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环境微生物是生物地球化学循环的主要推动者,对生态系统的构建和维护起着重要作用,是一类重要的微生物资源。应用宏基因组测序探测方法,筛查、收集不同环境细菌资源的基因信息,根据细菌纯培养物的酶学特性,筛选收集特定环境的生态功能菌株,为微生物资源的高质量应用提供新思路,具有广阔的研究前景。本研究以实验室前期工作为基础,主要开展内切葡聚糖酶基因和碱性磷酸酶基因筛查,内切葡聚糖酶产生菌和溶磷菌的筛选,以及功能菌株的分类学研究,以期收集到一批功能基因信息和优良的菌株资源。1)应用宏基因组测序方法,从纤维素相对丰富的环境中检测到分属于23种内切葡聚糖酶基因类型的220个内切葡聚糖酶基因,其中的优势基因是糖苷水解酶家族GH5和GH9的内切葡聚糖酶基因,丰度分别为1.14E-02%和4.6E-03%。宏基因序列信息在数据库中对照检索显示,糖苷水解酶家族GH5和GH9的内切葡聚糖酶基因分别来源于细菌域的6门-12纲-17目-30属和6门-10纲-10目-9属。采用以CMC-Na为唯一 C源的平板筛选法,从410株细菌纯培养物中筛选得到内切葡聚糖酶产生菌113株,隶属于3门-13目-28属。其中,菌株CPCC 204705T 与其最近缘菌Cellulomonas oligotrophioa JCM 17534T 的 16S rRNA 基因相似性较低(98.54%),提示其可能是Cellulomonas属的一个新物种。全基因组序列分析发现,菌株CPCC 204705T基因组中含有糖苷水解酶家族GH5、GH6和GH9的内切葡聚糖酶基因。2)通过宏基因组序列分析手段从富营养化水库底泥环境样品中检测到69个碱性磷酸酶基因,分属于碱性磷酸酶D基因和碱性磷酸酶A基因,它们检测环境中的丰度分别为3.58E-03%和2.58E-03%;碱性磷酸酶D基因主要来源于细菌域的7门-10纲-14目-15属的菌株;碱性磷酸酶A基因主要来源于细菌域的4门-8纲-10目-8属。采用鸡蛋黄平板法(初筛)和有机磷液体筛选法(复筛),从583株细菌纯培养物中,筛选得到归属于3门-4纲-8目-15属的53株溶磷菌。其中,菌株CPCC 204705T具有良好的碱性磷酸酶活性,从其全基因序列中检测到了 phoA基因。3)应用多相分类学手段对兼具内切葡聚糖酶和碱性磷酸酶活性菌株CPCC 204705T进行了系统分类学研究,确定菌株CPCC 204705T为Cellulomonas属的一个新种,根据菌株的来源环境,将其命名为土居纤维单胞菌新种Cellulomonas telluris sp.nov.。