明永冰川低温微生物多样性初步研究

论文摘要

冰川是较为独特的生态系统,由于其低温、寡营养的环境为生命和生命大分子物质的保存提供了较为理想的环境,因此被认为是研究宇宙生命进化和地球环境演化等重大问题的“活化石”,而且也是一个天然的微生物“贮藏库”。因而我们对这一特殊生态系统中微生物的研究可以为古气候的模拟提供信息,采集地球生命和寒区环境协同变化的信息,研究生命的进化以及极端环境下的生物学特性,发掘对人类有用的特殊基因和嗜冷微生物及其分泌产物。本项研究以云南省低纬度、低海拔的明永冰川样品为实验材料,利用分离培养的手段,对该地区低温微生物多样性进行了初步研究。从来自冰川低温环境中的样品中共筛选分离出可培养的微生物菌株29株,其中细菌22株,真菌7株。7株真菌均能在4～25℃生长,不能在37℃生长;通过菌落形态和显微形态对比分析,对7株低温真菌进行了初步分类鉴定,具体为:2株属于青霉属(Penicillium),2株属于无孢菌群(Mycellia sterilia),1株属于枝孢属(Cladosporium),1株属曲霉属(Aspergillus),另1株属于亚黑团孢属(Periconiella)。利用形态观察技术、生理生化鉴定技术、16S rRNA基因系统发育分析技术对22株细菌进行了鉴定。结果表明:菌株MY14011能在4～13℃生长,25℃不生长,菌株MY1402能在4～37℃生长,42℃不生长,其余20株细菌均能在4～25℃生长,37℃不生长,推测菌株MY14011为嗜冷菌(Psychrophilies),菌株MY1402和其余20株菌均为耐冷菌(Psychrotrophs);大多数菌株为杆状,革兰氏阴性,抗性和产酶情况区别较大,大多数生理生化特性接近或相同;16S rRNA基因系统发育分析表明:1株菌属于色杆菌属(Chromobacterium),1株菌属于黄杆菌属(Flavobacterium),2株菌属于节杆菌属(Arthrobacter),其余18株菌均属于假单胞菌属(Pseudomonas)。本次对明永冰川低温微生物多样性的初步研究获得了一批重要的菌种资源,了解了该地区微生物多样性的特点,为进一步的深入了解菌群多样性提供了科学依据。但通过纯培养分离地方法对多样性了解尚不够全面,今后应进一步增加研究方法,更客观地反映明永冰川地区微生物多样性的信息,不断提高冰川微生物的研究水平。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 低温微生物概述
• 1.1.1 冷适应微生物的生态分布
• 1.1.2 冷适应微生物的冷适应机制
• 1.1.3 冷适应微生物的应用与前景
• 1.2 冰川及其冰川微生物多样性研究概况
• 1.2.1 冰川简介
• 1.2.2 冰川微生物的分布及其影响因素
• 1.2.3 冰川低温微生物多样性研究现状
• 1.3 立题依据
• 第二章 低温真菌的分离与鉴定
• 2.1 材料
• 2.1.1 样品采集
• 2.1.2 培养基
• 2.2 方法与步骤
• 2.2.1 划线法
• 2.2.2 土壤颗粒法
• 2.2.3 菌株生长温度范围
• 2.2.4 显微观察
• 2.2.5 菌种保藏
• 2.3 结果
• 2.3.1 菌落形态
• 2.3.2 显微形态
• 2.3.3 鉴定结果
• 2.3.4 菌株生长温度范围
• 2.4 分析和讨论
• 第三章 低温细菌的分离
• 3.1 材料
• 3.1.1 样品采集
• 3.1.2 培养基
• 3.2 方法与步骤
• 3.2.1 低温细菌菌株的筛选与分离
• 3.2.2 菌株的形态学特征
• 3.3 结果
• 3.3.1 低温细菌分离结果
• 3.3.2 革兰氏染色结果
• 3.3.3 显微观察结果
• 3.3.4 电镜观察结果
• 3.3.5 运动性观察结果
• 3.4 分析和讨论
• 第四章 低温细菌的生理生化特性的研究
• 4.1 材料
• 4.1.1 菌株
• 4.1.2 培养基
• 4.1.3 试剂、溶液及其缓冲液
• 4.2 方法与步骤
• 4.2.1 菌株生长温度范围
• 4.2.2 抗生素耐受性实验
• 4.2.3 橄榄油水解实验
• 4.2.4 干酪素底物降解实验
• 4.2.5 淀粉水解实验
• 4.2.6 接触酶实验
• 4.2.7 氧化酶实验
• 4.2.8 细菌生理生化特征鉴定
• 4.2.9 DNA G+C含量测定
• 4.2.10 质粒检测
• 4.3 结果
• 4.3.1 菌株生长温度范围
• 4.3.2 菌株对抗生素耐受性实验
• 4.3.3 菌株对三种底物的分解能力
• 4.3.4 细菌生理生化特征鉴定
• 4.3.5 DNA G-C含量测定结果
• 4.3.6 菌株的质粒检测
• 4.4 分析和讨论
• 第五章 低温细菌的16S rRNA基因序列分析
• 5.1 材料
• 5.1.1 菌株
• 5.1.2 试剂
• 5.2 方法与步骤
• 5.2.1 16S rRNA基因扩增
• 5.2.2 纯化PCR产物
• 5.2.3 纯化的产物与pMD19-T载体连接
• 5.2.4 转化E.coli DH5α
• 5.2.5 转化产物的检测
• 5.2.6 DNA序列测定
• 5.2.7 系统发育分析
• 5.2.8 16S rRNA基因序列提交
• 5.3 结果
• 5.3.1 PCR扩增结果
• 5.3.2 菌株的16S rRNA基因序列及比对结果
• 5.3.3 系统发育分析结果
• 5.3.4 基因文库登录号的获得
• 5.4 分析和讨论
• 第六章 Pseudomonas属菌株的分类鉴定及多样性分析
• 6.1 形态学特征分析比较
• 6.2 生理生化特征分析比较
• 6.3 系统发育分析
• 6.4 16S rRNA基因序列二级结构比较分析
• 6.5 分析和讨论
• 第七章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 试验常用试剂及其配制
• 附录B 分子试剂及其酶制剂
• 附录C 主要实验仪器
• 附录D 攻读硕士期间发表论文目录