一株极端嗜盐古菌YIM 93972的多相分类与形态学的初步研究

论文摘要

嗜盐古菌是一类广泛分布在高盐环境的微生物,在这种特殊的环境条件下,尤其是生存于极端高盐地区的古菌,具有一些特殊的形态、生理、细胞膜化学组分特征与适应机制。嗜盐古菌研究对推动分类学研究,揭示生命运动基本规律和物种起源以及微生物与生态环境的相互作用具有重要意义。由于其在生物进化系统中的地位特殊性和在工业领域应用的潜在价值,嗜盐古菌成为研究微生物资源、分类和探索微生物生理机制的宝贵资源。本实验室在研究产丝、生孢嗜盐放线菌资源过程中,意外从新疆七角井盐湖沉积物样品中分离得到的一株嗜盐古菌YIM 93972。这株嗜盐古菌的生长所需最适盐浓度为25%NaCl（w/v）,确认为一株极端嗜盐古菌。与其他古菌不同的是,该菌株呈现Streptomyces-like菌落,具有产菌丝产孢子能力,是目前为止首次发现的具有形态发育分化、可以用孢子繁殖的古菌,十分特殊,具有重要的科学研究价值。运用多相分类学方法,确认其分类地位为一个嗜盐古菌候选新属。通过全基因组测序得到YIM 93972基因组全图,基因组大小为3748058bp。全基因组完成图包含了两个染色体与三个质粒。COG数据库对比显示菌株共编码3744个蛋白质基因,通过KEGG数据库分析,基因编码的蛋白质共参与137条代谢信号通路。由于YIM 93972形态的特殊性,本实验从多角度对该菌株进行了培养特征研究。1、菌落形态。八种培养基培养特征实验结果为,YIM93972可以在ISP2,ISP 3,ISP 4,JCM 168,NA培养基中生长,并且在ISP 4培养基中气生菌丝发达。ISP 4培养基不同盐浓度及培养时间的培养特征结果为,在ISP4培养基中,气生菌丝的最适生长盐浓度在20%-25%NaCl（w/v）之间。2、显微形态。ISP4培养基液体培养特征扫描电镜结果为,观察发现其菌体呈丝状,菌丝十分发达,在菌丝体的末端有孢子链形成,同样的形态特征在ISP4培养基固体培养条件下观察到。超薄切片处理后,透射电镜观察结果为,菌体的横截面为圆形或椭圆形,其孢子直径大约为300-400nm。实验表明,在不同培养条件下,该菌株都具有稳定的形态特征,能够产生菌丝、产生孢子。为了今后从微生物组学水平揭示该菌株形态发育的机制,本实验还进行了 NTG诱变及单因子培养研究。通过NTG诱变及连续四次传代,获得了两个形态过渡型菌株,三个形态突变型菌株。并对其进行了双丙氨膦耐药性实验,初步进行菌丝发育机制的实验验证。用ISP 4培养基与JCM 168培养基进行单因子变量实验,发现Mg2+与氮源类型对YIM 93972的气生菌丝生长具有重要影响。这些前期研究,为今后该菌株的形态发育机制的揭示提供了研究材料及实验数据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章: 绪论
•   1 古菌的发现与现状
•     1.1 古菌与三域学说
•     1.2 古菌的分类学研究进展
•     1.3 古菌的形态特征
•   2 古菌与真核生命起源假说
•     2.1 细胞融合假说
•     2.2 原核生物起源假说
•     2.3 古菌起源假说说
•   3 嗜盐古菌的研究进展
•     3.1 极端嗜盐微生物
•     3.2 嗜盐古菌研究现状
•     3.3 嗜盐古菌的应用潜力
•   4 研究内容、目的及意义
•     4.1 研究目的及意义
•     4.2 研究内容
•     4.3 技术路线
• 第二章: YIM93972的多相分类研究
•   1 前言
•   2 材料与方法
•     2.1 实验菌株
•     2.2 形态特征观察实验
•     2.3 生理生化特性实验
•       2.3.1 生长温度实验
•       2.3.2 NaCl耐受实验
•       2.3.3 PH耐受实验
•       2.3.4 唯一碳源利用实验
•       2.3.5 唯一氮源利用实验
•       2.3.6 抗生素敏感性实验
•       2.3.7 代谢产物实验
•       2.3.8 酶学特征实验
•     2.4 细胞化学组分实验
•       2.4.1 极性脂提取与分析
•       2.4.2 甲基萘醌提取与分析
•     2.5 YIM 93972分子生物学实验
•       2.5.1 DNA G+C mol%含量的测定
•       2.5.2 16SrRNA基因序列分析
•   3 多相分类结果
•     3.1 系统发育分类结果
•     3.2 形态特征
•     3.3 生理生化特征结果
•     3.4 化学分类结果
•       3.4.1 磷脂分析结果
•       3.4.2 醌组结果
•       3.4.3 DNA G+C mol%含量的测定结果
•     3.5 YIM 93972与平行菌株对比结果
•     3.6 YIM 93972全基因组序列分析结果
•       3.6.1 YIM 93972全基因组信息
•       3.6.2 YIM 93972基因簇分析
•   4 本章小结
• 第三章: YIM93972的形态学特征初步研究
•   1 前言
•   2 材料与方法
•     2.1 实验菌株
•     2.2 YIM 93972野生型形态学实验
•       2.2.1 培养特征实验
•       2.2.2 不同盐浓度下YIM 93972在ISP4培养基室生长情况实验
•       2.2.3 YIM 93972液体培养条件下的扫描电镜特征观察
•       2.2.4 YIM 93972孢子超薄切片的显微形态特征观察
•     2.3 YIM 93972培养基单因子变量实验观察菌落变化
•       2.3.1 ISP4培养基单因子实验
•       2.3.2 JCM 168培养基单因子实验
•       2.3.3 JCM 168培养基不同氮源实验
•     2.4 突变菌株的培育与形态观察
•       2.4.1 YIM 93972菌株NTG诱变
•       2.4.2 诱变菌株的原代培养
•       2.4.3 诱变菌株第一代培养
•       2.4.4 诱变菌株第二代培养
•       2.4.5 诱变菌株第三代培养
•       2.4.6 YIM 93972突变型菌株与过渡型菌株的扫描电镜观察
•       2.4.7 YIM 93972孢子分化抑制实验
•   3 结果与讨论
•     3.1 YIM 93972野生型形态学实验结果
•       3.1.1 八种培养基条件下菌落形态特征
•       3.1.2 培养基ISP4不同盐浓度下菌株YIM 93972生长情况
•       3.1.3 菌株孢子液体培养条件下的扫描电镜形态特征观察
•       3.1.4 菌株YIM 93972超薄切片透射电镜观察
•     3.2 培养基单因子变量实验观察菌落结果
•       3.2.1 ISP4培养基单因子条件实验生长结果
•       3.2.2 JCM168培养基更换碳氮源生长结果
•       3.2.3 JCM 168培养基不同唯一氮源实验生长结果
•     3.3 诱变菌株的培育与形态观察
•       3.3.1 NTG诱变结果
•       3.3.2 原代培养结果
•       3.3.3 第一代培养结果
•       3.3.4 第二代培养结果
•       3.3.5 第三代培养结果
•       3.3.6 YIM93972突变菌株与过渡菌株电镜观察
•       3.3.7 YIM93972孢子分化抑制实验结果
•   4 本章小结
• 第四章: 总结与展望
• 附录
• 参考文献
• 硕士期间研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵钰荣

导师: 唐蜀昆

关键词: 极端嗜盐古菌,菌种鉴定,基因组分析,形态学

来源: 云南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 云南大学

分类号: Q934

总页数: 69

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