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杀虫剂降解菌的筛选和鉴定及按蚊肠道宏基因组的组成研究

作　者: 南春燕
导　师: 梁健
学　校: 陕西师范大学
专　业: 微生物学
关键词: 菊酯有机磷降解菌按蚊高通量测序肠道菌群组成
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

中华按蚊(Anopheles sinensis)是我国广大平原地区重要的传疟媒介,其主要孳生地为稻田,稻田中杀虫剂的大量使用,在有些地区已加剧和促进了蚊虫抗性水平的发展和提高。笔者通过筛选和鉴定稻田中可降解溴氰菊酯、敌百虫和毒死蜱的菌群,进一步测定其降解效能,为其最终应用至稻田,促进杀虫剂的快速降解提供基础资料。取得的主要结果如下：首先,采用经典的筛选方法获得了稻田水体中可降解溴氰菊酯、敌百虫和毒死蜱的细菌菌群。之后,基于分子特征,鉴定了降解细菌菌群：可降解毒死蜱和敌百虫的细菌中均有假单胞菌属(Pseudomonas)种类,提示该属菌种对于有机磷杀虫剂的降解存在广谱性；肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumonia)、赤红球菌(Rhodococcus ruber)和Cupriavidus sp.为新发现的可降解毒死蜱和敌百虫的菌种。可降解溴氰菊酯的菌群中包括10个属,分别为：不动杆菌属(Acinetobacter)、克雷伯氏菌属、柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、Stenotrophomonas、假单胞菌属、拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)、红球菌属(Rhodococcus)、 Ancylobacter、Ochrobactrum和黄色杆菌属(Xanthobacter);其中优势的为不动杆菌属和克雷伯氏菌属种类；柠檬酸杆菌属、黄色杆菌属、拟无枝酸菌属、不动杆菌属、Ochrobactrum和Ancylobacter共6个属的菌种为首次报告的溴氰菊酯降解菌属。最后,在实验室条件下验证了筛选的降解菌的对3种菊酯类杀虫剂的降解效能,发现该菌群,从第2d开始到第8d降解率的趋势为持续增加,降解率在第8d时达到最高,分别为77%(联苯菊酯)、61%(溴氰菊酯)和74%(三氟氯氰菊酯),该菌群对菊酯类杀虫剂的降解存在广谱性。众所周知,疟原虫必须在按蚊体内经历一系列复杂的发育和繁殖过程,才可以感染人,按蚊肠道内的细菌可影响疟原虫的发育。本研究采用高通量测序技术,对现场采集的中华按蚊和雷氏按蚊(An. lesteri)肠道细菌宏基因组的组成进行测定和分析,结果可为深入阐明媒介按蚊-疟原虫-共生菌的相互关系奠定基础。取得的主要结果如下：本研究共检测了10个样本,包括孳生地的水样、中华按蚊幼虫和成虫(吸血与未吸血)和雷氏按蚊幼虫。稀疏曲线和Alpha多样性指数均提示测序深度充分,评估OTU的数量应接近实际情况。在蚊虫肠道内,不论是虫期还是种类,变形菌门(Proteobacteria)的丰度均为最高；水体中丰度高的门为厚壁菌门(Firmicutes39%)、拟杆菌门(Bacteroidetes34%)和变形菌门(25%)。在门水平,各样品间细菌丰度差异性比较的结果显示,吸血与未吸血成蚊间差异显著的门仅为变形菌门,水体与吸血成蚊、与幼虫间差异显著的门最多,为9个；在科水平,成虫与幼虫的菌群结构差异大于未吸血与吸血的成虫间,与水体比较时,发现还是蚊虫各期菌群结构差异小。对序列数大于500的属进行分析的结果显示,不动杆菌属、Thorsellia、布鲁氏属(Brucella)、泛菌属(Pantoea)和假单胞菌属出现在50%(含)以上的样品中,其中不动杆菌属在10个样品中均存在。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第1章前言  9-29
  1.1 研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-29
    1.2.1 杀虫剂降解菌相关研究  10-14
    1.2.2 蚊肠道细菌的相关研究  14-29
第2章农用杀虫剂降解菌的筛选和鉴定研究  29-49
  2.1 材料和方法  29-37
    2.1.1 材料  29-32
    2.1.2 方法  32-37
  2.2 结果和分析  37-47
    2.2.1 杀虫剂降解菌的筛选  37-39
    2.2.2 杀虫剂降解菌种类鉴定  39-43
    2.2.3 溴氰菊酯降解菌的降解效能和生长情况  43-47
  2.3 小结  47-49
第3章基于高通量测序技术的按蚊肠道菌群宏基因组的组成研究  49-75
  3.1 材料和方法  49-56
    3.1.1 材料  49-50
    3.1.2 方法  50-56
  3.2 结果与分析  56-71
    3.2.1 分子鉴定蚊种  56-57
    3.2.2 蚊虫和水样宏基因组DNA检测结果  57-58
    3.2.3 宏基因组DNA生物信息学分析  58-71
  3.3 讨论  71-75
第4章总结与展望  75-77
  4.1 第2章小结与展望  75
  4.2 第3章小结  75-77
参考文献  77-85
致谢  85-87
攻读硕士学位期间的研究成果  87

杀虫剂降解菌的筛选和鉴定及按蚊肠道宏基因组的组成研究

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