基于核酸DNA/RNA同位素示踪技术的水稻土甲烷氧化微生物研究

【摘要】：稳定性同位素示踪复杂土壤中微生物DNA/RNA的技术难点是13C-DNA/RNA的鉴定。本研究针对我国六种典型水稻土,利用稳定性同位素13CH4示踪活性的甲烷氧化菌,超高速密度梯度离心获得不同浮力密度DNA/RNA后,以甲烷氧化菌独有的pmo A功能基因和16S r RNA特异基因作为分子标靶,通过半定量凝胶电泳技术评价了特异基因作为分子标靶判定13C-DNA/RNA的可行性,进一步利用克隆文库技术研究水稻土中的活性甲烷氧化菌群落结构。结果表明:甲烷氧化菌功能基因pmo A作为分子标靶,能够准确鉴别13C-DNA,而甲烷氧化菌特异的16S r RNA基因则能较好地区分12C和13C标记的RNA,但13C-RNA中的非目标微生物污染高于13C-DNA示踪技术。进一步以13C-DNA和13C-RNA为模板,分别构建了pmo A和16S r RNA基因的克隆文库,系统发育分析表明I型菌主导了土壤甲烷氧化过程,其中江西鹰潭和黑龙江五常土壤中活性甲烷氧化菌全部属于Ia型,而四川资阳、浙江嘉兴、江苏常熟和江都土壤中Ia型和Ib型甲烷氧化菌均有发现,并且后者比例较低。这些结果表明分子标靶基因能够有效判定复杂土壤中的甲烷氧化菌13C-DNA/RNA,在DNA和RNA水平的结果基本一致,我国典型水稻土中活性甲烷氧化菌可能存在一定的地理分异规律。 【作者单位】： 郑州轻工业学院食品与生物工程学院;土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所);
【关键词】： 水稻土 好氧甲烷氧化 稳定性同位素示踪DNA/RNA
【基金】：国家自然科学基金项目(41501276;31270147) 中国科学院战略性先导科技专项(B类)(XDB15040000)资助~~
【分类号】：S154.3
【正文快照】： (2土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京210008)甲烷是一种重要的温室气体,稻田是大气甲烷的重要源。据估算,稻田甲烷约占全球甲烷排放总量的10%[1]。微生物是稻田甲烷氧化的唯一生物源,在稻田甲烷排放过程中发挥了重要作用[2],大约30%~90%稻田

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