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附着在船底、输水管道等人工设施表面的海洋生物,给海洋业的发展造成巨大的损失。海洋防污成为亟待解决的重要问题,防止污损的发生应从海洋生物附着早期入手,所以对污损生物早期附着过程的研究是防污损技术开发的重要基础。而目前关于污损生物的研究大多集中于污损生物生态学和防污技术方面,对于污损动力过程的研究相对较少,尤其是分子生物学层面。所以本课题致力于利用分子标记技术来探究污损过程:一方面,考察不同海洋工程涂层表面附着的海洋污损原核微生物特异性基因表达与不同种类防污涂层表面可能的对应关系。通过查阅相关书籍文献,收集了78种不同的海洋污损生物名单,继而在EBI数据库中检索并确定含有全基因组序列的海洋污损微生物名称,然后通过由哈佛大学生物统计学实验室构建全基因组特异性基因数据库查阅它们的属特异性和种特异性基因,最后得到21个属的特异性基因和10个种的特异性基因。根据引物设计原则,对每个种、属的特异性基因逐一条设计及验证,直到得到合适的引物对,共31对引物组合(其中21对针对属特异性基因)。通过长达一年的实海挂板实验筛选出6种促进和5种抑制牡蛎生长的不同纳米材料涂层,这些纳米材料分别是硅纳米粉末、纳米碳粉、石墨粉末、碳纳米粉末。通过短期挂板实验(15天)收集不同时期的污损早期样品。用31对特异性引物扫描污损早期样品混合基因组DNA,成功确定6对不同属特异性引物包括不动杆菌属(Acinetobacter)、黄杆菌属(Flavobacterium)、超微细菌属(Glaciecola)、简纳西氏菌属(Jannaschia)、红球菌属(Rhodococcus)和亚硫酸盐杆菌属(Sulfitobacter)。应用已经确定的6对属特异性引物扫描不同材料表面、不同时期样品基因组DNA,结果表明,简纳西氏菌属(Jannaschia)、红球菌属(Rhodococcus)和亚硫酸盐杆菌属(Sulfitobacter)等在两类样品中表达存在一定差异,其中简纳西氏菌属(Jannaschia)差异尤为显著,不动杆菌属(Acinetobacter)只出现在含有纳米材料MWNT(<8nm)的涂层表面。另一方面,初步尝试克隆海洋污损真核生物早期高表达的基因(约14天,在15℃)。主要克隆的策略是:通过采用试剂盒提供的含酶切位点的接头引物与cDNA连接,用多种限制酶及其组合(HindIII、BamHI、PstI、XbaI等)对cDNA进行酶切,然后在相同的限制性位点连接入载体。目前已克隆超过300个白色菌落,纯化并进行DNA测序。从测序的实验结果表明,海洋真核污损生物cDNA全长序列直接克隆到原核质粒中比较困难。但为海洋污损真核生物基因克隆提供了新的策略和方法,为深入探究海洋污损早期基因表达信号通路及基因阻遏剂的研发和利用提供理论基础。