Ssp dnaB蛋白质内含子介导的精氨酸激酶N末端结构域的表达

采用聚合酶链式反应(PCR)扩增精氨酸激酶(Arginine kinase,AK)N端基因片段,经双酶切后连接至含有蛋白质内含子Ssp DnaB基因的质粒载体pTWIN1中,将Ssp dnaB和N-domain的融合基因利用双酶切手段重组到含有组氨酸标签(His-tag)的质粒载体pET-28a中,得到含有组氨酸标签的融合蛋白基因,并在大肠杆菌Rosetta中表达,为获得具有天然氨基酸序列的精氨酸激酶N端结构域打下基础。

深圳大鹏湾海域锥状斯氏藻赤潮期间细菌群落结构变化研究

目的:近年来,赤潮在我国的发生呈增加的趋势,并造成了极大的经济损失。过去研究赤潮发生的机理主要集中在理化因素的影响,而越来越多的证据表明仅凭借营养盐等环境因素并不能解释大部分赤潮现象,藻际微生物可能发挥着重要作用。本文跟踪观测了2010年7月深圳大鹏湾海域爆发的锥状斯氏藻赤潮生消过程中细菌群落丰度种类的变化,从微生物与赤潮藻相互作用的角度探讨了赤潮的生消过程,讨论了不同时期不同关键菌群的特殊作用,为解释赤潮爆发和消亡提供了新的视角,为赤潮的监控和防治新方法的建立奠定了理论基础。方法:本文按时间顺序共采集该赤潮9次样本,利用末端限制性酶切片段长度多态性分析(T-RFLP)等分子生物学方法,通过主成分分析、克隆文库的构建,研究了微生物群落的变化过程,并探讨了特定种属的微生物在赤潮发生、发展和消亡过程中的作用。结果:从浮游细菌丰度来看,随着锥状斯氏藻细胞数量的波动,浮游细菌总数也随之呈现相应的变化。从浮游细菌的种类来看,它们主要属于变形杆菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。从浮游细菌的动态变化过程来看,赤潮生消过程中,浮游细菌群落呈现出一定的演替现象,特别是在赤潮后期,群落主成分变化尤为显著。从关键菌群的作用来看,属于γ变形杆菌门的Alteromonas sp.一直占有较高的丰度,赤潮中后期受到菌群相互作用导致比例下降,而赤潮后期其他关键菌群的丰度的增高可能是导致赤潮消亡的重要原因。结论:本文利用T-RFLP这一DNA指纹技术分析微生物群落结构和多样性特征,通过研究赤潮生消过程中藻际浮游细菌群落的动态变化,发现随着赤潮的发展,浮游细菌群落发生着相应的变化。结果说明赤潮藻体丰度数量的改变影响着浮游细菌群落的组成。相对地,细菌群落的适应调整迅速造成赤潮藻体局部生长环境的改变,从而影响赤潮的发展过程。

浮游细菌群落变化对锥状斯氏藻藻华的影响

目的:本实验以大亚湾原发性锥状斯氏藻为例,采集野外样品,分析藻华不同时期主要菌群的结构和环境样品的硫化物与赋存形态。方法:应用末端限制性片段长度多态性技术和主成分分析方法,分析藻华发生过程中浮游细菌群落相似程度的情况,得到差异显著的浮游细菌类群。选出代表类群的样品进行16S r DNA高变区测序,获取浮游细菌的分类结果及相对丰度。采用Pearson相关性分析浮游细菌、藻、硫化物两两间的相互关系。结果:早期藻华以Enterobacteriaceae为主导,各优势菌群(Enterobacteriaceae:Alteromonadaceae:Rhodobacteraceae)的比例约为8:1:21,硫元素主要以DMS形式存在;而后期Alteromonadaceae成为优势物种,各优势菌群的比例转变为3:5:25,硫的赋存形态由DMS转变为DMSO;Rhodobacteraceae在藻华的前期与后期均以优势种存在。本实验还发现藻华不同时期4种与藻呈正向相关的细菌,以及8种对藻起负向调节作用的细菌,它们在藻华生消的过程中扮演着不同的角色。结论:菌群的组成性改变与藻华生消具有一定的相关性,并对藻类的硫代谢产生影响。结果的获得有助于认识藻华微生物学过程中硫代谢的生态学功能,拓展锥状斯氏藻藻华的理论认识。

基于COMSTAT软件对微生物被膜进行定量分析的方法与意义

目的:微生物被膜是一种具有协调性、功能性和高度结构性的膜状复合物,它可以为微生物提供良好的生存环境,免受外界因素的干扰。研究发现,具有产生微生物被膜能力的细菌治病性明显增强,而现今缺乏一种分析微生物被膜的有效手段。本文探讨利用COMSTAT软件对微生物被膜进行定量分析的方法和意义,为对微生物被膜定性定量分析提供支持手段,从而为研究微生物被膜致病性提供方法理论基础。方法:以葡萄球菌为研究模型,利用激光扫描共聚焦显微镜成像技术,结合COMSTAT微生物被膜分析软件对微生物被膜的单位面积生物量、基质覆盖率、平均厚度、粗糙系数等方面进行定量分析,研究了该葡萄球菌的生物被膜生长变化过程,并考察了抗生素对其生物被膜的抑制作用。结果:在葡萄球菌生物被膜生长过程中,生物量、平均厚度以及平均扩散距离等结构指标数值都有明显增加,而粗糙度和表面积与生物量比值呈现降低趋势,表明了微生物被膜由发生向成熟的转化过程。与此同时,经10μg/mL和100μg/mL的卡那霉素处理得到的葡萄球菌微生物被膜生长受到明显抑制,且随着卡那霉素的浓度增加,抑制效果随之增加。结论:本文运用COMSTAT软件的分析方法首次从生物量、平均厚度等结构指标数值的角度描述了葡萄球菌生物被膜,从而有效评价微生物被膜发生、发展、成熟以及崩解的生长过程。该技术在研究微生物被膜形成的理论机制方面存在潜在价值,可以为研究微生物被膜治病性提供理论基础,具有理论指导意义。

微生物对纲比甲藻生长以及区域雪卡毒性分布的影响

目的:雪卡鱼毒中毒(Ciguatera fish poisoning)严重危害人类健康,同时带来巨大经济损失。雪卡毒素起源于雪卡鱼食用了有毒的底栖生物纲比甲藻(Gambierdiscus spp.)。由于全球雪卡毒素中毒的分布呈现时空变化性,在小范围内又存在区域特异性分布的特征,科学家很难作出解释。一直以来对影响纲比甲藻生长的生物因素较环境因子的研究而言非常有限,本文从藻菌关系的角度出发,研究重要微生物对纲比甲藻生长的影响,进而解释雪卡毒性区域特异性分布的现象。方法:采用宏基因组多样性分析和相关性分析找出毒性相关微生物,结合生物被膜相关微生物筛选结果,选定重要细菌对一株纲比甲藻进行生长刺激试验,通过藻类计数方法研究微生物对纲比甲藻生长的影响。结果:不同毒性区域存在特异性的微生物群落组成,部分微生物与雪卡毒性分布具有相关性。四株刺激菌中三株显著提升了纲比甲藻的生长能力,一株对纲比甲藻具有抑制作用。结论:重要微生物可能通过影响纲比甲藻在食物链中数量的积累,导致雪卡毒性区域特异性分布。对生物因素的研究是今后雪卡毒素研究领域的新方向,具有重要的借鉴意义和应用价值。

动物组织蛋白酶L-like基因家族的进化分析

目的:组织蛋白酶L-like家族是在溶酶体中发现的一类非常重要的半胱氨酸组织蛋白酶。其主要功能为催化各种蛋白质的水解,并通过水解蛋白质参与到许多的生理调节过程当中。根据序列比对分析和传统的功能分类,在动物中,组织蛋白酶L-like家族成员包括组织蛋白酶L、V、S、K、H和F。但是这些家族成员之间的进化关系仍然没有详细研究分析清楚。本课题主要研究组织蛋白酶L-like家族成员之间的进化关系。方法:本研究通过搜集整理22个物种的177条组织蛋白酶L-like家族蛋白的序列,并构建系统发育进化树来分析组织蛋白酶L-like家族各成员之间的进化关系。结果:序列数据结果显示,串联重复在组织蛋白酶L-like家族的进化过程中发生。斑马鱼的组织蛋白酶L,爪蟾的组织蛋白酶S和K,大鼠和小鼠的组织蛋白酶L都发生过明显的串联重复事件。进化树结果显示了组织蛋白酶H、S和K、L和V之间的进化关系,组织蛋白酶S和K在脊椎动物出现的进化过程中,从组织蛋白酶L中分化出来,与他们在脊椎动物体内的特异性功能,以及脊椎动物在进化过程中分化产生的特异性功能相对应。结论:在物种进化的过程中,组织蛋白酶L-like家族成员F、H、S和K、L和V按时间顺序分化,这表明组织蛋白酶L-like基因家族结构和功能的分化与新的物种和新的功能出现密切相关。