土壤微生物研究方法_ppt课件

一、微生物功能多样性研究方法
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指土壤微生物群落所能执行 的功能范围以及这些功能的执行 过程，如分解功能、营养传递功 能等
BIOLOG碳素利用法：
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是由美国BIOLOG公司于1989年开发成功，最初应用 于纯种微生物的鉴定，1991年开始应用于土壤微生物群 落功能多样性研究，目前以使用BIOLOG ECO（生态板） 板最为实惠而受欢迎。
这是导致微生物代谢方式和生理功能多样化的直接原因
• 4、土壤微生物的遗传多样性 • 是土壤微生物在基因水平上携带的各类遗传物质和遗
传信息的总和，这是微生物多样性的本质和最终反映
Hale Waihona Puke Baidu
（二）土壤微生物过程
• 土壤微生物是土壤中物质转化的动力： • 如;固氮作用，硝化作用、反硝化作用、腐殖质的分 • 解和合成 • 土壤酶与微生物细胞一起推动物质转化
第二节 土壤微生物的计数与分析
• 一、培养计数法
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根据培养基上所生长微生物的数量来 估算土壤中微生物的数量的方法
（一）一般微生物的分离与计数
• 稀释平板法
• 最大或然数法（MPN稀释法） • 土粒法
• 稀释平板法：
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用已知质量的土壤在适量的溶液中搅拌的时候，微生 物和土壤分离，这些分开的微生物细胞在营养琼脂平板上 生长成为分散的菌落，根据菌落数换算得单位重量土壤中 微生物的数量。土壤中微生物的数量很多，因此必须取少 量样品制成土壤悬液，然后稀释，使发育在培养皿中的菌 落可以很好地分散开
10-1 稀释度 生长情况 +++++ 5 读数
10-2 +++++ 5
10-3 ++++4
10-4 ++--2
10-5 ----0
该系列稀释中，所有重复都有生长的最高稀释度的数量 指标是5（10-2），出现菌落的最低稀释度指标是2 （10-4），则该例的数量指标为542，查重复为5稀释法 测数统计表得近似值为25
• 2、土壤微生物的功能多样性 • 指土壤微生物群落所能执行的功能范围以及这些功能
的执行过程，对自然界元素循环具有重要意义 • 如：分解功能、营养传递功能以及促进或抑制植物生长的 功能等。 • 目前一般采用底物诱导下的代谢响应模式测算土壤微 生物群落的代谢功能多样性。
• 3、土壤微生物结构多样性 • 指土壤微生物群落在细胞结构组分上的多样化程度，
近似值 数量指标首位稀释倍数 鲜土重 菌落 ，单位 MPN /g 干土重
土粒法
• 该法是将供试土壤颗粒，排列在适于某 一生理类群微生物生长的选择性固体培 养基上，这一类微生物的菌落围绕着颗 粒发育起来，由这些颗粒在试样中所占 的百分数可以得到这类菌在土壤中的含 量及其近似值。
（二）、厌氧微生物的分离与计数
近似值 数量指标首位稀释倍数 鲜土重 菌落 ，单位 MPN /g 干土重
如果在所有试管都有微生物生长的稀释度后仍有三个数字， 稀释度 10-1 10-2 ++++4 10-3 ++--2 10-4 ++--2 0 10-5 -----
生长情况 +++++ 5 读数
该系列稀释中，所有重复都有生长的稀释度是10-1，指标 是5，后面还有三个稀释度有数字，则将数量指标最后一 个数字（2）加到前一个数字（2）即544，由表查得近似 值为35
最大或然数法（MPN稀释法）
用于一些特殊功能菌的计数，如，硝化细菌和反硝化细菌
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假设被测定的微生物在稀释液中均匀分布，并 在试管中全部存活，随着稀释倍数的加大，稀释 液中微生物的数量将越来越少，直到将某一稀释 度的土壤稀释液接种到培养基上培养后，没有或 很少出现微生物，根据没有出现细菌的最低稀释 度和出现菌落的最高稀释度计算土壤中微生物的 数量。
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充氮厌氧培养法 用真空泵抽去真空干燥器中的空气，用N2、CO2H
• 或H2代替。在真空干燥器中培养严格厌氧细菌，可 • 得表面菌落。 • 焦性没食子酸吸氧法
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利用焦性没食子酸在碱性溶液中能吸收游离氧来创造 厌氧环境。
二、土壤微生物生物量的测定
• 氯仿熏蒸法 • 根据熏蒸和未熏蒸土壤释放的CO2的量计算生物量。 • 底物诱导呼吸法 • 在土壤中加入容易分解的底物进行培养，根据CO2释 放量计算。
土壤微生物研 究方法
（一）土壤微生物的物种多样性 土壤微生物的功能多样性 土壤微生物的结构多样性 土壤微生物的遗传多样性
1、土壤微生物功能多样性：
• 指土壤生态系统中微生物的物种丰富度和均一度，主 要从分类学、系统学和生物地理学角度对一定地域内物种 的现状进行研究。 • 目前主要通过培养基最大限度地培养各种菌落，由此了 解土壤中可培养的微生物种群。 •
• （三）土壤微生物与环境的关系 • 如：全球变暖、森林锐减、土壤退化都与微生物
• 有关。
• 二、土壤微生物研究方法进程 • 1676年，虎克用自制的单式显微镜观察到细菌个体
• • • • • • 1897年，毕希纳用无细胞酵母菌压榨汁中的“酒花酶” 对葡萄糖进行乙醇发酵成功，从而开创了微生物生 化研究的新时代 1953年，沃森和克里克发表了关于DNA双螺旋模型， 整个生命科学领域进入分子生物学研究阶段，是微 生物学发展史上成熟到来的标志。
基本原理：
• 土壤微生物细胞利用31种碳源进行代 谢，以代谢过程产生的酶与四唑类显 色物质（如TTC、TV）发生颜色反 应的浊度差异为基础，运用独有的显 性排列技术分析土壤微生物的代谢特 征指纹图谱，反映不同环境条件引起 的土壤微生物群落变化
• BIOLOG 测试板含有96个小孔，除对照外， 其余孔内分别含有不同的有机碳源和一种指示 剂，通过接种菌悬液，根据微生物对碳源利用 时指示剂颜色变化差异来鉴定微生物群落功能 多样性
• 腺苷三磷酸测定法 • 通过测定土壤中ATP的量测定土壤微生物量
第三节 土壤微生物多样性分析
• 土壤微生物多样性是指土壤生态系 统中微生物的物种丰富度和均一度,是 调节和维护土壤生态系统功能的关键 因素。她包括微生物群落多样性、结 构多样性及遗传多样性。
研究方法
基于培养和分离手段来揭示土壤微生物的群 落变化。 基于生物指示分子（如磷脂脂肪酸、DNA及 RNA）变异模式的土壤微生物多样性