红树林沉积物细菌多样性分析及其功能基因筛选

【摘要】： 红树林是自然分布于热带、亚热带海岸的潮间带的木本植物群落,通常生长在港湾河口地区的淤泥质滩涂上,是海滩上特有的森林类型。红树林沉积物具有强还原性、强酸性、高含盐量、营养丰富等特征,其微生物资源既丰富又不失特色。然而,至今对树林的研究绝大多集中在植物学、生态学、造林学等领域,在微生物学领域的研究甚少。研究红树林沉积物的微生物组成及其活性物质、功能基因的筛选有重大理论实践意义。 本论文以福建龙海浮宫红树林沉积物样品为研究对象,采用宏基因组技术,克服土壤中绝大部分微生物不可培养的弊端,通过16SrDNA文库的构建,分析了浮宫红树林沉积物中细菌的多样性和结构组成;并且,以pUC19为载体构建了3-10kb小片段宏基因组文库,筛选有纤维素酶活性的功能基因。获得的主要结果如下: 1.构建了红树林沉积物的16SrDNA文库,研究其细菌群落组成。RFLP分型表明文库中存在丰富的细菌多样性,有30种优势菌。对30种优势菌的16SrDNA序列测序结果表明:优势菌中变形细菌纲(Proteobacteria)占优势(70.0%)。其中,α-Proteobacteria占3.3%;γ-Proteobacteria占26.7%;δ-Proteobacteria占10.0%;ε-Proteobacteria占30.0%。除了变形菌外,还检测到未可培养,性质以及分类尚不清楚的细菌,占20 %;浮霉菌纲(Planctomycetacia)、Bacteroidetes(拟杆菌门)和疣微菌门(Verrucomicrobia),分别占3.3%。 2.以红树林沉积物样品为材料,以pUC19质粒为载体,DH5α为宿主菌构建了3-10Kb小片段宏基因组文库pUC19-Hsediment。文库含有45000个克隆子,平均插入片段为5.4kb,包含了约450Mb的沉积物样品DNA。 3.从该文库筛选到3个含有不同插入片段(6.4kb、2.6kb、1.2kb)的具有胞外纤维素酶活性的克隆子。对克隆子插入序列的分析工作正在进行当中。 上述结果揭示了红树林沉积物中蕴藏着丰富的新微生物资源。宏基因组技术在环境微生物资源的开发上是个有力工具。