【摘 要】
：
稻田作为自然界中甲烷的重要排放源,其中存在着大量的甲烷氧化菌类群。作为可利用甲烷为唯一碳源和能源进行生长的微生物,这些甲烷氧化菌在水稻田甲烷排放的动态平衡中发挥重要作用;另一方面由于它们很多还具有自生固氮活性,因此在水稻田氮素循环中也扮演重要角色。然而目前对于水稻田中甲烷氧化菌的研究多集中于生态群落结构,缺少相关的纯培养菌株研究。本论文基于此,拟从水稻根际样品分离并纯化甲烷氧化菌纯培养菌株并进行相
论文部分内容阅读
稻田作为自然界中甲烷的重要排放源,其中存在着大量的甲烷氧化菌类群。作为可利用甲烷为唯一碳源和能源进行生长的微生物,这些甲烷氧化菌在水稻田甲烷排放的动态平衡中发挥重要作用;另一方面由于它们很多还具有自生固氮活性,因此在水稻田氮素循环中也扮演重要角色。然而目前对于水稻田中甲烷氧化菌的研究多集中于生态群落结构,缺少相关的纯培养菌株研究。本论文基于此,拟从水稻根际样品分离并纯化甲烷氧化菌纯培养菌株并进行相关研究,为探明甲烷氧化菌在水稻根际的行为和功能打下基础。1.甲烷氧化菌Methylomonas sp.GJ1的分离与鉴定通过甲烷富集培养,根际和根内样品中甲烷氧化菌类群Methylomonas和Methylocystis有相对较高的丰度。从水稻根际中成功分离筛选到一株甲烷氧化菌GJ1,为革兰氏阴性菌,细胞呈杆状,具单极鞭毛,细胞内具备典型的Ⅰ型甲烷氧化菌内膜。在NMS1培养基上菌落呈粉红色。菌株可以以甲烷和甲醇为唯一碳源进行生长,在NaCl浓度0-1.0%范围内生长良好,最高可耐受1.2%浓度的NaCl。最适生长温度为25-33℃;最适生长pH为pH 6.0-8.0。菌株主要呼吸醌是MQ-8,主要的脂肪酸为C16:1、C14:0和C16:0。其DNA G+C mol%含量为53.67 mol%,同时具有颗粒型甲烷单加氧酶pMMO和可溶性甲烷单加氧酶sMMO。与其16S rRNA基因相似度最高的模式菌株为Methylomnas koyamaeFw12E-YT（96.43%）;菌株甲烷单加氧酶基因pmoA和固氮酶基因nifH与Methylomonas属的模式菌株相似度分别在93.63-96.82%和95.8-98.46%。综合以上表型特征和分析数据,鉴定菌株GJ1可能为Methylomonas属的一个新种,命名为 Methylomonas sp.GJ1。2.菌株GJ1的全基因组测序以及铜离子对菌株转录组的影响分析对菌株GJ1进行全基因组完成图测序,结果表明其大小为4554005 bp,不含质粒,预测的编码基因个数为4225。KEGG分析显示其甲烷同化途径完整,具备多种氮源利用和自生固氮相关的基因。因为已有的很多研究表明铜离子对甲烷氧化菌生长及代谢具有重要的影响,所以对菌株GJ1在无铜培养和加铜培养（7 μM）条件下的转录组进行了测序比较,结果发现加铜培养的菌株较无铜培养有634个基因的转录出现2倍以上变化,其中286个基因上调,348个基因下调,富集分析显示这些基因多参与甲烷代谢、氮源代谢和物质转运等过程。3.σ54因子（RpoN）在甲烷氧化菌中的功能σ54因子是甲烷氧化菌中参与调控甲烷以及氮代谢相关基因的重要转录因子,对其功能进行研究将有助于深刻理解甲烷氧化菌的代谢调控模式,由于菌株GJ1中rpoN基因经多次尝试都无法成功敲除,所以论文选择了另外一株甲烷氧化菌Methylomicro buryatense 5GB 1C作为研究材料进行相关研究。在氮源利用方面,实验发现敲除了 rpoN之后菌株丧失利用了硝酸盐、亚硝酸盐和谷氨酸的能力;转录组数据表明这是因为rpoN敲除之后,菌株的硝酸盐/亚硝酸盐转运蛋白基因以及硝酸盐还原酶基因都显著下调。在甲烷代谢方面,rpoN敲除对pMMO基因的转录没有显著影响,但sMMO基因的转录水平显著降低（无铜条件）,这导致与野生型相比敲除菌株生长缓慢且生长量减少。上述结果表明σ54因子在甲烷氧化菌5GB1C中调控sMMO编码基因、硝酸盐/亚硝酸盐和铵盐等氮源代谢基因的转录。综上所述,本论文首先从水稻根际中分离筛选到一株甲烷氧化菌GJ1,经多相分类鉴定可能为Methylomonas属的一个新种;然后对菌株GJ1进行了全基因组测序以及有铜/无铜培养条件下的转录组测序,分析了其甲烷和氮源代谢的通路;最后以菌株5GB1C为替代材料分析了 σ54因子对甲烷及氮源代谢相关基因的调控作用。论文为进一步研究水稻田中甲烷氧化菌的功能以及与水稻的互作提供了新材料和重要基础。
其他文献
[目 的]1.调查慢性病共病（Multiple Chronic Conditions,MCC）患者对预立医疗照护计划（Advance Care Planning,ACP）准备度水平现状,分析影响MCC患者准备度的相关因素;进一步通过半结构式访谈,深度挖掘MCC患者对ACP相关变量的认识,为后续制定个性化教育干预方案提供依据。2.探讨基于IMB模型的ACP教育干预方案在MCC患者中的应用效果,为制定
近年来,由食品安全问题引起的事件频频发生,受到公众的广泛关注。食品安全问题关乎民生大计,建立对食品中危害物质的快速检测方法具有重要意义。传统的检测方法需要借助大型仪器,操作步骤繁琐,耗时长,成本较高。试纸条检测方法因其便携,快速高效,操作简单,成本低等优点,广泛应用于食品、生物医学及环境监测等多个领域。胶体金（Gold nanoparticles,GNPs）试纸条检测方法主要包括GNPs免疫层析方
南极磷虾作为南极生态环境的关键环节,无论从哪个角度来衡量,都可以称作是地球上繁衍最成功的物种。南极磷虾之所以可以在恶劣的南极环境下成功的生存,是因为自身对环境的适应以及逐步的进化。其中复眼是南极磷虾重要的光感受器,有着独特的结构特点和复杂的生理功能,对南极磷虾的生存起着极其重要的作用。本文主要是对南极磷虾复眼中观察到的特殊颗粒进行初步研究。对南极磷虾复眼、肌肉组织、发光器色素细胞以及甲壳下色素细胞
[目 的]探讨抗毒药物联合0.1%他克莫司滴眼液（Tacrolimus,FK506）治疗坏死型单纯疱疹病毒性角膜基质炎的疗效和安全性。[方 法]21例（21眼）重症坏死型单纯疱疹病毒性角膜基质炎患者纳入该项单臂、前瞻性研究。所有患者均接受口服更昔洛韦胶囊、局部滴用更昔洛韦眼用凝胶、0.1%他克莫司眼液和人工泪液。患者均于治疗后2月内每周复查。疗效评价指标包括裂隙灯照相测量用药前后角膜溃疡面积、角膜
[目的]肺癌是全球癌症死亡率最高的癌症,其生物学特性复杂、恶性程度高,更重要的是,肺癌患者确诊时大多已发生了局部或广泛的转移。本课题组前期发现,与邻近的正常肺组织相比,apelin在肺腺癌组织中显著性高表达,且与患者的不良预后呈正相关。Apelin是血管紧张素样受体1（APJ）的肉源性配体,前期功能实验发现apelin能够促进肺腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭,但调控机制尚不清楚。本研究在前期研究基础上
[目的]东紫苏（Elsholtiza Bodinieri Vaniot.）,别名凤尾茶、牙刷草,是主要分布于云南、甘肃等地的一种唇形科、香薷属植物。在民间东紫苏可药食两用,被当地居民用于治疗风寒感冒、咽喉痛、消化不良等病症,据报道,东紫苏含有较为丰富的黄酮类化合物和精油成分,这些化学成分在抑菌、抗氧化、心血管保护等方面有着较好功效,但缺乏较为系统的研究。本文将对东紫苏总黄酮类化合物进行分离、提纯,
[目 的]探讨不同类型遗传代谢性肝病患儿的临床特点及基因分子特征和营养状态,以加深对此类疾病的认识,为临床诊断和治疗提供循证依据。[方 法]采用回顾性研究的方法,收集2017年1月至2019年12月在我院住院确诊的69例代谢性肝病患儿的临床资料,包括患儿的基本信息（姓名、性别、年龄、体重）、临床症状、生化指标（肝功能、凝血功能、血糖、乳酸等）及营养素（血清维生素A、D、E和微量元素）等相关实验室指
近年来我国快递业发展迅速,快递业务量持续增长,为缓解末端配送压力和提高配送效率,快递自提成为一种新的配送方式,快递自提点随之诞生。快递自提点作为新兴城市公共服务设施,其空间分布特征和选址布局问题开始受到学者的重视。随着城镇化进程推进,城市人口波动导致快递需求存在不确定性,而且面对多个自提点时,居民对自提点选择也存在随机性,企业如何在需求不确定环境下对自提点进行选址布局已成为重要问题。故本文以南京市
来自Corallococcus sp菌株EGB的α-淀粉酶AmyM能水解淀粉形成麦芽低聚糖,前期研究已证明AmyM具有应用于食品加工的酶学特性。然而,作为食品酶制剂,AmyM的安全和高效生产问题仍未解决。枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）具有公认的安全性和高效性,是常见的食品酶表达宿主。因此,本研究选用B.subtilis作为表达宿主进行α-淀粉酶AmyM重组表达,希望通过对转录、
中国是人口世界第一的农业大国,随着农业机械化、现代化的提升,越来越多的高科技设备、材料被运用在农业生产中,这不仅保证了高质量的农业生产水平,同时也提高了农业生产的平均效率。植物温室的出现就是一个典型的例子,由于自然界的气候多样,自然灾害频繁发生,农业生产经常会受到外部环境的干扰甚至是破坏,这对农业设备的运转、植物的产量有相当大的影响。因此,通过植物温室大棚的建造,来制造人为的小环境,是提高农业生产