北极海冰及胶州湾沉积物中细菌新型质粒的筛选、序列分析以及性质研究

摘要

质粒是独立存在于染色体DNA之外的可以独立复制的环状双链DNA分子，常见于细菌细胞中，有时也出现在某些真核生物中（比如酿酒酵母）。一方面，质粒是基因改造中的重要工具，在新型表达系统的构建中有巨大的潜力。另一方面，海洋细菌中的各种新型质粒可能携带某些抗生素抗性基因或者毒性和致病基因，对这些质粒的进行序列比对及多样性分析，有利于对海洋基因库的研究，阐明海洋基因库中基因的重组、获得和交换。
　　 本实验通过对来自极地海冰以及胶州湾沉积物的细菌质粒进行筛选，得到了7个新型质粒。本论文的第一部分，从来自北极海冰的180株细菌中筛选到两个质粒，分别来自细菌Pseudoalteromonas sp.BSi429和Pseudoalteromonas sp.BSi327，质粒分别命名为pSM429和pSM327。用多种酶切及gene walking，得到两个质粒的核苷酸序列。分别从核酸测序、序列比对、开放阅读框（ORF）转录活性检测及复制方式等几方面对pSM327和pSM429进行性质分析。质粒pSM327长度为6，114bp，GC含量为37％，ORF预测结果显示质粒上有3个ORF且均位于正义链，3个ORF均有转录活性，滚环复制。质粒pSM429长度为3，827 bp，GC含量为28％，质粒上有4个ORF且均位于正义链，其中3个ORF具有转录活性，Theta型复制。以上实验为进一步的质粒改造和应用打下基础。在论文第二部分中，从来自胶州湾的120株细菌中筛选到5个新型质粒，这些质粒分别来自Photobacterium、Vibrio和Shewanella属细菌。通过对这五个质粒的宿主的16S rDNA分析、序列比对和RT-PCR等实验，分析海洋环境中细菌质粒的序列多样性。从序列上讲，除了质粒pA5-5和pB2-12外，其余质粒没有从数据库中找到相似序列。从ORF转录活性上看，质粒pZY5上的Orp没有转录活性，orf4和or7有转录活性；质粒pB2-12上的orfl和orf4均有转录活性。另外，本实验亦对来自中国南海沉积物中的细菌进行质粒筛选，但是没有得到质粒。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 质粒性质

1.1.1 质粒长度

1.1.2 质粒拷贝数

1.1.3 质粒的不稳定性

1.1.4 质粒的复制方式

1.1.5 序列分析

1.2 质粒来源

1.2.1 宿主来源

1.2.2 生境来源

1.3 细菌质粒提取

1.3.1 质粒提取的原理

1.3.2 质粒提取的一般方法

1.4 海洋细菌中质粒的研究进展

1.4.1 海洋菌群中质粒的分离方法

1.4.2 海洋质粒复制子的分离

1.4.3 海洋微生物群落中的质粒多样性

1.4.4 海洋微生物群落中的质粒迁移

1.5 立题依据和研究意义

第二章 极地海冰细菌质粒的筛选、序列分析及性质描述

2.1 材料和方法

2.1.1 实验材料

2.1.2 实验方法

2.2 结果与分析

2.2.1 质粒pSM327和pSM429的分离纯化和测序

2.2.2 质粒图谱绘制

2.2.3 质粒开放阅读框分析

2.2.4 质粒开放阅读框转录活性检测

2.2.5 质粒复制方式研究

2.3 讨论

第三章 胶州湾沉积物细菌中质粒的筛选及序列分析

3.1 材料和方法

3.1.1 实验材料

3.1.2 实验方法

3.2 结果与分析

3.2.1 质粒的分离纯化及测序

3.2.2 含质粒菌株的16S rDNA序列比对

3.2.3 质粒图谱绘制以及序列分析

3.2.4 质粒开放阅读框转录活性检测

3.3 讨论

参考文献

致谢