中度嗜鹽擬諾卡氏菌嗜鹽機理研究

《中度嗜鹽擬諾卡氏菌嗜鹽機理研究》是李文均為項目負責人，雲南大學為依託單位的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：中度嗜鹽擬諾卡氏菌嗜鹽機理研究
• 項目類別 ：青年科學基金項目
• 項目負責人：李文均
• 依託單位 ：雲南大學

項目摘要

本課題組前期大量研究表明，擬諾卡氏菌屬是高鹽環境中分布最為廣泛的嗜鹽放線菌類群之一，這是長期自然選擇的結果。擬諾卡氏屬放線菌菌株具有良好的基絲和氣絲，形態與桿狀、球狀的細菌明顯不同，與外界接觸面明顯增大；並且中度嗜鹽絲狀擬諾卡氏菌，鹽適應的範圍極寬，表現出對環境中鹽濃度很好的適應性，提示絲狀擬諾卡氏菌可能具有獨特的高鹽適應性。本項目擬採用基因組學與蛋白質組學相結合的研究方法，從基因組和蛋白質組水平上研究中度嗜鹽絲狀擬諾卡氏菌的鹽適應機理，揭示其在高鹽環境中的滲透調節分子機理，進而解釋其存在的嗜鹽機制與現實意義，認識其與高鹽環境的相互作用的規律。

結課摘要

本項目對擬諾卡氏菌屬17個典型菌株的比較基因組學研究結果表明：擬諾卡氏菌固有遺傳特徵——高度動態的基因組和核心蛋白家族的組成及附屬蛋白的選擇性使用——是擬諾卡氏菌屬菌株很強環境適應性的重要原因。17個典型菌株基因組序列共預測出99684個的基因，分布於22143個基因家族中，其中1993個基因家族在每個基因組中都有序列分布；基於曲線擬合模型的推測表明擬諾卡氏菌屬的核心基因組包含2517個基因，而泛基因組具開放性，有超過22000個基因，並且隨著每一新物種的增加，約有755個新基因擴充到泛基因組中；對核心旁系同源基因功能的分析發現，前十個基因數目最多的家族主要涉及調控因子、轉運蛋白、水解酶類和活性物質的合成。依據系統進化關係，確定了擬諾卡氏菌屬菌株在物種形成過程中支系特異基因的獲得和丟失事件，該特異基因的獲得和丟失與其特殊生境的適應性有關。本研究從基因組水平上認識擬諾卡氏菌的結構特點，探討了擬諾卡氏菌屬菌株的環境適應性機制，進一步理解了擬諾卡氏菌科菌株的物種進化過程。將為研究擬諾卡氏菌的環境適應性，尤其是高鹽適應機制的研究奠定基礎。為進一步的理解其存在原由和機理，對闡明生物多樣性形成機制，認識生命的極限及其與環境的相互作用等規律都具有重要的科學意義。本項目已正式發表學術論文 3 篇，其中 SCI 源刊2 篇；項目組成員李宏偉博士生、姚繼成碩士生均順利獲得學位。