IOCAS-IR  > 海洋生态与环境科学重点实验室
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
Subtype博士
Thesis Advisor吴龙飞 ; 肖天
2014-05
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Degree Discipline海洋生态学
Keyword多细胞趋磁原核生物 多样性 菠萝型mmps 松球型mmps 系统进化
Other Abstract    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。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/18053
Collection海洋生态与环境科学重点实验室
Recommended Citation
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) 延迟开放CC BY-NC-SAView 2023-7-1后可获取
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