| 题名 | 北极海洋沉积物细菌群落结构及其胞外水解酶研究 |
| 作者 | 张良 |
| 答辩日期 | 2018-06-01 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 国家海洋局第一海洋研究所 |
| 授予地点 | 青岛 |
| 导师 | 林学政 |
| 关键词 | 北极 细菌群落结构 微生物多样性 胞外水解酶 |
| 英文摘要 | 北极地区的低温、寡营养、强辐射等特殊环境因素,造就了独特的微生物生态系统,北极微生物可以通过代谢功能的调整和适冷酶的合成来适应这种极端环境。本文利用高通量测序技术对中国第七次北极科学考察采集的14个站位的海洋沉积物样品进行了细菌群落结构分析,探讨了其与沉积物理化因子之间的关系;并利用改良的海水ZoBell 2216E培养基和稀释涂布培养法对37个站位的海洋沉积物和24个站位的上覆水样品进行了可培养细菌的分离纯化与多样性分析,并对其中部分菌株进行了胞外水解酶的活性测定。通过对14个站位北极海洋沉积物的基于16S rRNA V3+V4的高通量测序,总共得到了1,416,738个有效序列,在97%相似性水平上共计获得了1283个OTUs。在门水平上,变形杆菌门具有较高的序列丰度(29.79%–62.86%),蓝细菌门的序列丰度也比较高,但各站位之间差异较大(0.03%–38.64%)。在纲水平上,γ-变形杆菌纲和δ-变形杆菌纲的丰度较大,其相对含量分别为6.82%–39.47%和6.98%–35.22%;α-变形菌纲在不同站位的相对丰度差异也较为明显(0.48%–34.29%)。在属水平上,各站位的优势菌属差异更为明显,总体上以脱硫球菌属、邻单胞菌属和Lutimonas等占优势。PCoA和PCA分析显示,不同站位的细菌群落结构与取样站位的深度有着密切关系,蓝细菌门的相对含量与采样站位的深度显著负相关。CCA分析显示,取样深度、NO_2~--N和NO_3~--N是影响细菌门类的主要沉积物理化因子。从37个站位的北极海洋沉积物以及24个站位的上覆水样品中共分离获得了428株细菌;基于16S rRNA基因序列的分子鉴定与系统发育分析表明,其分属于4个门、6个纲、12个目、24个科、51个属和101个种;其中,从沉积物样品中分离获得的298株菌株分属于4个门、6个纲、12个目、22个科、44个属和80个种,从上覆水样品中分离获得的130株菌株分属于4个门、5个纲、11个目、18个科、30个属和49个种。γ–变形杆菌的数量与种类最为丰富,占总菌株数的50.00%和总种数的53.47%;从沉积物和上覆水中分别获得了33株和3株与模式菌株的16S rRNA基因序列的相似性小于97%的菌株,分别代表4个和2个潜在的新种。北极海洋沉积物和上覆水中可培养细菌具有丰富的多样性与新颖性,具有巨大的潜在应用价值。基于筛选培养基平板,对分离到的352株细菌进行了蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等9种胞外水解酶的活性初筛。结果表明,绝大多数菌株(81.53%)可产生至少1种以上的胞外水解酶,其中10.51%的菌株可产生7种以上的胞外水解酶;产明胶酶的菌株数量最多,可达64.49%,产β–半乳糖苷酶的菌株次之,达54.55%;产卵磷脂酶的菌株数量最少,仅占10.51%。对初筛活性较强的部分产酪蛋白酶、卡拉胶酶、琼胶酶和脂肪酶菌株进行了培养液上清酶活性的测定,发现各菌株之间的酶活差异性很大。对产蛋白酶活性较强的菌株的酶促抑制试验和酶谱分析表明,其产生的蛋白酶至少受到两种酶促抑制剂的显著抑制,并能产生至少三种分子量不同的蛋白酶。总之,本研究丰富了极地产胞外水解酶菌株的菌种资源库,为北极微生物资源的开发和利用打下了基础。 |
| 语种 | 中文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.fio.com.cn:8080/handle/2SI8HI0U/7447]  |
| 专题 | 支撑保障部门_后勤服务与基建中心 |
| 作者单位 | 国家海洋局第一海洋研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张良. 北极海洋沉积物细菌群落结构及其胞外水解酶研究[D]. 青岛. 国家海洋局第一海洋研究所. 2018. |
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