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凝灰岩表生及土壤矿物风化细菌生物多样性与风化机制研究

摘要第9-11页
ABSTRACT第11-13页
符号及缩略语第14-15页
第一章 文献综述第15-29页
    第一节 矿物和土壤微生物多样性及研究进展第15-19页
        1 矿物和土壤微生物多样性的研究内容及意义第15-16页
        2 微生物多样性的研究方法第16-19页
            2.1 微生物平板计数法第16页
            2.2 Biolog微平板分析法第16页
            2.3 脂肪酸分析法第16-17页
            2.4 分子生物学方法第17-19页
    第二节 矿物与微生物相互作用过程中细菌吸附的意义第19-27页
        1 矿物风化细菌的研究意义以及进展第19-22页
            1.1 矿物风化作用的类型第20-21页
            1.2 细菌风化矿物作用机理的研究进展第21-22页
        2 风化过程中细菌吸附在矿物表面的现象及意义第22-27页
            2.1 细菌吸附的现象及过程第23-24页
            2.2 细菌吸附的机制第24-26页
            2.3 转录组测序技术在微生物功能研究中的应用第26-27页
    第三节 本课题研究的目的与意义第27-29页
        1 研究目的第27-28页
            1.1 凝灰岩细菌种群结构多样性、代谢多样性及其影响因素研究第27页
            1.2 Rhizobium sp.S41的吸附特性对其风化矿物的影响第27-28页
        2 研究意义第28-29页
第二章 凝灰岩细菌多样性及其影响因素的研究第29-57页
    第一节 凝灰岩和土壤细菌种群结构及其影响因素的研究第29-47页
        1 材料第29-30页
            1.1 矿物样品采集第29页
            1.2 仪器设备及试剂第29-30页
        2 实验方法第30-33页
            2.1 样品理化性质分析第30页
            2.2 样品的矿物组分分析第30页
            2.3 样品中细菌总DNA提取第30-31页
            2.4 细菌16S rRNA V3-V4区基因PCR扩增及高通量测序第31页
            2.5 数据分析第31-33页
        3 结果与分析第33-44页
            3.1 样品理化因子分析第33-34页
            3.2 样品矿物组成及次生矿物组成分析第34页
            3.3 不同风化程度凝灰岩和土壤细菌种群结构分析第34-40页
            3.4 环境因子对不同样品中细菌种群结构的影响第40-44页
        4 讨论第44-47页
            4.1 Illumina Miseq高通量测序技术在研究微生物种群多样性中的优势第44-45页
            4.2 凝灰岩和土壤细菌种群结构的分布第45-46页
            4.3 环境因子与细菌种群结构的关系第46-47页
    第二节 凝灰岩和土壤中微生物代谢多样性的研究第47-57页
        1 材料第47页
        2 试验方法第47-48页
            2.1 BIOLOG ECO板介绍第47页
            2.2 微生物的提取、稀释和培养第47页
            2.3 数据分析第47-48页
        3 结果分析第48-54页
            3.1 AWCD和香农多样性指数分析第48-50页
            3.2 凝灰岩和土壤样品微生物对底物利用程度的分析第50-51页
            3.3 凝灰岩和土壤样品中微生物对碳源利用的主成分分析第51-54页
            3.4 凝灰岩和土壤中微生物碳源利用特征与环境因子的相关性第54页
        4 讨论第54-57页
第三章 凝灰岩和土壤中矿物风化细菌种群分布及其风化效应的研究第57-91页
    第一节 矿物风化细菌的分离纯化及其风化特性第57-74页
        1 材料第57-58页
            1.1 采集样品第57页
            1.2 培养基及试剂第57-58页
            1.3 摇瓶试验供试矿物第58页
        2 试验方法第58-61页
            2.1 细菌计数及菌株的分离、纯化和保存第58页
            2.2 矿物风化细菌生物学特性的研究第58-59页
            2.3 摇瓶条件下供试菌株对凝灰岩的风化作用第59页
            2.4 矿物风化细菌的遗传多样性分析第59-60页
            2.5 高效矿物风化细菌溶解凝灰岩的动态研究第60-61页
        3 结果与分析第61-72页
            3.1 样品中的细菌数量第61页
            3.2 细菌的生物学特性第61-62页
            3.3 供试菌株在振荡条件下对凝灰岩的风化作用第62-66页
            3.4 矿物风化细菌的种群结构分析第66-70页
            3.5 高效风化细菌溶解凝灰岩过程中的元素变化第70页
            3.6 供试菌株的风化能力与种群的关系比较第70-72页
        4 讨论第72-74页
            4.1 凝灰岩和土壤中矿物风化细菌的种群分布第72页
            4.2 凝灰岩和土壤矿物风化细菌对凝灰岩的风化效果第72-74页
    第二节 矿物风化细菌G19的分类地位研究第74-91页
        1 材料第75页
            1.1 菌株第75页
            1.2 培养基及试剂第75页
        2 方法第75-81页
            2.1 菌株形态观察及生理生化性状第75-76页
            2.2 API鉴定系统分析第76页
            2.3 菌体呼吸醌类型分析第76-77页
            2.4 菌体细胞脂肪酸成分分析第77-78页
            2.5 菌体极性酯类成分分析第78页
            2.6 菌体16S rRNA基因序列分析第78-79页
            2.7 菌体16S rpoB和gyrB基因序列分析第79页
            2.8 菌体DNA G+C mol%含量分析第79-80页
            2.9 DNA-DNA同源性分析第80-81页
        3 结果与分析第81-91页
            3.1 菌株G19的菌体形态和生理生化特性第81页
            3.2 API鉴定系统第81-83页
            3.3 菌株呼吸醌类型分析第83页
            3.4 菌株脂肪酸成分分析第83-84页
            3.5 菌株极性酯类型分析第84-85页
            3.6 菌体16S rRNA基因序列分析第85-86页
            3.7 菌株rpoB和gyrB基因序列分析第86-88页
            3.8 菌体DNA G+C mol%含量分析第88页
            3.9 DNA-DNA同源性分析第88-91页
第四章 高效风化细菌Rhizobium sp.S41在矿物表面的吸附对其矿物溶解能力的影响第91-133页
    第一节 具有吸附能力的高效风化细菌的筛选第91-96页
        1 材料第91-92页
            1.1 菌株第91页
            1.2 培养基及试剂第91-92页
            1.3 供试矿物第92页
        2 试验方法第92页
            2.1 菌株的培养条件第92页
            2.2 供试菌株风化效果的测定第92页
        3 结果与分析第92-95页
            3.1 高效风化菌株在不同培养条件下溶解黑云母效果的比较第92-93页
            3.2 高效风化菌株在不同条件下溶解钾长石效果的比较第93-95页
        4 讨论第95-96页
    第二节 Rhizobium sp.S41吸附能力降低突变菌株的构建及其风化矿物能力的研究第96-119页
        1 材料第96-97页
            1.1 菌株和质粒第96页
            1.2 仪器设备和试剂第96-97页
        2 试验方法第97-105页
            2.1 菌株S41基因组草图测序第97-101页
            2.2 突变菌株的构建第101-103页
            2.3 摇瓶条件下突变菌株与野生菌株风化能力的比较第103-105页
        3 结果与分析第105-117页
            3.1 目的基因的筛选与确定第105-106页
            3.2 吸附能力减弱的突变菌株的获得第106-107页
            3.3 摇瓶条件下突变菌株与野生菌株风化矿物能力的比较第107-111页
            3.4 突变菌株S41-07与野生菌株S41在矿物风化过程中的动态变化第111-117页
        4 讨论第117-119页
            4.1 吸附相关基因的筛选第117-118页
            4.2 突变菌株与野生菌株风化矿物能力的比较第118-119页
    第三节 Rhizobium sp.S41的吸附对其矿物风化过程的基因调控第119-133页
        1 供试菌株第119页
        2 试验方法第119-121页
            2.1 细菌总RNA提取及检测第119页
            2.2 RNA文库构建及质量检测第119-120页
            2.3 转录组测序第120页
            2.4 生物信息学分析第120-121页
        3 结果与分析第121-131页
            3.1 RNA提取及质量检测结果第121-122页
            3.2 基因表达情况第122-123页
            3.3 新基因的分析第123-124页
            3.4 野生型与突变株在风化过程中的基因表达调控比较第124-131页
            3.5 Rhizobium sp.S41在矿物风化过程中基因表达调控第131页
        4 讨论第131-133页
全文总结及展望第133-135页
本文创新之处第135-137页
参考文献第137-149页
附录第149-165页
攻读博士学位期间发表论文第165-167页
致谢第167页

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