具有杀线虫活性的约氏不动杆菌MB44全基因组分析

摘要

植物寄生线虫作为一种重要的病原物，其分布广泛，寄主较多，给农林业生产带来巨大的危害，有报道指出全世界每年因为植物寄生线虫直接造成的损失高达上千亿美元。植物寄生线虫危害日趋严重，人们也越来越重视植物寄生线虫的防治。目前最常用的线虫防治方法为施用化学类杀虫剂，化学杀虫剂杀虫虽然简单有效，但它会污染土壤和水源，对人畜健康产生潜在威胁，不符合绿色生态环保的防治理念。因此，对环境友好的线虫生物防治手段得到了越来越多的重视及研究。其中，微生物作为重要的线虫生物防治资源，和传统的线虫防治方法相比有着很多优势，例如安全性高、效果好、持效期长、环保经济等，用于防治线虫的微生物农药也陆续投入市场。
　　本实验室在大规模筛选具有杀线虫活性的细菌过程中，发现不动杆菌MB44具有较强的杀线虫能力。不动杆菌MB44是本实验室从植物冻伤组织样品中分离出来的，经鉴定为约氏不动杆菌，约氏不动杆菌通常被认为是非病原菌，几乎没有关于其引起人类感染的临床研究报道。
　　为了更深一步了解和认识氏不动杆菌的特性，我们完成了MB44基因组草图，并分析了其杀线虫能力相关的基因组特征。MB44的基因组大小为3.36 Mb，包括3636个预测的蛋白编码基因和95个RNA基因。MB44基因组的G+C含量为41.37％。用MP3软件预测MB44基因组中的毒性蛋白，结果发现了108个可能的毒性蛋白。这108个预测的毒性蛋白中有一些蛋白与鲍曼不动杆菌中已知的毒性蛋白表现出较高的同源性。这些毒性蛋白包括外膜蛋白A、磷脂酶D和盘尼西林结合蛋白7/8。此外，MB44基因组中发现的一个铁载体合成基因簇和一个荚膜多糖基因簇被推测可能是对秀丽隐杆线虫很重要的毒性因子。目前的研究这为后期进一步确定MB44的杀线虫毒性因子提供了数据基础，也为MB44杀虫分子机制的研究提供了理论基础。

目录

声明

摘要

缩略语表

1．前言

1．1 线虫的危害与生物防治方法

1．2 杀线虫细菌的类型、特点及机制

1．2．1 巴氏杆菌杀线虫特点及机制

1．2．2 芽孢杆菌属杀线虫特点及机制

1．2．3 假单胞菌杀线虫特点及机制

1．3 不动杆菌与秀丽隐杆线虫

1．3．1 秀丽隐杆线虫简介

1．3．2 不动杆菌属简介

1．3．3 不动杆菌属与线虫的关系

1．3．4 约氏不动杆菌MB44背景介绍

1．4 测序方法介绍

1．4．1 第一代测序

1．4．2 第二代测序

1．4．3 第三代测序

1．5 细菌基因组学研究

1．5．1 细菌比较基因组学简介

1．5．2 预测毒性蛋白基因软件MP3简介

1．6 研究目的与意义

2．材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 菌株

2．1．2 线虫

2．1．3 培养基

2．1．4 实验所用试剂

2．1．5 实验主要仪器

2．2 实验方法

2．2．1 细菌革兰氏染色

2．2．2 细菌扫描电镜观察

2．2．3 细菌生长曲线测定方法

2．2．4 系统进化树构建

2．2．5 MB44发酵上清液粗蛋白的提取与浓度测定

2．2．6 秀丽隐杆线虫生测实验

2．2．7 MB44基因组测序与分析方法

3．结果与分析

3．1 MB44的形态特征和生理生化特性

3．1．1 MB44的形态特征

3．1．2 MB44的生理生化特征

3．2 MB44的16S rDNA的测序与系统进化树的构建

3．2．1 MB44的16S rDNA的扩增和测序

3．2．2 MB44的系统进化树的构建

3．3 约氏不动杆菌MB44的生长曲线

3．4 约氏不动杆菌MB44的杀线虫活性

3．4．1 MB44菌体杀线虫活性

3．4．2 MB44发酵液上清粗蛋白杀线虫活性

3．5 MB44基因组分析

3．5．1 MB44基因组基本组分

3．5．2 MB44基因注释

3．5．3 MB44基因组岛分析

3．6 MB44比较基因组分析

3．7 MB44的毒性蛋白基因预测与分析

3．7．1 MP3预测MB44毒性蛋白基因

3．7．2 预测的毒性蛋白同源性分析

3．8 铁载体合成和转运相关基因

3．9 荚膜多糖基因簇分析

4．总结与讨论

4．1 总结

4．2 讨论

5．展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表论文

附录