首页> 正文

海参肠道微生物多样性分析及菌株s12~T褐藻胶裂解酶研究

2020-12-08阅读(716)

海参肠道微生物多样性分析及菌株s12~T褐藻胶裂解酶研究

论文摘要

褐藻胶大量存在于褐藻细胞壁中,是地球上一种储量丰富的可再生碳水化合物资源。褐藻胶及其降解产物褐藻寡糖都具有良好的生物活性和经济价值,具有进一步开发和利用的潜力。海洋环境蕴藏着丰富的微生物资源。海洋的极端环境条件使海洋微生物进化出了特殊且多样的代谢通路,能生产多种具有极高开发利用潜力的酶。海洋动物的肠道微生物不仅仅在动物肠道寄居,而且具有协助宿主消化食物的能力,因此海洋动物的肠道微生物是天然的降解酶资源库,但目前相关研究较少。本文以海参肠道微生物为主要研究对象,以“肠道微生物的分离培养和多样性分析——功能菌株筛选——褐藻胶裂解酶的表达及研究”为主线展开研究。取得的成果如下:1.对海参肠道内容物样品中的微生物进行分离培养,与16S rRNA基因高通量测序技术相结合,分析海参肠道微生物多样性从海参肠道内容物中共分离到226株细菌,分布于4个门,49个属,102个物种中。在所有样品的可培养细菌中,占优势地位的是变形菌门和厚壁菌门。在属层面,分离到芽孢杆菌属细菌的物种数量最多。16S rRNA高通量测序的结果显示,海参周围沉积物中的微生物丰度和多样性最高,其次是海参肠道,最后是海参周围水样。海参肠道中优势的类群是变形菌门、绿弯菌门、放线菌门、厚壁菌门和拟杆菌门,共占肠道菌群的90%左右。海参肠道微生物组成与沉积物微生物组成更为相似,但肠道中厚壁菌门、绿弯菌门和变形菌门的比例高于沉积物,而拟杆菌门和放线菌门的比例略低于沉积物。水样中疣微菌门和拟杆菌门的比例更高。2.从海参肠道中筛选到具有产褐藻胶裂解酶潜力的菌100余株,并对部分潜在高产菌株进行了验证和评估从两批海参肠道内容物中分离得到的可培养细菌中共筛选到潜在褐藻胶裂解酶产生菌株102株,其中有31株水解圈半径大于等于10 mm,高产菌株主要分布于弧菌属和芽孢杆菌属。对部分菌株进行复筛,有16株菌确定具有褐藻胶降解能力,但总体活性均低于实验室之前分离到的高产褐藻胶裂解酶菌株s12T。筛选出的菌株6-3-04的酶活能够达到菌株s12T的90%以上。在较长时间发酵实验中,菌株6-3-04的酶活整体低于菌株s12T。3.对菌株s12T的4个褐藻胶裂解酶基因进行异源表达、分离纯化和酶学性质研究对高效降解褐藻胶菌株s12T的4个潜在褐藻胶裂解酶基因alg3、alg7、alg9和alg10进行了异源表达,在给定的表达条件下,基因alg3、alg7表达产物主要以沉淀形式存在,检测到极微弱的褐藻胶裂解酶活性。基因alg9和alg10得到了可溶性表达,但基因alg9表达产物的活性较弱,基因alg10的表达产物检测出了明显的褐藻胶降解活性,将其产物命名为重组褐藻胶裂解酶rAlg10。使用镍柱亲和层析方法对重组酶rAlg10进行纯化,然后检测其酶学性质。重组酶rAlg10是具有Poly-G偏好性的双功能酶。最适温度为40℃,最适pH为7.4,最适盐度为300 mMNaCl,常见的其它金属离子都会降低其降解活性,最适条件下重组酶rAlg10的比酶活为106.1U/mg。4.对三株分离于海洋环境的潜在新菌进行了多相分类鉴定通过包含系统发生学、基因组学、表型特征和化学分类学等手段在内的多相分类研究,确定菌株E4404T、YLY04T和SEH01T的分类地位。菌株E4404T代表变形菌门、Y-变形菌纲、弧菌目、弧菌科、弧菌属下的一个新种,命名为白色弧菌,学名为Vibrio albus sp.nov.,模式菌株为E4404T（=MCCC 1H00197T= KCTC 52890T）。菌株YLY04T代表变形菌门、a-变形菌纲、红杆菌目、红杆菌科、海棍菌属下的一个新物种,命名为舌齿鲈海棍菌,学名为Pelagivirga dicentrarchi sp.nov.,模式菌株为YLY04T（=MCCC 1H00334T=KCTC 62452T）。菌株SEH01T属于变形菌门、δ-变形菌纲、慢生单胞菌目、慢生单胞菌科,与菌株B210T共同组建一个新属,命名为卢金星菌属（Lujinxingiagen.nov.）菌株SEH01T代表卢金星菌属的一个新物种,命名为沉积物卢金星菌,学名为Lujinxingia sediminis sp.nov.,模式菌株为SEH01T（=KCTC 42950T=DSM 101859T）。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 缩略语词汇表
  • 第一章 绪论
  •   1.1 海洋微生物研究概况
  •     1.1.1 海洋微生物多样性
  •     1.1.2 海洋动物肠道微生物资源
  •     1.1.3 海洋微生物多样性的研究方法
  •   1.2 褐藻胶
  •     1.2.1 褐藻胶的来源
  •     1.2.2 褐藻胶的结构
  •     1.2.3 褐藻胶的性质和应用
  •   1.3 褐藻胶的降解与褐藻寡糖
  •     1.3.1 褐藻胶的降解方法
  •     1.3.2 褐藻寡糖的活性与应用
  •   1.4 褐藻胶裂解酶的研究现状
  •     1.4.1 褐藻胶裂解酶的来源
  •     1.4.2 褐藻胶裂解酶的分类
  •     1.4.3 褐藻胶裂解酶的催化机制
  •     1.4.4 褐藻胶裂解酶活性的检测方法
  •     1.4.5 褐藻胶裂解酶的酶学性质
  •     1.4.6 褐藻胶裂解酶的应用
  •   1.5 本论文研究的立题依据与研究内容
  • 第二章 海参肠道微生物多样性分析
  •   2.1 实验材料
  •     2.1.1 实验样品
  •     2.1.2 培养基和实验试剂
  •     2.1.3 实验仪器
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 样品的采集和处理
  •     2.2.2 可培养微生物的多样性
  •     2.2.3 海参肠道及海参养殖环境微生物群落结构
  •   2.3 实验结果与分析
  •     2.3.1 菌株分离及分类
  •     2.3.2 可培养细菌的多样性分析
  •     2.3.3 海参肠道及养殖环境微生物区系组成
  •   2.4 本章小结
  • 第三章 海参肠道产褐藻胶裂解酶菌株的筛选
  •   3.1 实验材料
  •     3.1.1 实验菌株
  •     3.1.2 培养基和实验试剂
  •     3.1.3 实验仪器
  •   3.2 实验方法
  •     3.2.1 产褐藻胶裂解酶菌株的初筛
  •     3.2.2 高产褐藻胶裂解酶菌株的验证
  •     3.2.3 发酵过程中的酶活检测
  •     3.2.4 酶活计算
  •   3.3 实验结果与分析
  •     3.3.1 产褐藻胶裂解酶菌株的初筛
  •     3.3.2 产酶菌株的复筛
  •     3.3.3 发酵过程中褐藻胶裂解酶的酶活变化
  •   3.4 本章小结
  • T褐藻胶裂解酶的异源表达及酶学性质研究'>第四章 菌株s12T褐藻胶裂解酶的异源表达及酶学性质研究
  •   4.1 实验材料
  •     4.1.1 实验菌株与质粒
  •     4.1.2 培养基、缓冲液和实验试剂
  •     4.1.3 实验仪器
  •   4.2 实验方法
  •     4.2.1 褐藻胶裂解酶的序列分析
  •     4.2.2 褐藻胶裂解酶的异源表达
  •     4.2.3 重组酶的纯化
  •     4.2.4 重组酶的酶学性质检测
  •   4.3 实验结果与分析
  •     4.3.1 表达所用褐藻胶裂解酶基因的序列分析
  •     4.3.2 褐藻胶裂解酶的异源表达
  •     4.3.3 基因表达产物的活性检测
  •     4.3.4 重组褐藻胶裂解酶的纯化
  •     4.3.5 重组酶的酶学性质检测
  •   4.4 本章小结
  • 第五章 三株海洋新菌的多相分类鉴定
  •   5.1 实验材料
  •     5.1.1 菌株
  •     5.1.2 培养基和试剂
  •     5.1.3 实验仪器
  •   5.2 实验方法
  •     5.2.1 16S rRNA基因序列克隆分析
  •     5.2.2 基因组测序分析
  •     5.2.3 系统发育分析
  •     5.2.4 多位点序列分析（MLSA）
  •     5.2.5 菌株的表型和生理生化特征分析
  •     5.2.6 细菌细胞化学组分测定
  •     5.2.7 菌种保藏
  •   5.3 实验结果与分析
  • T的多相分类鉴定'>    5.3.1 白色弧菌（Vibrio albus sp. nov.）E4404T的多相分类鉴定
  • T的多相分类鉴定'>    5.3.2 舌齿鲈海棍菌（Pelagivirga dicentrarchi sp. nov.）YLY04T的多相分类鉴定
  • T的多相分类鉴定'>    5.3.3 沉积物卢金星菌（Lujinxingia sediminis sp. nov.）SEH01T的多相分类鉴定
  •   5.4 本章小结
  • 第六章 全文总结与展望
  •   6.1 全文总结
  •   6.2 展望
  • 附录
  •   附录一 本文所使用的培养基、试剂配方
  •   附录二 实验使用的主要仪器
  •   附录三 本文部分实验数据及相关方法
  • 参考文献
  • 致谢
  • 资助情况
  • 攻读学位期间发表和撰写的学术论文目录
  • 附件

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 李昌明

    导师: 陈冠军,杜宗军,周燕霞

    关键词: 微生物多样性,褐藻胶裂解酶,异源表达,多相分类

    来源: 山东大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 山东大学

    基金: 国家自然科学基金(31770002,31700116),国家科技基础资源调查专项项(2017FY100300)

    分类号: Q93

    总页数: 138

    文件大小: 7837K

    下载量: 288

    相关论文文献

    • [1].褐藻胶裂解酶的结构及催化机制研究进展[J]. 生物加工过程 2020(05)
    • [2].乳糖诱导大肠杆菌产褐藻胶裂解酶的条件优化[J]. 食品工业科技 2017(15)
    • [3].产褐藻胶裂解酶海洋细菌的筛选和鉴定[J]. 基因组学与应用生物学 2016(04)
    • [4].Pseudomonas syringae褐藻胶裂解酶基因的克隆及信息学分析[J]. 集美大学学报(自然科学版) 2015(03)
    • [5].褐藻胶降解酶产生菌的筛选与鉴定[J]. 中国酿造 2019(05)
    • [6].一株明亮发光杆菌产褐藻胶裂解酶的培养基优化[J]. 食品工业科技 2017(08)
    • [7].产褐藻胶裂解酶菌种的筛选、鉴定及发酵条件优化[J]. 食品科学 2015(15)
    • [8].产双功能褐藻胶裂解酶菌株的筛选与初步研究[J]. 现代生物医学进展 2013(29)
    • [9].褐藻胶裂解酶基因在大肠杆菌中的表达及其酶学性质[J]. 食品与生物技术学报 2012(02)
    • [10].紫色链霉菌产褐藻胶裂解酶培养条件的初步研究[J]. 安徽农业科学 2011(22)
    • [11].低聚褐藻胶合铁(Ⅲ)配合物的制备及性能[J]. 应用化学 2009(04)
    • [12].褐藻胶裂解酶产生菌的发酵优化研究[J]. 水产科学 2009(11)
    • [13].高效产褐藻胶裂解酶菌株产酶条件优化及降解寡糖结构分析[J]. 大连海洋大学学报 2019(02)
    • [14].褐藻胶对急性染镉小鼠肝肾功能损伤的干预研究[J]. 食品安全导刊 2019(03)
    • [15].海洋来源褐藻胶裂解酶分离纯化及酶学性质研究[J]. 福州大学学报(自然科学版) 2018(01)
    • [16].褐藻胶裂解酶的基因克隆及表达条件优化[J]. 中国酿造 2017(12)
    • [17].鲍鱼来源褐藻胶裂解酶菌株的筛选及发酵条件优化[J]. 大连海洋大学学报 2017(05)
    • [18].解淀粉芽孢杆菌产褐藻胶裂解酶的发酵条件优化[J]. 湖南农业科学 2010(05)
    • [19].利用芽孢杆菌发酵生产褐藻胶裂解酶的研究[J]. 中国酿造 2010(04)
    • [20].产褐藻胶裂解酶菌株的筛选及发酵条件优化[J]. 青岛大学学报(自然科学版) 2019(01)
    • [21].印尼热泉菌产热稳定褐藻胶裂解酶的酶学性质研究[J]. 海洋与湖沼 2018(03)
    • [22].褐藻胶裂解酶发酵工艺优化及其中试放大[J]. 集美大学学报(自然科学版) 2016(03)
    • [23].高产褐藻胶裂解酶菌株的筛选及发酵条件优化[J]. 食品工业科技 2015(22)
    • [24].褐藻胶裂解酶产生菌的分离鉴定及产酶发酵优化[J]. 中国生物工程杂志 2014(09)
    • [25].重组褐藻胶裂解酶基因工程菌超声波破碎条件研究[J]. 湖南农业科学 2010(21)
    • [26].褐藻寡糖生物法制备研究进展[J]. 中国生物工程杂志 2020(10)
    • [27].褐藻胶降解菌的筛选、鉴定及产酶条件优化[J]. 微生物学报 2019(01)
    • [28].产褐藻胶裂解酶菌株的分离与鉴定[J]. 食品工业科技 2013(23)
    • [29].褐藻胶裂解酶基因的克隆、表达载体构建以及表达条件的研究[J]. 华中师范大学学报(自然科学版) 2012(04)
    • [30].海刺猬消化腺褐藻胶裂解酶的制备及其酶学性质的研究[J]. 大连水产学院学报 2009(S1)

    标签：;  ;  ;  ;  

    海参肠道微生物多样性分析及菌株s12~T褐藻胶裂解酶研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕论降 版权所有 鄂ICP备12018319号-6