【摘要】： 本論文報道從海洋中分離到的一株聚磷菌的分離、鑒定、在系統(tǒng)發(fā)育中的地位、除磷特性、菌體內(nèi)多磷酸鹽顆粒的研究、D-海因酶和核苷二磷酸激酶基因的克隆及序列分析,為海水系統(tǒng)的生物除磷提供部分基礎資料。 從黃海海域分離到聚磷菌Halomonas sp. YSR-3,菌體呈桿狀,大小為3.5μm×1μm,革蘭氏陰性,好氧生長,能運動。透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn),菌體內(nèi)有致密顆粒。經(jīng)DAPI染色確定該致密顆粒是多磷酸鹽,亦可稱為異染粒、迂回體。16S rDNA鑒定結(jié)果表明,YSR-3與Halomonas屬中的marine bacterium B5-7有較高的同源性,相似值99%。YSR-3的生理生化特性:對氯霉素和卡那霉素敏感;淀粉水解呈陽性;反硝化和幾丁質(zhì)降解呈陰性;能將葡萄糖作為唯一碳源和能源。 對YSR-3的培養(yǎng)條件進行優(yōu)化。以海水2216培養(yǎng)基、24℃、180 rpm、pH 6.5的條件培養(yǎng),更利于菌體生長和菌體內(nèi)多磷酸鹽的形成。 對YSR-3的除磷特性進行研究。無磷培養(yǎng)時,菌體不能生長;用磷酸鉀鹽作為磷源時,菌體生長較好,形成多磷酸鹽的菌體比例較高;較適合YSR-3菌體生長和多磷酸鹽形成的磷源是KH2PO4,較適磷濃度為1.5 mmol/L。pH的變化影響菌株的生長、多磷酸鹽形成和除磷效果。pH值為5時,菌體的數(shù)量幾乎不增加,體內(nèi)多磷酸鹽和培養(yǎng)基中磷含量變化不大;pH值為6、7和8時,菌體生長良好,95%以上的菌體內(nèi)形成多磷酸鹽,培養(yǎng)基中磷含量明顯下降。YSR-3在不同培養(yǎng)基中除磷量和除磷率不同。在高磷培養(yǎng)基中除磷量為0.7 mmol/L(磷含量由1.84 mmol/L降到1.14 mmol/L),除磷率為37.5%;在低磷培養(yǎng)基中除磷量為0.02 mmol/L(磷含量由0.028 mmol/L降到0.008 mmol/L),除磷率為72.2%。 以海洋聚磷菌Halomonas sp. YSR-3的總DNA為模板,用PCR法擴增D-海因酶基因和核苷二磷酸激酶基因,將擴增片段克隆到pGM-T載體,轉(zhuǎn)化E.coli TOP10菌株,經(jīng)藍白斑篩選、菌落PCR得到陽性克隆,測序后對序列進行Blast比對分析。得到的D-海因酶基因序列長度為1510 bp,與Pseudomonas entomophilaL48的海因酶基因序列的相似性為77%。翻譯后的序列與Pseudomonas fluorescens Pf-5,Marinomonas sp. MED121,Burkholderia vietnamiensis G4的海因酶蛋白序列相似性分別為75%,73%,70%。得到的核苷二磷酸激酶基因序列長度為420bp,翻譯后的序列與Loktanella vestfoldensis SKA53,Jannaschia sp. CCS1,Roseobacter sp. CCS2的核苷二磷酸激酶蛋白序列相似性分別為89%,86%,85%。 聚磷菌能將外界環(huán)境中的磷吸收到體內(nèi),并以多磷酸鹽的形式儲存。多磷酸鹽對于細胞的生存和生長有很重要的作用,但目前對于多磷酸鹽的形成過程以及過程調(diào)控還不是很清楚。在今后可以通過構(gòu)建高效表達的重組菌,提高與除磷相關的酶的純度及活性。同時可以將相關酶的基因進行突變,對基因表達的調(diào)控以及酶的代謝以及功能結(jié)構(gòu)等多方面進行基礎研究,使聚磷菌在生物除磷中得到廣泛應用。
【圖文】：

白喉桿菌用美藍或奈瑟氏染色(Neisserstain)，菌體內(nèi)深色顆粒為多磷酸鹽

白喉桿菌用Albert染色，菌體內(nèi)深色顆粒為多磷酸鹽
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（海洋研究所）
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：X703

【參考文獻】

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本文編號：2655661