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地衣物质可以作为共生细菌的碳素营养

作　者: 夏青
导　师: 戴美学；王海英
学　校: 山东师范大学
专　业: 微生物学
关键词: 共生细菌地衣物质共生固氮苯酚降解芳香族化合物分离培养变形菌根瘤菌 LAR1 放线菌
分类号: Q93
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

尽管生活在一个贫氮营养条件下，但地衣也产生了数量惊人的次生化合物,甚至达到地衣菌体干重的8%。虽然已经提出地衣物质可以帮助地衣抵制强烈的阳光,致病微生物,或食草动物的侵害,这仍不足以解释为什么叶状地衣的次生化合物含量如此高。除了共生藻和地衣共生菌，共生细菌越来越被视为地衣的组成部分。根瘤菌和变形菌一直是主要的共生细菌。然而,之前很少从地衣中分离培养出这些菌。什么决定哪些细菌可以定植在叶状地衣内到目前为止尚未完全证实。本实验以吉林秃老婆顶子采集的美味石耳和棕褐梅衣（中文名新拟）以及云南轿子雪山采集的网脊肺衣为实验材料，我们首次在无氮并以相应的地衣物质为唯一碳源的培养基上从美味石耳、棕褐梅衣和网脊肺衣中分离到可培养共生细菌。从5份美味石耳标本中分离到72株共生细菌，从5份棕褐梅衣标本中分离到93株共生细菌，从5份网脊肺衣标本中分离到69共生细菌。并且轻松获得主要共生细菌根瘤菌和变形菌。这项研究首次表明,地衣物质的最重要的角色是为需要补充氮的叶状地衣的共生细菌提供碳源。基于这项研究和先前的研究，认为在一些决定地衣共生细菌类群相关因素，如共生藻类型、地形、年龄、阳光和基质中，地衣物质是最重要的因素。对于为什么大多数地衣物质都是芳香族化合物也提出了一个假设。地衣是一种最古老的陆地菌落，芳香族化合物苯酚，是地衣和植物陆地定植前在土地中最丰富的有机碳之一。因此，在此历史期间有固氮能力的苯酚降解菌（PN细菌）可能是主要的非光合细菌。在贫氮条件下富集优势的PN细菌形成共生，能使绿藻地衣在自然选择中存在巨大优势。在进化上，这可能是导致大多数地衣产生丰富的芳香族化合物的原因。对共生细菌的共生模式进行了探索。地衣共生菌和共生藻形成专性共生，但是地衣菌体也有许多种共生细菌。除了在叶状地衣中，几乎所有的环境中都能检测到。这些结果表明，共生细菌不与地衣共生菌和共生藻形成专性共生。在地衣漫长的生命中，共生细菌可能会反复死亡和入侵叶状地衣，因为在自然界中有丰富的独立生存的共生细菌。那些死去的共生细菌可能是营养源，尤其是地衣共生菌、共生藻和其他的地衣相关微生物的氮的来源。这种共生模式会导致地理成为一个因素影响叶状地衣中的细菌种群,因为来自本地环境的共生细菌不断更新。这种共生模式也会导致在叶状地衣生长的部分比衰老的部分有更一致的细菌种群,因为不断生长的部分经常居住着共生细菌的新入侵者,而老化部分含有更多的死共生细菌(即营养更丰富),然后让更多的各种细菌甚至包括非共生细菌入侵。

地衣物质可以作为共生细菌的碳素营养

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