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《浙江大学》 2002年
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螺旋藻种质与形态重建的分子遗传学研究

李晋楠  
【摘要】: 本论文利用RAPD分子标记及抗生素抗性标记分析了不同钝顶螺旋藻品系的遗传多态性,并与其形态学特征进行了比较,以期建立更合理的螺旋藻分类方法及加深对螺旋藻遗传背景的了解;同时,发现在养殖环境下变直藻丝体可以回变为正常螺旋形态的现象。在比较了正常藻丝体、变直藻丝体及回复正常螺旋形态的藻丝体一组材料生物学特性的基础上,进一步在蛋白质及DNA水平上找到了转座子调控此形态变异的某些证据,为阐明螺旋藻形态变异与重建的分子遗传学机制以及解决螺旋藻大规模生产的实际问题提供理论依据。研究主要结果如下: 1 螺旋藻种质形态及RAPD分子标记的研究 对Sp-D、Sp-Z、Sp-S、Sp-B、Sp-C、Sp-F1和Sp-F2等7株钝顶螺旋藻材料的藻丝体及细胞的形态学特征进行了统计分析。结果表明,它们的形态具有一定差异。 以含水量约为10%的冷冻藻泥为材料,采用CTAB缓冲液及二次沉淀提取法,建立了一个可获得较高纯度和得率、适用于RAPD分析的螺旋藻基因组DNA制备方法。在此基础上,采用优化后的提取方法制备Sp-D等7株钝顶螺旋藻的基因组DNA,利用106条随机引物对其进行RAPD扩增,从中筛选出23条多态性引物,其扩增出的总条带数为151,多态性条带数为120。用Nei’s公式与欧氏距离类平均法对此扩增结果进行聚类与亲缘关系分析。结果表明,RAPD分类结果与7株材料的某些生理生化和分子生物学特性相吻合。因此,RAPD分子标记可以在分子遗传学水平上作螺旋藻分类的重要依据,结合螺旋藻的形态特征,建立更科学合理的分类方法。 2 螺旋藻抗性标记的研究 采用Sp-D、Sp-J、Sp-Z、Sp-S、Sp-B、Sp-C、Sp-F1等7个正常螺旋形的钝顶螺旋藻藻株、一个辐射诱发藻丝超长的突变体藻株Sp-Z(SL)及2个由螺旋形变为直线形的藻株Sp-D(L)与Sp-J(L),就其对氯霉素、青霉素、卡那霉素、洁霉素及链霉素等5种抗生素标记的抗性进行了分析与比较,结果表明:(1)10株钝顶螺旋藻对 卡那霉素、氯霉素及链霉素的抗性表现较为一致。对卡那霉素的抗性均为极强;对 链霉素的抗性较小,IC;。为 56.476刀 P g/ml;对氯霉素的抗性最小,IC。为 13* ZI.5 V旮。O)10株钝顶螺旋藻对青霉素和洁霉素的抗性,因螺旋藻藻株的不同 有较大差异。其中即上和SpS对青霉素的抗性较强;Spc其次:SP*、Sp- mQ、sp刁8Q的生长虽受到青霉素的明显抑制,但未能完全致死:sp-J、8卜 J0X SpB、SpF可被全部致死,因此它们对青霉素的敏感性最强,抗性最小。 同时,SpD、SP*、SpZ和即-C 4个藻株对洁霉素抗性较强,而其余 6个藻株则 对洁霉素的作用较为敏感。*) Sp0、SpJ及即上 3株正常形态的钝顶螺旋藻品系 与其形态变异(或突变)藻丝体Sp*队XSP*O)及SpZ(SL对洁霉素的抗性存在差 异,该差异可能与其形态变异有关。 3养凹环墟下变直问雄羹回复正常形态的发现及形态变异相关蛋白的研究 首次发现在养殖环境下钝顶螺旋藻即-M藻株的变直藻丝体Sp-M几)可以回变 为正常螺旋形态藻丝体SpM卜m,且生长速率和细胞组成等可几乎完全回变。采 用含SDS的缓冲液提取蛋白,以20o、30o、40o及80%(vlv丙团分级沉淀,对 Sp-M、SP-M几)和回变藻丝体Sp-Mo-H)不同蛋白级分进行梯度凝胶电泳分析。结 果发现,3种材料以20%、30%、40%丙酮沉淀的蛋白级分电泳图谱均相同;在 80地州丙酮沉淀的蛋白级分中,s卜M与即-M卜m两种螺旋形藻丝体都存在分子 量为 53.7 kD的一条蛋白带,而直线形藻丝体即-MO则缺失此带,表明此53.7 l 蛋白与螺旋藻的形态变异相关。 4舱于调拄问旋葵形态重羹的分子遗 究 根据螺旋藻中己知的转座子分别设计合成上游及下游各一组半套式引物,通过 对半套式引物有效性、随机引物和半套式引物的退火温度与反应浓度以及有效半套 式引物组合与随机引物的筛选试验,建立了可特异性扩增转座子在基因组上位点旁 侧序列的 neven PCR分析技术。 用筛选出的有效的随机引物853与半套式引物组合PU.2/Pn.3oU4、889与Pd !”小2爪d4 E对,从8卜M的基因组DN A中分别扩增出了已知转座子的上游和下 游目的片段O-M心和 SpM吻。测序结果表明,SpM山为 sl3 hp,其中 306 hp与 转座子的 5’端重合;SP-Md为 58!hp,其中 88 hp与转座子的 3’端重合。根据 jspM七及Sp-M*中的转座子外侧碱基顺序设计一对可向内扩增的引物,以Sp-M 的基因组DNA为模板进行PCR扩增。其产物的测序结果表明,其中正好包含已知 转座子及即-*0和即-**中引物内侧的序列,从而进一步证实sp-*叱和即-** 即为转座子在基因组上存在位点的上游及下游旁侧序
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:Q943

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【引证文献】
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1 曹学成;螺旋藻染色体外DNA的克隆及结构与功能研究[D];浙江大学;2005年
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1 谢彦广;钝顶节旋藻品系ZJU0137不同螺旋手性藻丝的构建与纯培养及形貌与生理生化特性比较研究[D];浙江大学;2011年
2 马美萍;螺旋藻高产多糖种质与生产条件优化研究及分子机理初探[D];浙江大学;2003年
3 陈晓燕;节旋藻形态建成相关蛋白(SMR1)的分子特征及抗体制备[D];浙江大学;2006年
4 杨灵勇;节旋藻染色体外DNA的种质差异性研究及其生物学功能探索[D];浙江大学;2006年
5 黄晖;节旋藻分类学地位及生产性状的分子标记研究[D];浙江大学;2007年
6 张巧生;节旋藻exDNA-ORF表达蛋白Sc6的种质免疫原性差异及其生物学意义[D];浙江大学;2008年
7 于婷;RAPD技术和ITS序列对5个节旋藻样品亲缘关系的研究[D];内蒙古师范大学;2009年
【参考文献】
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9 秦松,童顺,王希华,武建秋,张培军,曾呈奎,吴光耀,崔武,李亚菲;钝顶螺旋藻质粒的电镜观察及杂交研究[J];海洋与湖沼;1994年05期
10 秦松,王希华,童顺,曾呈奎;钝顶螺旋藻部分原生质体及单细胞的制备与培养[J];海洋与湖沼;1995年01期
【共引文献】
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4 张胜景;杜卫军;王文成;;西伯利亚白刺耐盐性鉴定初步研究[J];安徽农学通报;2006年12期
5 王萍;顾海风;李信书;;海带成熟孢子体对两种抗性筛选标记敏感性的研究[J];安徽农学通报;2007年18期
6 陈立畴;;棉花化控技术应用中的问题及对策[J];安徽农学通报;2008年13期
7 谢仁荣;;几种理化因子对一株野生丛粒藻生长的影响[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年09期
8 李萌萌;蒋继志;王会仙;;几种提取马铃薯块茎蛋白质方法的比较研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年23期
9 朱文秀;赵继献;张品;张宁洁;;近红外光谱分析与化学方法检测油菜种子品质参数的比较[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年17期
10 孙晓莉;宋爱颖;孟祥民;孙影;李敏;张亚;;麦田早熟禾的空间分布型及抽样技术研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年15期
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1 王四宝;鲍丙芳;樊美珍;李增智;;鹞落坪国家级自然保护区虫生真菌群落结构及物种多样性[A];《中国虫生真菌研究与应用》(第五卷)[C];2003年
2 黄咏沧;王向阳;;萧县小麦赤霉病流行的气象指标分析[A];第三届安徽科技论坛农业与气候生态学术研讨会论文集[C];2004年
3 余建平;吕月萍;刘佳莉;刘建国;郭长虹;;GFP叶绿体转化烟草茎叶降解对土壤微生物及土壤酶活性的影响[A];2010植物免疫机制研究及其调控研讨会论文集[C];2010年
4 甘付华;高杰;聂文魁;;孜然芹产量构成因素的研究[A];中国园艺学会第十届会员代表大会暨学术讨论会论文集[C];2005年
5 王勇;吴国良;宋玉琴;;酚类物质在果树上的生理作用研究进展[A];中国园艺学会第七届青年学术讨论会论文集[C];2006年
6 杜绍华;卜志国;温秀军;黄大庄;刘金川;;不同抗性枣品种病健叶蛋白质表达分析[A];2007年中国园艺学会观赏园艺专业委员会年会论文集[C];2007年
7 张伟;王玖瑞;刘孟军;周俊义;;枣花蕾蛋白质双向电泳体系的建立[A];第五届全国干果生产、科研进展学术研讨会论文集[C];2007年
8 李凤良;李忠英;韩招久;陈之浩;;小菜蛾对溴氰菊酯的抗性消退与抗性恢复动态[A];贵州省自然科学优秀学术论文集[C];2005年
9 王晓磊;郭建博;杨景亮;;分子生物学在环境中的应用[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第四卷)[C];2009年
10 张少斌;燕安;商树田;任东涛;刘国琴;;钝顶螺旋藻突变株(SP-D)藻蓝蛋白的快速高质量纯化、光谱特性分析与晶体培养[A];中国生物化学与分子生物学会农业生物化学与分子生物学分会第六次学术交流会论文集[C];2004年
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2 李丽;运动相关基因与越野滑雪选材关联性研究及枣黄饮对运动能力影响的实验研究[D];黑龙江中医药大学;2010年
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5 包梅荣;油茶种子成熟调控蛋白基因的分离克隆及功能研究[D];中南林业科技大学;2010年
6 朱彦涛;甘蓝型油菜Polima CMS和陕2A CMS的形态和生化特征及其胞质遗传物质的比较研究[D];西北农林科技大学;2010年
7 吴迪;微藻综合品质信息快速无损获取技术和方法研究[D];浙江大学;2011年
8 冯大伟;利用两种大型海藻制备生物能源的探索研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
9 崔玉琳;亚心型扁藻细胞核与叶绿体稳定转化系统的构建[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
10 李蓓;蒙古马毛色性状相关基因多态性分析及组织表达研究[D];内蒙古农业大学;2011年
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1 李良;湖北省油茶优良单株遗传多样性及品质初步分析[D];华中农业大学;2010年
2 李智;梨抗黑星病类似基因Hcrp和启动子克隆与类受体蛋白分析[D];华中农业大学;2010年
3 郭一鸣;全球白菜型油菜遗传多样性分析[D];华中农业大学;2010年
4 吕文兵;杜氏盐藻异养转化藻株的鉴定及初步功能分析[D];郑州大学;2010年
5 郭文涛;以HIV-1启动子为靶点的药物筛选系统的构建与应用[D];郑州大学;2010年
6 孔凡敏;产油脂酵母菌株的选育[D];山东农业大学;2010年
7 伊新华;鼠尾藻遗传多样性的AFLP分析[D];辽宁师范大学;2010年
8 郭飞;拟南芥抗La突变体的筛选及鉴定[D];安徽农业大学;2010年
9 武昌俊;杜氏盐藻高产玉米黄素突变株的诱变筛选及生物学特性的研究[D];安徽农业大学;2010年
10 高珍;浒苔生理生态特性和转录组研究[D];甘肃农业大学;2010年
【同被引文献】
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1 陈剑山;郑服丛;;ITS序列分析在真菌分类鉴定中的应用[J];安徽农业科学;2007年13期
2 蒙凌华,蒋超,刘兆乾,齐清,丁健;螺旋藻提取物对DNA拓扑异构酶活性的抑制及对DNA的直接影响[J];癌症;2000年08期
3 刘华杰;;植物手性之谜——左还是右?[J];百科知识;2005年23期
4 师德强;王素英;王妮;丁煜卿;丛禹;;培养条件对纺锤螺旋藻TJSD生长量和形态的影响[J];水产科学;2009年03期
5 罗善明;高建;;热休克蛋白70与肝细胞肝癌的研究进展[J];重庆医学;2008年02期
6 刘华,乔辰,巩东辉,王志忠;鄂尔多斯螺旋藻(Spirulina erdosensis)光合生理的研究[J];西北植物学报;2003年12期
7 栗淑媛,马华山,王俊琴,乔辰;低温对螺旋藻可溶性蛋白和游离氨基酸外渗的影响[J];西北植物学报;2005年06期
8 郭志刚;刘占林;王祎玲;李思锋;赵桂仿;;东亚七筋姑多倍体ITS区的序列测定与分析[J];西北植物学报;2008年05期
9 陈永久,张亚平;随机扩增多态DNA影响因素的研究[J];动物学研究;1997年02期
10 林重阳;沈晓文;赵振坤;吴韩志;徐虹;;钝顶螺旋藻Spirulina platensis两种不同形态藻丝体的光合作用和蛋白质差异表达分析[J];高等学校化学学报;2009年06期
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1 赵伟春;应用单克隆抗体评价稻田天敌的捕食作用——稻飞虱和弹尾虫单克隆抗体的制备及其应用[D];浙江大学;2001年
2 赵伟春;应用单克隆抗体评价稻田天敌的捕食作用[D];浙江大学;2001年
3 曹学成;螺旋藻染色体外DNA的克隆及结构与功能研究[D];浙江大学;2005年
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1 何保仁;野油菜黄单胞菌野油菜致病变种的糖异生过程与致病相关[D];广西大学;2005年
2 陈晓燕;节旋藻形态建成相关蛋白(SMR1)的分子特征及抗体制备[D];浙江大学;2006年
3 杨灵勇;节旋藻染色体外DNA的种质差异性研究及其生物学功能探索[D];浙江大学;2006年
4 黄晖;节旋藻分类学地位及生产性状的分子标记研究[D];浙江大学;2007年
5 李琳;4个节旋藻样品遗传多样性及亲缘关系的研究[D];内蒙古师范大学;2008年
6 林重阳;钝顶螺旋藻两种藻丝体的差异膜蛋白分析及肌动蛋白类似物的初步研究[D];厦门大学;2009年
【二级引证文献】
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1 李全顺;几种螺旋藻放氢的实验研究[D];东北大学;2009年
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1 谢彦广;钝顶节旋藻品系ZJU0137不同螺旋手性藻丝的构建与纯培养及形貌与生理生化特性比较研究[D];浙江大学;2011年
2 李雪斌;螺旋藻硫酸多糖(SPS)提纯工艺优化及体外抗氧化和抗稻瘟霉活性研究[D];浙江大学;2010年
3 黄晖;节旋藻分类学地位及生产性状的分子标记研究[D];浙江大学;2007年
4 张巧生;节旋藻exDNA-ORF表达蛋白Sc6的种质免疫原性差异及其生物学意义[D];浙江大学;2008年
5 于婷;RAPD技术和ITS序列对5个节旋藻样品亲缘关系的研究[D];内蒙古师范大学;2009年
6 曹阳;16S rRNA基因和cpcHID操纵子序列对5个节旋藻样品亲缘关系的研究[D];内蒙古师范大学;2009年
【二级参考文献】
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1 陆杨森,唐欣昀;螺旋藻室外长期培养及其养分动态[J];安徽农学院学报;1991年02期
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7 胡天赐,杨世杰,毛炎麟;γ射线对钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)的生物学效应[J];核农学报;1990年02期
8 唐学玺,李永祺;有机磷农药对海洋微藻致毒性的生物学研究——Ⅷ.久效磷对二种海洋微藻的毒性效应[J];海洋通报;1998年02期
9 易国良;蒋丽金;马金石;;藻胆蛋白生物合成的模型反应 Ⅰ.藻蓝胆素硫醚键的形成[J];化学学报;1991年01期
10 戴继勋,张全启,包振民,于波,周浩朗;紫菜原生质体的纯系培育、诱变处理和种间细胞融合的研究[J];海洋与湖沼;1990年03期
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3 钦伦秀;汤钊猷;张连海;刘银坤;叶胜龙;黄薇;;肝癌转移的分子遗传学基础[A];第八届全国肝癌学术会议论文汇编[C];2001年
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5 张平平;吴晔;高志杰;王静敏;熊晖;袁云;张月华;包新华;肖江喜;吴希如;姜玉武;;婴儿神经轴索营养不良患者的分子遗传学研究[A];中国的遗传学研究——遗传学进步推动中国西部经济与社会发展——2011年中国遗传学会大会论文摘要汇编[C];2011年
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7 张金霞;黄晨阳;陈强;胡清秀;李俊;;多样性丰富的刺芹侧耳种族群[A];首届海峡两岸食(药)用菌学术研讨会论文集[C];2005年
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1 李晋楠;螺旋藻种质与形态重建的分子遗传学研究[D];浙江大学;2002年
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7 牛铭钢;葡萄胎恶变预测及清毒饮减毒增效机制的实验和临床研究[D];黑龙江中医药大学;2005年
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10 于春媛;基质金属蛋白酶-2基因启动子区多态与肺癌及食管癌发生和转移风险的研究[D];中国协和医科大学;2004年
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1 李利伟;数学形态学在遥感影像道路提取中的应用研究[D];武汉大学;2005年
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8 卢舒萍;可利用城市污水培养的高脂肪藻种的筛选及培养条件优化[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 罗培高;小麦抗条锈病新基因Yr34的发现、鉴定及其分子遗传学研究[D];四川农业大学;2003年
10 刘嘉晖;眼咽型肌营养不良病理及分子遗传学研究[D];中国医科大学;2004年
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