一、北极海冰细菌产胞外酶及主要环境因子的初步研究（论文文献综述）
周雅雯[1]（2020）在《天山一号冰川前沿带不同生境中酵母群落结构比较研究》文中进行了进一步梳理目的:地球表面近80%的生境被永久或定期暴露于低于5℃的寒冷生境中,包括深海,极地,冰盖,寒冷沙漠,高山冰川。其中冰川覆盖了地球陆地表面约10%,分布极为广泛。因其长期低温、寡营养、冻融循环、强辐射、低水活度等环境特点形成了独有的生境特征并蕴藏着丰富的微生物资源。世界范围内的各种冰川生态系统是低温微生物的良好储藏地,酵母菌是一种普遍存在的微生物,低温酵母菌的多样性已引起了学者广泛关注。由于对全球气候变化的响应,低温环境中微生物群落结构的敏感变化有助于了解和预测全球气候变化趋势。随着全球气候变暖导致冰川逐年退化且退缩严重,因此对低温微生物的研究迫在眉睫。此外,冰川表面不同生境的差异性为群落水平和种群水平上阐明微生物空间分布格局和生物地理学提供了极好的研究目标。本课题在了解低温酵母菌的表型形态学特征与生理生化特性的基础上,利用分子生物学技术和统计学方法分析低温酵母菌在不同的自然生态系统栖息环境中的酵母菌的发生与多样性及生态格局分布。以期揭示低温酵母菌在我国天山一号冰川冷环境栖息地中的生态学意义,以及为冷冻圈低温酵母菌资源的开发及其在生物医药工业的应用提供基础资料。方法:利用RB、DG、MEA、YEPG四种不同的培养基从新疆天山1号冰川表面5不同生境和冰川前沿8种不同植被花器官中,分离筛选出低温酵母菌;根据表性特征及生理生化特性,结合MSP-PCR指纹图谱及ITS rRNA基因序列测序分析确定低温酵母菌种属间进化关系,生物多样性及生态分布,并研究其最适温度与耐盐特性以及产胞外酶特性。结论:利用4种培养基对天山一号冰川表面空气、冰川表面冰尘、冰川表面融水、冰川表面积雪、冰川表面冰层5种不同栖息环境和黄头小甘菊、白花沼委陵菜、千里光、火绒草、异叶青兰、橙黄罂粟、萎软紫菀,山羊臭虎耳草8种植被花器官中的低温酵母菌进行分离鉴定。共分离得到纯培养物2016株,其中414株分离自冰川表面空气,共有9个属,28个种;106株分离自冰川表面冰尘,共有12个属,17个种;115株分离自冰川表面融水,共有14个属,18个种;200株分离自冰川表面积雪,共有13个属,17个种;121株分离自黄头小甘菊,共有6个属,11个种;148株分离自白花沼委陵菜,共有6个属,9个种;110株分离自千里光,共有7个属,10个种;109株分离自火绒草,共有6个属,8个种;122株分离自异叶青兰,共有3个属,8个种;113株分离自橙黄罂粟,共有8个属,11个种;96株分离自萎软紫菀,共有6个属,8个种;132株分离自山羊臭虎耳草,共有6个属,9个种。ITSrRNA基因测序分析结果显示,2016株酵母菌主要分属于Cryptococcus、Cystobasidium、Cystofilobasidium、Dioszegia、Filobasidium、Glaciozyma、Leucosporidium、Mrakia、Holtermanniella、Naganishia、Papiliotrema、Phenoliferia、Schizonella、Vishniacozyma、Rhodotorula、Rhodosporidium、Aureobasidium、Candida、Metschnikowia、Microbotryum、Pichia和Thelebolus共22个属,60个种。所得菌株中Vishniacozyma酵母菌最多,Cystofilobasidium次之,分别占总菌株数的18.70%和8.28%。Vishniacozyma是各生境中的优势菌群,Vishniacozyma victoriae和Cystofilobasidium macerans酵母菌数量最多且分布广泛,是冰川冷环境中的主要酵母种。冰川表面空气中物种相对丰度最高,有较好的生物多样性。冰川表面冰层中酵母菌物种相对丰度最低,生物多样性最差。酵母菌生理生化实验结果表明,大部分酵母菌都是耐冷菌,生长温度范围在10-25℃之间,只有少数最适生长温度范围在10-18℃左右为嗜冷菌。耐盐性结果发现,大多数酵母菌在Na Cl浓度达8%时停止生长,近60%的菌株最大耐盐度不超过6.5%,只有个别酵母菌耐盐度较低,最大耐盐度不超过8%。
张良[2]（2018）在《北极海洋沉积物细菌群落结构及其胞外水解酶研究》文中研究说明北极地区的低温、寡营养、强辐射等特殊环境因素,造就了独特的微生物生态系统,北极微生物可以通过代谢功能的调整和适冷酶的合成来适应这种极端环境。本文利用高通量测序技术对中国第七次北极科学考察采集的14个站位的海洋沉积物样品进行了细菌群落结构分析,探讨了其与沉积物理化因子之间的关系;并利用改良的海水ZoBell 2216E培养基和稀释涂布培养法对37个站位的海洋沉积物和24个站位的上覆水样品进行了可培养细菌的分离纯化与多样性分析,并对其中部分菌株进行了胞外水解酶的活性测定。通过对14个站位北极海洋沉积物的基于16S rRNA V3+V4的高通量测序,总共得到了1,416,738个有效序列,在97%相似性水平上共计获得了1283个OTUs。在门水平上,变形杆菌门具有较高的序列丰度（29.79%–62.86%）,蓝细菌门的序列丰度也比较高,但各站位之间差异较大（0.03%–38.64%）。在纲水平上,γ-变形杆菌纲和δ-变形杆菌纲的丰度较大,其相对含量分别为6.82%–39.47%和6.98%–35.22%;α-变形菌纲在不同站位的相对丰度差异也较为明显（0.48%–34.29%）。在属水平上,各站位的优势菌属差异更为明显,总体上以脱硫球菌属、邻单胞菌属和Lutimonas等占优势。PCoA和PCA分析显示,不同站位的细菌群落结构与取样站位的深度有着密切关系,蓝细菌门的相对含量与采样站位的深度显着负相关。CCA分析显示,取样深度、NO2--N和NO3--N是影响细菌门类的主要沉积物理化因子。从37个站位的北极海洋沉积物以及24个站位的上覆水样品中共分离获得了428株细菌;基于16S rRNA基因序列的分子鉴定与系统发育分析表明,其分属于4个门、6个纲、12个目、24个科、51个属和101个种;其中,从沉积物样品中分离获得的298株菌株分属于4个门、6个纲、12个目、22个科、44个属和80个种,从上覆水样品中分离获得的130株菌株分属于4个门、5个纲、11个目、18个科、30个属和49个种。γ–变形杆菌的数量与种类最为丰富,占总菌株数的50.00%和总种数的53.47%;从沉积物和上覆水中分别获得了33株和3株与模式菌株的16S rRNA基因序列的相似性小于97%的菌株,分别代表4个和2个潜在的新种。北极海洋沉积物和上覆水中可培养细菌具有丰富的多样性与新颖性,具有巨大的潜在应用价值。基于筛选培养基平板,对分离到的352株细菌进行了蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等9种胞外水解酶的活性初筛。结果表明,绝大多数菌株（81.53%）可产生至少1种以上的胞外水解酶,其中10.51%的菌株可产生7种以上的胞外水解酶;产明胶酶的菌株数量最多,可达64.49%,产β–半乳糖苷酶的菌株次之,达54.55%;产卵磷脂酶的菌株数量最少,仅占10.51%。对初筛活性较强的部分产酪蛋白酶、卡拉胶酶、琼胶酶和脂肪酶菌株进行了培养液上清酶活性的测定,发现各菌株之间的酶活差异性很大。对产蛋白酶活性较强的菌株的酶促抑制试验和酶谱分析表明,其产生的蛋白酶至少受到两种酶促抑制剂的显着抑制,并能产生至少三种分子量不同的蛋白酶。总之,本研究丰富了极地产胞外水解酶菌株的菌种资源库,为北极微生物资源的开发和利用打下了基础。
吴占东[3]（2017）在《极地微生物中脱氮菌筛选与脱氮性能的研究》文中研究指明污水处理主要难点和热点之一是脱氮除磷的达标排放问题。传统污水处理法采用中温菌进行生物处理,但我国北方地区冬季时间长、气候寒冷,不适宜中温菌生长繁殖,污水处理效果较差。利用低温微生物进行污水处理可以提高北方地区污水处理效果,因此研究影响低温微生物菌群脱氮效率具有重要的意义。本实验从北极海洋沉积物中的分离低温微生物,通过对微生物的分离和纯化得到低温菌株81株,经过逐步筛选,菌株WZD-1-35,WZD-3-52,WZD-4-17和WZD-4-29具有较好的脱氮能力,菌株WZD-1-35,WZD-4-33,WZD-4-58和WZD-4-29具有较好的反硝化能力。由于菌株WZD-1-35和WZD-4-29均具有硝化和反硝化的能力,因此对菌株WZD-1-35和WZD-4-29进行混合,进而进行脱氮性能的研究。通过不同温度、盐度和pH值条件下混合菌群对污水处理效果得知,在15℃时混合菌群的脱氮效率最高,NH4+-N去除率达76.8%,NO3--N的去除率达84.1%;而在不同盐度条件下,NH4+-N和NO3--N均得到一定去除,当盐度为2%时去除率最高;而当pH为8时,NH4+-N和NO3--N去除效果最佳。
张丹丹[4]（2017）在《南极菲尔德斯半岛土壤氮循环细菌的多样性及其特性研究》文中认为本研究对从南极菲尔德斯半岛动物聚集区、植物覆盖区和无动植物山坡区采集的14份土壤样品进行了一般可培养细菌、氮循环细菌的分离纯化、形态观察、计数和产酶状况测定;同时对这些分离菌株的氮循环功能活性、功能基因以及16S rDNA的系统发育多样性状况,结合采集土壤的理化性质进行了综合测定与分析。研究结果表明:（1）一般可培养细菌菌落计数结果显示:14份土壤样品中可培养细菌数量的顺序为:动物聚集区土壤（1.93.7×106CFU/g）>植物覆盖区土壤（7.0×1051.7×106CFU/g）>无动植物山坡土壤（8.3×1046.2×105CFU/g）。反映出土壤中动植物的存在与其中的细菌数量有一定关系,且不同类型的动植物对菌数影响也有所差异。MPN法氮循环细菌计数结果显示:14份土壤样品中氨化菌菌数(3.8×1043.1×108MPN/g鲜土)>反硝化菌菌数(03.1×108MPN/g鲜土)>硝化菌菌数(03.5×105MPN/g鲜土)>固氮菌菌数（6.8×1022.5×105CFU/g）。其中,动物聚集区土壤氨化菌菌数为1.16.9×107MPN/g鲜土,植物覆盖区土壤为6.7×1061.7×108MPN/g鲜土,无动植物山坡土壤为3.8×1043.1×108MPN/g鲜土;动物聚集区土壤反硝化菌菌数为06.4×104MPN/g鲜土,植物覆盖区土壤反硝化菌菌数为2.2×1032.7×106 MPN/g鲜土,无动植物山坡土壤反硝化菌菌数为9.8×1033.1×108MPN/g鲜土;动物聚集区土壤硝化菌菌数为1.9×1022.4×103MPN/g鲜土,植物覆盖区土壤硝化菌菌数为1.2×1023.4×104 MPN/g鲜土,无动植物的山坡土壤硝化菌菌数为03.5×105MPN/g鲜土;动物聚集区土壤中固氮菌的菌落数（6.8×1022.5×105CFU/g）>无动植物山坡土壤（8.5×1021.3×105CFU/g）和植物覆盖区（7.5×1025.6×103CFU/g）。土壤理化性质测定结果显示:从土壤NH4+-N含量来看,动物聚集区和植物覆盖区的部分土壤样品（E1,E4,A1,A2）的NH4+-N含量较高,同时这些土壤的固氮菌和氨化菌含量也相对较高,表明氨化作用或固氮作用较强。从NO3--N含量来看,部分无动植物区样品（B1、B2、C1）的含量较低,而该区域的反硝化菌数量却相对较多。无动植物区土壤中的硝化菌数量有多有少,其含量与NO3--N含量并不很相符,这可能与该区NH4+-N含量较少有关。（2）形态观察结果表明:分离得到的157株一般可培养细菌、115株氨化菌具有比较高的颜色、菌落形态等多样性,而分离得到的101株固氮菌、67株硝化菌、137株反硝化菌菌落形态却比较单一。（3）一般可培养细菌产酶结果表明:157株分离菌中,有97.5%的菌株产黄原胶酶,81.5%菌株产过氧化氢酶,51.6%菌株产七叶苷酶,36.9%菌株产纤维素酶,22.3%菌株产脂肪酶和酪蛋白酶,8.9%菌株产氧化酶,4.5%菌株产淀粉酶。另外,所有菌株均不产几丁质酶、卡拉胶酶和明胶酶。这些特性菌为今后进一步的应用研究提供了菌株来源。（4）16S rDNA系统发育结果表明:经形态、序列初测等排重后的68株一般可培养细菌代表共分布在5纲（Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Bacilli、Actinobacteria、Flavobacteria）的13个属当中,表明有较大的系统发育多样性;其中Bacilli纲的Staphylococcus属和Gammaproteobacteria纲的Pseudomonas属为优势菌群,分别占68株可培养代表菌的14.7%、16.2%。经排重后的49株固氮细菌代表分别分布在4纲（Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Bacilli）的5属之中,31株硝化细菌代表分布在5纲（Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Bacilli、Actinobacteria）的8属之中,43株反硝化细菌代表分布于Gammaproteobacteria纲的3属之中,40株氨化细菌代表分布于5纲（Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Sphingobacteriia、Actinobacteria、Bacilli）的8属之中,表明菲尔德斯半岛土壤中氮循环细菌具有不同程度的多样性。其中氨化菌和硝化菌的多样性最高,反硝化菌最低;另外,固氮菌、硝化菌、反硝化菌、氨化菌的优势菌群均为Gammaproteobacteria纲的Pseudomonas属。（5）氮循环各菌群功能活性的检测结果表明:67株硝化菌中71.6%有硝化活性（强硝化活性菌有4株）,137株反硝化菌中42.3%有反硝化活性（强反硝化活性菌有1株）,而115株氨化菌均具有氨化活性,其中强氨化活性菌株占15.7%。（6）氮循环功能基因的PCR检测结果表明:49株固氮分离菌中有37株可扩增出nif H目的条带（采用34F-491R、100F-100R两对引物PCR）,除其中一株菌分布在Betaproteobacteria纲Janthinobacterium属外,其余的36株菌均分布在Gammaproteobacteria纲的Pseudomonas属。含nif H基因的菌株在动物聚集区、植物覆盖区、无动植物山坡区的9个样品中均有分布,而动物聚集区的E2样品、植物覆盖区的J4样品、无动植物山坡区的B1、B2、H3样品分离菌中没有nif H基因。31株硝化菌中仅有3株扩增出amo A基因目的条带（用amo A-Famo A-R引物PCR）,其中2株菌分布在Gammaproteobacteria纲的Pseudomonas属中,1株菌分布在Bacilli纲Bacillus属中;这3株菌分布在植物覆盖区的A2和无动植物山坡区的G1样品中。43株反硝化菌中有10株菌可扩增出nar G基因目的条带（用nar G-Fnar G-R引物PCR）,它们存在于无动植物山坡区的A1、A2、B1、B2和动物聚集区的D1、E1样品中,且均分布在Gammaproteobacteria纲的Pseudomonas属中。（7）另外研究发现,有7株一般可培养菌、6株固氮菌、1株硝化菌、6株氨化菌与关系最近标准菌株的16S rDNA相似性在97%98.65%。按照现有国际细菌分类标准,它们具备成为新种的潜在可能,值得采用多相分类手段对其进行详细的分类单元定位。从近几年的文献检索来看,对南极一般微生物的研究较多,而对硝化、反硝化、固氮、氨化等氮循环微生物的研究极少且不系统。本文对南极菲尔德斯半岛一般可培养细菌和氮循环细菌的多样性进行了较为系统的初步研究,不仅对前人的研究做了一定补充,而且为今后更为全面深入的研究提供了基础。
李晓亮[5]（2017）在《低温硝化细菌的筛选及其在低温污水处理中的初步应用研究》文中研究表明随着我国城市化的快速发展,城市用水量也随之大幅增高,如何提高污水处理效率,保障水环境质量成为城市发展的重要课题。寒冷地区冬季低温污水的生物处理长期存在着处理效果差、难以达标排放等难题,这主要是由于低温对活性污泥的吸附沉降性能和微生物的生长发育等均有显着影响。因此,分离高效的低温硝化细菌并用于低温污水的处理,是解决我国北方地区冬季污水厂出水水质难以达标的有效方法之一。极地特殊的环境与气候造就了独特的极地微生物生态系统,是微生物新菌种资源的宝库。根据菌落形态特征,利用4种硝化细菌筛选培养基从12个站位的北极海洋沉积物中分离筛选,并获得16S rRNA基因有效序列的低温硝化细菌达81株;基于16S rRNA基因的相似性分析与系统发育分析表明,分离到的菌株分属于细菌域的4个门、4个纲、8个目、16个科、22个属、30个种,其中γ-变形杆菌纲（γ-Proteobacteria）占大多数;有1株菌株与模式菌株的16S rRNA基因序列相似性小于97%,为潜在的新种。对不同属的代表菌株的生理生化测定表明,大多数菌株具有产蛋白酶、脲酶和β-半乳糖苷酶等胞外水解酶和利用葡萄糖、甘露醇和麦芽糖等各种碳源生长的能力。对18株菌株的温度和盐度生长范围的测定表明,大多数硝化细菌的温度和盐度生长范围在0-30℃和0-90,大部分菌株最适温度为20℃,最适盐度为15,既能满足低温下菌株保持较高的生长活性,又具有较广的对盐度适应范围,对环境有很好的适应性。将对温度和盐度适应能力较强的菌株接种到筛选液体培养基中,筛选出生长情况较好的菌株R14-ZY-5、CC6-YX-43、NB04-YY-61、CC6-ZY-68、CC6-YY-73和CC6-YY-74,并分别对其进行模拟污水的硝化与反硝化测试,经测试菌株R14-ZY-5和CC6-YY-74具有较好的脱氮能力,可进行混合菌群的构建。此外,从2株细菌CC6-ZY-68和CC6-YY-74中成功克隆到反硝化途径的关键酶基因nirS。选择菌株R14-ZY-5和CC6-YY-74构建混合菌群,并分别研究C/N、温度和盐度对其脱氮效果及COD去除率的影响。结果表明,混合菌群在C/N为8-14均具有较好的脱氮能力,在C/N=11时处理效果最好,48 h时NH4+-N去除率可达93.41%,NO3--N去除率可达99.96%;当C/N=11时,菌群在温度为5℃-20℃均具有较高的脱氮能力,48 h时去除率相差甚微。在温度为15℃时处理效果最好,48 h时NH4+-N去除率达91.70%,NO3--N去除率达99.96%,COD去除率达87.28%;菌群在盐度为15-45的范围内均具有较好的脱氮能力,在盐度为30时脱氮处理效果最好,48 h时NH4+-N去除率达92.57%,NO3--N去除率达99.96%,COD去除率达91.35%。本研究将为北方地区寒冷季节低温生活污水的生物处理提供新的菌种资源,并为今后将其运用到工程实践中提供了基础资料和科学依据。
刘彩云[6]（2016）在《抑制植物病原真菌的北极海洋细菌活性菌株及代谢产物研究》文中指出极地海洋沉积物成分复杂、营养丰富,蕴藏了大量的微生物,极地的特殊生境造就了微生物的多样性与新颖性。利用极地微生物筛选抑制植物病原真菌的活性菌株和活性代谢产物,对于丰富菌种资源库和研发极地微生物源农药具有重要的研究意义。本论文将北极海域海洋沉积物样品与细菌筛选培养基混合培养,从北极海底沉积物中共分离到69株细菌,并对它们进行分子鉴定与系统发育分析。系统发育分析结果表明:鉴定的69株细菌分别属于Pseudoalteromonas、Shewanella、Psychromonas、Pseudomonas、Marinomonas、Halomonas、Psychrobacter、Loktanella、Microbacterium、Arthrobacter、Planomicrobium、Planococcus、Bacillus、Virgibacillus、Oceanobacillus、Flavobacterium、Maribacter、Olleya18个属。以希瓦氏菌属（Shewanella）,嗜冷杆菌属（Psychrobacter）和假交替单胞菌属（Pseudoalteromona）居多,为本次研究北极海洋沉积物可培养细菌中的优势菌群,进而扩大了人们对北极细菌的认知领域。同时采用平板扩散法,以番茄灰叶斑和辣椒疫霉为指示菌,对这69株细菌进行抑菌活性菌株的筛选,从中获得了4株对番茄灰叶斑和辣椒疫霉有抑菌活性的细菌,其编号分别为:R06-1、2018、R11和C13-2,并对它们进行系统发育分析和抑菌谱的测定。系统发育分析结果表明:筛选到的4株活性菌株均为细菌域（Bacteria）变形杆菌门（Proteobacteria）的γ-变形杆菌（γ-Proteobacteria）。其中菌株R06-1属于希瓦氏菌属（Shewanella）、2018和C13-2属于假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas）、R11-1属于嗜冷杆菌属（Psychrobacter）。抑菌谱测定结果表明:所筛选到的4株活性菌株对番茄灰叶斑和辣椒疫霉的抑菌圈直径均在20.00mm以上。菌株R06-1和2018对指示菌的抑菌圈直径均达25.00mm以上,抑菌效果最好,达到强抑制作用,将会作为目标菌株进一步研究其活性物质的成分。对其中一株抑菌活性较强的北极细菌Shewanella sp.R06-1进行发酵,通过抑菌活性追踪检测,采用乙酸乙酯萃取、减压硅胶柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱、RP-18反相硅胶柱色谱及HPLC制备等方式,对菌株Shewanella sp.R06-1发酵上清液中的抑菌成分进行分离纯化,得到1个纯化合物（R06-01-3-1）,活性验证结果表明:化合物R06-01-3-1对辣椒疫霉有微弱的抑菌效果;同时采用质谱（MS）、氢谱（1H NMR）/碳谱（13C NMR）以及二维谱等技术对化合物的结构进行鉴定。结果表明:化合物R06-01-3-1的结构为Cyclo（D-Pro-L-Tyr）。该化合物首次在细菌Shewanella sp.中分离得到,对辣椒疫霉的活性为首次报道。对另一株具有较强抑菌活性的北极细菌Pseudoalteromonas sp.2018用50L发酵罐进行大规模发酵,通过抑菌活性追踪检测,采用乙酸乙酯萃取、反相ODS硅胶柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱、MPLC及HPLC制备等分离方式从乙酸乙酯提取物中得到5个化合物（15）,鉴定这5个化合物结构分别为:Cyclo（D-Pro-L-Tyr）（1）,Cyclo（R-Pro-R-Phe）（2）,Cyclo（L-Ile-L-Pro）（3）,Cyclo（L-Pro-L-Leu）（4）和苯乙酸（5）。本研究是对北极细菌Pseudoalteromonas sp.抑制番茄灰叶斑和辣椒疫霉活性研究的首次报道,以上5个化合物均为首次从北极细菌Pseudoalteromonas sp.中分离得到。
于子超[7]（2014）在《海洋假交替单胞菌适应海冰环境的机制及其遗传操作体系的建立》文中研究指明假交替单胞菌广泛分布于海洋环境中,并且仅分布于海洋环境中。目前已从深海以及极地等众多海洋环境分离到假交替单胞菌。研究表明假交替单胞菌的适应机制和存活策略具有多样性和有效性,这使得它们能够广泛的生存于各种海洋环境中。假交替单胞菌是研究海洋微生物适应海洋特殊生境的重要模式菌,对假交替单胞菌环境适应机制的深入研究将有助于揭示生命适应不同海洋环境的能力。而且,由于其能产生很多活性物质和胞外酶类,假交替单胞菌也被认为是具有重要应用价值的一类细菌,本文首先以北极海冰假交替单胞菌为研究对象,首次从北极海冰假交替单胞菌中分离到丝状噬菌体,进而研究了丝状噬菌体对宿主菌在生长、耐受性及运动性等方面的影响及分子机制,揭示了丝状噬菌体介导的假交替单胞菌适应海冰环境的机制。然后建立了深海假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. SM9913的高效接合转移体系,并在此基础上建立了Ps. sp.SM9913基因敲除体系,为深入研究假交替单胞菌适应深海环境的遗传机制奠定基础；建立了北极海冰假交替单胞菌Ps. sp. SM20429的接合转移体系及适冷异源表达体系,成功表达了在大肠杆菌表达体系中无法成熟表达的适冷金属蛋白酶,为深入研究该酶的催化机制及实现适冷酶的大量表达奠定基础。一、丝状噬菌体介导的假交替单胞菌适应海冰环境的机制研究表明,假交替单胞菌广泛地分布在北极海冰中,是北极海冰中的优势菌株。然而对这类菌株如何适应海冰环境还没有深入的研究。有研究表明海冰中的噬菌体可以通过裂解宿主细菌从而调控微生物群落的结构以适应海冰环境。然而作为不裂解宿主的丝状噬菌体,是否在海冰环境中存在,若存在又是如何调控微生物群落还不得而知。本文在实验室前期从北极海冰Ps. sp. BSi20327中分离的质粒pSM327的基础上,通过对其序列的详细分析,认为pSM327应是丝状噬菌体在宿主胞内的复制形式（RF）。从Ps. sp. BSi20327的培养液中提取并观察到了丝状噬菌体。并进而研究了丝状噬菌体的基本性质和在北极海冰假交替单胞菌中的分布。深入研究了其对宿主产生的影响及机制。取得了以下结果：（1）北极海冰假交替单胞菌丝状噬菌体f327的发现、基本性质及其分布的研究从Ps. sp. BSi20327的胞外提取并观察到了丝状噬菌体,将其命名为f327。f327呈细丝状,长约1.5μm,宽约14nm。详细分析了其基因组结构,f327基因组为单链DNA,全长包含6114个核苷酸,存在9个ORF。这些ORF编码的蛋白在序列相似性和排列的顺序上都与已发现的丝状噬菌体很相似。按编码的蛋白的功能划分,可将这9个ORF划分成四个模块：复制模块、结构模块、组装模块和调控模块。利用PCR扩增的方法,检测了f327在北极海冰假交替单胞菌中的分布情况,结果表明36%的菌株含有f327或其高度同源的丝状噬菌体。通过构建进化树以及DNA-DNA杂交分析,发现含丝状噬菌体的宿主属于假交替单胞菌的同一个种,说明f327或其高度同源的噬菌体广泛地分别于同一个种的假交替单胞菌中。如此广泛的分布说明f327可能会对宿主假交替单胞菌群落产生一定的影响,进而调控假交替单胞菌群落适应海冰环境的变化。（2）丝状噬菌体f327的生态学功能及其影响宿主假交替单胞菌的分子机制研究为了研究f327对宿主的影响,通过高温培养的方法消除了f327在宿主胞内的复制形式RF327,将无RF327的菌株命名为Ps. sp. BSi20327A。在Ps. sp. BSi20327A中检测不到单链的丝状噬菌体的存在,其噬菌体基因的转录水平仅为Ps. sp. BSi20327的3%-7%。通过比较Ps. sp. BSi20327与Ps. sp. BSi20327A在生长速率、群落密度、耐受性和运动性方面的不同,发现f327可以减慢宿主的生长速率、降低宿主群落密度、削弱宿主对高盐和H202的耐受性,但是可以增强宿主的运动能力。对Ps. sp. BSi20327与Ps. sp. BSi20327A在不同盐度培养下的转录组分析,揭示了f327影响宿主的分子机制。当在3%的NaCl浓度下,f327存在的宿主Ps.sp. BSi20327中除了噬菌体的基因表达上调外,宿主染色体上的噬菌体休克蛋白基因（Psp）、与鞭毛组装相关的基因和细菌趋化性基因表达上调。而噬菌体的表达组装以及鞭毛的组装都是耗能的过程,所以这两个过程耗能的增多导致Ps. sp. BSi20327在3%的NaCl下生长速度减慢。在8%的NaCl浓度下除了上述基因在Ps. sp. BSi20327中表达上调外,与表达TCA循环中关键酶有关的基因在Ps. sp. BSi20327中表达下调,从而导致了Ps. sp. BSi20327产能的减少。此外转录延伸因子基因和核糖体蛋白基因在Ps. sp. BSi20327表达下调,这使得Ps. sp.BSi20327中基因转录和翻译的速率降低。因此在8%的NaCl下f327大量表达不仅消耗更多的能量而且还影响宿主能量的产生和基因的转录与翻译,从而导致在8%的NaCl下Ps. sp. BSi20327的生长速率大幅降低。细菌通常会通过从外界吸收或自身合成相容性溶质（包括谷氨酸、脯氨酸及糖类等）来抵抗外界的高渗环境,当NaCl浓度由3%升高到8%时,与氨基酸运输有关的基因以及参与谷氨酸和脯氨酸合成的基因在Ps. sp. BSi20327和Ps. sp. BS120327A中都上调表达,但是Ps. sp. BSi20327中上调表达的幅度更大,尤其是在8%的NaCl下的表达量要高于在Ps. sp. BSi20327A中的表达量。因为这些基因与相容性溶质的积累和抵抗外界高渗环境有关,所以由以上结果可以推断,8%的NaCl对Ps. sp.BSi20327产生的高渗压力要比对Ps. sp. BSi20327A产生的压力大。因此Ps. sp. BSi20327需要积累更多的相容性溶质来抵抗外界的高渗环境。这从另一个侧面说明f327的大量表达导致了Ps. sp. BSi20327耐盐性的降低。而f327的存在使得宿主中与鞭毛合成相关的基因以及趋化性基因的表达上调,使得宿主的运动性提高。根据以上结果,我们提出了f327调控假交替单胞菌宿主群落以适应不同季节海冰环境变化的模型：在冬季,由于低温和极夜,海冰中的细菌面对着高盐和缺乏的营养。,f327通过降低宿主生长速度和高盐耐受性而减小宿主细菌群落的规模从而减少营养的消耗；与此同时,f327可以提高宿主的运动能力,帮助宿主更快的到达适合其生长的环境;在夏季,随着温度的升高、海冰的融化,虽然海冰中的盐度降低,但是由于极昼长时间的日照,海冰中的细菌面对着高浓度的H2O2和丰富的营养。f327通过减低宿主群落密度和H2O2的耐受性,避免宿主群落在营养物质非常丰富时过度地繁殖,从而对生态系统产生破坏。因此,虽然丝状噬菌体不裂解宿主,但是可以温和地调控宿主群落,使其适应北极海冰环境的季节性变化。我们的研究结果首次揭示了海冰丝状噬菌体的生态功能及其介导的假交替单胞菌适应海冰环境的机制。二、Pseudoalteromonas sp. SM9913基因敲除体系的建立深海细菌Ps. sp. SM9913分离自1815m的深海沉积物,是一株适冷菌。通过对Ps. sp. SM9913的全基因组测序,从基因水平上发现它含有其它环境中的假交替单胞菌没有的一些特性,可能与其适应深海沉积物环境有关。然而由于遗传操作工具的缺乏,极大地限制了研究该菌适应深海环境的遗传机制。虽然实验室前期工作建立了假交替单胞菌电转化体系,但由于其转化Ps. sp. SM9913的效率极低,无法进行下游的遗传操作。为此本文首先建立了Ps. sp. SM9913高效率转化体系,并在此基础上建立Ps. sp. SM9913基因敲除体系,实现在Ps. sp. SM9913中进行无标记基因敲除。取得以下结果：（1） Ps. sp. SM9913接合转移体系的建立检测了Ps. sp. SM9913对不同抗生素的敏感性,发现其对红霉素具有较高的敏感性,因此将红霉素抗性基因作为在Ps. sp. SM9913中进行遗传操作的筛选标记。实验室前期从北极海冰Ps. sp. BSi20429中筛选到一个内源质粒pSM429,并对其功能区进行了研究。在此基础上,以pGEM-T easy载体为骨架,先后连入pSM429上与复制有关的最小功能区、接合转移起始序列和红霉素抗性基因,构建成能进行接合转移的Pseudoalteromonas-Escherichia coli穿梭载体pOriT-4EM。利用pOriT-4EM,以E. coli ET12567（pUZ8002）为供体菌,通过优化接合转移条件,建立了Ps. sp. SM9913高效接合转移体系,其接合转移效率为1.8×10-3。为在Ps. sp. SM9913中进行遗传操作奠定基础。（2） Ps. sp. SM9913基因敲除体系的建立以Ps. sp. SM9913多糖合成基因簇中的糖基转移酶基因epsT为靶基因,构建基因敲除体系。选择epsT基因上下游各700-800bp的DNA片段作为同源臂,以红霉素抗性基因作为正向筛选标记,以果聚糖蔗糖酶基因（sacB）为负向筛选标记,通过改造pOriT-4EM,构建了进行epsT基因敲除的自杀载体pMT。利用接合转移将pMT转入Ps. sp. SM9913中,经过两次同源重组,筛选到了epsT基因的缺失突变株,该突变株的胞外多糖产量比野生菌下降了73%左右。在epsT基因敲除过程中,没有在Ps. sp. SM9913染色体上引入任何筛选标记,因此可以利用相同的筛选标记在Ps. sp. SM9913中进行多次基因敲除。并利用该方法敲除了Ps. sp. SM9913的多个基因。这为深入研究深海微生物的环境适应机制提供了技术手段。三、假交替单胞菌适冷异源表达体系的建立随着适冷微生物的不断发现和研究,由其产生的适冷酶因其巨大的研究价值和应用潜力而引起越来越多的关注。然而由于适冷酶的热稳定性差,在高温表达时容易发生错误折叠而形成没有活性的蛋白,所以利用目前最常用的中温大肠杆菌表达体系表达适冷酶时常常得不到有活性的成熟酶,仅以包涵体的形式存在。虽然可以通过降低大肠杆菌的生长温度来提高适冷酶的表达效率,但这大大延长了表达所用的时间。因此发展以适冷菌为宿主的表达体系,将对适冷酶的理论研究和实际应用具有重要意义。实验室前期工作将北极海冰细菌Ps. sp. BSi20429中的质粒pSM429消除,得到了质粒消除菌株Ps. sp. SM20429。并以Ps. sp.SM20429为宿主,利用大肠杆菌lac启动子初步构建了一个表达体系,但其表达温度为25-30℃,无法实现蛋白的适冷表达。因此本文通过构建报告载体筛选低温下的强启动子,并进一步构建表达载体,以Ps. sp. SM20429为宿主进行适冷酶的低温表达。取得以下结果：（1） Ps. sp. SM20429接合转移体系和报告载体的构建及低温启动子的筛选用氯霉素抗性基因替换了pOriT-4EM的红霉素抗性基因,获得质粒pOriT-4CM。在构建的Ps. sp. SM9913接合转移体系的基础上,以Ps. sp. SM20429为受体菌,建立了Ps. sp. SM20429接合转移体系,其接合转移效率约为4×10-3。将红霉素抗性基因和来自北极海冰Ps. sp. BSw20308的适冷纤维素酶基因作为报告基因,利用Ps. sp. BSi20429的冷休克蛋白、热休克蛋白和木聚糖酶基因的启动子,在pOriT-4CM的基础上构建了一系列报告载体。将报告载体转入Ps. sp. SM20429,通过检测转化子的红霉素抗性发现只有含冷休克蛋白基因和木聚糖酶基因启动子的报告载体表达了红霉素抗性基因。通过纤维素酶的活性的比较,发现冷休克蛋白基因和木聚糖酶基因启动子都能够调控纤维素酶基因在5-15℃表达,而木聚糖酶基因的启动子在10-15℃具有更高的强度,更适合表达载体的构建。因此选择木聚糖酶启动子,进一步完善构建适冷表达体系。（2）适冷表达体系的建立和适冷酶的表达实验室前期研究表明,蛋白酶pseudoalterin是南海沉积物细菌Ps. sp. CF6-2所产的主要胞外蛋白酶,该蛋白酶是一个新型的M23家族的蛋白酶,为适冷酶,其最适酶活温度为25℃,并且具有很差的热稳定性。该酶具有很高的弹性蛋白降解活性,是一个弹性蛋白酶。由于该酶的成熟过程不是自成熟,其成熟过程需要其它酶的参与,该酶无法在大肠杆菌中异源表达得到成熟酶的形式。以pOriT-4CM为骨架,连入木聚糖酶基因的启动子,并在其下游分别连入多克隆位点和His-tag,构建表达载体pEV。通过克隆pseudoalterin的基因到pEV中木聚糖酶基因启动子的下游,构建了pseudoalterin的表达载体。将该表达载体转入Ps. sp. SM20429中,利用燕麦木聚糖作为诱导剂,通过优化诱导剂的浓度和诱导温度,表达出了成熟的pseudoalterin,并利用其携带的His-tag,通过亲和层析纯化了pseudoalterin,并进行了N端测序,其序列与野生菌所产的pseudoalterin一致。表达量达到16-20U/ml,比活252±13U/mg。利用构建的适冷表达系统,还成功表达并纯化了增强型绿色荧光蛋白（EGFP）和两个来自Ps. sp. SM9913的与胞外多糖合成相关的适冷酶,N-乙酰葡糖胺差向异构酶和N-乙酰-D-甘露糖胺脱氢酶。该表达体系的建立为深入研究某些适冷酶的催化机制以及适冷酶的大量制备奠定了基础。
董宁[8]（2014）在《东南极格罗夫山土壤微生物多样性及其可培养细菌的产酶和抗菌活性筛选》文中研究说明南极大陆极端的气候条件使其成为地球上最严酷的陆地生境之一。它大部分地区常年被冰雪覆盖，永久无冰区面积仅为其总面积的0.4%左右。无冰区的风化作用及基于稀少有机物的微生物活动导致了南极大部分土壤的形成。东南极内陆地区由于极端低温，年降水量少，曾被认为无土壤形成。位于东南极内陆伊丽莎白公主地（Princess Elizabeth Land）的格罗夫山地区（Grove Mountains;72°20’-73°10’S,73°50’-75°40’E），常年被冰雪、冰原岛峰覆盖。1999–2000年间，中国南极第16次科学考察队在该地区的哈丁山南岭发现三个位点的土壤，是人类首次在东南极内陆高原地区发现土壤，其特殊生境条件可能孕育了独特的微生物类群。本论文通过454焦磷酸测序和对序列数据的生物信息学分析获得了该地区土壤的微生物组成和多样性信息；利用平板法分离获得了土壤中的可培养细菌并对其进行了产胞外酶活性和抗菌活性研究。本研究首次揭示了格罗夫山土壤微生物类群相关信息，为了解南极生态系统的运转和南极菌种资源的利用打下了前期基础。中国第26次南极科学考察期间，在格罗夫山哈丁山南岭主峰南坡三个相近的土壤位点G1、G2、G3采集表层土壤样品，于-80℃和-20℃各冻存一份。取出-80℃冻存的土壤样品进行宏基因组DNA提取，用带有454接头的特异性引物分别扩增土壤细菌的16S rRNA基因片段和真核微生物18S rRNA基因片段并进行454焦磷酸测序，用多对古菌特异性引物扩增古菌16S rRNA基因片段。对获得的序列数据进行生物信息学分析。结果显示：3个位点的细菌归属于厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、蓝细菌/叶绿体（Cyanobacteria/Cholroplast）、柔膜菌门（Tenericutes）、疣微菌门（Verrucomicrobia）、酸杆菌门（Acidobacteria，仅G1和G2）、绿弯菌门（Chloroflexi，仅G1）、异常球菌-栖热菌门（Deinococcus-Thermus，仅G3）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes，仅G3）、Candidate division TM7（仅G2）等12大类群，且均以厚壁菌门（Firmicutes）为优势类群，在三个位点所占比例分别为77.00%（G1）、44.56%（G2）和88.76%（G3），变形菌门为格罗夫山土壤的第二大优势细菌类群；通过多种手段均未能扩增得到古菌的16S rRNA基因片段，暗示格罗夫山土壤中的古菌丰度较低或无古菌存在；土壤真核生物归属于真菌（Fungi）、顶复动物（Apicomplexa）、甲藻（Dinophyceae）、黏菌（Mycetozoa）、后生动物（metazoa）、硅藻（Bacillariophyta）、金藻（Chrysophyta）、卵菌（Oomycetes）、绿藻（Chlorophyta）、链形植物（Streptophyta）等10大类群，其中真菌是该地区主要的真核生物（3个位点分别占82.99%（G1）、89.76%（G2）和88.01%（G3）），主要归属于担子菌门（Basidiomycota）和子囊菌门（Ascomycota）两大类群。群落间多样性分析显示：三个位点的土壤中既存在不小比例的共有土壤微生物：三个位点共有的细菌（真核生物）OTU数均大于各土壤位点总细菌（总真核生物）OTU数的19.47%（7.50%），也有一定比例的各自独有的微生物类群；在三个土壤位点中，位点G1和G3的细菌和真核生物群落组成相似度较高，而G2与二者的群落组成相似度略低。本研究通过基于454焦磷酸测序的研究对极端干冷的东南极格罗夫山土壤微生物多样性进行了较为全面综合的评估，洞悉了极端环境压力下的生态复杂性。稀释直接涂布平板法获得了2种冻存温度下的土壤样品中的可培养细菌菌株，根据菌株的16S rRNA基因序列对其进行系统发生分析。分别用平板法和琼脂块法初步鉴定菌株胞外水解酶产生情况和对5种供试菌的抗性。所有土壤样品共分离得到39株细菌，分别属于厚壁菌门（19株，48.7%）、变形菌门（共计10株，25.6%，分属于-、β-、γ-变形菌纲）、放线菌门（8株，20.5%）、异常球菌-栖热菌门（1株，2.6%）和拟杆菌门（1株，2.6%）等5个门20个菌属，芽孢杆菌（Bacillus）为优势菌属。-80℃和-20℃冻存的土壤样品分离出的菌株有所不同。上述菌株中，33株具有至少一种胞外水解酶活力，其中具淀粉酶活力的菌株最多（共25株，64.1%），6株细菌可至少抑制一种指示菌的生长。格罗夫山土壤可培养细菌组成在门的分类水平上与南极其他地区土壤一致，但在属的水平上有一定不同；获得的具胞外酶活性和抗菌活性的极地适冷菌株为南极低温酶和抗菌活性物质的进一步开发利用提供了良好的菌种资源。
窦京娇[9]（2013）在《北极海冰细菌脂肪酸系统在生境适应性中的作用研究》文中认为北极具有独特的气候特征，是一个酷寒、高盐度的特殊生境。生存于其中的微生物必然有与之相适应的生理代谢途径来适应这种极端环境。对北极海冰细菌的研究将有助于人们对海冰细菌低温和高盐适应方式有进一步的认识，同时也为开发利用极端微生物资源提供科学依据。本文从第4次北极科学考察采集的海冰样品中分离筛选到3株对低温和高盐耐受性较强的菌株，分析了温度和盐度对3株菌生长的影响并绘制生长曲线，确定其最适生长条件，然后对其进行了分子鉴定和系统发育分析。结果表明，3株菌最适生长温度为10℃，最适生长盐度为30‰，均为适冷适盐菌；分子鉴定结果表明3株菌属于假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas）。通过荧光偏振法研究了温度和盐度对菌株细胞膜流动性的影响，并应用GC-MS检测法测定了不同条件下细胞膜脂肪酸的组成，同时在低温和高盐环境下添加浅蓝菌素分析其生长情况和脂肪酸组成。结果表明：低温条件下菌株细胞膜流动性无显着性变化，膜脂肪酸组分中总单不饱和脂肪酸和支链脂肪酸含量显着升高，其中单不饱和脂肪酸C16:1在菌株低温生长中起着关键作用；高盐条件下，3株菌细胞膜流动性同样无显着性变化，支链脂肪酸和单不饱和脂肪酸C16:1含量显着升高。实时荧光定量PCR结果表明，△9-脂肪酸脱氢酶基因在低温胁迫条件下表达量显着升高，在胁迫处理2-4h时达到最大表达水平，之后表达量逐渐降低，但仍高于最适条件下的表达量；高盐胁迫时，目的基因表达变化趋势与低温胁迫条件下相同，但胁迫响应时间较长，菌株在高盐诱导8-12h时表达水平最高。由此推测，低温和高盐环境下北极海冰细菌通过提高△9-脂肪酸脱氢酶基因的表达量来增加△9-脂肪酸脱氢酶的合成，进而产生更多的十六碳单不饱和脂肪酸等低熔点脂肪酸，使菌株在低温和高盐环境下维持一定的膜流动性，从而维持自身的生长和繁殖。
马大卫[10]（2013）在《南极苔原土壤细菌群落和酶活性分布特征及其影响因素》文中提出土壤微生物是土壤圈的重要组成部分。微生物在调节生态系统功能,如碳氮循环过程、有机质分解和温室气体排放中起重要作用,是生物地球化学循环的主要驱动者。环境条件改变会直接或间接地影响微生物群落组成和功能,从而影响生态系统的稳定。在南北极陆地生态系统,极端的气候条件导致极区几乎没有大型植物生长,微生物在土壤生态系统中占绝对优势,其对全球气候变化具有敏感的指示作用。本文应用PCR-DGGE.克隆测序、Bar-coded焦磷酸测序和荧光定量PCR等先进的分子生物学技术和多种统计分析方法,结合土壤酶活性、微生物量碳（Cmin）和土壤呼吸指标等,系统地研究了南极典型生态区土壤细菌群落的分布特征;探讨了企鹅和海豹活动、人类活动以及自然生态因子等对南极土壤细菌群落结构的影响,丰富和拓展了极地微生物学研究领域；为从微生物层次上阐明南极陆地生态系统C、N循环过程和机理,以及预测未来气候变化对南极生态系统的影响及其反馈作用,提供了理论依据。该论文主要研究内容及结果如下：（1）东南极企鹅、海豹聚居地细菌群落的分布特征对东南极西福尔丘陵地区四个企鹅、海豹聚居地粪土剖面中酶活性和细菌群落分布特征进行了详细研究,发现企鹅和海豹聚居地粪土剖面中Cmin、土壤呼吸和酶活性随深度增加而递减,且企鹅聚居地粪土含量高于海豹聚居地（1-2倍）。土壤细菌丰度与土壤pH值（p=0.024；p=0.048）、含水率（p=0.021）、有机碳（p<0.001）和总氮（p<0.001）含量呈显着正相关,细菌丰度与企鹅粪、海豹粪相对含量随土壤深度的变化高度一致,表明土壤细菌的丰度取决于企鹅粪和海豹粪的沉降量。16S rDNA-DGGE分子指纹图谱和香浓多样性指数结果表明企鹅和海豹聚居地粪土含有复杂的细菌群落结构。DGGE图谱条带丰富度和优势条带数目都随土壤深度增加而递减。聚类分析和非度量多维标度（NMDS）分析表明：四个土壤剖面细菌组成差异明显,且聚为四类。切取优势条带克隆测序表明：优势细菌门类是变形菌（Proteobacteria,36.84%）、放线菌（Actinobacteria,24.65%）、拟杆菌（Bacteroidetes,21.05%）、异常球菌（Deinococcus-Thermus,5.26%）、绿弯菌（Chloroflexi,5.26%）（?）口厚壁菌（Firmicutes,3.51%）。研究结果表明：动物排泄物沉降量引起土壤中有机碳、总氮、pH值和含水率等的不同,可能是造成细菌丰度和多样性在土壤垂直深度上较大差异的主要原因。（2）西南极典型生态区土壤细菌群落的分布特征对西南极法尔兹半岛地区企鹅聚居地、海豹聚居地、人类活动区、苔藓植被区、湖泊沉积物和背景地区等不同生态区土壤进行了系统地对比分析研究,结果表明：土壤转化酶、磷酸酶、脲酶活性、细菌丰度在企鹅、海豹聚居地粪土中高于其它类型土壤。土壤转化酶、磷酸酶活性与土壤碳氮磷含量呈正相关,细菌丰度与土壤磷酸酶（p=0.006）、脲酶（p<0.001）、含水率（p<0.05）、总碳（p<0.001）、总氮（p=0.005）、C／N（p=0.007）和总磷（p=0.05）呈显着正相关。DGGE分子指纹图谱显示动物聚居地粪土相对于其它类型土壤,含有较密较粗的条带,一些片段较大的优势条带富集在图谱上层。高通量测序表明：主要优势门类菌种为：β/变形菌（Betaproteobacteria）、放线菌（Actinobacterium）、拟杆菌（Bacteroidetes）、γ-变形菌（Gammaproteobacteria）、芽单胞菌（Gemmatimonadetes）、厚壁菌（Firmicutes）、绿弯菌（Chloroflexi）、酸杆菌（Acidobacteria）和α-变形菌（Alphaproteobacteria）,占86.7%。企鹅、海豹以及人类活动对法尔兹半岛细菌群落影响显着,不同生态区土壤细菌群落结构差异明显。背景地区有高的细菌系统发育多样性和丰富度指数（OUT=976；PD=85.79）,动物活动和人类活动降低细菌多样性（OUT=273; PD=21.34）.皮尔森相关性分析表明：土壤TN（p=0.0031; p<0.001）, TC （p=0.011;p=0.0024）, C/N （p=0.031;p=0.0028）和Zn（p=0.030；p=0.025）含量是影响土壤细菌系统发育多样性和丰富度指数的主要环境因子。土壤碳、氮含量同拟杆菌相对丰度呈显着正相关（p=0.003；p=0.007）,同p-变形菌和放线菌相对丰度呈负相关。（3）Y2湖沉积剖面细菌群落分布特征及其影响因素对西南极阿德雷岛Y2湖受企鹅粪影响的沉积剖面中细菌群落分布特征进行了详细研究。Y2湖沉积剖面pH、含水率、总碳、总氮、Cu、Zn, Sr、Ba、Fe、 Mn、Mg和Al等12种理化指标随深度变化表现出高度一致性,总体上变化可以分为四个区域：0-7cm,表层较高,随深度增加而递减；7-23cm,随深度增加缓慢增加；23-34cm,显着锐减,最低值在32cm；34-48cm,随深度增加而增加。Fe、Mn、Mg和Al四种元素在23-34cm和34-48cm变化趋势相反,且最大值在32cm。在DGGE指纹图谱分为三个区域：1-22cm,整体上条带变动不大；23-36cm,条带密度和优势特征带明显增加；37-48cm,变化范围不大。细菌丰度随深度分布分为四个区间：最表层含有高的细菌丰度,随着深度减小（0-8cm）；缓慢地增加（8-23cm）；显着增加（23-32cm）；缓慢地降低（32-48cm）的变化趋势,最大值出现在32cm。主要的优势门类菌种为：β-变形菌（Betaproteobacteria）、放线菌（Actinobacterium）、γ-变形菌（Gammaproteobacteria）、拟杆菌（Bacteroidetes）、芽单胞菌（Gemmatimonadetes）、酸杆菌（Acidobacteria）、绿弯菌（Firmicutes）,占据87.2%。综合理化性质、DGGE图谱、定量PCR和454高通量测序结果表明：历史时期企鹅数量变动和企鹅粪沉积量是影响沉积剖面中细菌群落结构多样性的重要因素。（4）南北极土壤剖面磷酸酶活性变化特征及其对磷循环的影响对东南极西福尔丘陵、拉斯曼丘陵和北极新奥尔松地区,不同环境类型土壤剖面中碱性磷酸酶活性进行了测定,发现剖面中碱性磷酸酶活力随深度呈一定规律性分布,最大值出现在最表层,随深度增加而递减。碱性磷酸酶活性与土壤中有机碳、总氮含量呈显着正相关,与各形态磷含量呈正相关。碱性磷酸酶活力与土壤中铜、锌含量呈负相关,表明重金属对土壤中磷酸酶活力有抑制和破坏作用。基质结合态磷化氢（MBP）在深度剖面上表现出在土壤表层先增加,然后随深度增加而递减的规律。MBP和土壤碱性磷酸酶活性呈显着正相关（P<0.001）,表明在富含磷的粪土和沉积物中,是微生物过程而不是磷含量对MBP产生量起决定作用。总之,在极地土壤中碳、氮等养分含量是影响土壤磷酸酶活性的主要因素。土壤磷酸酶活性可作为指示土壤微生物活性和土壤肥力的一个重要指标。
二、北极海冰细菌产胞外酶及主要环境因子的初步研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、北极海冰细菌产胞外酶及主要环境因子的初步研究（论文提纲范文）
（1）天山一号冰川前沿带不同生境中酵母群落结构比较研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 乌鲁木齐河源天山一号冰川 |
| 1.2 低温微生物 |
| 1.2.1 低温微生物概述 |
| 1.2.2 低温酵母菌概述 |
| 1.3 低温酵母菌多样性 |
| 1.3.1 极地与亚极地低温酵母菌 |
| 1.3.2 高山冰川低温酵母 |
| 1.4 低温酵母菌各类保护机制 |
| 1.4.1 低温酵母光保护机制 |
| 1.4.2 低温酵母脂膜保护机制 |
| 1.4.3 低温酵母冷活性酶 |
| 1.5 影响酵母菌的环境因素 |
| 1.5.1 物理因素 |
| 1.5.2 化学因素 |
| 1.6 微生物群落构建影响机制 |
| 1.6.1 确定性过程(deterministic process) |
| 1.6.2 随机性过程(stochastic process) |
| 1.7 研究目的及意义 |
| 1.8 研究内容 |
| 1.9 技术路线 |
| 第二章 天山一号冰川前沿植被花器官酵母多样性与系统发育及生态分布 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 采样点及样品采集 |
| 2.1.2 药品与试剂 |
| 2.1.3 实验仪器与设备 |
| 2.1.4 培养基 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 样品预处理 |
| 2.2.2 花器官低温酵母菌的分离纯化 |
| 2.2.3 花器官低温酵母菌的保藏 |
| 2.3 DNA提取及MSP-PCR指纹图谱分析 |
| 2.3.1 提取DNA |
| 2.3.2 MSP-PCR指纹图谱分析 |
| 2.4 ITSrRNA基因测序及其系统发育 |
| 2.4.1 ITS rRNA基因扩增及测序 |
| 2.4.2 构建系统发育树 |
| 2.5 结果与分析 |
| 2.5.1 采样植被信息 |
| 2.5.2 天山一号冰川前沿植被花器官酵母菌分离物 |
| 2.5.3 基于MSP-PCR指纹图谱分析的低温酵母菌分型 |
| 2.5.4 天山1 号冰川前沿植被花器官可培养酵母菌多样性及其群落结构 |
| 2.5.5 天山一号冰川前沿植被系统发育关系 |
| 2.5.6 基于ITS区基因序列的可培养酵母菌系统发育分析 |
| 2.6 天山一号冰川前沿植被花器官酵母生态分布及其多样性 |
| 2.6.1 菊科植被花器官酵母群落组成 |
| 2.6.2 蔷薇科植被花器官酵母群落组成 |
| 2.6.3 唇形科植被花器官酵母群落组成 |
| 2.6.4 罂粟科植被花器官酵母群落组成 |
| 2.6.5 虎耳草科植被花器官酵母群落组成 |
| 2.6.6 不同植被中低温酵母菌的群落组成及多样性差异 |
| 2.7 讨论 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章:天山一号冰川不同生境酵母多样性与系统发育及生态分布 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 仪器与试剂 |
| 3.1.2 培养基 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 样品预处理 |
| 3.2.2 样品理化特性测定 |
| 3.2.3 低温酵母菌分离纯化 |
| 3.2.4 低温酵母菌保藏 |
| 3.3 DNA提取及MSP-PCR指纹图谱分析 |
| 3.3.1 提取DNA |
| 3.3.2 MSP-PCR指纹图谱分析 |
| 3.4 ITSrRNA基因测序及其系统发育 |
| 3.4.1 ITSrRNA基因扩增及测序 |
| 3.4.2 构建系统发育树 |
| 3.5 结果与分析 |
| 3.5.1 采样点与样品理化特性 |
| 3.5.2 天山一号冰川不同生境可培养酵母菌分离物 |
| 3.5.3 基于MSP-PCR指纹图谱分析的低温酵母菌分型 |
| 3.5.4 天山一号冰川可培养酵母菌群落结构及其多样性 |
| 3.5.5 基于ITS区基因序列的可培养酵母菌系统发育分析 |
| 3.6 天山一号冰川不同生境酵母菌生态分布及其多样性 |
| 3.6.1 冰川表面空气酵母菌群落结构组成 |
| 3.6.2 冰川表面冰尘酵母菌群落结构组成 |
| 3.6.3 冰川表面融水酵母菌群落结构组成 |
| 3.6.4 冰川表面积雪酵母菌群落结构组成 |
| 3.6.5 冰川表面冰层酵母菌群落结构组成 |
| 3.6.6 不同生境中低温酵母群落组成及多样性差异 |
| 3.7 讨论 |
| 3.7.1 天山一号冰川表面不同生境对酵母菌群落的影响 |
| 3.7.2 不同生境下冰川表面酵母菌群落构建机制 |
| 3.7.3 空气酵母菌群落结构特点 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章:低温酵母菌生理生化特性研究 |
| 4.1 实验材料 |
| 4.1.1 供试菌株 |
| 4.1.2 试剂与仪器 |
| 4.1.3 培养基 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 表型特征鉴定 |
| 4.2.2 最适生长温度测定 |
| 4.2.3 NaCl耐受性测定 |
| 4.2.4 低温酵母菌酶活性半定量分析 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 低温酵母菌表型特征 |
| 4.3.2 最适温度与NaCl耐受性 |
| 4.3.3 低温酵母菌产胞外酶活性筛选结果 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 5.3 创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 导师评阅表 |
（2）北极海洋沉积物细菌群落结构及其胞外水解酶研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 微生物多样性研究与分析 |
| 1.1.1 分离培养法 |
| 1.1.2 核酸杂交技术 |
| 1.1.3 基于PCR技术的方法 |
| 1.1.4 生物标记方法 |
| 1.1.5 高通量测序技术 |
| 1.2 深海沉积物微生物多样性的研究 |
| 1.3 北极海洋沉积物微生物研究进展 |
| 1.4 极地/深海微生物产胞外酶分析 |
| 1.4.1 南极海洋沉积物可培养细菌产胞外水解酶多样性 |
| 1.4.2 胶州湾沉积物可培养细菌产蛋白酶多样性探究 |
| 1.4.3 莱州湾沉积物可培养细菌产蛋白酶多样性探究 |
| 1.4.4 南太平洋深海可培养嗜冷菌的降解特性 |
| 1.4.5 北冰洋可培养细菌产多糖降解酶的多样性探究 |
| 1.4.6 北极群岛可培养细菌产胞外酶活性探究 |
| 1.5 研究的目的意义与主要内容 |
| 第二章 北极海洋沉积物细菌群落结构分析 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 生物信息学分析软件及内容 |
| 2.1.2 样品 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 沉积物理化性质 |
| 2.2.2 测序结果分析 |
| 2.2.3 群落结构分析 |
| 2.3 讨论 |
| 2.3.1 沉积物理化性质分析 |
| 2.3.2 细菌群落多样性 |
| 2.3.3 细菌群落结构影响因素分析 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 北极海洋沉积物和上覆水可培养细菌多样性分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 样品 |
| 3.1.2 培养基与可培养细菌的分离纯化 |
| 3.1.3 分子鉴定与系统发育分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 分离纯化与鉴定 |
| 3.2.2 可培养细菌的系统发育分析 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 北极可培养细菌产胞外水解酶多样性分析 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 菌株与培养基 |
| 4.1.2 胞外水解酶活性菌株的筛选 |
| 4.1.3 水解酶活性检测 |
| 4.1.4 不同蛋白酶抑制剂对蛋白酶活性的影响 |
| 4.1.5 蛋白酶酶谱 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 胞外水解酶活性菌株的筛选 |
| 4.2.2 水解酶活性菌株的活性测定结果 |
| 4.2.3 不同蛋白酶抑制剂对蛋白酶活性的抑制分析 |
| 4.2.4 蛋白酶酶谱 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表文章 |
（3）极地微生物中脱氮菌筛选与脱氮性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 我国水资源状况于污染现状 |
| 1.1.1 我国水资源现状 |
| 1.1.2 我国水污染现状 |
| 1.1.3 水污染对生物的影响 |
| 1.2 极地微生物的研究 |
| 1.2.1 低温微生物 |
| 1.2.2 低温微生物的应用 |
| 1.3 生物脱氮技术 |
| 1.3.1 传统生物脱氮技术 |
| 1.3.2 同步硝化反硝化 |
| 1.3.3 厌氧氨氧化 |
| 1.3.4 异养硝化-好氧反硝化 |
| 1.4 脱氮细菌的研究进展 |
| 1.4.1 硝化细菌的分类与多样性 |
| 1.4.2 脱氮过程及其代谢机理 |
| 1.4.3 硝化细菌关键酶的研究 |
| 1.4.4 影响硝化过程的因素 |
| 1.4.5 寒冷地区低温污水处理 |
| 1.4.6 提高低温微生物脱氮处理效率的措施 |
| 1.5 研究目的与意义 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 第二章 极地微生物菌群脱氮细菌的分离与筛选 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 样品来源及培养基 |
| 2.1.2 实验方法 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 菌种分离与筛选 |
| 2.2.2 在筛选培养基中的生长情况 |
| 2.2.3 在模拟污水硝化与反硝化培养基中的生长及降解分析 |
| 2.2.4 菌株WZD135和WZD429 在模拟污水混合培养基中的生长及降解情况分析 |
| 2.3 讨论 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 脱氮混合菌对污水中有机氮去除率及其影响因素研究 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 实验菌株与培养基 |
| 3.1.2 分析方法 |
| 3.1.3 温度对混合菌群脱氮的影响 |
| 3.1.4 不同盐度对混合菌脱氮的影响 |
| 3.1.5 不同初始pH对混合菌群脱氮的影响 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 温度对混合菌脱氮效果影响分析 |
| 3.2.2 盐度对混合菌群脱氮效果影响分析 |
| 3.2.3 初始pH对混合菌脱氮效率的影响 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）南极菲尔德斯半岛土壤氮循环细菌的多样性及其特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 极地概述 |
| 1.2 极地微生物研究进展 |
| 1.2.1 国外研究进展 |
| 1.2.2 国内研究进展 |
| 1.3 极地氮循环微生物研究进展 |
| 1.3.1 固氮微生物的研究进展 |
| 1.3.2 氨化微生物的研究进展 |
| 1.3.3 硝化微生物的研究进展 |
| 1.3.4 反硝化微生物的研究进展 |
| 1.4 南极土壤理化性质的测定 |
| 1.5 本研究的思路及意义 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 1.5.3 本研究的目的和意义 |
| 第二章 菲尔德斯半岛土壤一般可培养细菌的多样性及产酶特性研究 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 样品的采集 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.1.3 实验试剂 |
| 2.1.4 培养基 |
| 2.1.5 数据库及分析软件 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 样品处理、菌落计数及分离纯化 |
| 2.2.2 细菌总基因组DNA的提取 |
| 2.2.3 16S rRNA基因的扩增、测序和系统发育分析 |
| 2.2.4 分离菌株产酶特性的检测 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 一般可培养细菌的菌落计数结果 |
| 2.3.2 一般可培养细菌的形态多样性 |
| 2.3.3 一般可培养细菌 16S rDNA系统发育多样性 |
| 2.3.4 一般可培养细菌产酶特性检测 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 本章结论 |
| 第三章 南极菲尔德斯半岛土壤氮循环细菌的多样性及功能活性与功能基因初探 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 样品的采集 |
| 3.1.2 实验仪器 |
| 3.1.3 实验试剂 |
| 3.1.4 培养基 |
| 3.1.5 数据库及分析软件 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 样品的处理、菌落计数及菌株的分离纯化 |
| 3.2.2 硝化细菌、反硝化细菌、氨化细菌的MPN计数 |
| 3.2.3 土壤样品的理化性质的测定 |
| 3.2.4 氮循环细菌功能活性的检测 |
| 3.2.5 细菌总基因组DNA的提取 |
| 3.2.6 氮循环细菌的 16S rRNA基因的扩增、测序和系统发育分析 |
| 3.2.7 氮循环细菌功能基因的PCR检测 |
| 3.2.8 含功能基因氮循环细菌的 16S rRNA基因系统发育分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 氮循环细菌的形态多样性 |
| 3.3.2 氮循环细菌的计数结果 |
| 3.3.3 氮循环细菌功能活性的检测 |
| 3.3.4 氮循环细菌 16S rDNA系统发育多样性 |
| 3.3.5 氮循环细菌功能基因的PCR检测 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章结论 |
| 全文总结 |
| 创新点 |
| 不足与建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表的论文 |
（5）低温硝化细菌的筛选及其在低温污水处理中的初步应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 生物脱氮技术 |
| 1.1.1 传统生物脱氮技术 |
| 1.1.2 同步硝化反硝化 |
| 1.1.3 厌氧氨氧化 |
| 1.1.4 异养硝化-好氧反硝化 |
| 1.2 硝化细菌的研究进展 |
| 1.2.1 硝化细菌的分类与多样性 |
| 1.2.2 硝化过程及其代谢机理 |
| 1.2.3 硝化细菌关键酶的研究 |
| 1.2.4 影响硝化过程的因素 |
| 1.2.5 寒冷地区低温污水处理现状 |
| 1.2.6 提高低温生物脱氮处理效率的措施 |
| 1.3 极地微生物研究现状 |
| 1.3.1 极地微生物的多样性 |
| 1.3.2 极地微生物在环境工程上的应用 |
| 1.4 研究意义与内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 低温硝化细菌的筛选与鉴定 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 样品来源与培养基 |
| 2.1.2 低温硝化细菌的富集及分离纯化 |
| 2.1.3 低温硝化细菌的分子鉴定与系统发育分析 |
| 2.1.4 菌株的理化性质 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 菌株多样性分析 |
| 2.2.2 系统发育分析 |
| 2.2.3 理化性质分析 |
| 2.3 讨论 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 高效硝化细菌的筛选及特性研究 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 实验菌株与培养基 |
| 3.1.2 测定方法 |
| 3.1.3 温度与盐度适应性 |
| 3.1.4 在筛选培养基中的生长情况 |
| 3.1.5 在模拟污水硝化与反硝化培养基中的生长及降解情况 |
| 3.1.6 菌株R14-ZY-5 和CC6-YY-74 在混合培养基中的生长及降解情况 |
| 3.1.7 硝化反应关键基因的克隆 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 温度与盐度适应性分析 |
| 3.2.2 在筛选培养基中的生长情况 |
| 3.2.3 在模拟污水培养基中的生长及降解分析 |
| 3.2.4 菌株R14-ZY-5 和CC6-YY-74 在模拟污水混合培养基中的生长及降解情况分析 |
| 3.2.5 硝化反应关键酶基因的克隆与分析 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 混合菌群的构建及初步应用研究 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 实验菌株与培养基 |
| 4.1.2 C/N对混合菌群的脱氮影响 |
| 4.1.3 温度对混合菌群的脱氮与COD去除率的影响 |
| 4.1.4 盐度对混合菌群的脱氮与COD去除率的影响 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 C/N对混合菌群的脱氮效果分析 |
| 4.2.2 温度对混合菌群的脱氮与COD去除的分析 |
| 4.2.3 盐度对混合菌群的脱氮与COD去除率的分析 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（6）抑制植物病原真菌的北极海洋细菌活性菌株及代谢产物研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 极地微生物次级代谢产物及其活性研究进展 |
| 1.1.1 极地细菌次级代谢产物及其活性 |
| 1.1.2 极地放线菌次级代谢产物及其活性 |
| 1.1.3 极地真菌次级代谢产物及其活性 |
| 1.2 极地微生物活性物质研究现状 |
| 1.2.1 抗菌、抗肿瘤物质 |
| 1.2.2 抗冻物质 |
| 1.2.3 低温酶 |
| 1.3 课题的研究意义与研究内容 |
| 1.3.1 课题的研究意义 |
| 1.3.2 课题的研究内容 |
| 第二章 北极海洋沉积物细菌的分离纯化与抑制植物病原真菌活性菌株的筛选及分子鉴定 |
| 2.1 材料和方法 |
| 2.1.1 样品来源 |
| 2.1.2 菌株与培养基 |
| 2.1.3 主要实验仪器与试剂 |
| 2.1.4 北极海洋沉积物中细菌的分离纯化 |
| 2.1.5 北极海洋沉积物中细菌的分子鉴定与系统发育分析 |
| 2.1.6 抑菌活性菌株的筛选 |
| 2.1.7 活性菌株的分子鉴定与系统发育分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 北极海洋沉积物中细菌的分子鉴定与系统发育分析 |
| 2.2.2 北极细菌抑菌活性菌株的筛选 |
| 2.2.3 北极海洋沉积物中活性细菌 16S rRNA序列分析 |
| 2.3 讨论 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 北极Shewanella sp.R06-1 抑菌活性物质的分离纯化与结构鉴定 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 菌株 |
| 3.1.2 培养基 |
| 3.1.3 主要实验仪器与试剂 |
| 3.1.4 北极细菌Shewanella sp.R06-1 的发酵培养 |
| 3.1.5 发酵液预处理 |
| 3.1.6 浓缩液初步萃取和抑菌活性测定 |
| 3.1.7 发酵液乙酸乙酯萃取物中抑菌活性物质的分离纯化 |
| 3.1.8 结构鉴定 |
| 3.1.9 抑菌活性的检测 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 发酵液及乙酸乙酯萃取物抑菌活性检测 |
| 3.2.2 乙酸乙酯萃取物中抑菌活性物质的分离纯化 |
| 3.2.3 化合物结构鉴定 |
| 3.2.4 抑菌活性的检测 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 北极Pseudoalteromonas sp.2018抑菌活性物质的分离纯化与结构鉴定 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 菌株 |
| 4.1.2 培养基 |
| 4.1.3 主要实验仪器与试剂 |
| 4.1.4 北极细菌Pseudoalteromonas sp.2018发酵产物的大量制备 |
| 4.1.5 发酵液预处理 |
| 4.1.6 浓缩液初步萃取和抑菌活性测定 |
| 4.1.7 发酵液乙酸乙酯萃取物中抑菌活性物质的分离纯化 |
| 4.1.8 结构鉴定 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 发酵液及乙酸乙酯萃取物抑菌活性测定 |
| 4.2.2 乙酸乙酯萃取物中抑菌物质的分离纯化 |
| 4.2.3 化合物的结构鉴定 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（7）海洋假交替单胞菌适应海冰环境的机制及其遗传操作体系的建立（论文提纲范文）
| 目录 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明及缩写词 |
| 第一章 研究背景与立题依据 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 海洋生态环境 |
| 1.1.2 适冷微生物及其环境适应机制 |
| 1.1.3 假交替单胞菌研究进展 |
| 1.1.4 丝状噬菌体研究概况 |
| 1.1.5 极地噬菌体研究概况 |
| 1.1.6 适冷酶及适冷表达体系研究进展 |
| 1.2 立题依据与研究内容 |
| 1.2.1 立题依据 |
| 1.2.2 研究内容 |
| 第二章 北极海冰假交替单胞菌丝状噬菌体的分离及基本性质研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料、仪器和试剂 |
| 2.2.1 菌株与质粒 |
| 2.2.2 主要试剂 |
| 2.2.3 主要仪器设备 |
| 2.2.4 培养基配制 |
| 2.2.5 数据库与分析软件 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 菌株与质粒保存 |
| 2.3.2 丝状噬菌体f327复制形式(R_F)的提取 |
| 2.3.3 丝状噬菌体颗粒的提取 |
| 2.3.4 丝状噬菌体f327的电镜观察 |
| 2.3.5 单链形式丝状噬菌体DNA的提取 |
| 2.3.6 丝状噬菌体基因组基本性质的测定 |
| 2.3.7 丝状噬菌体主要衣壳蛋白N端序列测定 |
| 2.3.8 利用PCR检测北极海冰假交替单胞菌中丝状噬菌体的分布 |
| 2.3.9 利用rpoD基因构建含丝状噬菌体基因的宿主菌进化树 |
| 2.3.10 DNA-DNA杂交 |
| 2.4 结果与分析 |
| 2.4.1 丝状噬菌体f327的分离及形态观察 |
| 2.4.2 丝状噬菌体f327基因组结构分析 |
| 2.4.3 丝状噬菌体f327的基本性质测定 |
| 2.4.4 丝状噬菌体在北极海冰假交替单胞菌中的分布 |
| 2.5 讨论 |
| 第三章 丝状噬菌体f327介导的假交替单胞菌适应海冰环境的机制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料、仪器和试剂 |
| 3.2.1 菌株与质粒 |
| 3.2.2 主要试剂和试剂盒 |
| 3.2.3 主要仪器设备 |
| 3.2.4 培养基配制 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 高温消除丝状噬菌体复制形式RF327 |
| 3.3.2 Southern blot杂交验证缺失突变株 |
| 3.3.3 菌株生长与耐盐实验 |
| 3.3.4 菌株H2O2耐受性实验 |
| 3.3.5 菌株运动性检测 |
| 3.3.6 细菌总RNA的提取与转录组分析 |
| 3.3.7 反转录与实时定量PCR(RT qPCR) |
| 3.4 结果与分析 |
| 3.4.1 丝状噬菌体复制形式RF327的消除 |
| 3.4.2 丝状噬菌体f327对宿主生长及耐受性的影响 |
| 3.4.3 丝状噬菌体f327对宿主运动性的影响 |
| 3.4.4 丝状噬菌体f327影响宿主的分子机制 |
| 3.5 讨论 |
| 第四章 深海适冷假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp.SM9913高效接合转移体系的构建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料与仪器 |
| 4.2.1 菌株与质粒 |
| 4.2.2 主要试剂与试剂盒 |
| 4.2.3 主要仪器设备 |
| 4.2.4 培养基配制 |
| 4.2.5 抗生素的配制 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 Ps.sp.SM9913药敏实验 |
| 4.3.2 细菌基因组DNA及质粒的提取 |
| 4.3.3 PCR扩增及PCR产物的回收、纯化与克隆 |
| 4.3.4 穿梭载体pOriT-4EM的构建 |
| 4.3.5 E.coli ET12567(pUZ8002)感受态细胞的制备 |
| 4.3.6 接合转移方法的建立 |
| 4.4 结果与分析 |
| 4.4.1 Ps.sp.SM9913对不同抗生素的敏感性 |
| 4.4.2 穿梭载体pOriT-4EM的构建 |
| 4.4.3 接合转移体系的建立 |
| 4.5 讨论 |
| 第五章 深海适冷假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp.SM9913基因敲除方法的建立及基因的敲除 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料、仪器和试剂 |
| 5.2.1 菌株与质粒 |
| 5.2.2 主要试剂与试剂盒 |
| 5.2.3 主要仪器设备 |
| 5.2.4 培养基配制 |
| 5.3 实验方法 |
| 5.3.1 epsT基因同源臂及筛选标记的扩增 |
| 5.3.2 epsT基因无标记敲除载体pMT的构建 |
| 5.3.3 第一次同源重组突变株的筛选及验证 |
| 5.3.4 第二次同源重组突变株的筛选及验证 |
| 5.3.5 胞外多糖产量的测定 |
| 5.3.6 胞外多糖的发酵及提取 |
| 5.4 结果与分析 |
| 5.4.1 epsT基因无标记敲除载体pMT的构建 |
| 5.4.2 epsT基因的无标记敲除 |
| 5.4.3 epsT基因缺失突变株的表型检测 |
| 5.4.4 Ps.sp.SM9913运动性相关基因的敲除 |
| 5.5 讨论 |
| 第六章 北极海冰假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp.BSi20429适冷异源表达体系的建立及异源蛋白的表达 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验材料、仪器和试剂 |
| 6.2.1 菌株与质粒 |
| 6.2.2 主要试剂及配制 |
| 6.2.3 主要仪器设备 |
| 6.3 实验方法 |
| 6.3.1 穿梭载体pOriT-4CM的构建和Ps.sp.SM20429接合转移体系的建立 |
| 6.3.2 报告载体的构建 |
| 6.3.3 纤维素酶活的测定 |
| 6.3.4 异源表达载体pEV的构建 |
| 6.3.5 重组蛋白表达载体的构建 |
| 6.3.6 重组pseudoalterin的表达 |
| 6.3.7 弹性蛋白酶酶活测定 |
| 6.3.8 利用His-tag纯化重组蛋白 |
| 6.3.9 重组蛋白N端序列测定 |
| 6.4 结果与分析 |
| 6.4.1 穿梭载体pOriT-4CM的构建与Ps.sp.SM20429接合转移体系的建立 |
| 6.4.2 报告载体的构建 |
| 6.4.3 红霉素抗性基因在Ps.sp.SM20429中的表达 |
| 6.4.4 不同启动子下纤维素酶酶活的比较 |
| 6.4.5 异源表达载体pEV的构建 |
| 6.4.6 多个适冷酶的重组表达与纯化 |
| 6.5 讨论 |
| 全文总结与展望 |
| 一、本文取得的创新性结果 |
| 二、本文存在的问题及深入方向 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 在读期间论文发表及专利申请情况 |
| 致谢 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）东南极格罗夫山土壤微生物多样性及其可培养细菌的产酶和抗菌活性筛选（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 南极大陆土壤概况 |
| 1.2 研究土壤微生物多样性的方法 |
| 1.2.1 基于生物或化学技术的研究方法 |
| 1.2.2 现代分子生物学技术 |
| 1.3 微生物多样性统计学分析 |
| 1.3.1 可操作分类单元、稀释曲线和文库覆盖率 |
| 1.3.2 微生物多样性指数 |
| 1.3.3 Mothur |
| 1.4 南极土壤微生物 |
| 1.4.1 南极土壤微生物多样性研究现状 |
| 1.4.2 南极土壤主要微生物类群 |
| 1.5 东南极格罗夫山土壤 |
| 1.6 本论文研究的内容及意义 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 1.6.3 研究意义 |
| 第二章 基于 454 焦磷酸测序的东南极格罗夫山土壤微生物多样性研究 |
| 2.1 实验材料与方法 |
| 2.1.1 实验仪器 |
| 2.1.2 生物信息学分析软件及数据库 |
| 2.1.3 实验方法 |
| 2.2 实验结果与分析 |
| 2.2.1 土壤总 DNA 提取与 rRNA 基因扩增 |
| 2.2.2 焦磷酸测序及序列上传 |
| 2.2.3 OTU 生成及 -多样性分析 |
| 2.2.4 土壤细菌类群 |
| 2.2.5 土壤真核微生物类群 |
| 2.2.6 土壤样品间群落相似性比较 |
| 2.3 讨论 |
| 2.3.1 格罗夫山土壤细菌 |
| 2.3.2 低丰度的南极土壤古菌 |
| 2.3.3 土壤真核生物类群 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 东南极格罗夫山土壤可培养细菌分离鉴定及其产酶和抗菌活性筛选 |
| 3.1 实验材料与方法 |
| 3.1.1 实验仪器 |
| 3.1.2 培养基 |
| 3.1.3 抗菌活性检测供试菌株 |
| 3.1.4 实验方法 |
| 3.2 实验结果与分析 |
| 3.2.1 土壤可培养细菌分离 |
| 3.2.2 菌株初步鉴定及系统发育分析 |
| 3.2.3 胞外酶活性筛选 |
| 3.2.4 抗菌活性筛选 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 论文总结 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 攻读硕士学位期间发表及参与发表的学术论文 |
（9）北极海冰细菌脂肪酸系统在生境适应性中的作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 海冰细菌研究进展 |
| 1.1.1 海冰细菌的系统发育组成 |
| 1.1.2 海冰细菌的生态生理学 |
| 1.1.3 海冰细菌的生态作用 |
| 1.2 极地微生物的环境适应性 |
| 1.2.1 极地微生物的低温适应性 |
| 1.2.2 极地微生物的高盐适应性 |
| 1.3 脂肪酸系统与环境关系的研究 |
| 1.4 脂肪酸脱氢酶 |
| 1.4.1 脂肪酸脱氢酶的种类和分布 |
| 1.4.2 脂肪酸脱氢酶的应用 |
| 1.4.3 脂肪酸脱氢酶分子生物学研究进展 |
| 1.5 课题的研究意义和研究内容 |
| 1.5.1 课题的研究意义 |
| 1.5.2 课题的研究内容 |
| 第2章 北极海冰细菌的筛选与系统发育分析 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 菌株 |
| 2.1.2 培养基 |
| 2.1.3 实验仪器和试剂 |
| 2.1.4 北极海冰细菌的富集分离 |
| 2.1.5 抗逆菌株的筛选及生长曲线的测定 |
| 2.1.6 菌株的分子鉴定与系统发育分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 北极海冰细菌的富集分离结果 |
| 2.2.2 抗逆菌株的筛选及生长曲线的测定 |
| 2.2.3 系统发育分析 |
| 2.3 讨论 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 温盐变化对北极海冰细菌细胞膜流动性的影响 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 菌株 |
| 3.1.2 培养基 |
| 3.1.3 实验仪器和试剂 |
| 3.1.4 不同条件下的细菌培养 |
| 3.1.5 细胞膜流动性的测定 |
| 3.1.6 数据处理 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 温度对菌株细胞膜流动性的影响 |
| 3.2.2 盐度对菌株细胞膜流动性的影响 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 温盐变化对北极海冰细菌细胞膜脂肪酸组成的影响 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 菌株 |
| 4.1.2 培养基 |
| 4.1.3 实验仪器和试剂 |
| 4.1.4 不同条件下的细菌培养 |
| 4.1.5 细胞膜脂肪酸组分的分析 |
| 4.1.6 数据处理 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 温度对菌株细胞膜脂肪酸组成的影响 |
| 4.2.2 盐度对菌株细胞膜脂肪酸组成的影响 |
| 4.2.3 膜脂单不饱和脂肪酸在菌株低温和高盐生长中的作用 |
| 4.3 讨论 |
| 4.3.1 北极海冰细菌细胞膜脂肪酸对低温的适应性 |
| 4.3.2 北极海冰细菌细胞膜脂肪酸对高盐的适应性 |
| 4.3.3 浅蓝菌素处理后细胞膜脂肪酸的变化及菌株的生长情况 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 温盐变化对北极海冰细菌△~9-脂肪酸脱氢酶基因表达量的影响 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 菌株 |
| 5.1.2 培养基 |
| 5.1.3 实验仪器和试剂 |
| 5.1.4 胁迫处理 |
| 5.1.5 定量引物设计 |
| 5.1.6 △~9-脂肪酸脱氢酶基因的定量分析 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 溶解曲线 |
| 5.2.2 △~9-脂肪酸脱氢酶基因对温度胁迫的响应 |
| 5.2.3 △~9-脂肪酸脱氢酶基因对盐度胁迫的响应 |
| 5.3 讨论 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 在学期间主要科研成果 |
（10）南极苔原土壤细菌群落和酶活性分布特征及其影响因素（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 土壤酶活性研究概况 |
| 1.2 土壤微生物量碳和土壤呼吸研究概况 |
| 1.3 南北极土壤酶活性、微生物量碳和土壤呼吸研究概况 |
| 1.4 南北极土壤微生物学研究进展 |
| 1.5 土壤微生物学研究手段概况 |
| 参考文献 |
| 第二章 研究意义和研究内容 |
| 2.1 研究意义 |
| 2.2 研究目标 |
| 2.3 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第三章 研究区域和研究方法 |
| 3.1 研究区域与样品采集 |
| 3.1.1 西南极法尔兹半岛地区概况与样品采集 |
| 3.1.2 东南极西福尔丘陵和拉斯曼丘陵地区概况与样品采集 |
| 3.1.3 北极新奥尔松地区概况与样品采集 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.2.1 土壤理化性质测定 |
| 3.2.2 土壤微生物生态因子测定 |
| 3.2.3 土壤细菌分子生物学指标测定 |
| 3.2.4 数据处理 |
| 3.4 技术路线 |
| 参考文献 |
| 第四章 东南极企鹅和海豹粪土剖面细菌群落分布特征 |
| 4.1 土壤剖面理化性质变化特征 |
| 4.2 土壤剖面酶活性变化规律 |
| 4.3 土壤16S rRNA基因荧光定量PCR及与环境因子关系 |
| 4.4 土壤剖面优势细菌群落变化特征 |
| 4.5 土壤剖面细菌群落结构差异性分析 |
| 4.6 优势菌种的克隆和测序 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 西南极典型生态区土壤细菌群落的分布特征 |
| 5.1 法尔兹半岛生态区土壤理化性质比较 |
| 5.2 土壤酶活性变化特征及其影响因素 |
| 5.3 生态区土壤优势细菌群落分布特征 |
| 5.4 生态区土壤优势细菌门类相对丰度的变化 |
| 5.5 生态区土壤16S rRNA基因的荧光定量PCR值比较 |
| 5.6 细菌系统发育多样性及其影响因素 |
| 5.7 优势细菌门类相对丰度和主要环境因子关系 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 Y2湖沉积剖面细菌群落分布特征及其影响因素 |
| 6.1 Y2湖沉积剖面基本理化性质 |
| 6.2 沉积剖面优势细菌群落结构的变化特征 |
| 6.3 沉积剖面16S rRNA基因的荧光定量PCR |
| 6.4 沉积剖面优势细菌门类相对丰度的变化 |
| 6.5 细菌系统发育多样性及其影响因素 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 第七章 极区土壤剖面磷酸酶活性变化特征及其对磷循环的影响 |
| 7.1 土壤剖面理化性质 |
| 7.2 土壤剖面磷酸酶活性变化特征 |
| 7.3 土壤磷酸酶活性因素探讨 |
| 7.4 土壤剖面MBP的分布及其与磷酸酶活性的关系 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间的学术论文 |
四、北极海冰细菌产胞外酶及主要环境因子的初步研究（论文参考文献）
- [1]天山一号冰川前沿带不同生境中酵母群落结构比较研究[D]. 周雅雯. 石河子大学, 2020(01)
- [2]北极海洋沉积物细菌群落结构及其胞外水解酶研究[D]. 张良. 国家海洋局第一海洋研究所, 2018(10)
- [3]极地微生物中脱氮菌筛选与脱氮性能的研究[D]. 吴占东. 青岛大学, 2017(06)
- [4]南极菲尔德斯半岛土壤氮循环细菌的多样性及其特性研究[D]. 张丹丹. 青岛科技大学, 2017(01)
- [5]低温硝化细菌的筛选及其在低温污水处理中的初步应用研究[D]. 李晓亮. 青岛大学, 2017(02)
- [6]抑制植物病原真菌的北极海洋细菌活性菌株及代谢产物研究[D]. 刘彩云. 青岛大学, 2016(03)
- [7]海洋假交替单胞菌适应海冰环境的机制及其遗传操作体系的建立[D]. 于子超. 山东大学, 2014(10)
- [8]东南极格罗夫山土壤微生物多样性及其可培养细菌的产酶和抗菌活性筛选[D]. 董宁. 中国海洋大学, 2014(01)
- [9]北极海冰细菌脂肪酸系统在生境适应性中的作用研究[D]. 窦京娇. 齐鲁工业大学, 2013(04)
- [10]南极苔原土壤细菌群落和酶活性分布特征及其影响因素[D]. 马大卫. 中国科学技术大学, 2013(10)