期优势酵母菌,Pichia manshurica为发酵后期优势酵母菌。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S663.1;S154.3

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