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青藏高原冰川与冻土微生物多样性的研究

蒲玲玲  
【摘要】:冰川和冻土都是较为独特的生态系统,由于其低温、寡营养的环境为生命和生命大分子物质的保存提供了较为理想的环境,因此被认为是研究宇宙生命进化和地球环境演化等重大问题的“活化石”,而且也是一个天然的微生物“贮藏库”。因而我们对这一特殊生态系统中微生物的研究可以为古气候的重建提供信息,发掘地球生命和寒区环境协同变化的信息,研究生命的进化以及极端环境下的生物学特性,寻找对人类有用的特殊基因和嗜冷微生物及其分泌产物。本项研究以青藏高原慕士塔格冰芯和青藏高原冻土为实验材料,利用分离培养的手段,对慕士塔格冰芯中微生物的菌群多样性进行研究,并对其中的4株菌进行了形态观察,和生理特性的研究。其中D84的低温适应性很好,通过设计特异性引物对其CSP基因进行克隆。利用分子手段,提取青藏高原冻土的总DNA,克隆并构建了冻土细菌的16S rRNA基因文库。结果如下: 1.本实验通过对慕士塔格冰芯的研究,结果表明分离培养的细菌数量呈现多样性,可培养细菌数量为0-127cfu/m1;对这些可培养细菌的生长特性研究表明,大多数分离菌株属于耐冷细菌,占到菌株总数的82%,嗜冷的细菌只占到菌株总数的11%。 2.冻土DNA扩增T载体建库,优势菌为放线菌和肠杆菌。目前通过培养方法分离出的细菌只是环境微生物中的极小一部分,大部分的细菌是不可培养或者是难培养的。因此我们直接提取青藏高原冻土的总DNA,以获得环境中全部微生物的总DNA;并且设计并合成细菌16S rRNA通用引物进行16SrRNA基因的克隆,得到了冻土细菌的16S rRNA基因文库,测序结果显示:随机挑取的三个菌分属于短小杆菌属和肠杆菌,分别归类于高GC mo1%革兰氏阳性细菌(HGC)类群和γ-紫细菌类群。 3.随机挑选4种冰芯分离细菌,观察这几种菌株的菌落特征发现,Muzt-G32呈现黄色、Muzt-D81呈现棕黄色、Muzt-D7呈现金黄色、Muzt-D84呈现乳黄色,他们都是能够产生黄色或橘黄色色素的细菌;通过革兰氏染色和油


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