腾冲热海一株栖热菌裂解性噬菌体的分离及其特征

【目的】Thermus(栖热菌)属是嗜热细菌中比较古老的类群,本研究探索从腾冲热海热泉分离栖热菌噬菌体,并初步分析其特征。【方法】采用"双层平板法"从云南腾冲热海碱性热泉中分离纯化栖热菌噬菌体;对噬菌体及其宿主进行电镜形态观察,并进行噬菌体基因组限制性酶切片段多态性分析、噬菌体生理特征及蛋白组成分析。【结果】从腾冲热海热泉分离获得1株裂解性噬菌体,其宿主菌TC10通过16S rRNA基因序列分析鉴定为Thermus属菌株。此噬菌体为长尾型,头部直径67nm,尾管长837nm、宽10nm,最适感染温度为65℃-70℃,最适感染pH值为7.6,对氯仿不敏感,其形态与分离自俄罗斯勘察加半岛热泉的栖热菌噬菌体P23-45和P74-26有一定的差异,蛋白组成差异显著,为一株新的栖热菌噬菌体,命名为TTSP10(Tengchong Thermus Siphoviridae Bacteriophage)。     

西南印度洋深海热液羽流海水细菌的多样性

[目的]分析西南印度洋深海热液羽流细菌的多样性特点,为认识该特殊环境微生物对大洋生态系统的影响,以及获得特殊的微生物资源奠定基础.[方法]将西南印度洋深海热液羽流海水进行原位浓缩,对获得的1000倍浓缩海水样品进行富集培养和微生物纯培养 ;通过构建原始海水浓缩样品和富集培养物的16S rRNA基因克隆文库,结合纯培养获得的微生物菌株的16S rRNA基因,分析该样品的细菌多样性结构和特点.[结果]共获得104个16S rRNA基因,其中50个来自原始热液羽流浓缩海水样品,40个来自富集培养物,14个来自分离获得的纯培养,它们分属于γ-变形菌群(γ-Proteobacteria)(74个),α-变形菌群(α-Proteobacteria)(14个),β-变形菌群(β-Proteobacteria)(5个),拟杆菌群(Bacteroidetes)(4个),厚壁菌群(Firmicutes)(2个),浮霉状菌(Planctomycetes)(2个),疣微菌(Verrucomicrobia)(2个)以及放线菌(Actinobacteria)(1个),共29个不同的操作分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs).26个序列与已知微生物16S rRNA基因相似性低于97％,最低的只有86％.[结论]西南印度洋热液羽流存在较丰富的微生物多样性,以γ-Proteobacteria为优势类群,其次为α-Proteobacteria ;该环境中存在较多尚未获得分离培养的微生物新属种.     

牦牛瘤胃元基因组文库中木聚糖酶基因的分析

【目的】了解牦牛瘤胃微生物木聚糖酶多样性及其降解特征,为木聚糖降解提供新的基因资源。【方法】根据对已构建的瘤胃微生物元基因组细菌人工染色体(BAC)克隆文库高通量测序结果的注释,筛选其中编码木聚糖酶的基因并进行多样性分析;对其中一个木聚糖酶基因及其连锁的木糖苷酶基因进行克隆表达和酶学性质表征,分析其协同作用。【结果】共筛选到14个木聚糖酶基因,均编码GH10家族木聚糖酶,其氨基酸序列之间的相似性为20.5%-91.3%;其中7个木聚糖酶基因所在的不同的DNA片段(contig)上存在木糖苷酶基因,编码的木糖苷酶属于GH43或GH3糖苷水解酶家族。将其中一对连锁的木聚糖酶(Xyn32)和木糖苷酶基因(Xyl33)分别克隆、表达和纯化。纯化后的木聚糖酶比活为1.98 IU/mg,但不具有阿魏酸酯酶活性;木糖苷酶比活为0.07 U/mg,且具有α-阿拉伯呋喃糖苷酶活性。体外实验证明,木糖苷酶Xyl33对与之连锁的木聚糖酶Xyn32的木聚糖降解具有协同作用。     

家兔颈内动脉内皮损伤引起血管狭窄模型的研究

目的探讨颈内动脉内皮不同损伤强度在不同时间出现狭窄的相关性。方法由颈外动脉向颈内动脉插入相同规格气囊,分别充入1、2、3Pa的压力,反复重复3次,分别在造型1、2、3周时各处死一批家兔,观察造型家兔血管内皮的病理学改变及相关活性因子的变化。结果实验结果表明,在血管内膜损伤强度为2Pa,球囊直径为3.0mm,球囊长度为20mm,插入深度为30mm的条件下,在造型时间为3周时,造型家兔血管内皮可呈现典型狭窄性病理变化,血浆TXB2、GMP-140、ET-1、CGRP含量、全血粘度明显增高,红细胞聚集指数、聚集面积增加,红细胞变形指数、变形面积、血浆6-keto-PGF1α含量明显减少。结论在球囊压力为2Pa,造型时间为3周时可得到与临床极为相似的狭窄性动物模型,血管内膜、中膜明显增厚,相关活性因子变化显著,能满足药理学研究的需要。     

瘤胃细菌GH48家族糖苷水解酶基因多样性

【目的】了解瘤胃细菌第48家族糖苷水解酶基因(GH48)多样性,为木质纤维素高效降解提供新的基因资源。【方法】通过基因序列比对,设计gh48的简并引物;同时提取两个瘤胃样品的总DNA和总RNA,并将总RNA逆转录成cDNA。以总DNA和cDNA为模板,通过PCR扩增分别建立克隆文库并对克隆文库进行测序;对所得序列进行out种类划分和聚类分析。【结果】本研究共得到了455条编码GH48家族蛋白的基因序列,核苷酸序列之间的相似性为58.65%-100%。对序列的进一步分析表明,89%可以作为区分其种类的界定标准。以此为依据确定所得到的基因序列分别编码66种不同的GH48家族蛋白,分别聚为5个相对独立的类群,其中新类群C中OTU65所代表的序列是cDNA克隆文库中的优势序列,分别占两个cDNA克隆文库的36.4%和19.5%。我们的结果揭示瘤胃细菌gh48基因具有丰富的多样性,同时,其中也存在优势表达的GH48家族蛋白。     

瘤胃微生物元基因组来源的新的组成型启动子获取

【目的】自极端环境来源的微生物的基因组中筛选新型的可用于合成生物学底盘细胞设计的启动子元件。【方法】本研究以含有绿色荧光蛋白结构基因和核糖体结合位点的探针型质粒pUC18-GFP为载体,通过构建瘤胃微生物元基因组质粒文库,从文库中快速高效筛选具有启动子功能的DNA片段。并且通过基于神经网络的启动子预测分析,获得可能的启动子区域。以绿色荧光蛋白和施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri来源的麦芽四糖淀粉酶作为报告基因验证所获得的新启动子片段的功能。【结果】我们从约3750个转化子中筛选到22条具有组成型启动子功能的DNA片段。这些片段与NCBI数据库中已报道的基因序列同源性较低,启动效率高低不等。我们通过启动子预测和亚克隆的方法获得两条全新的启动子片段RFa1p2 (76 bp)和RFb4p (547 bp)。此新的组成型启动子可以在不添加任何诱导剂的情况下启动异源蛋白在大肠杆菌基因工程菌中高效表达。     

普通和稀释培养基研究太湖沉积物可培养细菌的多样性

采用普通牛肉汁培养基和 10倍稀释的普通牛肉汁培养基 (以下简称稀释培养基 )研究太湖沉积物中细菌多样性 ,发现在稀释培养基上生长的细菌数量普遍是在普通牛肉汁琼脂培养基上生长的细菌数量的 3～ 5倍。分离得到纯培养物的 16SrDNA部分序列 (5′端约 5 0 0bp)分析表明 ,不同培养基上生长的优势细菌类群存在差别 :普通培养基生长的细菌主要为γ_Proteobacteria(35. 1% ) ,其次为Actinobacteria(2 4 5 % )和Firmicutes(2 2 . 3% )等类群 ,其中大部分细菌与假单胞菌属 (Pseudomoas)、芽孢杆菌属 (Bacillus)和节杆菌属 (Archrobacter)细菌的系统关系密切 ;稀释培养基生长的细菌则主要为Actinobacteria(2 7. 1% )、Firmicutes(2 5 . 7% )、α_Proteobacteria(2 1. 4 % )和γ_Proteobacteria(15. 7% )等类群 ,与芽孢杆菌属 (Bacillus) (2 5. 7% )发育系统关系密切的细菌为优势属。研究结果表明同时采用两种培养基有助于从太湖沉积物中分离到更多种微生物。     

云南洱源牛街热泉原核微生物多样性分析

【目的】通过分析富含高分子有机物的云南洱源牛街热泉原核微生物16SrRNA基因克隆文库,丰富对高温热泉原核微生物多样性的认识,为进一步开发和利用该热泉微生物资源奠定基础。【方法】构建洱源牛街高温热泉原核微生物16SrRNA基因克隆文库,通过测序和序列相似性比对以及聚类分析研究该热泉原核微生物的多样性。【结果】该热泉原核微生物以细菌为主,包括变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、梭杆菌门(Fusobacteria)等在内的约10个细菌类群,其中变形菌门中的β-变形菌纲(β-Proteobacteria)为优势菌群,其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿菌门(Chlorobi);古菌的生物量和丰度较细菌少,分属广古菌(Euryarchaeota)和泉古菌(Crenarchaeota)两个类群,以广古菌为优势类群。     

水稻广亲和基因（WCG）近等基因系的随机引物PCR分析

应用随机引物ＰＣＲ（ＲａｎｄｏｍＰｒｉｍｅｒＰＣＲ）技术分别在水稻广亲和基因（ＷＣＧ）的近等基因系和色素原基因（Ｃ）的分离群体库中寻找与ＷＣＧ和Ｃ基因连锁的分子标记。对于ＷＣＧ近等基因系,在２２６个随机引物中初筛到２２个显示多态性片段的引物。根据理论值计算,在２２个多态性片段中预期有２０个与ＷＣＧ连锁。在这些连锁标记中距ＷＣＧ最近的可达０．５ｃＭ。同样在分离群体库的筛选中有１０个扩增产物与Ｃ基因连锁。     

瘤胃中木质纤维素降解菌及降解酶基因的研究进展

摘要：反刍动物瘤胃是公认的木质纤维素高效降解的天然反应器,对瘤胃微生物的研究成为开发生物能源的热点领域之一。其研究手段已经从传统的依赖分离培养从瘤胃中获得木质纤维素降解菌,并对降解菌中的木质纤维素降解酶逐一分析,发展到通过基因组/元基因组技术,直接从瘤胃中发现获得大量新的木质纤维素降解酶基因/基因簇,进而探讨其降解的分子机理。已有的研究结果表明,瘤胃微生物降解木质纤维素的过程非常复杂,其中涉及到大量不同种类的微生物、酶及基因/基因簇,随着新分析技术的建立和完善,对这些微生物、酶和基因的研究已取得了诸多进展。本论文综述报道了近期有关该方向的研究进展。