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湖光岩玛珥湖好氧不产氧光合细菌遗传多样性的分析

作　者: 陈晓洁
导　师: 吴灶和
学　校: 广东海洋大学
专　业: 海洋生物学
关键词: 湖光岩玛珥湖好氧不产氧光合细菌 pufM pufL 多样性荧光定量PCR 系统发育分析
分类号: Q938.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

湖光岩玛珥湖是一类特殊的火山口湖，它完全封闭，地质年代久远，尚未受人类活动的剧烈影响，蕴育着丰富而特殊的微生物种群。因此研究和开发湖光岩玛珥湖的微生物资源具有相当高的价值。好氧不产氧光合细菌（AAPB）是以其在有氧情况下能行驶光合功能而定义的一类专性异养细菌，其生理生态特征独特，进化年代久远，在水生生态系统上层水体中广泛分布。目前，AAPB在玛珥湖水体中是否有分布仍是未知。本论文选取了湖光岩水体最深的位点，通过四个不同时期采集1m（表层）、5m（中间层）和12m（近底层）的水样进行分析。提取浮游总菌的总DNA和RNA，并扩增编码光反应中心的小亚基pufM基因和大亚基pufL基因，通过构建克隆文库和测序分析，研究AAPB在湖光岩玛珥湖的生态分布及系统发育多样性。同时结合定量PCR技术，分析了AAPB在湖光岩玛珥湖浮游总细菌中的相对丰度。研究结果表明，湖光岩玛珥湖中AAPB有很高的多样性。对比pufM基因的DNA序列和RNA序列，可知pufM基因RNA的多样性高于DNA。这说明对该基因的RNA研究有利于拓宽AAPB在湖光岩中多样性的研究。根据系统发育分析结果表明，湖光岩玛珥湖中AAPB类群的优势菌与β－Proteobacteria的进化距离最近。其中湖光岩玛珥湖含有一定数量的与不可培养类群相似的AAPB，同时也存在着湖光岩独有的AAPB种属。各水层的AAPB多样性亦不一样，这可能与季节、水温、光照强度、紫外光辐射等多种环境因子的影响有关。可能由于pufL基因较pufM基因更为保守，AAPB的pufL基因多样性不及pufM基因。对pufM基因进行定量分析结果显示不同时间和水层AAPB占湖光岩玛珥湖浮游细菌中的比重波动较大，并无明显规律可循，需进一步加大采样密度。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
1 前言  10-15
  1.1 湖光岩玛珥湖研究进展  10-11
    1.1.1 湖光岩玛珥湖研究概况  10
    1.1.2 湖光岩玛珥湖研究现状  10-11
  1.2 好氧不产氧光合细菌的研究进展  11-13
    1.2.1 AAPB 的发现和分类  11-12
    1.2.2 AAPB 的起源和分布  12-13
    1.2.3 AAPB 的生理生化特点  13
  1.3 研究的目的和意义  13-15
2 实验材料及方法  15-24
  2.1 实验材料  15-17
    2.1.1 实验设备  15
    2.1.2 试剂和溶液  15-16
    2.1.3 引物  16
    2.1.4 分析软件  16-17
  2.2 实验方法  17-24
    2.2.1 样品的采集、前期处理  17
    2.2.2 环境样品总 DNA 和总 RNA 的提取  17-18
    2.2.3 用 DN aseⅠ处理 RNA  18-19
    2.2.4 PCR 扩增 pufM、 pufL 基因  19-20
    2.2.5 PCR 产物的纯化  20-21
    2.2.6 感受态细胞的制备  21
    2.2.7 连接与转化  21-22
    2.2.8 阳性克隆的 PCR 检测  22
    2.2.9 荧光定量 PCR  22
    2.2.10 多样性指数和样品聚类分析  22-23
    2.2.11 系统发育分析  23-24
3 实验结果及分析  24-47
  3.1 湖光岩玛珥湖中好氧不产氧光合细菌的 pufM 基因的多样性分析  24-41
    3.1.1 湖光岩玛珥湖 pufM基因 DNA、 mRNA 的扩增结果  24
    3.1.2 湖光岩玛珥湖 pufM基因 DNA 的多样性分析  24-30
    3.1.3 湖光岩玛珥湖 pufM基因 mRNA 多样性  30-35
    3.1.4 湖光岩玛珥湖 pufM基因 DNA 和 mRNA 的多样性分析比较  35-41
  3.2 湖光岩玛珥湖好氧不产氧光合细菌 pufL 基因多样性分析  41-46
    3.2.1 湖光岩玛珥湖 pu fL 基因的扩增结果  41
    3.2.2 湖光岩玛珥湖 pu fL 基因的 OTU 划分  41-43
    3.2.3 多样性指数分析  43
    3.2.4 同源性分析  43-44
    3.2.5 系统发育多样性分析  44-46
  3.3 湖光岩玛珥湖 pufM 基因的定量分析  46-47
4 讨论  47-51
  4.1 湖光岩玛珥湖 pufM 基因的多样性  47-49
    4.1.1 湖光岩玛珥湖 pufM基因 DNA 的多样性  47-48
    4.1.2 湖光岩玛珥湖 pufM基因 mRNA 的多样性  48
    4.1.3 湖光岩玛珥湖 pufM 基因 DNA 和 mRNA 的多样性综合比较、分析  48-49
  4.2 湖光岩玛珥湖 pufL 基因的多样性  49
  4.3 湖光岩玛珥湖 pufM 基因荧光定量的分析  49-51
5 结论  51-52
参考文献  52-58
致谢  58-59
附录常用软件使用演示  59-67
作者简介  67-68
导师简介  68

湖光岩玛珥湖好氧不产氧光合细菌遗传多样性的分析

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