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通过高通量测序技术探究陕北花马盐湖土壤沉积物中原核微生物多样性。结果表明,上述样品中的原核微生物归类为古菌界和细菌界,34个门,86个纲,120个目,169个科,242个属。其中古菌界的优势属为盐盒菌属(Haloarcula)、盐杆菌属(Halobacterium)、盐红菌属(Halorubrum)、盐盘菌属(Haloplanus)等,细菌界的优势属为假单胞菌属(Pseudomonas)和Salinimicrobium。说明陕北花马盐湖原核微生物具有丰富的物种多样性。探究陕北花马盐湖嗜盐微生物耐盐逆境机制。构建陕北花马盐湖土壤沉积物微生物宏基因组Fosmid文库,得到了一个含4126个克隆子的文库,通过含7.5%NaCl培养基筛选出了37株耐盐阳性克隆子,并挑选出一株活性最强的克隆子2E4进行宏基因组测序,分析其功能基因。结果表明,克隆子2E4的插入DNA片段可能来自施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),其功能基因在COG数据库中共归类到普通功能预测(General function prediction),氨基酸的运输和代谢(Amino acid transport and metabolism),信号传导机制(Signal transduction mechanisms,Transcription)等23项。在GO数据库中归类到生物过程(Biological process)、细胞组成(Cellular component)和分子功能(Molecular function)。以及与SwissProt数据库比对共获得219个基因功能注释,其中编码Probable cation-transporting ATPase F、Na+/H+antiporter subunit、aspartokinase、CDP-diacylglycerol-glycerol-3-phosphate 3-phosphatidyltransferase和Choline dehydrogenase等蛋白基因可能与嗜盐微生物适应高盐环境有关。构建克隆子2E4的EZ-Tn5转座突变文库,获得了一个含1670个克隆的突变文库,筛选出了4株对7.5%NaCl敏感的突变克隆,基因测序表明转座子的插入破坏了基因aminoglycoside 3’-phosphotransferase(aphA)上游启动子序列。通过克隆2E4与其突变株3E7的Na+、K+、Zn2+、Cu2+、Cd2+离子耐受试验发现,突变株3E7在Na+、K+、Zn2+、Cu2+中生长减弱,在Cd2+中生长增强,表明aphA基因的表达与耐Na+、K+、Zn2+、Cu2+正相关,与耐Cd2+负相关。说明aphA基因与嗜盐微生物耐盐逆境相关。