近海細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，蘊藏著豐富的微生物資源。對海洋微生物資源的研究，不僅在生物的起源演化、環(huán)境適應機制及其生態(tài)作用等方面具有重要的理論價值，對將海洋微生物應用于生物材料、醫(yī)藥食品和環(huán)境治理等領域也具有一定的指導意義。本論文圍繞近海和深海兩個典型的海洋生境，針對近海來源的特色菌株進行多相分類學研究，并圍繞其中一株特色菌株的基因組，分析其環(huán)境適應機制；采用宏基因組學方法研究海山區(qū)深海沉積物的微生物生理代謝特征以及環(huán)境適應機制。

2、
　　 首先，采用多相分類學研究方法對分離自中國東海的七個特色菌株進行鑒定和描述。建立了一個新屬(海洋桿菌屬Pelagibacterium gen.nov.，以耐鹽海洋桿菌Pelagibacterium halotolerans為標準種，以淡黃海洋桿菌Pelagibacterium luteolum為參考種)、四個海洋輕度嗜鹽細菌新種(運動海桿菌Marinobacter mobilis、浙江海桿菌Marinobacterzhej

3、iangensis、反硝化海細菌Marinobacterium denitrificans和棲沉積物海細菌Marinobacterium sediminicola)以及一個海洋耐鹽細菌新種(海洋魯杰氏菌Ruegeria marina)，豐富了中國近海微生物種質資源。
　　 其次，針對多相分類學鑒定的海洋耐鹽細菌新屬菌株Pelagibacteriumhalotolerans B2T進行基因組測序和分析。其基因組由一個環(huán)狀染色體和一

4、個環(huán)狀質粒組成?；蚪M分析表明，菌株B2T通過多種機制適應寡營養(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轉運體，還有PQQ依賴醇脫氫酶和芳香族化合物降解酶，說明該菌株通過多元的代謝途徑適應寡營養(yǎng)的海洋環(huán)境；菌株B2T可通過合成和轉運四氫嘧啶類和甜菜堿類物質調節(jié)滲透壓來適應海洋高鹽環(huán)境；鞭毛組裝系統(tǒng)和趨化性調節(jié)蛋白，幫助該菌株適應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基因，推測該菌株

5、可能有較強的重金屬耐受能力；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基因有重要的潛在應用價值。
　　 最后，針對海山區(qū)深海沉積物宏基因組，采用fosmid末端測序、16S rRNA基因篩選和基因組片段測序的方法，獲得2133個fosmid末端序列和9個微生物基因組片段，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、適應機制和生態(tài)功能。研究結果表明，微生物在該海山區(qū)深海沉積