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珊瑚中的群体感应和群体淬灭细菌参与珊瑚热白化的作用研究

摘要群体感应(QS,quorum sensing)是某些细菌通过多种信号分子的级联控制在细菌种群水平上进行基因和行为调控的一种化学交流形式。群体感应抑制剂(QSI,quorum sensing inhibitor)是具有群体淬灭(QQ,quorum quenching)效应的化合物,群体淬灭是微生物抑制QS的重要机制。珊瑚的某些机会致病菌可以通过QS机制参与影响珊瑚健康。运用QQ细菌或QSI化合物对珊瑚中的机会致病菌的QS过程进行抑制可能有助于珊瑚微生物病害的防治。本研究从造礁石珊瑚中分离筛选珊瑚共附生QS和QQ细菌,并通过对QQ细菌进行发酵分离鉴定QSI活性化合物。通过对高温胁迫下的鹿角杯形珊瑚中添加QS和QQ细菌,分析其对珊瑚的生理状态的影响和细菌群落结构的影响,探究QS细菌和QQ细菌参与海水升温对珊瑚的胁迫的影响,探讨利用QQ细菌提升珊瑚健康状态的能力。本文主要研究结果如下:<br>  1.通过对五种造礁石珊瑚共附生细菌的培养,获得75株细菌。通过两种QS细菌和两种QQ细菌筛选体系,从中筛选出3株QS细菌和1株QQ细菌;基于16S rRNA基因序列对QS和QQ细菌进行系统发育分析,3株QS细菌均来自γ变形菌纲,分别属于弧菌属、发光杆菌属和交替单胞菌属;QQ细菌属于假交替单胞菌属;<br>  2.通过对QQ细菌的发酵、萃取和旋蒸获得其粗提物10.0g,采用高效液相色谱、ODS反相色谱和薄层色谱对其组分进行分离和活性验证,共获得10个组分,其中有QSI活性组分1个,并通过核磁共振波谱和质谱鉴定了其化学结构和化学式(C14H22O),证实了其QSI活性化合物为2,4-二二叔丁基苯酚;<br>  3.通过接种QS细菌和QQ细菌,探究两类微生物对高温胁迫下鹿角杯形珊瑚的影响。短期31℃的升温对其生理未造成显著影响,且未造成微生物群落结构显著变化;QS菌群能抑制处于高温胁迫的珊瑚共生体的光合作用,且QS细菌添加会加剧升温胁迫对珊瑚共生体的光合作用损伤,并且改变了珊瑚微生物的群落结构组成;QQ细菌可以在短期内稳定高温胁迫下珊瑚共生体的光合作用,并保持珊瑚细菌群落结构的稳定;QQ细菌可以在短期内改善QS细菌对高温胁迫珊瑚共生体的光合作用的损害,但不能抑制QS细菌在高温下对珊瑚细菌群落的重塑。

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学位信息:
中国科学院大学 环境科学与工程 环境工程(硕士) 2022年
分类号 Q959.133.08
发布时间 2023-05-17
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