| 题名 | 农药胁迫对叶际微生物群落的影响 |
| 作者 | 张保国 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 张洪勋 |
| 关键词 | 叶际微生物 农药胁迫 微生物群落 高效氯氰菊酯 阿维菌素 苏云金芽孢杆菌 生物降解 Phyllosphere microbes Pesticide stress Microbial community Cypermethrin Abamectin Bacillus thuringiensis Biodegradation |
| 其他题名 | Effect of pesticide stress on phyllosphere microbial community |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 植物的叶际存在各种类型微生物,包括不同种类的细菌、丝状真菌、酵母和藻类。这些叶际微生物是植物生态系统中的重要组成部分，发挥着重要的生态功能。伴随着各种有机农药和生物农药广泛应用于控制植物的病虫害，也改变了植物叶际微生物群落结构，从而影响了它们的生态功能。关于农药对植物叶际微生物的影响还未见报道。本文综合运用不同的现代生物学方法评价了高效氯氰菊酯、阿维菌素和BT杀虫剂对不同蔬菜叶际微生物生态毒理效应并且分离到一株高效氯氰菊酯降解菌，对其进行了鉴定和系统发育分析。研究获得以下成果： 1、综合运用传统的培养方法和非培养方法研究了五种不同蔬菜叶际微生物群落结构特征。结果表明五种不同种类蔬菜上叶际微生物群落的生理特性、结构多样性和遗传多样性存在着显著的差异。在不同蔬菜叶际微生物群落中，发现厚壁菌门(Firmicutes)和 变性菌门(Proteobacteria)类细菌占据主导地位，其中包括大量未培养细菌和一些新的微生物种群。 2、利用PLFA、PCR-DGGE和T-RFLP等方法分析了高效氯氰菊酯农药对辣椒和黄瓜叶际微生物群落结构的影响。结果表明在高效氯氰菊酯农药胁迫下会明显改变辣椒和黄瓜叶际微生物群落的结构和组成。经高效氯氰菊酯农药分别处理后，两种蔬菜叶际上总微生物量和细菌的生物量都显著增加，而真菌的生物量有所减少。表明细菌可能对高效氯氰菊酯农药在辣椒叶际上的降解起到了主要作用。在辣椒和黄瓜叶际上有些细菌高效氯氰对氯氰菊酯农药比较敏感，处理后这些细菌消失，有可能作为高效氯氰菊酯农药污染的指示菌。而有些叶际细菌能够以高效氯氰菊酯农药作为营养物质生长，可以降解高效氯氰菊酯农药的组分减少农药残留。 3、利用PLFAs和T-RFLP方法评价了两种不同剂量的阿维菌素农药喷施甘蓝后对其叶际微生物群落的影响。分析结果表明, 低剂量阿维菌素农药处理对甘蓝叶际微生物的生物量和群落结构影响不明显，高剂量阿维菌素农药处理后则明显地改变了甘蓝叶际微生物的群落结构和组成，减少了总叶际微生物生物量、细菌生物量和革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌特征PLFAs 之间的比值，而真菌生物量则变化不大。 4、利用PLFAs和PCR-DGGE方法研究了苏云金芽孢杆菌（BT）农药对辣椒叶际微生物落的影响。结果表明BT农药处理对辣椒叶际上总微生物量、细菌生物量和真菌生物量影响不明显，但是改变了辣椒叶际微生物群落结构。系统发育分析表明BT农药处理前辣椒叶际的优势细菌主要属于厚壁菌门(Firmicutes)，而BT农药处理后辣椒优势叶际细菌主要属于γ-变形菌门(γ-Proteobacteria)。 5、以不动杆菌(Acinetobacter sp.) CU4 和球形芽孢杆菌(Bacillus sphaericus) BG1这两株典型植物叶际微生物为试验材料，通过对叶际典型微生物的应激反应及生化指标的影响，研究了高效氯氰菊酯胁迫下对纯培养微生物的生理毒性，得到如下初步结果：高效氯氰菊酯对菌株CU4和BG1的SOD和CAT酶均有明显的诱导作用。SOD和CAT活性的增加是生物体内对抗氧化胁迫的一种适应性机制变化，表明高效氯氰菊酯对这两株菌造成氧化胁迫。高效氯氰菊酯对菌株CU4的ATP酶表现出显著的抑制作用，且浓度越大，抑制作用越强，呈现出显著的浓度-效应关系。而高效氯氰菊酯浓度在100 mg/L内对菌株BG1的ATP酶表现出诱导作用。所以将微生物体内SOD、CAT和ATPase酶活性作为环境受到高效氯氰菊酯胁迫的分子指标具有一定可行性。 6、从黄瓜叶面上筛选得到1株能够降解高效氯氰菊酯的细菌，命名为CY2。 该菌经形态观察、生理生化实验、16SrDNA序列分析和系统发育分析, 鉴定为铜绿假单胞杆菌(Pseudomonas aeruginosa)。降解高效氯氰菊酯的最适pH值为6.5，最适温度为35℃, 加入酵母膏后可以明显的提高CY2对高效氯氰菊酯的降解效果，降解率可达95%以上。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 环境生物学 |
| 公开日期 | 2010-06-25 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/472]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_中国科学院环境生物技术重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张保国. 农药胁迫对叶际微生物群落的影响[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2008. |
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