导读:本文包含了类群细菌论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:绿肥,烤烟,土壤细菌结构,丰度
类群细菌论文文献综述
王飞,徐茜,陈志厚,陈乾锦,杨秋菊[1]（2019）在《翻压不同绿肥对植烟土壤细菌类群的影响》一文中研究指出为探讨绿肥对植烟土壤细菌的影响,以烤烟K326为研究对象,设置CK(不翻压绿肥)、T_1(翻压光叶苕子)、T_2(翻压黑麦草)和T_3(翻压紫云英)等4个处理。结果表明,与CK相比,T_2处理土壤细菌在种分类水平上丰度增加得最多;T_1、T_2、T_3处理明显提高土壤细菌α多样性;旺长期土壤细菌丰度超过2%的属分别是浮霉状菌属(Planctomyces)、假丝酵母菌属(Candidatus Solibacter)、罗丹菌属(Rhodanobacter)、红游动菌属(Rhodoplanes),成熟期土壤细菌丰度超过2%的属为水恒杆菌属(Mizugakiibacter)、Planctomyces、普雷沃氏菌属(Prevotella_9);冗余分析结果表明,旺长期土壤速效钾含量解释了细菌23.50%的变化,成熟期土壤有机质含量解释了细菌群落23.50%的变化;T_1、T_2、T_3处理在旺长期均能显着降低烟草青枯病致病菌(Ralstonia)丰度,T_3处理显着增加了旺长期和成熟期土壤中苯基杆菌属(Phenylobacterium)、固氮螺菌属(Inquilinus)、贪铜菌属(Cupriavidus)等3个固氮菌属丰度。说明翻压绿肥可以在一定程度上改善植烟土壤细菌结构。(本文来源于《江苏农业科学》期刊2019年11期）
邵璇[2]（2019）在《海洋玫瑰杆菌类群细菌代谢二甲基巯基丙酸内盐脱甲基途径关键酶的催化机制及该途径的动力学调控机制》一文中研究指出二甲基疏基丙酸内盐(Dimethylsulfoniopropionate,DMSP)是海洋碳硫循环的重要载体物质。每年由海洋浮游植物、大型藻类和细菌产生的DMSP的量可达上亿吨,可占部分海洋表面固碳总量的10%。DMSP具有多种不同的生理功能。做为作为一种重要的硫源和碳源,DMSP可以被不同种类的细菌利用,其中海洋玫瑰杆菌类群和SAR11类群是最主要的参与者。海洋细菌通过两个途径代谢DMSP,即裂解途径和脱甲基途径。其中,大约10%的DMSP经由裂解途径代谢,绝大多数DMSP通过脱甲基途径代谢。通过裂解途径,DMSP被多种裂解酶裂解产生二甲基硫和丙烯酸,丙烯酸被PrpE和AcuI进一步代谢,被细菌利用。在脱甲基途径中,DMSP在四个酶(DmdA、DmdB、DmdC和DmdD/AcuH)的作用下被分解代谢并生成甲硫醇,被细菌利用。脱甲基途径承担着绝大多数DMSP的代谢,因此研究该途径中关键酶的结构、催化机制以及在该途径中DMSP代谢的动力学调控机制,有助于更好的研究DMSP的分解代谢过程,并对研究海洋微生物活动对全球碳硫循环的推动作用具有重要意义。DMSP脱甲基途径中两个关键酶DmdA和DmdD/AcuH的结构和催化机制已被报道,但另外两个关键酶DmdB和DmdC的结构和催化机制还没有被报道。在本论文中,我们以海洋玫瑰杆菌类群细菌为研究对象,研究了DMSP脱甲基途径中DmdB和DmdC的结构和催化机制以及海洋玫瑰杆菌类群细菌中DMSP脱甲基代谢途径的动力学调控机制。论文取得了如下结果:一、海洋玫瑰杆菌类群细菌中MMPA-CoA连接酶DmdB的结构及其催化的分子机制海洋细菌DMSP脱甲基途径中的关键酶DmdB是一个3-甲基巯基丙酸(3-methylmercaptopropionate,MMPA)-辅酶A(Coenzyme,CoA)连接酶,催化DMSP脱甲基途径中脱甲基酶DmdA的产物MMPA与CoA的连接,并产生MMPA-CoA。我们以海洋玫瑰杆菌类群细菌Ruegeria lacuscaerulensis ITI-11157来源的DmdB为研究对象,研究了DmdB的结构和催化分子机制。我们首先利用RT-qPCR技术和酶活检测实验手段验证了dmd 基因的功能。实验结果表明dmdB基因能够被DMSP诱导转录上调,且重组表达纯化的DmdB具有显着的MMPA-CoA连接酶活性。然后我们分析了DmdB的酶学性质。凝胶过滤层析结果表明DmdB在溶液中以二聚体形式发挥功能。然后我们分别解析了DmdB结合ATP分子的竞争性抑制剂ADP以及DmdB突变体Lys523Ala结合AMP和MMPA的复合物晶体结构。从结构中可以看出,DmdB是一个二聚体,它每个单体包括一个大的N末端结构域和一个小的C末端结构域,且催化活性中心位于这两个结构域之间。DmdB在催化过程中会发生两次构象改变,当不结合任何配体时,DmdB处于开放构象,ATP分子的结合促使DmdB的C末端结构域发生～64°的旋转,使DmdB发生第一次构象改变,形成腺苷形成构象,并在此构象下DmdB催化第一步反应。利用序列及结构分析、定点突变实验验证和圆二色光谱分析,我们发现Lys523是重要的催化氨基酸残基,它通过与MMPA和ATP形成作用力来参与催化反应。然后,我们系统地研究了 DmdB催化中心多个保守氨基酸残基的功能,发现了与底物结合以及催化相关的氨基酸残基。通过将DmdB结构与已报道的其他辅酶A连接酶结构迭加,我们分析了DmdB的硫酯形成构象,以及在该构象下的关键氨基酸残基的功能。实验结果表明DmdB的C末端结构域会再次经过旋转使DmdB发生第二次构象变化,变为硫酯形成构象,并在此构象下DmdB催化第二步反应。最后,综合实验结果,我们提出了DmdB催化MMPA和CoA连接生成MMPA-CoA的分子机制。多序列比对分析表明,DmdB的催化机制可能在海洋细菌中具有普遍适用性。本研究对更好的认识海洋细菌通过脱甲基途径代谢DMSP的过程具有重要意义。二、海洋玫瑰杆菌类群细菌中MMPA-CoA脱氢酶DmdC的结构及其催化的分子机制在DMSP脱甲基途径上,MMPA-CoA脱氢酶DmdC利用FAD做为辅因子催化上游DmdB的产物MMPA-CoA生成3-甲基巯基丙烯酰辅酶A(methylthioacrylyl-CoA,MTA-CoA)。我们以海洋玫瑰杆菌类群细菌Roseovarius nubinhibens ISM来源的DmdC为研究对象,研究了DmdC的结构和催化机制。首先,通过RT-qPCR技术我们验证了菌株ISM中dmdC基因的功能。实验结果表明DMSP显着诱导dmdC基因转录上调,且重组表达纯化的DmdC具有显着的MMPA-CoA脱氢酶活性。然后我们分析了DmdC的酶学性质。在此基础上进一步解析了DmdC的晶体结构。结构和生化分析表明,DmdC是一个二聚体,它的两个单体通过一个大的接触表面组装在一起。通过分子对接研究,我们预测了DmdC的结构中FAD的结合位点以及催化中心一些关键氨基酸残基的功能;然后结合定点突变实验和圆二色光谱分析结果,我们确定了DmdC中与FAD结合及与催化相关的一些氨基酸残基。通过将DmdC结构与同家族已报道的结合了底物分子的其他酰基辅酶A脱氢酶的结构的迭加,我们分析了DmdC的结构中底物MMPA-CoA的结合位点,并结合定点突变实验结果确定了与底物MMPA-CoA结合相关的氨基酸残基以及参与催化反应的催化氨基酸残基。最后,综合实验结果,我们提出了DmdC催化MMPA-CoA脱氢生成MTA-CoA的分子机制。通过序列比对发现该机制可能在不同细菌来源的DmdC中普遍适用。本研究对更全面的认识海洋细菌的DMSP脱甲基代谢途径具有重要意义。叁、海洋玫瑰杆菌类群细菌DMSP脱甲基代谢途径的动力学调控机制在海洋细菌中,DMSP的分解代谢是一个复杂的过程。海洋细菌通过裂解途径和脱甲基途径中的多个酶的协同作用完成DMSP的分解代谢并同时保证DMSP的生理功能。海水中的DMSP浓度很低,为纳摩尔级别,而经过富集,在海洋细菌胞内其浓度可达到毫摩尔量级。已经有研究人员揭示在裂解途径上的DMSP分解代谢的动力学调控机制。本论文研究了 DMSP分解代谢的脱甲基途径的动力学调控机制。通过RT-qPCR和胞外酶活,我们首先证实了海洋玫瑰杆菌类群细菌中DMSP脱甲基途径上的四个酶基因的功能。然后通过测定酶的Km值分析了这四个酶对底物的亲和力。结果表明,不同菌株来源的DMSP脱甲基酶DmdA对底物DMSP的Km值为十个毫摩尔量级,和DMSP裂解酶一样。这表明DmdA对底物DMSP的亲和力较低,这可以保证DMSP在海洋细菌胞内维持较高的浓度以发挥其生理功能。DmdB和DmdC两个酶对底物的Km值与DMSP裂解途径中的丙酸辅酶A连接酶PrpE的Km值处于相同的水平,都在毫摩尔水平且低于DmdA的Km值,这表明DmdB和DmdC对底物的亲和力高于DmdA。底物亲和力的提高,保证了 DMSP的继续代谢,有利于物质转化和能量流动。DMSP脱甲基途径的最后一个酶为MTA-CoA水合酶DmdD,其对底物的Km值为微摩尔级别,且催化效率非常高。DmdD如此高的底物亲和力和催化效率,保证了底物的快速代谢,避免其在细胞内的积累,这与已报道的AcuI相同,也从侧面上暗示了底物MTA-CoA可能具有细胞毒害作用。基于我们的分析,我们提出了玫瑰杆菌类群细菌中DMSP脱甲基途径的动力学调控机制,即参与DMSP脱甲基代谢的四个酶DmdA、DmdB、DmdC和DmdD通过对底物亲和力的调控作用,保证了DMSP的胞内积累,以维持其生理功能;同时还保证了DMSP及其代谢产物尤其是有毒的MTA-CoA的快速代谢,最终完成DMSP的脱甲基代谢过程。本论文对海洋玫瑰杆菌类群细菌DMSP脱甲基代谢途径中关键酶DmdB和DmdC的晶体结构、催化机制和DMSP脱甲基代谢途径的动力学调控机制进行了较为深入的研究,研究结果有助于我们更好的了解海洋细菌对DMSP的分解代谢过程,以及更好的认识海洋碳、硫循环。四、论文的其他研究结果:深海细菌Myroides profundi D25产弹性蛋白酶myroilysin的小试和中试发酵条件优化在系统研究海洋细菌代谢重要有机硫DMSP机制的基础上,本论文还开展了一株深海沉积物来源细菌产弹性蛋白酶的发酵工艺研究。前期研究表明,弹性蛋白酶myroilysin是深海沉积物来源细菌Myroides profundi D25分泌的主要蛋白酶,它同时具有显着的膨胀胶原蛋白的能力,这表明myroilysin在生物技术应用方面具有很大潜力。由于myroilysin不能自体成熟,因此提高野生M.profundi D25细菌中myroilysin的产量尤其重要。在本论文中,我们首先利用单因子实验优化了菌株Mrofundi D25的培养条件。随后,利用优化后的培养条件,我们进行了多次菌株M.profundi D25的小试和中试发酵,并成功建立了M.profundi D25产myroilysin的小试和中试发酵工艺。发酵工艺的建立,为蛋白酶myroilysin的工业化生产和其生物技术方面的开发应用奠定了基础。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-30）
张雪,张辉,承磊[3]（2019）在《获取有机物厌氧降解产甲烷过程中关键功能类群——互营细菌培养物》一文中研究指出互营代谢是微生物之间的重要种间互作关系之一,参与互营代谢的微生物广泛存在于土壤、淡水和海水沉积物、厌氧消化反应器、动物肠道和极端环境中(如地下油藏),在有机物厌氧降解转化为二氧化碳和甲烷的过程中发挥着关键性的作用。研究互营细菌的物质代谢和能量传递的分子机制,对认识缺氧环境中的元素生物地球化学循环具有重要意义,也为解决全球能源危机、缓解气候变暖提供理论指导。但是,互营细菌生长缓慢、对氧气敏感,其分离培养的难度大。本文主要回顾了互营细菌的分离策略及其生理生化特征,展望了互营细菌分离培养的发展趋势,并指出以高通量筛选与定向分离相结合的方法,获得具有特定生理生态学功能的互营细菌,是互营微生物资源和分类学研究的发展方向。(本文来源于《微生物学报》期刊2019年02期）
沈馨,王艳,代凯文,尚雪娇,董蕴[4]（2018）在《基于Miseq高通量测序技术的辣椒酱核心细菌类群研究》一文中研究指出在采用Miseq高通量测序技术对6个辣椒酱细菌微生物多样性进行解析的基础上,进一步使用电子舌对辣椒酱的滋味品质进行评价,探讨核心细菌类群对辣椒酱滋味品质的影响。结果表明,芽孢杆菌(Bacillus)和葡萄球菌(Staphylococcus)是湖北当阳地区辣椒酱中的优势细菌微生物,其相对含量分别为37.62%和20.66%。在分类操作单元(operational taxonomic units,OTU)水平上发现14个核心OTU,其中分别有5个和3个OTU隶属于芽孢杆菌(Bacillus)和葡萄球菌s(Staphylococcu)。酸味是辣椒酱样品间差异最大的滋味指标,微生物构成对辣椒酱滋味品质的形成具有较大的影响。(本文来源于《食品研究与开发》期刊2018年10期）
尼丽[5]（2018）在《腾冲热泉环境细菌多样性研究及Tepidimonas和Chloroflexi (TK17)类群全基因组分析》一文中研究指出极端环境指的是任何对普通生命体生存有害的环境条件,这些条件中的理化性质包括如pH、温度、压力、营养和盐浓度等。在众多极端环境中,热泉引起了全世界的研究人员的广泛关注。存在于这些极端生境中的微生物群落是各种生物技术产品的宝贵来源。在本研究中,采用纯培养法方法,利用T5、R2A和改良R2A培养基对中国腾冲热泉中的嗜热细菌多样性进行评价;并利用多相分类法对本研究中分离到的新候选菌株进行鉴定。此外,还通过比较基因组学研究对Tepidimonas同一个属内的物种或菌株进行分析,以了解它们的基因组特征、代谢多样性和系统发育关系。在当前的研究中,我们对两个新的嗜热细菌菌株进行鉴定和比较基因组学研究,并指定这两个属于新纲(TK17)的菌株名称为G233~T和YIM 72310~T,它们分别分离自美国大盆地的大沸泉(GBS)和中国腾冲县的蛤蟆嘴(HMZ)热泉的沉积物样品。本研究共分离出195株细菌菌株,分别隶属于5个门和20个属,包括7个新的候选菌株(1个新纲,1个新属和5个新种)。在门水平上,优势门是Firmicutes(40%),Deinococcus-Thermus(30%)和Proteobacteria(22%)。在属水平上,Tepidimonas占最优势地位,Thermus为第二优势属。结果表明,使用改良R2A培养基的分离效果较好,通过这种培养基可以获得较多的新候选菌株。Tepidimonas属细菌,属于β变形杆菌纲(Betaproteobacteria),含7个细菌种,主要是从世界范围内的热泉水和沉积物中分离出来的。Tepidimonas不同种间的基因组多样性、基因组分化的相关性和环境因子对该属细菌的影响尚不明确。在本研究中,对密切相关的6个模式物种和Tepidimonas属内两个细菌种(YIM 72259~T和YIM 72238~T)的7个菌株进行测序,以评价它们的基因组特征、代谢多样性和系统发育关系。总基因组大小在2.5 Mb(YIM 72259~T)到3.1 Mb(YIM 72238~T)间,G+C含量在68.4-71.7%间。一种基于核心基因序列的连锁氨基酸序列所构建的系统进化树与由16S rRNA基因序列所构建的系统进化树基本一致,但它提供了比基于16S rRNA基因更强烈的系统发育分辨率。比较基因组学研究表明Tepidimonas属内细菌在基因组大小、基因含量、遗传相关性等方面较为多样,分离自不同栖息地的细菌能形成各自独立的分支,这有效地证明了基因组的分化。在该属所有细菌种一级别的基因组中所发现的硫还原和抗金属的基因簇高度保守。这些结果为理解Tepidimonas属内细菌的基因组和代谢组多样性奠定了一个可定量的基础,同时也为未来的分类和功能基因组学研究提供了基本信息。菌株G233~T和YIM 72310~T隶属于绿弯菌门,显着区别于与其亲缘关系最近的菌株(Caldilinea aerophila DSM 14535~T)(核苷酸一致性为85.8%)。值得一提的是,两菌株均能通过端生鞭毛游动,与绿弯菌门中绝大多数的成员不同,它们是通过滑移的方式运动。菌株G233~T和YIM 72310~T的基因组大小分别为2.74和2.76 M bp,平均G+C含量分别为69.4%和71.2%。基于16S rRNA基因的系统发育分析表明,这两个菌株是绿弯菌门中的一个新纲,即TK17的代表菌株,首次分离得到。源自核心基因组的代谢重组表明它们是严格的化能异养型细菌,且具有多种代谢途径。基因组中有一套完整的用于鞭毛的生物合成及趋化作用的基因。但脲酶基因簇仅存在于YIM 72310~T菌株中。在这些基因组中,存在着耐有机物氧化酶的基因,包括多FMNO同源基因,细胞色素P450以及预测具有编码代谢芳香族化合物酶的基因。同时,存在着能编码同化亚硫酸盐还原酶的基因,这也间接证明了其具有还原亚硫酸盐的功能。基于其系统发育和生理特性,我们提出这两菌株作为Chloroflexi的一个新纲。本研究为了解绿弯菌门的生理和生态作用奠定了基础,尤其是TK17。(本文来源于《云南大学》期刊2018-05-01）
刘倡[6]（2018）在《典型海洋异养细菌类群生长率的研究》一文中研究指出随着全球气候变暖日趋严重,研究海洋微型生物在全球尺度上对碳循环乃至气候调节的作用,变得愈发的重要而迫切。海洋异养细菌是海洋微型生物群落中的重要组成部分,在海洋生态系统物质循环与能量流动中扮演着重要角色。海洋玫瑰杆菌类群是海洋异养细菌的主要优势类群,是我们研究海洋细菌群落结构与功能的重要模式生物。海洋异养细菌可以吸收利用营养盐与溶解有机碳,并将其转化为自身生物量—一颗粒有机碳,该过程称为细菌生产力。细菌生长率与细菌生产力息息相关,可指征不同细菌类群的生存策略以及其对海洋固碳、储碳的相对贡献。因此,研究细菌生长率,对进一步认识海洋微食物环和海洋微型生物碳泵等微型生物介导的碳循环过程至关重要。由于现有的几种估算自然海区细菌生长率的方法所得到的细菌群落平均生长率差异很大,而且无法准确测定群落内单个种群的平均生长率。因此,计算异养细菌生长率的方法有待进一步探索。本研究通过探讨玫瑰杆菌类群生长率与其16SrRNA:rDNA之间的关系,为估算海洋异养细菌生长率提供了一种可行的方法。(1)本研究从自然海区水体样品中分离得到六株玫瑰杆菌,研究其在纯培养条件下的生长率和16SrRNA:rDNA的关系。研究结果表明:六株玫瑰杆菌生长率与其16S rRNA:rDNA之间的关系虽然在个体水平上存在差异,但在总体水平上呈显着正相关关系;(2)根据纯培养实验得到的海洋玫瑰杆菌类群的生长率与其16S rRNA:rDNA的关系式,估算九龙江表层沉积物、长江口表层水体和表层沉积物、南海北部表层和次表层水体以及西太平洋表层水体中玫瑰杆菌类群的平均生长率。研究得到南海北部水体的玫瑰杆菌类群生长率为0.43 ±0.57 d-1,大大高于西太低纬海区(0.02±0.03 d-1);长江口表层沉积物的玫瑰杆菌类群生长率为0.29±0.41 d-1,略高于九龙江表层沉积物(0.23±0.26 d-1)。此外,对比各研究区域内玫瑰杆菌类群与总细菌群落的16SrRNA:rDNA后发现,在本研究的大部分区域(即九龙江表层沉积物、南海北部及西太低纬海区水体)中,玫瑰杆菌类群的16S rRNA:rDNA小于总细菌群落。这表明在某些自然生境中玫瑰杆菌类群生长率小于细菌群落平均生长率;(3)菌株 JL30074T分离自东北印度洋(4°30.041'S,95°31.946'E)1500 m深的海水,通过对其表型、生理生化特征以及系统发育特征进行相关研究,其结果表明:JL30074T(=JCM31906-T=CGMCC1.16124T)为Rhodospiillceae 科的新属,并将其命名为Secretiobacterium indicum gen.nov.,sp.nov。(本文来源于《厦门大学》期刊2018-05-01）
董蕴,许小玲,代凯文,尚雪娇,沈馨[7]（2018）在《基于Miseq高通量测序技术对细菌型豆豉细菌类群的评价》一文中研究指出采用Miseq高通量测序技术对6个细菌型豆豉细菌多样性进行了评价,同时使用电子舌对不同样品各滋味指标的相对强度进行了测定,进而探讨了细菌类群对产品滋味品质的影响。结果表明,Bacillus(芽孢杆菌)是细菌型豆豉中的优势细菌,其相对含量为95.26%。在分类操作单元(Operational taxonomic units,OTU)水平上,发现5个核心OTU相对含量大于0.1%,其中4个隶属于Bacillus,OTU2133(隶属于芽孢杆菌)的平均相对含量为91.91%。酸味是豆豉间差异最大的滋味指标,且Bacillus、Staphylococcus(葡萄球菌)和Lactobacillus(乳酸杆菌)与豆豉酸味的形成均呈正相关。由此可见,鲊广椒中细菌微生物主要是由Bacillus组成,且Lactobacillus和Staphylococcus对豆豉滋味的形成具有影响。(本文来源于《食品工业科技》期刊2018年13期）
李秋霞,曹理想,谭红铭,孙健,崔勇[8]（2018）在《宋代海底沉船“南海Ⅰ号”出水木质文物中细菌类群》一文中研究指出【目的】通过对"南海Ⅰ号"沉船出水木质文物标本中细菌类群的分析,了解饱水木质文物中的细菌类群并推测细菌对木质文物损害的机制。【方法】应用Illumina Mi Seq测序平台对采自该沉船的10份木质文物标本中细菌V3–V4序列进行测序与分析,比较各标本中细菌群落的组成差异。【结果】根据97%序列相似性得到3 780不同的细菌OTUs,分属34目、35科的187个属;多数细菌OTU属于变形菌门(Proteobacteria)细菌,占全部细菌OTU的52.9%,在细菌纲水平上γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)(占17.9%)是丰度最高的细菌纲。德沃氏菌属(Devosia)(3.5%)是"南海一号"沉船样品丰度最高的属,其他分别属于甲基娇养杆菌属(Methylotenera)(2.4%)、鼠尾菌属(Muricauda)(1.2%)。其中氢噬胞菌属(Hydrogenophaga)、中国农大湖积物杆菌(Lacibacter cauensis)、德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)、德沃斯氏菌属(Devosia)、沉积物杆状菌属(Sediminibacterium)、缺陷短孢单胞菌(Brevundimonas diminuta)和门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina)在所有样品中均可检测到。【结论】"南海Ⅰ号"沉船出水木质文物存在着种类丰富的好氧与厌氧细菌种类,多种细菌类群具有较好的纤维素降解能力与铁硫元素转化能力,控制细菌群落中参与分解纤维素的细菌与铁硫循环菌活性对于保护木质文物有重要作用。(本文来源于《微生物学报》期刊2018年08期）
王鹏[9]（2017）在《海洋玫瑰杆菌类群细菌分解代谢二甲基巯基丙酸内盐的分子机制及动力学调控机制》一文中研究指出二甲基疏基丙酸内盐(Dimethylsulfoniopropionate,DMSP)是全球硫循环和碳循环的重要载体物质。海洋浮游植物、大型藻类和临海被子植物是DMSP的主要生产者。每年DMSP的产量可以达到109吨。在大洋表面的某些区域,DMSP的产量可以达到碳固定总量的10%。微生物介导的DMSP的分解代谢是全球硫循环和碳循环的重要步骤。海洋玫瑰杆菌类群细菌(Marine Roseobacter Clade,MRC)是分解代谢DMSP的主要微生物类群之一。微生物利用胞内DMSP裂解酶裂解DMSP产生二甲基硫(Dimethyl sulfide,DMS)和丙烯酸(Acrylate)。DMS具有挥发性,是连接海洋硫库和大气硫库的重要媒介。同时,它也是重要的影响气候的小分子物质,可以通过影响地球对太阳辐射的反射率影响全球气候环境。而丙烯酸则是重要的海洋碳源,很多微生物可以利用其作为唯一碳源生长。研究海洋细菌对DMSP的分解代谢对于更好认识全球硫循环和碳循环以及微生物代谢过程对环境的影响具有重要意义。在本论文中,我们以海洋玫瑰杆菌类群细菌为研究对象,主要从DMSP裂解酶裂解DMSP的分子机制、DMSP裂解酶的进化机制、DMSP裂解产物丙烯酸胞内代谢的分子机制以及DMSP分解代谢的动力学调控机制等几个方面进行了研究。1.海洋玫瑰杆菌类群细菌裂解DMSP产生DMS的分子机制每年通过微生物的DMSP裂解酶裂解DMSP产生的DMS可以达到约3亿吨。DMSP裂解酶种类丰富,到目前为止一共发现了 8种不同的DMSP裂解酶。但DMSP裂解酶裂解DMSP的分子机制研究较少。DddP是海洋中最丰富的DMSP裂解酶之一,主要来自于海洋玫瑰杆菌类群细菌。在本论文中,我们以来自Ruegeria lacuscaerulensis ITI_1157 的 DMSP 裂解酶 RlDddP 为研究对象,研究了 DddP催化DMSP裂解的分子机制。我们首先利用RT-qPCR技术和酶活检测实验手段验证了 RlDddP的功能。实验结果表明RldddP基因能够被DMSP诱导上调表达,重组表达纯化的RlDddP具有显着的DMSP裂解酶活性。然后我们检测了 RlDddP的酶学性质。RlDddP的最适pH为6.0,最适温度为60℃,Km值为 17.1 ±0.98mM。邻菲罗啉(o-phenanthroline,o-P)和 2,2-联吡啶(2,2-bipyridine)能够显着抑制RlDddP的活性,而典型的金属螯合剂EDTA和EGTA则对RlDddP的活性无显着影响。然后,我们分别解析了RlDddP结合底物类似物吗啉乙磺酸(MES),RlDddP结合产物类似物磷酸根,RlDddP突变体Y366A结合产物丙烯酸,RlDddP突变体D377A结合产物丙烯酸的晶体结构。RlDddP在溶液中以二体形式存在。RlDddP单体有两个结构域,两个结构域之间的夹角约90°,是典型的"pitta-bread"结构。每个RlDddP二体含有两个催化中心,每个催化中心螯合两个Fe3+作为金属离子辅基,并有10个保守的氨基酸。其中377位的天冬氨酸位于DMSP的β-C附近,很可能是催化过程中的亲核攻击碱。突变验证结果表明突变377位的天冬氨酸会导致RlDddP酶活的丧失,验证了该氨基酸为攻击碱的推断。接着,我们对已解析的四个结构进行了迭合分析,发现RlDddP的二铁离子辅基中的一个Fe3+在催化过程中存在"ion-shift"现象。Fe3+的移动有助于DMSP的结合并且增加了 DMSP的α-H的酸性,是RlDddP实现催化功能的关键一步。最后,在综合实验结果的基础上,我们提出了RlDddP裂解DMSP的分子机制。本研究对更好的认识微生物裂解DMSP产生丙烯酸释放DMS的过程具有重要意义。2.M24金属蛋白酶来源的DMSP裂解酶DddP的进化机制序列和基因组分析认为DMSP代谢是在其它已存在的代谢途径的基础上进化产生的。DMSP裂解酶种类丰富,已发现的DMSP裂解酶分属于不同的家族。DMSP裂解酶的多样性暗示着DMSP裂解酶可能具有不同的进化来源。在本论文中,我们以来源于R.laacuscaerulensis ITI_1157的RlDddP为例,研究了 DddP从金属蛋白酶进化为DMSP裂解酶的机制。因为序列分析显示DddP属于M24金属蛋白酶家族,所以我们首先利用RT-qPCR技术和酶活检测实验手段检测了RlDddP的蛋白酶功能。研究发现RldddP基因不能被短肽和酪蛋白诱导,重组表达纯化的RlDddP也检测不到蛋白酶活性,说明RlDddP从金属蛋白酶进化为DMSP裂解酶后完全丧失了蛋白酶功能。然后,我们分别对DddP的蛋白全长及N端结构域进行了系统发生分析。研究发现,DddP在M24金属蛋白酶家族中形成了一个独立的分支,而且拥有一个不同于其他M24金属蛋白酶的全新的N端结构域。结构分析结果显示全新的N端结构域使得RlDddP形成了 一个紧密的二体结构,从而使得RlDddP的底物入口仅能允许DMSP进入而不允许短肽进入。接着,我们对RlDddP与M24金属蛋白酶极为相似的C端结构域进行了结构迭合分析。结果显示在金属蛋白酶中起稳定反应中间态作用的氨基酸突变成了DMSP裂解酶中的关键的催化碱。催化中心关键氨基酸的突变导致了RlDddP蛋白酶催化能力的丧失和DMSP裂解酶催化能力的形成。最后,在综合N端结构域和C端结构域研究结果的基础上,我们提出了 DddP从金属蛋白酶进化为DMSP裂解酶的机制。这一研究有助于更好地认识DMSP裂解酶的进化机制。3.海洋玫瑰杆菌类群细菌胞内代谢丙烯酸的分子机制丙烯酸是重要的海洋微生物碳源,同时丙烯酸及其代谢产物丙烯酰辅酶A具有很高的细胞毒性,丙烯酸需要在胞内实现快速代谢从而避免对微生物的生存造成影响。但是到目前为止,丙烯酸代谢的分子机制尚不清楚。在本论文中,我们以代谢DMSP的主要类群海洋玫瑰杆菌类群细菌为研究对象,研究了 DMSP代谢菌株胞内代谢丙烯酸的分子机制。首先,我们验证了该类群胞内代谢丙烯酸的代谢途径。研究发现,该类群主要通过以丙酸辅酶A连接酶(PrpE)和烯酰辅酶A还原酶(AcuI)为关键酶的PrpE-AcuI途径实现丙烯酸的代谢。然后,我们分别解析了Dinoroseobacter shibae DFL 12 的 PrpE 和 R.pomeeroyi DSS-3 的 AcuI的结构。PrpE在溶液中以单体形式存在。它的拓扑结构与同家族的其它酰基辅酶A连接酶相似,拥有两个结构域,一个N端结构域和一个C端结构域。AcuI则在溶液中以二体形式存在。它的拓扑结构与来自大肠杆菌的YhdH相似,拥有一个典型的rossmann折迭结构用以结合辅酶NADPH。接着,我们分别研究了PrpE和AcuI催化中心保守的氨基酸的功能。PrpE具有两个构象,即腺苷酸形成构象和硫酯形成构象。PrpE高度保守的588位的赖氨酸和502位的甘氨酸分别位于两个构象的活性中心,且突变会导致PrpE的酶活丧失。因此,PrpE 588位的赖氨酸很可能是PrpE催化腺苷酸形成半反应的关键氨基酸,而502位的甘氨酸则很可能是硫酯形成半反应中的关键氨基酸。AcuI的催化中心结合一个NADPH辅基。NADPH烟酰胺基团附近的亲水氨基酸中仅有323位的精氨酸突变会显着影响AcuI的酶活。因此,323位的精氨酸很可能是AcuI催化过程中接受电子的广义酸,而NADPH则很可能在AcuI的催化过程中提供反应的还原力。最后,综合实验结果,我们提出了 PrpE和AcuI共同参与胞内代谢丙烯酸的分子机制。本研究对更好的认识微生物的胞内丙烯酸代谢具有重要意义。4.海洋玫瑰杆菌类群细菌分解DMSP的动力学调控机制DMSP在细菌胞内的分解代谢是一个复杂的过程,涉及到多步反应,需要多种酶分工合作,相互协调。DMSP除了作为重要的硫循环和碳循环的载体物质之外,还具有重要的生理功能。DMSP代谢菌株往往会在胞内积累DMSP作为渗透压保护剂、抗氧化剂或防冻剂。DMSP在胞内的浓度可以达到毫摩尔量级,而DMSP裂解过程的产物丙烯酸,尤其是丙烯酰辅酶A,具有很强的胞内毒性,需要快速代谢。因此,DMSP分解代谢需要一个调控机制来维持胞内的DMSP浓度并保证丙烯酸,尤其是丙烯酰辅酶A,的快速代谢。而到目前为止,尚没有文献涉及DMSP分解代谢的调控。在本论文中,我们以代谢DMSP的主要类群海洋玫瑰杆菌类群细菌为研究对象,研究了 DMSP裂解过程的动力学调控机制。首先,我们研究了已报道的多种DMSP裂解酶、丙烯酸代谢相关酶PrpE和AcuI的Km值。研究发现绝大多数的胞内DMSP裂解酶的Km值>PrpE的Km值>>AcuI的Km值。而后,我们比较了多种DMSP裂解酶,丙烯酸代谢相关酶PrpE和AcuI的kcat/Km值。结果表明,绝大多数的DMSP裂解酶的kcat/Km>PrpE的kcat/Km值>>AcuI的kcat/Km值。在此基础上,我们提出了 DMSP裂解过程的动力学调控机制,即DMSP裂解酶、PrpE和AcuI底物结合能力和催化效率的不同保证了DMSP的胞内积累和其代谢产物丙烯酸,尤其是丙烯酰辅酶A的快速代谢。接着,我们通过研究PrpE和AcuI在自然界的丰度发现PrpE和AcuI不仅在海洋玫瑰杆菌类群细菌中存在,在不同生境不同生物域的生物中均有分布。而且,除DMSP分解代谢外,多种代谢——如DMSP去甲基化代谢、乳酸代谢、丙酸代谢、β-丙氨酸和葡萄糖代谢——都可以产生丙烯酸和丙烯酰辅酶A。因此,DMSP裂解过程的动力学调控机制不仅对来自海洋的玫瑰杆菌类群细菌的DMSP分解代谢具有意义,同时具有扩展到其它生境的其它生物的其它代谢过程中的潜力,具有较为广泛的意义。本论文对海洋玫瑰杆菌类群DMSP裂解酶裂解DMSP的分子机制、DMSP裂解酶的进化机制、DMSP裂解产物丙烯酸胞内代谢的分子机制及DMS分解代谢的动力学调控机制进行了较为深入的研究,研究结果有助于我们更好的认识DMSP的分解代谢过程,更好的认识地球硫循环和碳循环。(本文来源于《山东大学》期刊2017-05-28）
魏志超,程浩,黄娟,贾代东,李惠通[10]（2016）在《不同发育阶段杉木人工林土壤细菌类群特征》一文中研究指出采用16s rDNA技术对叁种不同发育阶段杉木人工林的土壤细菌类群进行分析,探讨杉木人工林不同发育阶段对土壤细菌类群的影响。结果表明,16s rDNA在目水平上鉴定比例在80%以上,结果较可靠;不同发育阶段杉木人工林土壤共鉴定细菌门39种,纲100种,目151种,不同发育阶段之间叁种功能性指数均无显着差异,且与部分化学性质相关性较小;其中酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门、变形菌门、疣微菌门为最主要细菌门类。酸杆菌门丰度在不同发育阶段中排序为:幼龄林<中龄林<老龄林,按丰度变形菌门的排序则为:幼龄林>中龄林>老龄林。从beta指数分析可知,幼龄林内部相似度相比中、老龄林较低,中、老龄林之间相似度较高,幼龄林与其他两种发育阶段之间相对相似度较低。(本文来源于《土壤科学与生态文明（上册）——中国土壤学会第十叁次全国会员代表大会暨第十一届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集》期刊2016-09-19）
类群细菌论文开题报告
（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：
二甲基疏基丙酸内盐(Dimethylsulfoniopropionate,DMSP)是海洋碳硫循环的重要载体物质。每年由海洋浮游植物、大型藻类和细菌产生的DMSP的量可达上亿吨,可占部分海洋表面固碳总量的10%。DMSP具有多种不同的生理功能。做为作为一种重要的硫源和碳源,DMSP可以被不同种类的细菌利用,其中海洋玫瑰杆菌类群和SAR11类群是最主要的参与者。海洋细菌通过两个途径代谢DMSP,即裂解途径和脱甲基途径。其中,大约10%的DMSP经由裂解途径代谢,绝大多数DMSP通过脱甲基途径代谢。通过裂解途径,DMSP被多种裂解酶裂解产生二甲基硫和丙烯酸,丙烯酸被PrpE和AcuI进一步代谢,被细菌利用。在脱甲基途径中,DMSP在四个酶(DmdA、DmdB、DmdC和DmdD/AcuH)的作用下被分解代谢并生成甲硫醇,被细菌利用。脱甲基途径承担着绝大多数DMSP的代谢,因此研究该途径中关键酶的结构、催化机制以及在该途径中DMSP代谢的动力学调控机制,有助于更好的研究DMSP的分解代谢过程,并对研究海洋微生物活动对全球碳硫循环的推动作用具有重要意义。DMSP脱甲基途径中两个关键酶DmdA和DmdD/AcuH的结构和催化机制已被报道,但另外两个关键酶DmdB和DmdC的结构和催化机制还没有被报道。在本论文中,我们以海洋玫瑰杆菌类群细菌为研究对象,研究了DMSP脱甲基途径中DmdB和DmdC的结构和催化机制以及海洋玫瑰杆菌类群细菌中DMSP脱甲基代谢途径的动力学调控机制。论文取得了如下结果:一、海洋玫瑰杆菌类群细菌中MMPA-CoA连接酶DmdB的结构及其催化的分子机制海洋细菌DMSP脱甲基途径中的关键酶DmdB是一个3-甲基巯基丙酸(3-methylmercaptopropionate,MMPA)-辅酶A(Coenzyme,CoA)连接酶,催化DMSP脱甲基途径中脱甲基酶DmdA的产物MMPA与CoA的连接,并产生MMPA-CoA。我们以海洋玫瑰杆菌类群细菌Ruegeria lacuscaerulensis ITI-11157来源的DmdB为研究对象,研究了DmdB的结构和催化分子机制。我们首先利用RT-qPCR技术和酶活检测实验手段验证了dmd 基因的功能。实验结果表明dmdB基因能够被DMSP诱导转录上调,且重组表达纯化的DmdB具有显着的MMPA-CoA连接酶活性。然后我们分析了DmdB的酶学性质。凝胶过滤层析结果表明DmdB在溶液中以二聚体形式发挥功能。然后我们分别解析了DmdB结合ATP分子的竞争性抑制剂ADP以及DmdB突变体Lys523Ala结合AMP和MMPA的复合物晶体结构。从结构中可以看出,DmdB是一个二聚体,它每个单体包括一个大的N末端结构域和一个小的C末端结构域,且催化活性中心位于这两个结构域之间。DmdB在催化过程中会发生两次构象改变,当不结合任何配体时,DmdB处于开放构象,ATP分子的结合促使DmdB的C末端结构域发生～64°的旋转,使DmdB发生第一次构象改变,形成腺苷形成构象,并在此构象下DmdB催化第一步反应。利用序列及结构分析、定点突变实验验证和圆二色光谱分析,我们发现Lys523是重要的催化氨基酸残基,它通过与MMPA和ATP形成作用力来参与催化反应。然后,我们系统地研究了 DmdB催化中心多个保守氨基酸残基的功能,发现了与底物结合以及催化相关的氨基酸残基。通过将DmdB结构与已报道的其他辅酶A连接酶结构迭加,我们分析了DmdB的硫酯形成构象,以及在该构象下的关键氨基酸残基的功能。实验结果表明DmdB的C末端结构域会再次经过旋转使DmdB发生第二次构象变化,变为硫酯形成构象,并在此构象下DmdB催化第二步反应。最后,综合实验结果,我们提出了DmdB催化MMPA和CoA连接生成MMPA-CoA的分子机制。多序列比对分析表明,DmdB的催化机制可能在海洋细菌中具有普遍适用性。本研究对更好的认识海洋细菌通过脱甲基途径代谢DMSP的过程具有重要意义。二、海洋玫瑰杆菌类群细菌中MMPA-CoA脱氢酶DmdC的结构及其催化的分子机制在DMSP脱甲基途径上,MMPA-CoA脱氢酶DmdC利用FAD做为辅因子催化上游DmdB的产物MMPA-CoA生成3-甲基巯基丙烯酰辅酶A(methylthioacrylyl-CoA,MTA-CoA)。我们以海洋玫瑰杆菌类群细菌Roseovarius nubinhibens ISM来源的DmdC为研究对象,研究了DmdC的结构和催化机制。首先,通过RT-qPCR技术我们验证了菌株ISM中dmdC基因的功能。实验结果表明DMSP显着诱导dmdC基因转录上调,且重组表达纯化的DmdC具有显着的MMPA-CoA脱氢酶活性。然后我们分析了DmdC的酶学性质。在此基础上进一步解析了DmdC的晶体结构。结构和生化分析表明,DmdC是一个二聚体,它的两个单体通过一个大的接触表面组装在一起。通过分子对接研究,我们预测了DmdC的结构中FAD的结合位点以及催化中心一些关键氨基酸残基的功能;然后结合定点突变实验和圆二色光谱分析结果,我们确定了DmdC中与FAD结合及与催化相关的一些氨基酸残基。通过将DmdC结构与同家族已报道的结合了底物分子的其他酰基辅酶A脱氢酶的结构的迭加,我们分析了DmdC的结构中底物MMPA-CoA的结合位点,并结合定点突变实验结果确定了与底物MMPA-CoA结合相关的氨基酸残基以及参与催化反应的催化氨基酸残基。最后,综合实验结果,我们提出了DmdC催化MMPA-CoA脱氢生成MTA-CoA的分子机制。通过序列比对发现该机制可能在不同细菌来源的DmdC中普遍适用。本研究对更全面的认识海洋细菌的DMSP脱甲基代谢途径具有重要意义。叁、海洋玫瑰杆菌类群细菌DMSP脱甲基代谢途径的动力学调控机制在海洋细菌中,DMSP的分解代谢是一个复杂的过程。海洋细菌通过裂解途径和脱甲基途径中的多个酶的协同作用完成DMSP的分解代谢并同时保证DMSP的生理功能。海水中的DMSP浓度很低,为纳摩尔级别,而经过富集,在海洋细菌胞内其浓度可达到毫摩尔量级。已经有研究人员揭示在裂解途径上的DMSP分解代谢的动力学调控机制。本论文研究了 DMSP分解代谢的脱甲基途径的动力学调控机制。通过RT-qPCR和胞外酶活,我们首先证实了海洋玫瑰杆菌类群细菌中DMSP脱甲基途径上的四个酶基因的功能。然后通过测定酶的Km值分析了这四个酶对底物的亲和力。结果表明,不同菌株来源的DMSP脱甲基酶DmdA对底物DMSP的Km值为十个毫摩尔量级,和DMSP裂解酶一样。这表明DmdA对底物DMSP的亲和力较低,这可以保证DMSP在海洋细菌胞内维持较高的浓度以发挥其生理功能。DmdB和DmdC两个酶对底物的Km值与DMSP裂解途径中的丙酸辅酶A连接酶PrpE的Km值处于相同的水平,都在毫摩尔水平且低于DmdA的Km值,这表明DmdB和DmdC对底物的亲和力高于DmdA。底物亲和力的提高,保证了 DMSP的继续代谢,有利于物质转化和能量流动。DMSP脱甲基途径的最后一个酶为MTA-CoA水合酶DmdD,其对底物的Km值为微摩尔级别,且催化效率非常高。DmdD如此高的底物亲和力和催化效率,保证了底物的快速代谢,避免其在细胞内的积累,这与已报道的AcuI相同,也从侧面上暗示了底物MTA-CoA可能具有细胞毒害作用。基于我们的分析,我们提出了玫瑰杆菌类群细菌中DMSP脱甲基途径的动力学调控机制,即参与DMSP脱甲基代谢的四个酶DmdA、DmdB、DmdC和DmdD通过对底物亲和力的调控作用,保证了DMSP的胞内积累,以维持其生理功能;同时还保证了DMSP及其代谢产物尤其是有毒的MTA-CoA的快速代谢,最终完成DMSP的脱甲基代谢过程。本论文对海洋玫瑰杆菌类群细菌DMSP脱甲基代谢途径中关键酶DmdB和DmdC的晶体结构、催化机制和DMSP脱甲基代谢途径的动力学调控机制进行了较为深入的研究,研究结果有助于我们更好的了解海洋细菌对DMSP的分解代谢过程,以及更好的认识海洋碳、硫循环。四、论文的其他研究结果:深海细菌Myroides profundi D25产弹性蛋白酶myroilysin的小试和中试发酵条件优化在系统研究海洋细菌代谢重要有机硫DMSP机制的基础上,本论文还开展了一株深海沉积物来源细菌产弹性蛋白酶的发酵工艺研究。前期研究表明,弹性蛋白酶myroilysin是深海沉积物来源细菌Myroides profundi D25分泌的主要蛋白酶,它同时具有显着的膨胀胶原蛋白的能力,这表明myroilysin在生物技术应用方面具有很大潜力。由于myroilysin不能自体成熟,因此提高野生M.profundi D25细菌中myroilysin的产量尤其重要。在本论文中,我们首先利用单因子实验优化了菌株Mrofundi D25的培养条件。随后,利用优化后的培养条件,我们进行了多次菌株M.profundi D25的小试和中试发酵,并成功建立了M.profundi D25产myroilysin的小试和中试发酵工艺。发酵工艺的建立,为蛋白酶myroilysin的工业化生产和其生物技术方面的开发应用奠定了基础。
（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。
类群细菌论文参考文献
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