海洋嗜麦芽寡养单胞菌JX14对锥状斯式藻抑藻机理的研究

海洋嗜麦芽寡养单胞菌JX14对锥状斯式藻抑藻机理的研究

论文摘要

有害藻华是水体中浮游生物大量繁殖产生的一种异常的生态现象,近年来正在向全世界蔓延,并威胁着海洋生物和人类健康,因此,对其控制已成为亟待解决的问题。另外海洋微生物对促进海洋物质循环,维持生态系统稳定具有重要作用,所以越来越多的研究人员开始尝试从微生物角度研究菌的抑藻机理。然而,对抑藻微生物的研究还处于初期阶段,基于分子水平的抑藻机理探讨还不够深入。因此,本论文以赤潮优势藻—锥状斯式藻(Scrippsiella trochoidea)为研究对象,采用分子生物学手段,从藻际抑藻菌株的筛选、抑藻机理的分析、抑藻活性验证三个层面开展了系统研究,主要取得了以下结果:(1)高效抑藻菌株筛选鉴定结果。藻际分离出180株细菌,筛选获得了8株抑藻细菌,其中具有高效抑藻活性的菌株为JX14,经16S rRNA基因序列鉴定为嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)。(2)菌株JX14对藻的抑藻机理分析。在菌株JX14作用下,抑藻效果随菌生物量的增大而增强,藻活性氧(Reactive oxygen species,ROS)活力先显著增高又急剧下降,藻叶绿素含量逐渐下降,藻生物量逐渐下降,而菌生物量逐渐增加,明显降低了藻对营养液无机氮磷的消耗;菌株JX14分泌的弹性蛋白酶、纤维素二糖酶酶活性逐渐提升,对藻细胞的生长具有显著的抑制作用。在藻细胞氧化磷酸化过程中,脱氢酶(Nicotinamide adenine dinucleotide)基因NADH、辅酶Ⅳ系统水分子合成酶基因以及辅酶Ⅲ系统细胞色素b基因Cytb上调,ADP的合成酶基因下调,从而导致藻细胞光合磷酸化电子传递过程受抑制;在藻细胞蛋白输出过程中,信号肽受体蛋白下游基因FtsY下调,能够泛素化降解折叠错误的肽链的基因SEC61α下调,从而导致蛋白输出相关生理过程受到抑制。(3)抑藻化合物提取结果及活性验证结论。菌株JX14抑藻方式不是与宿主藻营养竞争,而是以分泌胞外耐高温活性物质及胞外酶类抑藻;获得了抑藻化合物JX-A、JX-B、JX-C、JX-D、JX-E、JX-F、JX-G,含量分别为125 mg/L、264 mg/L、315 mg/L、704 mg/L、425 mg/L、392 mg/L、316 mg/L;JX-B、JX-C、JX-D为藻菌共培养过程中菌株JX14持续分泌的同种抑藻化合物JX-B3;且JX-B3处理藻细胞2 h以上的最低抑藻浓度为128.3 mg/L。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 前言
  •   1.1 选题背景及意义
  •     1.1.1 选题背景
  •     1.1.2 选题意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 赤潮及其防治
  •     1.2.2 藻菌关系
  •     1.2.3 菌抑藻
  •     1.2.4 菌抑藻活性物质
  •   1.3 研究目的及意义
  • 第2章 高效抑藻菌株的筛选
  •   2.1 样品采集
  •   2.2 材料方法
  •     2.2.1 培养基配方
  •     2.2.2 实验仪器
  •     2.2.3 藻华优势藻种分离及传代培养
  •     2.2.4 藻际抑藻菌分离
  •     2.2.5 抑藻率计算
  •     2.2.6 菌DNA提取
  •     2.2.7 抑藻菌16S rRNA基因序列鉴定
  •   2.3 结果与分析
  •   2.4 小结
  • 第3章 JX14 菌株抑藻机理的研究
  •   3.1 材料方法
  •     3.1.1 实验试剂
  •     3.1.2 培养基配方
  •     3.1.3 实验仪器
  •     3.1.4 共培养藻的准备
  •     3.1.5 共培养菌的准备
  •     3.1.6 藻菌共培养
  •     3.1.7 细菌及藻的计数
  •     3.1.8 藻ROS活力及叶绿素含量测定
  •     3.1.9 间断化学分析仪对无机氮磷含量的测定
  •     3.1.10 菌产酶酶活性变化
  •     3.1.11 藻的RNA提取及高通量测序
  •     3.1.12 藻的形态观察
  •     3.1.13 数据分析
  •   3.2 结果与分析
  •     3.2.1 藻和菌生物量变化
  •     3.2.2 藻ROS及叶绿素含量变化
  •     3.2.3 共培养液无机氮磷含量变化
  •     3.2.4 菌产酶酶活性变化
  •     3.2.5 菌产酶抑藻活性验证
  •     3.2.6 藻RNA提取及转录组分析
  •     3.2.7 藻的光镜电镜观察
  •   3.3 讨论
  •   3.4 小结
  • 第4章 抑藻化合物提取及活性验证
  •   4.1 材料方法
  •     4.1.1 实验试剂
  •     4.1.2 培养基配方
  •     4.1.3 实验仪器及用品
  •     4.1.4 抑藻方式分析
  •     4.1.5 抑藻化合物提取
  •     4.1.6 抑藻化合物薄层层析检识
  •     4.1.7 抑藻化合物UPLC-MS分析
  •     4.1.8 抑藻化合物活性验证
  •   4.2 结果与分析
  •     4.2.1 抑藻方式确定
  •     4.2.2 抑藻化合物提取UPLC-MS分析结果
  •     4.2.3 抑藻化合物抑藻验证结果
  •   4.3 小结
  • 第5章 结论与展望
  •   5.1 结论
  •   5.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 阴盼晴

    导师: 伍国强,周进

    关键词: 有害藻华,嗜麦芽寡养单胞菌,锥状斯式藻,抑藻机理,活性验证

    来源: 兰州理工大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 生物学,海洋学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

    单位: 兰州理工大学

    基金: 国家自然科学基金项目(41476092)

    分类号: X55;X172

    总页数: 84

    文件大小: 7321K

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