【摘要】：熱泉生境具有高溫特點,所蘊含的豐富嗜熱微生物,具有特殊的生理機制和獨特的基因,是發(fā)現(xiàn)未知或具有特殊功能酶類的理想地。木聚糖酶是重要的工業(yè)酶制劑,應用廣泛,但當前存在著熱穩(wěn)定性差的局限性。本研究以騰沖熱泉群為研究對象,通過純培養(yǎng)分離、基因組學和宏基因組學方法系統(tǒng)地開展熱泉生境嗜熱原核微生物資源的分離與培養(yǎng)、耐高溫木聚糖酶篩選的研究。以騰沖8個熱泉為研究對象,研究熱泉環(huán)境微生物群落的底物代謝差異、功能多樣性指數(shù)、主成分分析和聚類分析,了解不同熱泉環(huán)境微生物群落多樣性與代謝特征。結(jié)果表明,8個熱泉環(huán)境微生物群落分為三種代謝類型。根據(jù)微生物群落代謝特征,設計出四類13種分離培養(yǎng)基用于分離6個騰沖熱泉中嗜熱原核微生物資源。共分離出634株嗜熱原核微生物,經(jīng)鑒定這些菌株分別屬于厚壁菌門(Firmicutes)、變形菌門(Proteobacteria)、異常球菌-棲熱菌門(Deinococcus-Thermus)、放線菌門(Actinobacteria)和綠彎菌門(Chloroflex)的7個綱,11個目,19個科,32個屬以及19個潛在的新分類單元。篩選木聚糖酶活性菌株,上述直接分離熱泉樣品所得菌株中篩選木聚糖酶活性菌株,陽性率為9.1%；以玉米芯、麩皮和樺木屑為底物的富集處理1和富集處理2,活性菌株篩選陽性率為11.4%和45.7%。研究Geobacillus sp. YIM 71344發(fā)酵所產(chǎn)木聚糖酶的酶學性質(zhì),結(jié)果表明酶的最適反應溫度為80-C,最適反應pH為6.0和9.0；可在70℃和pH6.0-12.0耐受下保持較高酶活力,可特異性降解不同來源的木聚糖底物。對Meiothermus sp. YIM 71147和Geobacillus sp. YIM 71344進行基因組測序,發(fā)現(xiàn)這兩株菌中有相當數(shù)量的基因與木聚糖的降解有關。共從中預測到3個木聚糖酶基因：xynGL001395、xynGL002415 和 xynGL002429,并對3個酶基因序列進行了分析,結(jié)果表明這3個木聚糖酶基因均屬于GH10家族,具有典型的(a/β)8結(jié)構(gòu)。宏基因組數(shù)據(jù)分析表明,金澤熱泉中主要微生物類群包括細菌和古菌,供銷社熱泉中主要微生類群為細菌,兩個熱泉共有主要微生物類群是厚壁菌門(Firmicute)和變形菌門(Proteobacteria)。金澤熱泉共探測到44個木聚糖酶基因序列,85%的基因序列具有新穎性；供銷社熱泉共探測到18個木聚糖酶基因序列,均具有新穎性,這兩個熱泉來源的木聚糖酶基因主要屬于GH10家族。本研究的實施可加強對我國高溫熱泉生境微生物與酶資源的挖掘、開發(fā)及利用。
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q93

【參考文獻】

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1 謝鳳珍;華承偉;牛宏陽;;耐熱木聚糖酶源細菌篩選、鑒定及酶學性質(zhì)[J];河南科技學院學報(自然科學版);2014年05期

2 趙超;張寧寧;梅凡;艾超;阮靈偉;黃一帆;劉斌;;產(chǎn)耐熱木聚糖酶細菌的分離鑒定及酶易錯PCR致突變條件優(yōu)化[J];微生物學雜志;2013年06期

3 孫明哲;鄭宏臣;孫君社;裴海生;劉逸寒;張t

本文編號：2758764