一株貧營養(yǎng)細(xì)菌的生物學(xué)特性及其對(duì)貧瘠土壤的改良作用.pdf

1、貧營養(yǎng)細(xì)菌(Oligotrophic Bacteria)廣泛存在于貧瘠環(huán)境中，具獨(dú)特的生態(tài)學(xué)意義。本研究以實(shí)驗(yàn)室保存的一株來源于荒漠化土壤中的貧營養(yǎng)細(xì)菌P4為研究對(duì)象，對(duì)該菌基本生物學(xué)特性、基因組結(jié)構(gòu)特征、對(duì)貧瘠土壤改良效應(yīng)三個(gè)方面進(jìn)行研究，以期為利用貧營養(yǎng)微生物進(jìn)行荒漠生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)提供了理論及技術(shù)參考。主要研究結(jié)果如下:
　　(1) P4菌株在15mg/L-10g/L葡萄糖濃度中均能生長，屬于兼性貧營養(yǎng)菌。P4菌最適生長溫度為

2、30℃，最適生長pH值為7.3; P4菌在四種貧瘠的沙質(zhì)土壤中均能生長，菌數(shù)最高可達(dá)1.58×109cfu/g; P4菌具較強(qiáng)的耐鹽能力和解磷解鉀能力，同時(shí)具有一定的產(chǎn)胞外多糖的能力。
　　(2)對(duì)該菌株全基因組測序、基因組序列結(jié)構(gòu)特征以及基因功能注釋等信息進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，該菌基因組大小為3929791 bp，GC含量達(dá)46.5％，含有4029個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因，86個(gè)tRNA，主要參與氨基酸代謝及轉(zhuǎn)運(yùn)、糖類轉(zhuǎn)運(yùn)及代謝、酶化學(xué)

3、催化及自身分化等。對(duì)P4菌適應(yīng)貧瘠環(huán)境機(jī)制分析表明，該菌具有多個(gè)基因編碼的蛋白在饑餓應(yīng)激、氧化應(yīng)激、高溫脅迫、滲透應(yīng)激、干旱脅迫等方面具有重要意義，此外有264個(gè)基因參與糖類轉(zhuǎn)運(yùn)及代謝，具完整的糖異生途徑。有45個(gè)基因參與氨基糖和核苷酸糖代謝途徑，基因組中存在5個(gè)編碼多糖合成的特有基因。該菌基因組與四株枯草芽孢桿菌相比具有508個(gè)特有基因，與類芽孢桿菌KNP414的基因組相比具有878個(gè)共有基因，并分別對(duì)這些特有基因和共有基因編碼蛋白進(jìn)

4、行預(yù)測分析。
　　(3)貧瘠土壤中接種P4菌培養(yǎng)液可顯著提高土壤中的速效養(yǎng)分含量，其中有效氮增幅為29.42％-125％，有效鉀增幅為4.16％-14.15％，有效磷增幅為8.15％-11.68％，而對(duì)土壤的全養(yǎng)分及pH值無明顯影響。P4菌可顯著增加土壤的保水性，部分供試土壤的保水性增加超過30％; P4菌可顯著提高土壤纖維素酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶活性。研究結(jié)果表明，貧營養(yǎng)細(xì)菌的施加有利于表層土壤水分的保持，改變了土壤原有的養(yǎng)分格