海洋作為地球上最大的生境,蘊含的微生物資源對維持海洋中的各種生物及非生物活動具有重要的影響。海洋細菌受到多種因素的調控,微捕食者(原生生物,噬菌體和捕食性細菌)可能是影響海洋細菌組成重要的生物調控因素。噬菌體侵染和原生生物捕食被認為是海洋微生物群落構建的生物調節(jié)驅動力,近來的研究表明捕食性細菌也可能是調控海洋微生物組成的因素之一,探究捕食性細菌對海洋微生物的影響可能有助于更好的理解海洋微生物的群落演化進程。本文通過微宇宙技術探究了海洋捕食性細菌Bradymonas sediminis FA350T對于海洋沉積物微生物群落的影響。PCoA結果顯示,微宇宙實驗過程微生物群落的演化主要分為三個時期,實驗前期(0-3d),中期(3-7d)和后期(7-14 d)。實驗前期和中期,微生物群落組成差異不明顯。實驗后期,B.sediminis FA350T對微生物的群落結構開始顯現(xiàn)。物種組成分析結果顯示,B.sediminis FA350T 的加入導致Flavobacteriales,Rhizobiales 等類群豐度降低,Vibrionales,Alteromonadales等類群豐度顯著升高。細菌共現(xiàn)網絡分析結果顯示,B.sediminis FA350T改變了微生物間的共現(xiàn)模式。這些結果表明,B.sediminis FA350T對微生物群落可能具有重要的調控作用。依托山東省海洋微生物菌種資源平臺,本研究挑選了 15株Flavobacteriales細菌來進一步探究微宇宙實驗過程中顯著減少的Flavobacteriales類群是否是由于B.sediminis FA350T的捕食作用引起的。實驗結果表明,B.sediminis FA350T能夠捕食86.7%的Flavobacteriales。同時,本實驗通過RT-PCR絕對定量的方法評估了B.sediminis FA350T對Flavobacteriales的捕食潛力,結果顯示獵物菌存活率約為0.1%,表明B.sediminis FA350T對Flavobacteriales具有較高的捕食潛力。本文嘗試通過同源重組或插入突變的方式篩選捕食缺陷型突變體來探索B.sediminis FA350T的捕食機制。本文確定了適合B.sediminisFA350T的抗生素篩選濃度和電壓,復蘇時間和洗滌條件等多種B.sediminis FA350T的電轉化條件�；诓妒承约毦妒诚嚓P基因的研究進展,本文預測了多個捕食相關基因同源基因的結構并進行了突變載體的構建,結果顯示B.sediminis FA350T的蛋白結構與已報道的蛋白結構存在差異,大部分突變載體構建成功,但沒有篩選到捕食相關基因的缺失突變株。本文通過轉座子插入突變的方式篩選到兩株捕食作用疑似減弱的突變體。其中一株捕食表型明顯減弱的突變體H5-9突變基因和生長情況結果顯示多個基因發(fā)生突變,突變體生長能力增強,生物膜形成能力減弱,但并未獲得轉座子插入突變的位點。本文通過實驗表明捕食性細菌B.sediminis FA350T改變了海洋沉積物的微生物群落結構,暗示慢生單胞菌等捕食性細菌在海洋微生物群落演化過程同樣扮演著重要的角色,對進一步了解慢生單胞菌等捕食性細菌在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的作用提供了基礎。本文構建了慢生單胞菌的遺傳操作體系,對后期進一步研究慢生單胞菌的捕食機制及探究慢生單胞菌捕食作用對海洋微生物群落結構的影響提供了技術基礎。
【學位單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2020
【中圖分類】：Q938
【部分圖文】：

Ｐｒｅｙ??ｅｎｃｏｕｎｔｅｒ??Ｎｕｔｒｉｅｎｔ?ｉｎｃｒｅａｓｅ?＾?（ｂ）?Ｓｃｏｕｔｉｎｇ??ｉｑＪＴｗ?（ｃ）?Ｂｒａｎｃｈｉｎｇ?▼??（ｈ）?Ｓｐｏｒｅｓ?Ｗ??Ｐｒｅｙ??ｅｎｃｏｕｎｔｅｒ??（ｇ）?Ｆｒｕｉｔｉｎｇ?ｆｆ?＾?＾?＾?＼??＾?Ｊ?＼??Ｍ?Ｈｉｇｈ?ｄｅｎｓｉｔｙ，??▲?Ｍ?ｎｏ?ｐｒｅｙ?（ｄ）?Ｐｒｅｄａｔｉｏｎ??Ｓｔａｒｖａｔｉｏｎ?＼??Ｊ??ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ??（ｅ）?Ｒｉｐｐｌｉｎｇ?Ｋ??圖１－５黃色粘球菌的捕食性生命周期［７５］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５?Ｔｈｅ?ｐｒｅｄａｔｏｒｙ?ｌｉｆｅ?ｃｙｃｌｅ?ｏｆ?Ｍｙｘｏｃｏｃｃｕｓ?ｘａｎｔｈｕｓ?［７５］??１．３微宇宙技術??２０世紀９０年代末至２１世紀初，全球環(huán)境面臨挑戰(zhàn)，生物多樣性受到威脅??［８５］。預防或減輕環(huán)境變化生態(tài)影響的政策需要強有力的科學證據，但全球環(huán)??境問題的研究需要大量的人力和無力，且耗時較長，無法在短時間內獲得有效??的措施［８６］。而由于微宇宙實驗規(guī)模小，實驗重復性高，周期短，且己有證據??表明小規(guī)模的實驗結果成功應用到更大的規(guī)模的生產的基礎上等優(yōu)點，因此早??期的微宇宙主要應用于解決生態(tài)問題政策的制定［８７］。微宇宙（ｍｉｃｒｏｃｏｓｍ）是??一種人工簡化的生態(tài)系統(tǒng)，用于在受控條件下模擬和預測自然生態(tài)系統(tǒng)的行為。??這種人工簡化的生態(tài)系統(tǒng)，實驗對象的選取多種多樣，既可以直接基于采集樣??品也可以自由挑選組合形成不同的生態(tài)系統(tǒng)進行實驗。Ｗｉｎｏｇｒａｄｓｋｙ柱是微宇??宙實驗技術中直接基于采集樣品進行實驗的典型代表（圖１－６），其主要通過在??實

發(fā)會對海洋中的浮游生物造成傷害，Ｗａｎｇ等通過微宇宙實驗探宄了原油泄露??導致水華爆發(fā)的原因，發(fā)現(xiàn)可能是氮源限制了海洋藍細菌的固氮作用而導致其??大量增殖，氮源的添加能夠有效的降低水華的損害［９７］；線蟲能夠捕食細菌細??胞和真菌菌絲，在土壤養(yǎng)分循環(huán)中起重要作用，Ｋｉｔａｇａｍｉ等通過構建松樹，真??菌及土壤線蟲的微宇宙實驗模型，探究了溫度，線蟲群落，真菌及宿主（松樹）??之間的多營養(yǎng)相互作用［９８］；自然條件下直接測量微生物的適應性是一種挑戰(zhàn)，??Ｂｌｅｕｖｅｎ等通過微宇宙實驗探究了自然微生物群落對不同的■Ｓａｃｃ／ｊａｒｏｍｙｃｅｙ??適應性的影響，暗示微生物之間的相互作用及對物種的適應性及進??化的影響［９９］。??

山東大學碩士學位論文??＃?？?ＳＯＵＭ２２Ｃ００９?ＳＤＵＭ２２８０２？??■?■??”?；，ｔ．ｒ?＊?？？?碰一：??？「?■■??５〇?ｓ?ＥＭＰＯ」ｅｖｅｔ２??Ｎｏｎ－ｓａｌｉｎｅ?（ｎ?＊?８６０）：??＇?Ｓａｌｉｎｅ?（ｎ?＝?５７３）?ｊ??１００！?Ｗ?０１?１００?Ｅ??圖１－８慢生單胞菌的生物地理學分布（Ａ）和捕食作用（Ｂ）［１０６］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－８?Ｂｉｏｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ?ｄｉｒｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｂｒａｄｙｍｏｎａｄａｌｅｓ?（Ａ）ａｎｄ?ｐｒｅｄａｔｉｏｎ（Ｂ）［１０６］??ｔ??爾鹽沼的淺表沉積物［１０７］，生存相關的環(huán)境微生物［１０８］，沿海珊??瑚礁［丨０９］和西弗拉姆海峽中［１１０］均被檢測到具有較高的豐度。這些研宄中慢??生單胞菌生境的鹽度與已分離得到的慢生單胞菌生長條件（１－９％?ＮａＣｌ）基本??一致［１０１］，但Ｃｈｅｎ等在淡水養(yǎng)殖■中同樣檢測到慢生單胞菌，??這些檢測到的慢生單胞菌分類信息尚不可知［１１１］，表明慢生單胞菌可能存在淡??水分支，其分布范圍可能更廣泛。??Ｓ．此―ｓＦＡ３５０Ｔ表現(xiàn)出具有捕食其他細菌的特性（圖１－８Ｂ）�；蚪M分??析表明５．此ＦＡ３５０７具有ＡＢＣ－轉運蛋白，ＩＶ型菌毛，ＩＩ型分泌系統(tǒng)，??毒素和趨化性等相關基因［１１２］。Ｓｈａｒｍａ等對粘細菌ＩＶ型菌毛進化的研究中分??析和Ｓｏｒａｎｇ／ｈｅａｅ兩類粘細菌與可能具有共??同的祖先［１１３］，和Ｓｏｒａｔｔｇ／ｈｅａｅ是兩類主要的海洋粘細菌，這??兩類細菌可能都具有抗細菌的能力［１１４－１１６］，可能有助于解釋慢生單胞菌捕食??能力的來源。?
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本文編號：2860937