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异化铁还原微生物以其特有的生态意义而受到普遍的关注。近年来对于异化铁还原微生物应用价值的研究主要集中在利用其对有机污染物进行降解、异化铁还原微生物对甲烷抑制的作用、异化铁还原微生物对土壤中重金属污染物以及放射性物质的固定及解毒作用、微生物燃料电池的开发等方面。关于淹水水稻土尤其是中国典型水稻区异化铁还原微生物的群落结构及丰度的变化研究的报道并不多。本论文利用PCR-DGGE和Real-time PCR技术分别分析了厌氧非种植水稻土淹水微环境模式系统下汉中水稻土中地杆菌科微生物、芽孢杆菌属微生物和贵州水稻土中梭菌属微生物、芽孢杆菌属微生物的群落结构和丰度变化特征,并讨论群落结构多样性及丰度变化与异化铁还原能力变化的关系,为研究异化铁还原微生物在重金属污染土壤修复及其在铁元素的地球化学循环中的作用提供必要的理论依据。汉中水稻土实验结果如下:(1)通过对汉中水稻土地杆菌科及芽孢杆菌属微生物的DGGE图谱利用QuantityOne软件,及基于优势DGGE条带的DNA序列的PCA分析发现,在培养前期群落结构变化较大,而在淹水培养后期群落结构趋于稳定。(2)淹水培养过程中多样性指数有交错变化特征,地杆菌科微生物多样性指数总体在1h-1d变化较大,而20d-30d变化较小。芽孢杆菌属微生物则表现为1h到5d多样性指数变化较大,而20d-30d变化较小。(3)汉中水稻土中地杆菌科及芽孢杆菌属微生物在1d丰度最大,而10d最小。地杆菌科微生物拷贝数在1h-1d期间急剧上升,而1d-10d又呈下降趋势,而以后又呈上升趋势,20d-30d期间地杆菌科微生物的拷贝数变化较小。芽孢杆菌属微生物16SrDNA拷贝数在1h-1d呈上升趋势,1d达到最大,1d-10d期间又呈下降趋势,10d为最低,之后丰度又有所上升。(4)通过对汉中水稻土地杆菌科及芽孢杆菌属微生物的优势菌Blast比对,并构建系统发育树发现,淹水培养过程中地杆菌科及芽孢杆菌属微生物在进化关系上与已知的中国典型水稻土的有相似之处,并且发现地杆菌科及芽孢杆菌属微生物微生物在土壤污染修复方面具有着较大的潜力。贵州水稻土实验结果如下:(1)贵州水稻土中Fe(Ⅱ)浓度从1h到8d呈快速增加,培养10d后速率逐渐下降,在25d后基本趋于稳定,维持在恒定水平;采用Logistic模型拟合,最大铁还原潜势为4.07mg/g,最大反应速率(Vmax)为0.35mg/(g.d),最大反应速率对应的时间(TVmax)为3.97d。(2)通过对贵州水稻土梭菌属及芽孢杆菌属的DGGE图谱利用QuantityOne软件,及PCA分析发现,在培养前期群落结构变化较大,而在淹水培养后期群落结构趋于稳定。(3)贵州水稻土淹水培养过程梭菌属微生物多样性指数基本表现为20d最大,1d最小,芽孢杆菌属微生物多样性指数基本表现为10d最大,30d最小。但在培养后期两类微生物的多样性指数都较为接近。(4)贵州水稻土淹水培养过程中芽孢杆菌及梭菌属微生物在1h处理相对丰度最小,而在1d相对丰度最大。芽孢杆菌属微生物总体趋势在1d后呈下降趋势,梭菌属微生物则表现为先下降后上升。在淹水培养后期相对丰度变化较小。(5)贵州水稻土梭菌属及芽孢杆菌属微生物的优势菌Blast比对和系统发育树分析发现,淹水培养过程中不同水稻土中梭菌属及芽孢杆菌属微生物在进化关系上有相似之处,并且也发现梭菌属及芽孢杆菌属微生物与具有土壤污染修复的菌属聚为一体。综合以上结果表明,淹水培养过程中供试水稻土的异化铁还原微生物的群落结构及丰度发生了较为明显的变化,这些变化与水稻土中Fe(III)的还原速率变化密切相关。