近海細(xì)菌多相分類和基因組研究以及深海沉積物宏基因組分析.pdf

1、海洋是地球上最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，蘊(yùn)藏著豐富的微生物資源。對(duì)海洋微生物資源的研究，不僅在生物的起源演化、環(huán)境適應(yīng)機(jī)制及其生態(tài)作用等方面具有重要的理論價(jià)值，對(duì)將海洋微生物應(yīng)用于生物材料、醫(yī)藥食品和環(huán)境治理等領(lǐng)域也具有一定的指導(dǎo)意義。本論文圍繞近海和深海兩個(gè)典型的海洋生境，針對(duì)近海來(lái)源的特色菌株進(jìn)行多相分類學(xué)研究，并圍繞其中一株特色菌株的基因組，分析其環(huán)境適應(yīng)機(jī)制；采用宏基因組學(xué)方法研究海山區(qū)深海沉積物的微生物生理代謝特征以及環(huán)境適應(yīng)機(jī)制。

2、
　　 首先，采用多相分類學(xué)研究方法對(duì)分離自中國(guó)東海的七個(gè)特色菌株進(jìn)行鑒定和描述。建立了一個(gè)新屬(海洋桿菌屬Pelagibacterium gen.nov.，以耐鹽海洋桿菌Pelagibacterium halotolerans為標(biāo)準(zhǔn)種，以淡黃海洋桿菌Pelagibacterium luteolum為參考種)、四個(gè)海洋輕度嗜鹽細(xì)菌新種(運(yùn)動(dòng)海桿菌Marinobacter mobilis、浙江海桿菌Marinobacterzhej

3、iangensis、反硝化海細(xì)菌Marinobacterium denitrificans和棲沉積物海細(xì)菌Marinobacterium sediminicola)以及一個(gè)海洋耐鹽細(xì)菌新種(海洋魯杰氏菌Ruegeria marina)，豐富了中國(guó)近海微生物種質(zhì)資源。
　　 其次，針對(duì)多相分類學(xué)鑒定的海洋耐鹽細(xì)菌新屬菌株P(guān)elagibacteriumhalotolerans B2T進(jìn)行基因組測(cè)序和分析。其基因組由一個(gè)環(huán)狀染色體和一

4、個(gè)環(huán)狀質(zhì)粒組成?；蚪M分析表明，菌株B2T通過(guò)多種機(jī)制適應(yīng)寡營(yíng)養(yǎng)且高鹽的海洋環(huán)境?；蚪M編碼較多碳水化合物和氨基酸代謝途徑以及大量TRAP轉(zhuǎn)運(yùn)體，還有PQQ依賴醇脫氫酶和芳香族化合物降解酶，說(shuō)明該菌株通過(guò)多元的代謝途徑適應(yīng)寡營(yíng)養(yǎng)的海洋環(huán)境；菌株B2T可通過(guò)合成和轉(zhuǎn)運(yùn)四氫嘧啶類和甜菜堿類物質(zhì)調(diào)節(jié)滲透壓來(lái)適應(yīng)海洋高鹽環(huán)境；鞭毛組裝系統(tǒng)和趨化性調(diào)節(jié)蛋白，幫助該菌株適應(yīng)海洋浮游生活并趨利避害；基因組中有較多的重金屬還原和耐受相關(guān)基因，推測(cè)該菌株

5、可能有較強(qiáng)的重金屬耐受能力；此外，該菌株的多糖合成和降解、芳香族化合物降解和四氫嘧啶類化合物合成等相關(guān)基因有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。
　　 最后，針對(duì)海山區(qū)深海沉積物宏基因組，采用fosmid末端測(cè)序、16S rRNA基因篩選和基因組片段測(cè)序的方法，獲得2133個(gè)fosmid末端序列和9個(gè)微生物基因組片段，分析微生物在該低溫、高壓、高鹽和富含重金屬環(huán)境的基因組組成、代謝特征、適應(yīng)機(jī)制和生態(tài)功能。研究結(jié)果表明，微生物在該海山區(qū)深海沉積