發(fā)布時(shí)間：2020-04-14 07:44

【摘要】：病毒是地球上最豐富的生物實(shí)體,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,發(fā)揮著重要的生態(tài)學(xué)作用,而噬菌體是其中非常重要的一大類(lèi)。近年來(lái),隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,環(huán)境中病毒遺傳多樣性的研究也逐漸增多。針對(duì)環(huán)境中病毒部分家族的遺傳基因的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)許多未知的環(huán)境中病毒集群,病毒遺傳基因分布具有鮮明的地理特征。在國(guó)際上對(duì)環(huán)境中病毒生態(tài)學(xué)的研究大多以海洋、湖泊、稻田以及旱地黑土環(huán)境為主,而關(guān)于兼具兩生態(tài)系統(tǒng)的自然濕地中噬菌體遺傳多樣性的研究報(bào)道較少。濕地是天然的物種基因庫(kù),享有“地球之腎”的佳譽(yù)。東北是我國(guó)主要的濕地集中分布區(qū)之一,具有多種類(lèi)型的濕地資源。為了探究濕地生態(tài)系統(tǒng)中噬菌體基因多樣性及群落分布特征,本文選擇不同類(lèi)型的東北典型濕地,采用PCR擴(kuò)增、克隆、Sanger測(cè)序技術(shù)和系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)構(gòu)建,基于3種分子生物標(biāo)記基因(T4型噬菌體g23基因、DNA聚合酶pol基因和磷酸鹽輔助代謝基因phoH基因)對(duì)不同類(lèi)型東北典型濕地沉積物中噬菌體的基因多樣性進(jìn)行了分析。主要結(jié)果如下:(1)從6個(gè)東北濕地沉積物樣品中獲得了262條不同的T4型噬菌體g23基因序列,與已報(bào)道的序列在氨基酸水平上的相似度在59%~99%之間,這些基因序列聚為13個(gè)進(jìn)化簇(Clusters I~XIII)。通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)并結(jié)合UniFrac分析發(fā)現(xiàn),在濕地沉積物中存在g23基因序列的新類(lèi)群。研究還發(fā)現(xiàn),濕地生態(tài)系統(tǒng)中的T4型噬菌體多樣性不同于旱地黑土,而與海洋、湖泊等水生生態(tài)系統(tǒng)和稻田生態(tài)系統(tǒng)中的T4型噬菌體多樣性相似。此外,相比于其他生態(tài)系統(tǒng)中的T4型噬菌體,濕地沉積物中的T4型噬菌體的變異性更高。(2)從2個(gè)東北濱海濕地沉積物樣品中獲得了66條短尾藍(lán)藻病毒DNA pol基因序列,與已報(bào)道的序列在氨基酸水平上的相似度在80%~99%之間,濕地沉積物中的DNA pol基因聚集為6個(gè)進(jìn)化簇,且兩個(gè)濕地樣點(diǎn)的短尾藍(lán)藻病毒DNA pol基因集群有差異。同時(shí),對(duì)濕地沉積物中的短尾藍(lán)藻病毒DNA pol基因序列與其他環(huán)境的短尾藍(lán)藻病毒DNA pol基因序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)分析發(fā)現(xiàn),濕地沉積物中藍(lán)藻病毒DNA聚合酶pol基因序列單獨(dú)聚集或與來(lái)自切薩皮克灣的DNApol基因序列互相重疊,發(fā)現(xiàn)4個(gè)新的濕地環(huán)境特有的集群(Wetland Clusters1~4)。非度量多維尺度(NMDS)分析表明濱海濕地沉積物中的短尾藍(lán)藻病毒DNA pol基因集群處于海洋環(huán)境和陸地淡水環(huán)境的中間位置,且與來(lái)自開(kāi)放性海洋和沿海水域的短尾藍(lán)藻病毒DNA pol基因集群親緣關(guān)系較近,而與來(lái)自稻田和淡水湖泊的短尾藍(lán)藻病毒DNA pol基因集群親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。(3)從4個(gè)東北典型濕地沉積物中獲得了至少58條細(xì)菌病毒phoH基因克隆序列,與已報(bào)道的其他環(huán)境中的藍(lán)藻病毒phoH基因序列在氨基酸水平上的相似度在48%~100%之間。其中,約16.67%的phoH基因序列與數(shù)據(jù)庫(kù)中已知的phoH基因序列的最高相似度≤75%,說(shuō)明濕地生態(tài)系統(tǒng)中可能存在新的未知的細(xì)菌病毒基因資源。這些序列分布在已知的Groups 2,3,4和6中,并在Groups 2和4中聚成小的phoH基因集群,分別命名為Group 2c和Group 4c。系統(tǒng)發(fā)育分析發(fā)現(xiàn),其中約86%的細(xì)菌病毒phoH序列被判斷來(lái)源于藍(lán)藻病毒�；诜嵌攘慷嗑S尺度(NMDS)分析可知鴨綠江口濱海濕地中的phoH基因集群與海洋環(huán)境中的phoH基因集群親緣關(guān)系較近,興凱湖湖泊濕地中的phoH基因集群與稻田環(huán)境中的phoH基因集群親緣關(guān)系較近,且濱海濕地和湖泊濕地中的phoH基因集群親緣關(guān)系遠(yuǎn)。本研究發(fā)現(xiàn)濕地生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)菌病毒也攜帶phoH基因,表明phoH可以作為有效的標(biāo)記基因以研究不同環(huán)境(海洋、稻田和濕地)中噬菌體多樣性。本研究標(biāo)靶3種分子標(biāo)記基因,從東北典型濕地沉積物中獲得了表征細(xì)菌病毒遺傳多樣性的不同標(biāo)記基因序列,發(fā)現(xiàn)濕地環(huán)境中T4型細(xì)菌病毒g23基因在不同類(lèi)型的濕地環(huán)境中群落組成存在差異,4個(gè)新的濕地藍(lán)藻病毒DNA pol基因集群以及2個(gè)phoH基因亞群;綜合分析顯示濕地環(huán)境中這三種噬菌體基因分布介于水生生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間,且與海洋、湖泊等水生生態(tài)系統(tǒng)親緣關(guān)系較近,而與陸地生態(tài)系統(tǒng)相距較遠(yuǎn),濱海濕地中的噬菌體基因分布與內(nèi)陸湖泊濕地或沼澤濕地親緣關(guān)系較遠(yuǎn),而與海洋生態(tài)系統(tǒng)親緣關(guān)系較近,為進(jìn)一步闡明噬菌體在濕地生態(tài)系統(tǒng)中的功能提供數(shù)據(jù)支持。
【圖文】：

圖 1.1 技術(shù)路線(xiàn)Figure 1.1 Technological route1.3.3 論文創(chuàng)新點(diǎn)近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)技術(shù)不斷地被微生物學(xué)家采用，微生物生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展迅速。國(guó)內(nèi)外的學(xué)者報(bào)道各種生態(tài)系統(tǒng)中的細(xì)菌病毒分布特征，之前的研究大部分集中在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，，關(guān)于自然濕地生態(tài)系統(tǒng)細(xì)菌病毒多樣性的研究較少，病毒類(lèi)群的劃分還有待于完善。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)就是對(duì)國(guó)內(nèi)少有研究的自然濕地生態(tài)系統(tǒng)中的細(xì)菌病毒多樣性進(jìn)行解析，為濕地環(huán)境中噬菌體生態(tài)學(xué)的研究提供數(shù)據(jù)支撐。

單元（OTU），將獲得的 OTU 統(tǒng)計(jì)結(jié)果在 QIIME 上Lozupone 和 Knight，2005）。從 QIIME 軟件上獲得主ion 3.4.3）（Team，2013）軟件的 vegan（v.2.4-5）畫(huà)析NA 的提取 6 個(gè)濕地樣點(diǎn)的土壤 DNA 瓊脂糖凝膠電泳圖譜，其 NWH 和 XKH 兩個(gè)地點(diǎn)的 DNA 瓊脂糖凝膠電泳條 Nanodrop 2000 測(cè)得其濃度分別為 156.3 ng/μL（YLJK9.0 ng/μL（HH）、84.4 ng/μL（LHK）、98.0 ng/μL（XKH
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X52;X172

【參考文獻(xiàn)】

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1 張奇亞;;噬藻體生物多樣性的研究動(dòng)態(tài)[J];微生物學(xué)通報(bào);2014年03期

2 荊瑞勇;Makoto Kimura;王光華;;不同自然環(huán)境下噬藻體g20基因多樣性研究進(jìn)展[J];微生物學(xué)報(bào);2013年11期

3 王光華;劉俊杰;Makoto Kimura;;自然環(huán)境中T4型噬菌體g23基因多樣性研究進(jìn)展[J];微生物學(xué)報(bào);2011年06期

4 黃慧珍;程凱;許敏;趙以軍;;基于g23基因的武漢東湖T4類(lèi)浮游病毒遺傳多樣性[J];中國(guó)環(huán)境科學(xué);2011年03期

5 汪岷;閆群;;噬藻體遺傳多樣性的研究進(jìn)展[J];中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年08期

6 王淼星;向安;魏大巧;夏雪山;劉麗;;噬藻體研究進(jìn)展[J];生物技術(shù);2009年06期

7 王盛;童貽剛;;噬菌體治療研究進(jìn)展[J];微生物學(xué)通報(bào);2009年07期

8 張奇亞;桂建芳;;一類(lèi)不可忽視的戰(zhàn)略生物資源——淡水與海水中的病毒及其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用[J];中國(guó)科學(xué)院院刊;2009年04期

9 趙以軍,裴達(dá),石正麗,程凱;藻類(lèi)病毒研究40年[J];華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年03期

10 陳宜瑜,呂憲國(guó);濕地功能與濕地科學(xué)的研究方向[J];濕地科學(xué);2003年01期

本文編號(hào)：2627060