新疆地区嗜盐古菌的多相分类学和细菌视紫红质基因序列的研究

论文题目: 新疆地区嗜盐古菌的多相分类学和细菌视紫红质基因序列的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 遗传学

作者: 许学伟

导师: 朱睦元,吴敏,周培瑾

关键词: 嗜盐古菌,多相分类,系统发育,细菌视紫红质,基因演化

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 嗜盐古菌是一类生活在高盐环境中的古细菌。细菌视紫红质蛋白(bacteriorhodopsin.BR)是其细胞膜上的蛋白质,它具有典型的七次跨膜结构和光驱动质子泵功能,具有较高的发展前景和应用价值。本文对细菌分类学、嗜盐古菌的研究和BR蛋白结构、功能和应用进行了概述。工作内容主要包括新疆地区嗜盐古菌代表菌株的多相分类学研究,以及bop核心序列的获取与分析。 本研究考察了我国新疆南部阿尔金山高海拔无人区的代表盐湖:阿牙克库木湖(湖面3884 m)、阿乌拉(?)湖和卡尔敦湖,并结合了北部低海拔(湖面海拔188 m)的艾比湖进行研究,分离了一些特色嗜盐古菌。按照多相分类的原则,应用传统分类学、化学分类学和分子系统学手段相结合的方法,对其中代表性的六株嗜盐古菌进行系统的分类学研究。研究结果表明这些菌株分别代表了三个新的嗜盐古菌物种:Natrinema altunense AJ2~T、Haloterrigena saccharevitans AB14~T和Halobiforma salilacus AJ5~T,丰富了嗜盐古菌的分类,并使得新疆地区独特嗜盐古菌种群的分类地位得到进一步的明确。在目前嗜盐菌科已有的18个属54个种中,屹今为止我国分离鉴定的9个新种全都位于Natrinema、Natronorubrum、Natrialba、Halobiforma和Halorubrum这五个属中,表明我国分离的嗜盐古菌带有一定的地域特点。 通过对己分离嗜盐古菌的bop核心序列的研究,发现新疆地区的bop基因资源具有多样性和地域性特点。并在其中两个属(Natrinema和Halobiforma)中首次发现了该基因的存在,扩展了bop基因在嗜盐古菌中存在的范围。基因序列遗他分析和蛋白序列比较的结果表明,bop基因片段的GC含量受到偏倚突变压及净化选择的双重制约,己分离嗜盐古菌内的BR蛋白是研究光循环质子泵的良好材料。序列分析中,我们认为根据BR蛋白一级结构将其分为三类,比根据BR蛋白的来源划分更为恰当。在研究过程中,我们未能发现bop基因在嗜盐古菌中流动的现象,因此对Mukohata (1999)等人提出的假说进行了部分的补充,以更好的解释嗜盐古菌中视蛋白基因演化模式。 阿尔金山地区环境极端恶劣、道路险峻偏远、高原严寒低氧,所以人迹罕至,缺乏相关研究。然而也正是因为这些盐湖大多地处无人区,使其得以保留几百万

论文目录:

中文摘要

Abstract

第一部分 文献综述

1.细菌分类学及多相分类方法

1.1.细菌分类学研究进展

1.2.分类学中种的概念

1.3.系统发育的观念

1.4.多相分类研究方法

2.嗜盐古菌的分类学研究背景与现状

2.1.嗜盐古菌的栖息环境

2.2.嗜盐古菌分类学研究简史

2.3.嗜盐古菌的应用

2.4.我国嗜盐古菌分类学研究历史和现状

3.细菌视紫红质

3.1.细菌视紫红质的结构与功能

3.2.嗜盐古菌中其它视蛋白

3.3.细菌视紫红质的应用

第二部分 新疆地区盐湖嗜盐古菌的多相分类学研究

1.前言

2.材料与方法

2.1.样品的采集及其环境

2.2.菌株分离与培养条件

2.2.1.培养基

2.2.2.菌株分离和保藏

2.2.3.菌株培养条件

2.3.参比菌株

2.4.表型特征

2.4.1.形态学特征

2.4.2.生长特征

2.4.3.生理生化特征

2.4.4.化学分类特征

2.5.基因型特征

2.5.1.16S rRNA基因序列分析

2.5.2.总DNA的G+C mol％含量测定

2.5.3.基因组DNA-DNA杂交

2.6.系统发育学分析

3.结果

3.1.嗜盐菌的分离

3.2.部分菌株的16S rRNA基因序列分析

3.3.代表菌株的表型特征

3.4.代表菌株的基因型特征和系统发育分析

4.讨论

4.1.新种Natrinema altunense AJ2~T

4.2.新种Haloterrigena saccharevitans AB14~T

4.3.新种Halobiforma salilacus AJ5~T

4.4.我国盐湖嗜盐古菌的地域性特点

4.5.嗜盐古菌多相分离学中存在的问题

5.结论

第三部分 新疆地区嗜盐古菌细菌视紫红质基因序列的研究

1.前言

2.材料和方法

3.结果

3.1.bop基因和BR蛋白核心序列分析

3.2.系统发育分析

4.讨论

4.1.bop核心序列的遗传分析

4.2.BR蛋白部分序列的分析

4.3.嗜盐古菌bop基因的演化

5.结论

参考文献

发表文章目录

致谢

发布时间: 2005-10-10

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