云南洱源牛街热泉微生物元基因组研究

• 作 者: 孙盼
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2010年期

自然界超过99％的微生物都是无法用传统的培养方法获得的(称为未培养微生物),为了充分开发利用这些未培养微生物资源,研究人员提出了免培养的元基因组(metagenome)概念。元基因组指特定环境中所有微生物遗传物质的总和。相比传统的培养的方法,采用直接提取环境样品微生物总DNA,构建元基因组文库或对总DNA进行直接测序可以更全面地认识和获得环境中的微生物基因资源,从而发现一些过去因不可培养而遗失的新的微生物基因,为这些新基因开发应用奠定基础。　　
我国云南地区存在大量高温热泉,这些热泉具有独特的性质,对其进行研究可以丰富我们对高温微生物的认识,并可能开发出具有工业价值的高温酶。高温酶作为一类稳定性好、工业环境适应性强的极端酶,已成为酶制剂工业新一代产品发展方向,而来自高温热泉中的微生物所产酶类大多为高温酶,具有良好的热稳定性,因此采用元基因技术研究热泉微生物,有望发现一大批新的耐高温酶基因。　　
本论文以采自云南洱源牛街热泉样品为研究对象,该热泉有机物含量丰富,生物量较大的,我们首先利用16SrRNA基因分析方法对该热泉原核微生物的多样性进行了研究,研究表明该热泉原核微生物多样性丰富,且微生物群落与pH、温度相似的热泉存在很大差异；然后我们先后构建了该热泉元基因组BAC文库和质粒文库,并建立了八种重要工业用酶快速活性筛选技术,从该热泉元基因组文库筛选获得80多个酶活性克隆,采用454高通量测序技术对部分阳性克隆进行了测序分析,发现很多新酶基因。同时我们也探讨了利用454高通量测序技术直接分析热泉元基因组DNA,通过此方法获得大量该热泉微生物基因信息。通过以上研究,我们初步认识了该热泉微生物的多样性,了解了热泉微生物物质代谢途径的大致信息,并通过活性筛获得了新的酶基因,为进一步开发利用该处微生物资源奠定了基础。