本文關(guān)鍵詞：北極冰川凍土Polaromonas屬細(xì)菌R3-9的基因組學(xué)研究

  更多相關(guān)文章： 細(xì)菌分離純化 Polaromonas glacialis R3-9 全基因組測(cè)序 功能基因

【摘要】：微生物資源種類繁多,功能各異。細(xì)菌是微生物群落的重要成員之一,其不僅可以作為初級(jí)生產(chǎn)者為生態(tài)系統(tǒng)提供了能量來(lái)源,而且作為分解者生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和轉(zhuǎn)化中起到重要作用。冰川凍土在南極和北極分布范圍廣泛,具有很高的生物生產(chǎn)能力,是極地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。細(xì)菌長(zhǎng)期生活在極地惡劣的逆境環(huán)境中,對(duì)于低溫、寡營(yíng)養(yǎng)等都具有很好的適應(yīng)機(jī)制。對(duì)極地細(xì)菌基因組的研究,有利于全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)其對(duì)惡劣環(huán)境耐受和調(diào)控等機(jī)制,為后續(xù)的工程菌的篩選和構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。本研究從北極新奧爾松地區(qū)凍土樣本中分離純化獲得了17個(gè)屬的36個(gè)菌株,由于其中的R3-9菌株能在極低溫條件下生長(zhǎng)良好,因此我們對(duì)該菌株的基因組組分和特征通過(guò)全基因組測(cè)序進(jìn)行了更深入的分析。細(xì)菌R3-9是革蘭氏染色陰性菌,桿狀、嗜冷。對(duì)R3-9菌株進(jìn)行16S rRNA序列分析顯示其與Polaromonas屬的多個(gè)菌株有非常高的同源性,與Polaromonas glacialis Cr4-12(T)細(xì)菌相似性達(dá)98.54%,說(shuō)明R3-9菌株是P.glacialis種。提取Polaromonas glacialis R3-9菌株的全基因組DNA,分別構(gòu)建了插入片段長(zhǎng)度為500 bp和6000bp的兩個(gè)測(cè)序文庫(kù),采用Illumina HiSeq2000高通量測(cè)序平臺(tái)對(duì)兩個(gè)文庫(kù)進(jìn)行PE 90測(cè)序,對(duì)測(cè)序后的原始數(shù)據(jù)過(guò)濾后共獲得754Mb的序列數(shù)據(jù)。利用SOAP denovo軟件進(jìn)行基因組序列拼接組裝,最終獲得Polaromonas glacialis R3-9菌株基因組序列的精細(xì)圖譜(59個(gè)contigs口27個(gè)scaffolds)。分析結(jié)果顯示Polaromonas glacialisR3-9菌株基因組大小為5,284,042 bp,G+C含量為62.27%。通過(guò)建立生物信息分析軟件系統(tǒng),用Glimmer v3.0對(duì)拼接組裝的全基因組序列進(jìn)行開(kāi)放閱讀框(ORFs)的預(yù)測(cè),用tRNAscan-SE和RNAmmer對(duì)基因組序列進(jìn)行掃描,并使用nr數(shù)據(jù)庫(kù)、Swiss-Prot蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)、COG數(shù)據(jù)庫(kù)和KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)等公共數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)基因功能進(jìn)行了預(yù)測(cè)和分析。發(fā)現(xiàn)該菌基因組編碼5,375個(gè)CDSs,有3個(gè)rRNA,小衛(wèi)星序列112個(gè),微衛(wèi)星序列47個(gè),蛋白4,577個(gè)。串聯(lián)重復(fù)序列共198個(gè),總長(zhǎng)為19,289 bp,占基因組全長(zhǎng)的0.36%。在鑒定的4,577個(gè)基因中,4,113個(gè)分布于已知的34個(gè)KEGG功能集。根據(jù)KEGG通路分析結(jié)果顯示Polaromonas glacialis R3-9菌株有很多基因比對(duì)到丁酸代謝途徑、苯甲酸代謝途徑、丙酸代謝途徑、甲烷代謝途徑、萘代謝途徑、氮代謝途徑,還有許多基因比對(duì)到丙酮酸代謝途徑、氧化磷酸化代謝途徑、葉綠素代謝途徑、光合作用代謝途徑等,說(shuō)明該菌株對(duì)生態(tài)環(huán)境中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)換方面可能起到重要作用。將注釋結(jié)果提交DDBJ/EMBL/GenBank,獲得Polaromonas glacialis R3-9染色體的序列登錄號(hào)為JMDZ00000000。通過(guò)北極凍土樣本中細(xì)菌的分離純化及對(duì)Polaromonas glacialis R3-9菌株基因組學(xué)分析,使我們更多的了解北極冰川凍土中的微生物資源,對(duì)后續(xù)功能基因組學(xué)研究提供數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：細(xì)菌分離純化 Polaromonas glacialis R3-9 全基因組測(cè)序 功能基因
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q933
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 前言11-23
• 1.1 微生物資源簡(jiǎn)介11-16
• 1.1.1 冰川微生物資源11-13
• 1.1.2 微生物的分離13-15
• 1.1.3 微生物資源的開(kāi)發(fā)利用15-16
• 1.2 微生物組學(xué)研究現(xiàn)狀16-21
• 1.2.1 基因組學(xué)16-18
• 1.2.2 轉(zhuǎn)錄組學(xué)18-19
• 1.2.3 蛋白組學(xué)19-20
• 1.2.4 代謝組學(xué)20
• 1.2.5 基因型特性分類20-21
• 1.3 本研究的意義21-23
• 第二章 材料與方法23-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料23-25
• 2.1.1 樣品與菌株23
• 2.1.2 培養(yǎng)基23
• 2.1.3 試劑和藥品23-25
• 2.1.4 主要儀器與設(shè)備25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法25-35
• 2.2.1 凍土中微生物的分離純化25
• 2.2.2 革蘭氏染色與顯微觀察25-26
• 2.2.3 16S rRNA基因序列分析26-27
• 2.2.4 全基因組DNA提取及測(cè)序27-32
• 2.2.5 基因組組裝32-33
• 2.2.6 基因組的注釋33-35
• 第三章 結(jié)果與討論35-57
• 3.1 菌株的分離35
• 3.2 R3-9菌株的形態(tài)特征35-36
• 3.3 R3-9菌株的16S rRNA基因序列分析36-37
• 3.4 全基因組DNA提取及測(cè)序37
• 3.5 基因組組裝37-41
• 3.5.1 測(cè)序數(shù)據(jù)量37
• 3.5.2 原始數(shù)據(jù)的過(guò)濾37-38
• 3.5.3 15-mer分析結(jié)果38-39
• 3.5.4 組裝結(jié)果39-40
• 3.5.5 GC-Depth分析40-41
• 3.6 R3-9基因組的注釋41-57
• 3.6.1 基因預(yù)測(cè)結(jié)果41-42
• 3.6.2 重復(fù)序列測(cè)序結(jié)果42-43
• 3.6.3 ncRNA的預(yù)測(cè)結(jié)果43-44
• 3.6.4 基因功能注釋結(jié)果44-56
• 3.6.5 基因組序列提交56-57
• 第四章 結(jié)果與展望57-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果64-65
• 致謝65-66
• 附件66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 林燕文;黃雁;陳巧蘭;;做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作,提高微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[J];微生物學(xué)雜志;2012年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張燕嬌;深海和極地細(xì)菌的多相分類學(xué)研究及深海細(xì)菌Rheinheimera nanhaiensis E407-8的基因組學(xué)分析[D];山東大學(xué);2012年

2 張文羿;益生菌Lactobacillus casei Zhang全基因組序列的測(cè)定及比較分析[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 閆美;高耐鹽醬油酵母的選育及其在醬油釀造中的應(yīng)用[D];湖北工業(yè)大學(xué);2014年

2 石文芳;基于RNA-seq測(cè)序的梅花轉(zhuǎn)錄組分析[D];北京林業(yè)大學(xué);2012年

3 楊建榮;日本血吸蟲(chóng)對(duì)CD4~+CD45RB~(hi)T細(xì)胞誘導(dǎo)的小鼠腸炎中CD4+T細(xì)胞的影響[D];廣州醫(yī)學(xué)院;2012年

4 夏天;Paenibacillus sp.Aloe-11全基因組測(cè)序及其比較基因組學(xué)研究[D];西南大學(xué);2012年

5 莊華;小麥條銹菌全基因組測(cè)序文庫(kù)構(gòu)建和原生質(zhì)體制備研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

6 葉劍波;上海近郊某地區(qū)犬Torque Teno virus感染率調(diào)查及全基因組序列分析[D];上海交通大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：837250