南极大磷虾共附生菌的物种多样性及其代谢产物研究

发布时间：2020-06-07 03:58

【摘要】：海洋共附生菌是发掘新型海洋活性天然产物热点,而南极磷虾是南大洋生态系统中的最重要关键物种之一,其生活方式独特,体内定植了大量共附生菌群,是发掘极地特殊生境海洋微生物新资源的宝库。本文通过免培养高通量测序技术分析了南极大磷虾肠道共附生菌群的种类、丰度及其群落组成多样性信息;通过微生物纯培养技术对其可培养菌株进行了系统分离及系统发育分析;对其中发现的潜在新分类单元进行了细菌鉴定,并分析了其发酵代谢产物化学多样性。结果表明:南极大磷虾肠道共附生菌群在97%相似水平下共有95个OTU,归属于厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝细菌(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿菌门(Chlorobi)和浮霉菌门(Planctomycetes)等70个属,95个种与已有数据库匹配,尚有7%未知种及大量不可培养微生物,其中厚壁菌门为优势类群,比例为92%,有32个OTU;变形菌门所占比例为5.10%,有41个OTU。优势属10个,包括Arthrobacter sp.、Bacillus sp.、Carnobacterium sp.、Lactococcus sp.、Lysinibacillus sp.、Leuconostoc sp.、Pseudomonas sp.、Solibacillus sp.、Streptococcus sp.及Vibrio sp.。分离获得81株可培养细菌,属于厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门和变形菌门的36个属,包括Mobilicoccus sp.、Rhodococcus sp.、Arthrobacter sp.和Microbacterium sp.等稀有属。其中变形菌门为优势类群,占68%;放线菌门占25%;拟杆菌门4株,占5%;厚壁菌门细菌为2%。其中菌株NJES-16、NJES-13、NJES-23的16S r RNA序列同源性分别为97.71%、95.72%、95.88%,是潜在的新分类单元。对其中的新种NJES-13进行了多相分类学鉴定;通过LC-TOF MS分析了其发酵代谢产物的化学多样性。南极大磷虾共附生菌群具有丰富的物种多样性且蕴含大量未知物种,具有从中发掘极端生境微生物新活性天然产物的优良潜力。有望通过进一步深入研究,丰富对南极大磷虾这一特殊物种共附生菌新资源多样性的认识;其活性代谢产物的系统发掘,亦可为南极磷虾生物资源的综合利用开辟一条新途径。
【图文】：

1-1 南极磷虾在南极的地理分布及其独特的生活史（美国 NASASeaWIFS）1 The geographical distribution and the unique life style of the Euphausia superbaAntarctica(USA NASA SeaWIFS)[4-7]磷虾潜在价值磷虾具有很高的开发利用价值。从鱼类饵料、优质虾油和保健食品南极磷虾是一种高蛋白食物，但是南极磷虾虾壳中氟的含量较高，值产生坏的影响。鲜活的虾肉含氟较低，在允许食用的范围内，但壳中的氟会快速渗透到虾肉中，使南极磷虾虾肉由于氟含量过高[39,40]。故一般南极磷虾捕获后就必须进行脱壳处理。为了解决含氟有很多研究人员对南极磷虾的脱氟工艺及该工艺优化进行相关研究品和饵料外，南极磷虾体内蛋白质丰富，其水解产物中氨基酸种类氨基酸和非必需氨基酸，具有很高的营养价值。南极磷虾体内高效系统可以对多种蛋白质进行常温降解，还能使创伤快速愈合，应用加工领域。南极磷虾体内具有的多糖降解活性可高效快速的降解寡

可应用于保健品方面[43]。.3 南极磷虾共附生菌活性物质课题组已完成部分南极磷虾共附生菌株次生代谢产物及其生态学活性筛选，鉴定化合物 20 余个，涉及聚酮、酯、生物碱、甾醇、蒽醌、萜、肽等多种化合类型，并具有抗病毒、抗菌等生物学活性，发现了低温蛋白酶、冷普鲁兰酶等地极端生境的特殊低温酶[44-48]。南极磷虾肠道菌群转录组分析及其次生代谢产合成途径分析表明，其含有丰富萜类（terpenoids）与聚酮（polyketides）类合成路[46-49]，此外，尚含多个未知的次生代谢产物合成通路；疾病相关通路中感染疾病通路多达 14.2%，，表明其肠道菌可能通过合成次生拮抗物等化学防御物质，制或杀灭病原菌在其宿主体内定植，共建机体防御屏障群，从而维持宿主机体康。表明南极磷虾共附生菌具有丰富次生代谢产物合成遗传基础。为本研究进步深入开展南极大磷虾肠道菌群的物种多样性及其功能发掘奠定了良好基础。
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S917

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本文编号：2700803