潮间带多细胞趋磁原核生物的显微分离、鉴定及系统进化研究

	潮间带多细胞趋磁原核生物的显微分离、鉴定及系统进化研究
	陈一然
学位类型	博士
导师	吴龙飞 ; 肖天
	2014-05
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位专业	海洋生态学
关键词	多细胞趋磁原核生物多样性菠萝型mmps 松球型mmps 系统进化
其他摘要	多细胞趋磁原核生物（Multicellular magnetotactic prokaryotes，MMPs），是一类由10 ~ 100个含有磁小体的细胞聚集而成的具有特殊形态的趋磁微生物，是研究生命起源与进化、细胞分化和生物矿化的模式生物。目前仅报道了两种形态的MMPs，分别为桑葚型（多种）和菠萝型（仅一种）。本研究利用生态调查手段，分别在荣成月湖、晋卿岛和法国马赛的潮间带沉积物中，发现了3种菠萝型MMPs和1种系统进化位置未确定的松球型MMPs。结合显微镜技术、显微操作技术和分子生物学技术，从超微结构、运动方式、分裂方式和系统进化方面，对这4种MMPs进行了分离和鉴定，并对MMPs进行分类，确定其系统进化地位。本研究得到的3种菠萝型MMPs，分别来自于荣成月湖、西沙晋卿岛、法国马赛。通过16S rRNA基因序列分析，确认这3种MMPs为同一属的不同种。它们虽然大小不同，但具有以下相似性特征：细胞分层排列，可分为6 ~ 8层，且相邻的两层细胞呈交错式连接；自发荧光；有脂质颗粒；可进行避光运动和复杂的乒乓运动；有铁氧型子弹头形磁小体。通过对荣成菠萝型MMPs的研究，发现该MMPs中含有三角形和“H”型两种不同形态的细胞，出现了细胞形态分化；部分MMPs中含有子弹头形和棱柱形两种类型的磁小体，其棱柱形磁小体的成分为Fe3S4；具有两种分裂方式，即沿其椭球体的长轴分裂和短轴分裂，分裂过程其长轴基本与磁场方向平行。松球型MMPs是一种新的形态的MMPs，最早在青岛潮间带发现，此次在荣成月湖发现，与在月湖发现的菠萝型MMPs位于同一地点。该松球型MMPs，因在光镜下形似松球而得名，是由33 ± 5个细胞围绕一个中心呈辐射状排列而成的球体，直径为13.4 ± 1.3 μm；能够自发荧光；含有子弹头形磁小体，其成分为Fe3O4；周生鞭毛；能够进行自由移动、旋转和漫步，但与其他两种形态的MMPs不同的是，该MMPs未观察到乒乓运动；对波长小于500 nm的光敏感，可进行避光运动；进行短轴分裂，分裂时呈心形扭转。通过16S rRNA序列分析，将该松球型MMPs鉴定为一个新属新种。基于对16S rRNA基因序列的系统进化分析，并结合桑葚型、菠萝型和松球型MMPs各自的特征，发现MMPs在属的水平上存在显著特异性，进而分别将这3类MMPs划分为3个不同的clade。目前已发现的MMPs，均属于δ-变形菌纲下的脱硫杆菌目(Desulfobacterales)。鉴于MMPs之间的共同点，以及与脱硫杆菌目中其他菌种在超微结构、运动、生活史等方面的差异，将这3个clade划归为一个新科，即多细胞趋磁原核生物科。该科所包含的菌种，都具有多细胞形态。本研究丰富了MMPs种类和形态的多样性，加深了对MMPs的认识并确立其系统进化地位，为研究MMPs的进化提供了依据。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/18053
专题	海洋生态与环境科学重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	陈一然. 潮间带多细胞趋磁原核生物的显微分离、鉴定及系统进化研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.

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潮间带多细胞趋磁原核生物的显微分离、鉴定（3798KB）			限制开放	CC BY-NC-SA	浏览