西太平洋暖池核心区Ontong-Java海台微生物群落结构多样性研究

【摘要】：为了研究西太平洋暖池核心区Ontong-Java海台中微生物群落及多样性,本研究以PCR技术为基础,对古菌和细菌分别构建了6个不同层位的16S rDNA基因克隆文库。经PCR扩增、基因序列测序、序列大于或等于97%相似度分析以及序列提交到在线杂合子检测系统以检测其是否为杂合子序列;共得到古菌的有效克隆561个,135种RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP)带型和50个基因操作分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs)。共得到细菌的有效克隆539个,91种RFLP带型和62个OTUs。 通过系统发育树的分析得出,本研究中古菌和细菌的序列与来自各种海洋环境中的序列有较高的同源性并且绝大多数是不可培养的。古菌均属于泉古菌(Crenarchaeota)(45.3%)和广古菌(Euryarchaeota)(54.7%)。Marine GroupⅡ(MGⅡ)(49.0%)和Marine GroupⅠ(MGⅠ)(45.1%)为古菌的优势类群。细菌包含了8个不同的类群,包括变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、蓝澡门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacterioidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、浮霉菌门(Planctomycetes),以及一个未确定的类群。其中变形菌门包括Alpha-(α-)、Gamma-(γ-)和Delta-(δ-)变形菌亚门,在细菌的研究中Gamma-变形杆菌亚门为绝对优势类群。 香农威纳指数(H)、辛普森指数(1/D)及均匀度(J)等多样性指标和稀释度曲线图显示,古菌克隆文库的的CWP-A在6个层位中的多样性最高,而细菌OWP-D的多样性最高。 对西太平洋暖池核心区Ontong-Java海台古菌和细菌中的群落结构进行比较分析发现,西太平洋暖池核心区Ontong-Java海台细菌多样性较高,共获得8种细菌类群,古菌的多样性与细菌相比较低均属于泉古菌域和广古菌域只包含了4个类群。本研究为今后大范围自然海区微生物调查及海洋微生物资源的开发利用提供了一定的科学依据。 【关键词】：西太平洋暖池核心区 Ontong-Java海台 古菌和细菌 16S rDNA多样性
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：Q938.8
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1 前言10-22
• 1.1 海洋微生物的研究进展10-12
• 1.2 海洋微生物的研究12-18
• 1.2.1 海洋古菌的研究12-17
• 1.2.2 海洋细菌的研究17
• 1.2.3 海洋微生物的研究现状17-18
• 1.3 海洋微生物分子生物学研究方法18-21
• 1.3.1 16S rDNA（16S rRNA）序列及系统发育树的分析18-19
• 1.3.2 限制性片段长度多态性分析(RFLP)19
• 1.3.3 末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)19-20
• 1.3.4 变性梯度凝胶电泳（DGGE)和温度梯度凝胶电泳(TGGE)20
• 1.3.5 建立16S rDNA 克隆文库和测序分析20
• 1.3.6 实时定量 PCR20
• 1.3.7 荧光原位杂交（FISH)20-21
• 1.4 西太平洋暖池核心区环境特点21
• 1.5 本研究的内容及目的21-22
• 1.6 本研究的创新点22
• 2 实验材料与方法22-29
• 2.1 实验材料及仪器设备22-24
• 2.1.1 样品采集22
• 2.1.2 主要培养基和试剂22-23
• 2.1.3 主要仪器23
• 2.1.4 PCR 引物序列23-24
• 2.1.5 主要的分析软件24
• 2.2 实验方法24-29
• 2.2.1 基因组DNA 的提取24-25
• 2.2.2 PCR 产物扩增25-26
• 2.2.3 PCR 产物的纯化26
• 2.2.4 重组载体的构建26
• 2.2.5 重组载体的转化26-27
• 2.2.6 基因文库克隆的鉴定及序列测定27-28
• 2.2.7 统计学分析及系统进化分析28-29
• 3 实验结果29-38
• 3.1 西太平洋暖池核心区古菌群落结构垂直分布特征29-33
• 3.1.1 古菌总DNA 的提取29
• 3.1.2 古菌16S rDNA 的 PCR 扩增29-30
• 3.1.3 古菌16S rDNA 基因克隆文库的构建及限制性内切酶多态性分析30-31
• 3.1.4 古菌16S rDNA 基因克隆文库的统计学分析31
• 3.1.5 古菌覆盖率和多样性指数分析31-32
• 3.1.6 古菌16S rDNA 基因序列及系统进化分析32-33
• 3.2 西太平洋暖池核心区细菌群落结构垂直分布特征33-38
• 3.2.1 细菌总DNA 的提取33-34
• 3.2.2 细菌16S rDNA 的 PCR 扩增34
• 3.2.3 细菌16S rDNA 基因克隆文库的构建及限制性内切酶多态性分析34-35
• 3.2.4 细菌16S rDNA 基因克隆文库的统计学分析35
• 3.2.5 细菌覆盖率和多样性指数分析35-36
• 3.2.6 细菌16S rDNA 基因序列及系统进化分析36-38
• 4 讨论38-44
• 4.1 西太平洋暖池核心区Ontong-Java 海台微生物多样性研究38-42
• 4.1.1 古菌多样性和垂直分布情况38-40
• 4.1.2 细菌多样性及垂直分布情况40-42
• 4.2 西太平洋暖池核心区ontong Java 海台古菌和细菌的多样性比较42-44
• 4.2.1 样品采集42-43
• 4.2.2 关于海洋微生物分子生态学研究43
• 4.2.3 西太平洋暖池核心区Ontong-Java 海台古菌和细菌多样性比较43-44
• 5 结论44-45
• 致谢45-46
• 参考文献46-54
• 附录54-56
• 作者简介56

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