内切葡聚糖酶产生菌和溶磷菌多样性研究

论文摘要

环境微生物是生物地球化学循环的主要推动者,对生态系统的构建和维护起着重要作用,是一类重要的微生物资源。应用宏基因组测序探测方法,筛查、收集不同环境细菌资源的基因信息,根据细菌纯培养物的酶学特性,筛选收集特定环境的生态功能菌株,为微生物资源的高质量应用提供新思路,具有广阔的研究前景。本研究以实验室前期工作为基础,主要开展内切葡聚糖酶基因和碱性磷酸酶基因筛查,内切葡聚糖酶产生菌和溶磷菌的筛选,以及功能菌株的分类学研究,以期收集到一批功能基因信息和优良的菌株资源。1)应用宏基因组测序方法,从纤维素相对丰富的环境中检测到分属于23种内切葡聚糖酶基因类型的220个内切葡聚糖酶基因,其中的优势基因是糖苷水解酶家族GH5和GH9的内切葡聚糖酶基因,丰度分别为1.14E-02%和4.6E-03%。宏基因序列信息在数据库中对照检索显示,糖苷水解酶家族GH5和GH9的内切葡聚糖酶基因分别来源于细菌域的6门-12纲-17目-30属和6门-10纲-10目-9属。采用以CMC-Na为唯一 C源的平板筛选法,从410株细菌纯培养物中筛选得到内切葡聚糖酶产生菌113株,隶属于3门-13目-28属。其中,菌株CPCC 204705T 与其最近缘菌Cellulomonas oligotrophioa JCM 17534T 的 16S rRNA 基因相似性较低（98.54%）,提示其可能是Cellulomonas属的一个新物种。全基因组序列分析发现,菌株CPCC 204705T基因组中含有糖苷水解酶家族GH5、GH6和GH9的内切葡聚糖酶基因。2)通过宏基因组序列分析手段从富营养化水库底泥环境样品中检测到69个碱性磷酸酶基因,分属于碱性磷酸酶D基因和碱性磷酸酶A基因,它们检测环境中的丰度分别为3.58E-03%和2.58E-03%;碱性磷酸酶D基因主要来源于细菌域的7门-10纲-14目-15属的菌株;碱性磷酸酶A基因主要来源于细菌域的4门-8纲-10目-8属。采用鸡蛋黄平板法（初筛）和有机磷液体筛选法（复筛）,从583株细菌纯培养物中,筛选得到归属于3门-4纲-8目-15属的53株溶磷菌。其中,菌株CPCC 204705T具有良好的碱性磷酸酶活性,从其全基因序列中检测到了 phoA基因。3)应用多相分类学手段对兼具内切葡聚糖酶和碱性磷酸酶活性菌株CPCC 204705T进行了系统分类学研究,确定菌株CPCC 204705T为Cellulomonas属的一个新种,根据菌株的来源环境,将其命名为土居纤维单胞菌新种Cellulomonas telluris sp.nov.。

论文目录

• 中英文缩写词列表
• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 前言
•   1. 引言
•   2. 内切葡聚糖酶产生菌的生态学意义
•     2.1 内切葡聚糖酶产生菌来源环境多样性
•     2.2 细菌源内切葡聚糖酶多样性
•     2.3 内切葡聚糖酶产生菌多样性
•   3. 溶磷菌研究的生态学意义
•     3.1 溶磷菌来源环境多样性
•     3.2 溶磷菌的基因多样性
•     3.3 溶磷菌多样性
• 第二章 内切葡聚糖酶产生菌多样性
•   引言
•   1. 实验材料和方法
•     1.1 实验材料
•     1.2 实验方法
•   2. 实验结果和分析
•     2.1 内切葡聚糖酶基因及来源菌多样性
•     2.2 细菌来源的CAzyme内切葡聚糖酶基因
•     2.3 内切葡聚糖酶产生菌筛选结果
• T的内切葡聚糖酶基因'>    2.4 菌株CPCC 204705^T的内切葡聚糖酶基因
•   3. 讨论
•   4. 小结
• 第三章 溶磷菌的多样性
•   引言
•   1. 实验材料和方法
•     1.1 实验方法
•     1.2 实验方法
•   2. 实验结果与分析
•     2.1 环境样品中检测的碱性磷酸酶基因
•     2.2 碱性磷酸酶基因来源细菌多样性
•     2.3 溶磷菌的筛选结果
• T的碱性磷酸酶基因'>    2.4 溶磷菌CPCC 204705^T的碱性磷酸酶基因
•   3. 讨论
•   4. 小结
• T的多相分类研究'>第四章 菌株CPCC 204705^T的多相分类研究
•   1. 实验材料和方法
•     1.1 实验材料
•     1.2 实验方法
•       1.2.1 生理生化特征检测
•       1.2.2 菌落和细胞形态观察
•       1.2.3 化学成分分析
•       1.2.4 分子分类特征
• T的分类研究结果'>  2. 菌株CPCC 204705^T的分类研究结果
•     2.1 培养条件、菌落及菌体形态观察
•     2.2 生理生化实验结果
•     2.3 细胞化学组分检测结果
•     2.4 分子分类特征
• T的分类学描述'>    2.5 新物种CPCC 204705^T的分类学描述
•   3. 小结
• 总结
• 参考文献
• 文献综述 内切葡聚糖酶产生菌的分离、筛选和识别
•   参考文献
• 发表论文及会议摘要
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 石云雷

导师: 张玉琴

关键词: 宏基因组,内切葡聚糖酶基因,碱性磷酸酶基因,纤维单胞菌属

来源: 北京协和医学院

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用

单位: 北京协和医学院

基金: 国家自然科学基金(31670010),国家微生物资源平台建设(NIMR-2016-3),中国医学科学院医学与健康创新工程(CIFMS 2016-I2M-2-002)

分类号: Q93;X832

DOI: 10.27648/d.cnki.gzxhu.2019.000534

总页数: 92

文件大小: 6394K

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