嗜盐菌盐激转录差异基因分析与新型上调基因功能验证

发布时间：2020-06-16 16:58

【摘要】：目的全面探究青海湖微生物群落的共生模式,同时构建含有新型上调基因的工程菌株并进行耐盐能力验证。方法利用高通量测序平台对青海湖细菌(V3-V4区)和古菌(V3-V5区)的16S rRNA基因进行测序,分析微生物群落组成;计算环境因子与物种间的Spearman和Pearson相关系数;基于网络分析对样本中细菌和古菌的共线性、物种间的相关性进行分析。分析青海湖模式菌株Halomonas sp.QHL1在盐激条件(高盐、中盐和低盐)培养下获得的转录组测序结果,优取上调基因,利用分子克隆技术,分别构建含有新型基因nug89、nug90、nug91、nugF4和nugF5的重组菌株并采用IPTG诱导表达,重组菌株进行盐耐受实验。结果1)细菌群落归属33门66纲395属,优势种群依次为Loktanella(11.84%)、Nitrincola(6.78%)和Pseudarthrobacter(3.72%);古菌群落归属12门19纲68属,优势种群依次为Woesearchaeota DHVEG-6 norank(34.44%)、Methanosarcina(24.05%)和Soil Crenarchaeotic Group norank(19.04%)。细菌核心类群变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)多以互利共生关系存在。古菌核心类群广古菌门(Euryarchaeota)中,同甲烷代谢相关的甲烷微菌纲(Methanomicrobia)、甲烷杆菌纲(Methanobacteria)与嗜盐古菌的盐杆菌纲(Halobacteria)以竞争关系存在。2)成功构建重组菌株E.coli BL21(分别含有重组质粒pET28a-nug89、pET28a-nug90、pET28a-nug91、pET28a-nugF4和pET28a-nugF5),实现nug89、nug90、nug91、nugF4和nugF5基因的异源表达。在NaCl≤0.2 M时,重组菌株E.coli BL21/pET28a-nug90的生长量最高。在0.2 MNaCl≤0.6 M时,重组菌株E.coli BL21/pET28a-nugF5生长量最高。NaCl为0.8 M时,只有重组菌株E.coli BL21/pET28a-nug89、E.coli BL21/pET28a-nugF5和E.coli BL21/pET28a-nugF4生长,且后者生长量最高。结论青海湖微生物的群落结构复杂,物种受多种环境因子影响,细菌种群多呈互利共生关系,同甲烷代谢相关的属群与所属盐杆菌纲的种群呈竞争关系。重组菌株E.coli BL21/pET28a-nugF4和E.coli BL21/pET28a-nugF5耐高盐能力较好。
【学位授予单位】：青海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q933
【图文】：

在各样本中丰度比例不同。在属分类水平上(图1.1-B)，各样本组成差异较大，样本 Q2 和 Q4 的优势种群为 Loktanella，分别占30.01%、14.57%；而样本 Q1 和 Q3 的优势种群分别为 Pseudarthrobacter、

图 1.2 青海湖细菌(A)和古菌属(B)与环境因子相关性 Heatmap 图Fig.1.2 Correlation analysis (heatmap) between bacterial (A) and archaea (B) community andenvironmental factors in Qinghai Lake at the genus level#为未确定分类菌属；*为未指定分类菌属；X 轴编号 1~11 分别为 TOC、pH、TN、TS、CO32-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+；P 若小于 0.05 则用*标出，*: 0.01<P≤0.05，**: 0.001<P≤0.01，***: P≤0.001图 1.3 青海湖细菌(A)和古菌(B)的共线性网络

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本文编号：2716317