极地海洋放线菌天然产物合成潜力及其基因簇挖掘研究

发布时间：2024-03-08 22:57

　　近年来,海洋和极端环境来源的放线菌在适应特殊环境的过程中可能演化出独特的遗传特性和天然产物,进而成为了新型天然产物挖掘的重要对象。本研究选择5株极地海洋放线菌,从基因组入手,结合生物信息学技术分析其天然产物合成潜力,并针对代表性生物合成基因簇进行挖掘研究。本研究选择的5株极地海洋放线菌覆盖了链霉菌属(Streptomyces)及拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)、短状杆菌属(Brachybacterium)和Marisediminicola属3个稀有放线菌属。通过基因组分析发现,天然产物生物合成基因簇的数量与基因组的大小具有正相关性,以链霉菌属和拟诺卡氏菌属菌株基因组中编码的天然产物合成基因簇最为丰富和多样,具有较好的挖掘潜力,而另外2个稀有放线菌属菌株的基因组相对较小,编码的天然产物合成基因簇也少。因此选择两株极地链霉菌(Streptomyces sp.604F和Streptomyces sp.R15-527F)和 1 株极地稀有放线菌 Nocardiopsis sp.502F 进一步分析其产物合成潜力,并分别选择1个代表性基因簇(604F27、527F15和502F10)开展...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 极地微生物简介
    1.2 极地微生物基因组及基因资源研究简况
    1.3 天然产物
        1.3.1 天然产物主要类别及其生物合成简述
        1.3.2 天然产物的新型挖掘方式
    1.4 天然产物生物合成基因簇挖掘的遗传操作体系
        1.4.1 生物合成基因簇的RecE/T和Redα/β克隆
        1.4.2 生物合成基因簇的属间接合转移
    1.5 立题依据和意义
第二章 5株极地海洋放线菌天然产物合成潜力分析
    2.1 前言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验材料
            2.2.1.1 菌株及来源
            2.2.1.2 生物信息分析工具
        2.2.2 实验方法
            2.2.2.1 基因组测序
            2.2.2.2 生物合成基因簇分析
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 5株极地海洋放线菌天然产物合成潜力分析
        2.3.2 604F27生物合成基因簇分析
        2.3.3 527F15生物合成基因簇分析
        2.3.4 502F10生物合成基因簇分析
    2.4 本章小结
第三章 生物合成基因簇克隆与属间接合转移
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验材料
            3.2.1.1 菌株及质粒
            3.2.1.2 主要实验仪器
            3.2.1.3 培养基和抗生素
            3.2.1.4 引物合成和DNA测序
            3.2.1.5 常用生物学试剂和溶液及缓冲液
            3.2.1.6 DNA序列分析工具
        3.2.2 实验方法
            3.2.2.1 生物合成基因簇RecE/T和Redα/β克隆的操作步骤及要点
            3.2.2.2 细菌基因组DNA的提取
            3.2.2.3 质粒DNA的小量提取
            3.2.2.4 PCR反应体系
            3.2.2.5 酶切体系
            3.2.2.6 T4 DNA聚合酶反应体系
            3.2.2.7 电转化操作方案
        3.2.3 质粒pBeloBAC11-604F27-phiC31-oriT-attp的构建
        3.2.4 质粒pBR322-527F15-phiC31-oriT-attp的构建
        3.2.5 质粒p15A-502F10-phiC31-oriT-attp的构建
        3.2.6 属间接合转移
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 604F27生物合成基因簇克隆与属间接合转移
        3.3.2 527F15生物合成基因簇克隆与属间接合转移
        3.3.3 502F10生物合成基因簇克隆与属间接合转移
    3.4 本章小结
第四章 生物合成基因簇的异源表达与产物分析
    4.1 前言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验材料
            4.2.1.1 菌株
            4.2.1.2 主要实验仪器
            4.2.1.3 培养基和抗生素
            4.2.1.4 引物合成和DNA测序
            4.2.1.5 常用生物学试剂和有机溶剂
        4.2.2 实验方法
            4.2.2.1 生物合成基因簇的异源表达
            4.2.2.2 RNA的提取
            4.2.2.3 cDNA合成及其PCR
            4.2.2.4 发酵产物的提取与分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1. Streptomyces coelicolor M1154+604F27表达与产物分析
        4.3.2. Streptomyces coelicolor M1154+527F15表达与产物分析
        4.3.3. Streptomyces coelicolor M1154+502F10表达与产物分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 创新点
    5.3 后续研究与展望
参考文献
致谢
硕士期间发表论文



本文编号：3922512