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黄翅大白蚁肠道固氮菌和放线菌的分离与鉴定

2020-12-10阅读(419)

黄翅大白蚁肠道固氮菌和放线菌的分离与鉴定

论文摘要

白蚁（蜚蠊目,昆虫纲）是一种社会性昆虫,主要食木头、凋落物或腐殖质,这些食物富含木质纤维素且含氮量少,白蚁肠道微生物在木质纤维素降解和生物固氮中起着重要作用。培菌白蚁是一类特殊的白蚁,专一性培育鸡枞菌。培菌白蚁和菌圃真菌易受多种真菌侵染,但在健康的白蚁蚁巢中,菌圃上只生长鸡枞菌,白蚁或其共生菌存在一定的机制来抵制致病菌,其中放线菌作为天然产物主要产生者,可能起着关键的作用。为探究培菌白蚁肠道微生物的固氮和防御作用,我们以黄翅大白蚁Macrotermesbarney 为研究材料,对其肠道固氮微生物和放线菌展开了研究。首先,以M.barneyi工蚁肠道为样品,在不含氮源的培养基筛选微生物,通过16S rRNA序列比对鉴定菌种。我们从无氮培养基上分离到8株菌,它们属于沙雷氏菌属、芽孢杆菌属、肠杆菌属、克雷伯氏菌属、沙门氏菌属和Kosakonia属,部分菌株报道有固氮活性或固氮基因。除芽孢杆菌属于厚壁菌门外,其他菌株都属于变形菌门。这一研究为了解培菌白蚁的固氮机制提供了菌种材料。然后,以M.barneyi工蚁前、中肠为样品,在高氏一号培养基上分离得到13株放线菌。通过形态观察和分子生物学鉴定,它们属于链霉菌属和北里孢菌属。以大肠杆菌、绿脓杆菌、博特氏菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌、金龟子绿僵菌、球孢白僵菌、番茄早疫病菌、黄瓜枯萎病菌、大豆根腐病菌和香蕉枯萎病菌为指示菌,测定了这13株放线菌的抗菌活性,得到8株有抗菌活性的菌株。这一研究首次从黄翅大白蚁肠道分离到具有抗菌活性的菌株,丰富了M.barney 可培养放线菌的研究,分离到的菌株具有潜在的应用价值。之后,对分离的抗真菌菌株Streptomycessp.WM-3进行了基因组框架图测序,通过Anti-SMARSH分析,发现该菌株含有37个次级代谢产物基因簇,预测其可能产生聚酮、非核糖体肽、细菌素和铁载体等13种类型的活性化合物。同时对菌株进行了培养基优化,选取了合适的萃取剂,其粗提物对供试细菌和真菌均表现出较强的抑制活性。最后,通过16SrRNA序列比对,推测WF-5是一株新的链霉菌。对其进行基因组框架图测序,发现WF-5含有24个次级代谢基因簇,编码非核糖体肽、萜类、聚酮和羊毛硫肽等10种类型的化合物。测定了WF-5粗提物的抑菌活性,结果表明其仅抑制博特氏菌;通过平板共培养的方法检测其抗真菌活性,发现在TSB和麸皮培养基上,WF-5与3种植物致病真菌共培养时,可以产生抑制真菌生长的物质。本文以M.barneyi工蚁肠道为材料,在无氮培养基上分离到8株菌,在高氏一号培养基上筛选出13株放线菌;对放线菌WM-3和WF-5进行基因组草图测序,分析了两株菌包含的次级代谢产物基因簇。相关实验有助于加深培菌白蚁肠道微生物的功能研究,同时以白蚁肠道为特殊生境分离微生物,以期获得具有固氮或抗菌特性的菌株资源。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 缩略语
  • 第一章 前言
  •   1.1 白蚁及其肠道微生物
  •     1.1.1 白蚁肠道微生物对木质纤维素的降解作用
  •     1.1.2 白蚁肠道微生物的固氮作用
  •     1.1.3 白蚁肠道微生物的防御作用
  •     1.1.4 白蚁肠道微生物的其他作用
  •   1.2 培菌昆虫概述
  •     1.2.1 培菌蚂蚁
  •     1.2.2 培菌甲虫
  •     1.2.3 培菌白蚁
  •   1.3 培菌昆虫相关放线菌天然产物研究
  •     1.3.1 多肽类化合物
  •     1.3.2 醌酮类化合物
  •     1.3.3 多烯类化合物
  •     1.3.4 生物碱类化合物
  •     1.3.5 其他类化合物
  •   1.4 本文的立题依据和研究内容
  •     1.4.1 立题依据
  •     1.4.2 研究内容
  • 第二章 黄翅大白蚁肠道固氮微生物的分离与鉴定
  •   2.1 背景
  •   2.2 实验材料
  •     2.2.1 实验试剂
  •     2.2.2 实验仪器
  •   2.3 实验方法
  •     2.3.1 白蚁的解剖
  •     2.3.2 微生物的分离
  •     2.3.3 微生物的鉴定
  •     2.3.4 微生物的生理生化性质分析
  •   2.4 实验结果
  •     2.4.1 菌株的分离与鉴定
  •     2.4.2 菌株的生理生化性质
  •   2.5 小结和讨论
  • 第三章 黄翅大白蚁肠道放线菌的分离
  •   3.1 背景
  •   3.2 实验材料
  •     3.2.1 实验试剂
  •     3.2.2 实验仪器
  •   3.3 实验方法
  •     3.3.1 白蚁的解剖
  •     3.3.2 放线菌的分离
  •     3.3.3 放线菌的鉴定
  •     3.3.4 放线菌抑菌活性的测定
  •   3.4 实验结果
  •     3.4.1 放线菌的分离与鉴定
  •     3.4.2 放线菌培养上清的抑菌活性
  •     3.4.3 放线菌粗提物的抑菌活性
  •   3.5 小结和讨论
  • 第四章 菌株WM-3抗菌活性的研究
  •   4.1 背景
  •   4.2 实验材料
  •   4.3 实验方法
  •     4.3.1 菌株WM-3菌落形态观察
  •     4.3.2 菌株WM-3系统发育分析
  •     4.3.3 菌株WM-3基因组的提取和测序
  •     4.3.4 菌株WM-3活性物质提取条件的优化
  •     4.3.5 菌株WM-3粗体物抑菌谱的测定
  •     4.3.6 菌株WM-3活性物质的纯化
  •   4.4 实验结果
  •     4.4.1 菌株WM-3的菌落形态特征
  •     4.4.2 菌株WM-3系统发育树
  •     4.4.3 菌株WM-3全基因组注释
  •     4.4.4 菌株WM-3次级代谢产物基因簇
  •     4.4.5 菌株WM-3活性物质的提取
  •     4.4.6 菌株WM-3粗体物的抑菌谱
  •     4.4.7 菌株WM-3活性物质的纯化
  •   4.5 小结和讨论
  • 第五章 菌株WF-5抗菌活性的研究
  •   5.1 背景
  •   5.2 实验材料
  •   5.3 实验方法
  •     5.3.1 菌株WF-5的菌落形态观察
  •     5.3.2 菌株WF-5的系统发育分析
  •     5.3.3 菌株WF-5基因组的提取和测序
  •     5.3.4 菌株WF-5培养基优化
  •     5.3.5 菌株WF-5的抗真菌活性检测
  •   5.4 实验结果
  •     5.4.1 菌株WF-5的菌落形态特征
  •     5.4.2 菌株WF-5系统发育树
  •     5.4.3 菌株WF-5全基因组注释
  •     5.4.4 菌株WF-5次级代谢产物基因簇
  •     5.4.5 菌株WF-5培养基优化
  •     5.4.6 菌株WF-5的抗真菌活性
  •   5.5 小结和讨论
  • 第六章 总结与展望
  • 附录
  •   附录一 所用试剂和仪器设备
  •   附录二 固氮微生物16S rRNA序列
  •   附录三 放线菌16S rRNA序列
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士期间参与发表的论文
  • 学位论文评阅及答辩情况表

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 未建华

    导师: 倪金凤

    关键词: 黄翅大白蚁,固氮微生物,放线菌,抗菌活性

    来源: 山东大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学,生物学

    单位: 山东大学

    分类号: Q96;Q93

    总页数: 93

    文件大小: 6796K

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