南極適冷菌psychrobactersp.g的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究與熱激蛋白基因hsp845冷激蛋白基因csp2039的表達(dá)分析

1、南極適冷菌P s y c h r o b a c t e r s p ·G 的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究與熱激蛋白基因H s p 8 4 5 ／冷激蛋白基因C s p 2 0 3 9 的表達(dá)分析學(xué)位論文完成日期：≯I k ¨．巧指導(dǎo)教師簽字：答辯委員會成員簽字：花} 澎職痹| 。豸繃禹磅一 事悴7 乞渺／∥ ／摘要南極適冷菌P s y c h r o b a c t e r s p ．G 的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究與熱激蛋白基因H s p 8

2、 4 5 ／冷激蛋白基因C s p 2 0 3 9 的表達(dá)分析摘要南極具有長年低溫、干燥、低營養(yǎng)、強(qiáng)輻射及溫度變化大等特點(diǎn)。在這一特殊的生態(tài)系統(tǒng)中，動植物資源非常稀少，卻蘊(yùn)藏了極為豐富的微生物資源。本文以南極適冷菌P s y c h r o b a c t e r s p ．G 為研究對象，通過基因組和轉(zhuǎn)錄組測序研究其與低溫適應(yīng)相關(guān)的關(guān)鍵功能基因，并利用q R T ．P C R 和W e s t e r nB l o t 技術(shù)分別從轉(zhuǎn)錄

3、水平和翻譯水平研究熱激蛋白基因H s p 8 4 5 和冷激蛋白基因C s p 2 0 3 9 在不同溫度／鹽度脅迫條件下的表達(dá)情況，以期揭示該菌株對南極極端惡劣環(huán)境的分子適應(yīng)機(jī)制。基因組測序表明，P s y c h r o b a c 胞rs p ．G 的全基因組包括1 條環(huán)形染色體和3個質(zhì)粒( P s y _ G 2 6 、P s y _ G 4 和P s y _ G 3 ) ；環(huán)形染色體全長共3 , 0 7 9 ，4 3 8 b

4、p ，G + C含量為4 2 ．4 4 ％：其中有2 5 7 8 個O R F 在G e n b a n k 數(shù)據(jù)庫中通過B l a s t 比對找到了同源序列。利用B l a s t 2 G O 軟件將具有同源序列的2 5 7 8 個O R F 進(jìn)行了G O 語義分析，發(fā)現(xiàn)其中共有1 8 6 2 個O R F 的基因功能得到注釋。從分子功能、生物學(xué)途徑和細(xì)胞組件三個方面進(jìn)行的聚類分析表明，有9 1 個基因編碼的蛋白參與細(xì)胞對刺激的應(yīng)答

5、( c e l l u l a r r e s p o n s et os t i m u l u s ) ；還有7 3 個基因編碼的蛋白質(zhì)參與脅迫應(yīng)答( r e s p o n s e t os t r e s s ) 。選取G r p E 家族的基因H s p 8 4 5 ( P S Y C G1 3 3 0 5 )和C s p A 家族的基因C s p 2 0 3 9 ( P S Y C G0 2 9 3 0 ) 分別從m R N

6、 A 水平和蛋白水來研究其在菌株G 溫度／鹽度脅迫適應(yīng)中的作用。利用R N A ．s e q 技術(shù)分別對高溫脅迫( 3 0 ℃) 、低溫脅迫( 0 ℃) 和最適生長溫度( 2 0 ℃) 三種條件下P s y c h r o b a c t e r s p ．G 的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了測序。測序結(jié)果表明，對照組( 2 0 ℃) 的高質(zhì)量序列為2 1 ，3 3 2 ，4 8 2 條，高質(zhì)量堿基達(dá)2 , 0 9 4 ，0 2 2 ，2 5 7b p

7、；高溫( 3 0 ℃) 處理組( H ) 的高質(zhì)量序列為2 0 ，1 5 3 ，1 6 4 條，高質(zhì)量堿基達(dá)1 , 9 7 7 ，6 8 2 ，5 3 6b p ；低溫( O ℃) 處理組( L ) 的高質(zhì)量序列為2 3 ，3 5 2 ，5 5 4 條，高質(zhì)量堿基達(dá)2 , 2 9 3 ，1 5 3 ，4 2 2b p 。轉(zhuǎn)錄組的比較分析表明，高溫( 3 0 ℃) 脅迫相對于對照組( 2 0 ℃) ，菌株G 中表達(dá)量上升的基因有1 3 4