苏禄海和菲律宾海深海沉积物中古菌群落多样性研究

论文摘要

为研究苏禄海深海沉积物中古菌群落的多样性,应用16S rDNA技术对环境样品进行基因文库的构建和分析,构建了6个基因文库,获得543个克隆,分属于137个OTUs。基于16S rDNA序列的同源性比较,绘制系统进化树,进行统计学分析,表明苏禄海深海沉积物中古菌序列为泉古菌和广古菌,其中50%以上的序列归属于Miscellaneous Crenarchaeotic Group（MCG）, 30%的序列来自于Marine Benthic Group D（MBG-D）、South African Gold Mine Euryarchaeotic Group（SAGMEG）和Marine Benthic Group B （MBG-B）种属。研究表明苏禄海沉积物中有丰富多样的古菌群落,在不足5m的沉积物中垂直分布着11种古菌类群。为研究菲律宾海深海沉积物中的古菌群落垂直分布特征,选取沉积物环境样品,应用16S rDNA技术对环境样品进行基因文库的构建和分析,构建了8个基因文库,获得711个克隆,分属于102个OTUs。结合系统进化树分析,研究表明该沉积物样品古菌多样性较高,有11个种属,都归属于泉古菌和广古菌,在数量上泉古菌多于广古菌,在种类上泉古菌却少于广古菌。古菌群落特征显著,呈明显垂直分布。发现部分甲烷厌氧氧化古菌（ANME-1）以及一些和甲烷厌氧氧化活动密切相关的古菌Rice cluster GP I和甲烷八叠球菌。对热带西太平洋地区苏禄海和菲律宾海深海沉积物中的古菌群落结构进行比较分析,发现热带西太平洋深海沉积物中古菌多样性较高,共获得16种古菌类群,分属于泉古菌和广古菌。两个沉积物区的古菌在群落组成及其数量多寡上存在着显著的差异,综合同源序列分析与环境因子分析,表明该沉积物区古菌群落垂直分布特征与沉积物的环境因素关系密切。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 大洋及深海环境概况
• 1.1.1 深海环境特点
• 1.2 古菌研究进展
• 1.2.1 古菌的发现与分布
• 1.2.2 古菌的分类
• 1.2.3 海洋古菌的多样性
• 1.3 古菌研究的意义
• 1.3.1 古菌在全球生物地球化学循环和地质环境改造中的作用
• 1.3.2 古菌在研究地球生命起源和宇宙生命探索中的意义
• 1.3.3 海洋古菌研究现状及热点
• 1.4 海洋古菌的研究方法
• 1.4.1 分离培养法
• 1.4.2 脂类分子标志物研究
• 15C 同位素分析与甲烷的厌氧氧化作用'>1.4.3¹⁵C 同位素分析与甲烷的厌氧氧化作用
• 1.4.4 分子生物学方法
• 1.5 热带西太平洋地区苏禄海与菲律宾海的环境特点
• 1.5.1 苏禄海的环境特征
• 1.5.2 菲律宾海的环境特征
• 1.6 本研究的目的和拟解决的科学问题
• 2 材料和方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 深海沉积物样品
• 2.1.2 主要仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 主要培养基及试剂配制
• 2.2.2 沉积物总有机碳、总氮含量及粒度测定
• 2.2.3 基因组DNA 的提取
• 2.2.4 PCR 产物扩增
• 2.2.5 PCR 产物的纯化
• 2.2.6 重组载体的构建
• 2.2.7 重组载体的转化
• 2.2.8 基因文库克隆的鉴定及序列测定
• 2.2.9 统计学分析及系统进化分析
• 3 实验结果
• 3.1 苏禄海深海沉积物中古菌群落的垂直分布特征
• 3.1.1 环境因子分析
• 3.1.2 古菌文库分析
• 3.1.3 古菌16S rDNA 基因序列及系统进化分析
• 3.2 菲律宾海深海沉积物中的古菌群落结构分析
• 3.2.1 环境因子分析
• 3.2.2 古菌16S rDNA 的限制性酶切分析
• 3.2.3 古菌文库分析
• 3.2.4 古菌16S rDNA 基因序列及系统进化分析
• 4 讨论
• 4.1 苏禄海深海沉积物中古菌的多样性和垂直分布情况
• 4.2 菲律宾海深海沉积物中古菌的多样性和垂直分布情况
• 4.3 苏禄海与菲律宾海深海沉积物中古菌群落多样性的比较分析
• 4.3.1 古菌群落结构和多样性差别
• 4.3.2 影响古菌群落差异的主要原因
• 4.4 基因文库方法研究古菌多样性的优缺点
• 4.4.1 基因文库方法研究古菌多样性的优点
• 4.4.2 基因文库方法研究古菌多样性的缺点
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介