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【6h】

基于PCR-DGGE方法的集约化土壤细菌遗传多样性分析

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引言

1国内外研究进展

1.1土壤微生物在农业生态系统中的作用

1.2土壤环境因素对土壤微生物多样性的影响

1.3微生物多样性的研究方法

2研究目的与意义

3实验方案

3.1研究内容

3.2技术路线

第一章适于多熟制土壤的高效DNA提取方法的筛选

1实验材料

1.1研究材料

1.2试剂

1.3仪器

2实验方法

2.1土壤中总DNA的不同提取方法

2.2不同方法所得粗提DNA质量与纯度的检测

2.3粗提DNA的纯化

2.4不同提取方法对后期实验适用性分析

3结果

3.1三种方法提取的DNA溶液在不同波长下的吸光值

3.2三种方法所获得基因组DNA的电泳检测

3.3纯化后DNA的电泳检测

3.4不同方法提取的DNA扩增效果检测

4讨论

第二章GC夹引物PCR扩增方法的优化

1实验材料

2实验方法

2.1不同扩增策略的比较

2.2产物的琼脂糖电泳检测

3结果

3.1常规PCR的扩增结果

3.2降落式PCR(Touchdown PCR)的扩增结果

4讨论

第三章小麦不同生育期细菌群落多样性的DGGE电泳分析

1实验材料

2实验方法

2.1小麦时期V3区的PCR扩增

2.2 DGGE分离胶的制备

2.3 V3区的DGGE分离

2.4染色

3结果

3.1小麦时期PCR产物的琼脂糖电泳检测

3.2小麦时期V3区的DGGE分析

3.3小麦时期不同样品间的聚类分析

4讨论

第四章玉米不同生育期细菌群落多样性的DGGE电泳分析

1实验材料

2实验方法

3结果

3.1玉米时期PCR产物的琼脂糖电泳检测

3.2玉米时期V3区的DGGE分析

3.3玉米时期不同样品间的聚类分析

4讨论

第五章全文结论

5.1筛选出一种适用于多熟制土壤的高效DNA提取方法

5.2优化了含有“GC夹板”结构引物的PCR扩增方法

5.3小麦不同生育期及不同土层深度细菌的变化规律

5.4玉米不同生育期及不同土层深度细菌的变化规律

5.5冬小麦-春玉米整个农作过程中细菌的变化规律

参考文献

在读期间发表的论文

致谢

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摘要

以河南地区典型的冬小麦.夏玉米两熟制农田土壤为研究对象,避开传统的纯培养方法,采用PCR-DGGE方法,分析了小麦四个生育时期以及玉米四个生育期三个不同土壤深度的细菌群落变化。在实验中,首先比较了三种基于不同裂解原理的土壤DNA提取方法,发现以化学法和酶法结合使用的提取方法提取效率最高,且产量和质量最好,从而为后期实验提供良好的DNA模板。然后对目的基因的PCR扩增方法进行了优化,由于采用特殊的带有“GC夹板”结构的引物,所以分别采用常规PCR及降落式PCR对16SrDNAV3区进行扩增,结果显示,降落式PCR方法在扩增中具有明显优势,不但提高了对目的产物扩增的特异性,同时也使产量得以提高。通过DGGE电泳对目的基因进行分离,分析了小麦在苗期、拔节期、扬花期以及收获后四时期不同深度,以及玉米苗期、抽雄期、灌浆期以及收获后不同深度土壤细菌的变化。结果发现,小麦和玉米不同时期各个土层深度的细菌组成极其丰富,相互之间的相似性较低,而多样性较高,说明该类型农田土壤中细菌随着农作物的生长和土层深度层次的变化而不断地变化,与其生长互利的细菌不断出现,得以增殖,而其他细菌则减少或消失。整体来说,细菌群落随着小麦和玉米的生长发育期的变化要大于相同时期不同深度,这说明在冬小麦一夏玉米种植模式的农田中,细菌的变化受植被生长的影响较大,而土层深度对细菌群落组成的影响相对较小。

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