论文部分内容阅读
藻菌的相互作用是海洋生物群落种间关系的研究热点，在微藻的生消与群落演替中占有重要地位。已有研究表明微藻的共栖细菌可以抑制藻类的生长，甚至裂解藻细胞，从而表现出溶藻效应，这类溶藻细菌对维持藻类生物量平衡具有非常重要的作用，而探明溶藻细菌的作用机制是研究藻菌相互作用的关键。本文针对微藻共栖细菌的溶藻活性具有密度依赖性的特点，创新性的提出微藻共栖细菌代谢溶藻物质受到群体感应（Quorum Sensing，QS）系统调控的设想，并在本文中进行了初步验证。本文从61株海洋微藻中共分离出206株共栖细菌，利用Agrobacteriumtumefaciens A136（pCF218/pCF372）生物传感器的检测方法筛选出11株细菌具有基于AHLs的群体感应系统，它们分属于3类海洋细菌的系统分支：α-proteobacteria，γ-proteobacteria和Gram+细菌，通过GC-MS检测，确定11株共栖细菌都含有C8-HSL，部分含有C6-HSL和C14-HSL，其中9株细菌具有抑藻活性，分别对东海原甲藻、棕囊藻、海链藻和赤潮异湾藻具有不同程度的抑制作用。利用生物自显影方法建立了抑藻化合物跟踪筛选模型，该模型中以四爿藻（Tetraselmis）作为目标抑藻藻株，培养终浓度为105cell/mL，在固体培养基上进行光照培养6天。以筛选到的一株抑藻细菌Ponticoccus sp. PD-2为研究对象，规模化培养后，对其代谢产物进行分离纯化。基于所建立的抑藻化合物筛选模型，利用TLC制备和HPLC检测的方法，最终获得一个抑藻化合物。通过LC-MS分析，该抑藻化合物的分子量为278.1643，初步判定其分子式中含有一个苯环。本文建立了抑藻化合物HPLC分析方法，对PD-2不同生长时期的代谢情况进行了跟踪检测，发现PD-2抑藻活性物质的产生具有密度依赖性，即细菌PD-2产生的抑藻活性物质受到群体感应的调控。通过Illumina测序技术对细菌PD-2进行全基因组测序，获得基因组大小约为4.915Mb的PD-2全基因组序列，通过对PD-2的测序数据利用Glimmer软件进行编码基因预测，并将预测得到的基因序列与COG、KEGG、GO、InterproScan、nr功能数据库做Blast比对，进行基因功能注释分析，最终在细菌PD-2中获得了群体感应信号分子AHLs合成酶基因LuxI和转录调节蛋白LuxR同源基因片段，从而从分子水平上初步证实了细菌PD-2中确实存在类似LuxI/LuxR调控的群体感应系统。本项研究为微藻共栖细菌的抑藻活性受到群体感应的调控提供了理论基础，并进一步加深了对细菌群体感应调控功能的认识，同时也为赤潮防治提供了新思路。