一株MCs降解菌的降解活性及mlr基因簇的进化来源

论文摘要

微囊藻毒素（microcystins,MCs）是一类由有毒蓝藻产生的具有肝毒性的环状七肽。mlr降解途径在MCs的生物降解过程中起到了重要的作用。然而,由于缺乏mlr基因簇的完整序列,该降解途径的进化来源目前尚不清楚。本研究从巢湖沉积物中分离出了一株MCs降解菌,并对其进行了鉴定。随后研究了该降解菌的MCLR降解特性以及环境因素对其降解能力的影响。通过PCR技术,对该降解菌的mlr基因簇部分序列进行了扩增和测序。通过构建mlr基因簇、mlrA基因以及对应的16S rDNA系统发育树,结合MCs降解菌基因组岛分析结果,对mlr基因的进化来源进行了分析。具体的研究内容及结果如下:（1）通过稀释涂布,从巢湖沉积物中分离出了一株MCs降解菌,CHF4。经16S rDNA鉴定,该菌为Sphingosinicella sp.。mlr基因检测结果表明,其采用了mlr降解途径。（2）CHF4菌在25-35℃,pH 7-9的条件下均有较高的降解能力,未观察到迟滞期,最大降解速率为0.54 mg·L-1h-1,高于大多数MCs降解菌。（3）通过PCR扩增,得到了长为5418 bp的mlr基因簇部分序列,其中包含mlrA、mlrB和mlrD基因的完整序列。CHF4菌与其他MCs降解菌的mlr基因簇相似度均在86%以上,表明mlr基因簇可能有着相同的进化来源。（4）mlr基因簇的系统发育分析结果表明,mlr基因簇的四个基因共同进行进化。通过对MCs降解菌的基因组序列进行分析,发现mlr基因簇位于基因组岛上,进一步证明了mlr基因簇的共同进化。（5）mlr基因簇和16S rDNA系统发育分析表明,mlr基因簇最初通过基因组岛的水平基因转移进入到sphingomonads的基因库中,然后通过垂直遗传被其中的一些菌株继承下来。sphingomonads之外的菌株可能通过近期的水平基因转移获得了mlr基因簇。本文的研究结果加深了对mlr基因簇进化来源的认识,不仅很好地揭示了mlr基因簇在细菌中的分布,还有助于对整个mlr降解途径的了解,对于MCs污染的环境风险评估具有重要意义。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 微囊藻毒素
•   1.2 MCs自然条件下的归趋
•   1.3 MCs降解菌
•   1.4 MCs微生物降解机理
•   1.5 mlr基因的进化来源
•   1.6 研究内容与意义
• 第2章 MC降解菌的分离和鉴定
•   2.1 实验材料
•     2.1.1 实验试剂
•     2.1.2 实验仪器
•     2.1.3 沉积物来源
•     2.1.4 MCs来源
•     2.1.5 培养基的配制
•     2.1.6 生化试剂
•     2.1.7 引物
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 MCs的检测
•     2.2.2 MCs降解菌的分离
•     2.2.3 MCs降解菌的鉴定
•     2.2.4 mlr基因的检测
•   2.3 结果与讨论
•     2.3.1 MCs降解菌分离结果
•     2.3.2 CHF4 菌的鉴定
•     2.3.3 CHF4 菌的降解机理
•   2.4 小结
• 第3章 CHF4 菌降解MCLR的影响因素研究
•   3.1 实验材料与方法
•     3.1.1 实验材料
•     3.1.2 CHF4 菌对MCLR的降解及其生长曲线的测定
•     3.1.3 温度对CHF4 菌降解MCLR的影响
•     3.1.4 pH对 CHF4 菌降解MCLR的影响
•   3.2 结果与讨论
•     3.2.1 CHF4对MCLR的降解及生物量的变化
•     3.2.2 温度对CHF4 菌降解MCLR的影响
•     3.2.3 pH对 CHF4 菌降解MCLR的影响
•   3.3 小结
• 第4章 CHF4 菌的mlr基因簇及其进化来源
•   4.1 实验材料
•   4.2 实验方法
•     4.2.1 CHF4菌mlr基因簇部分序列的获得
•     4.2.2 系统发育分析
•     4.2.3 基因组岛分析
•   4.3 结果与讨论
•     4.3.1 CHF4菌mlr基因簇分析
•     4.3.2 mlr基因簇的进化来源
•   4.4 小结
• 第5章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间已发表的论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 覃练

导师: 陈晓国

关键词: 微囊藻毒素,基因簇,进化来源,基因组岛

来源: 武汉理工大学

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: 武汉理工大学

分类号: X172

DOI: 10.27381/d.cnki.gwlgu.2019.000626

总页数: 70

文件大小: 3694K

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