溶藻丝氨酸酶(ASP)相关合成基因在自然水体共生细菌间的水平转移规律

Bacteria in natural water bodies able to produce algicidal serine protease (ASP), but currently the ASP biosynthesis pathway is not cleared. Preliminary study found, that many symbiotic bacteria, whose homologous evolutionary relationship is not very close, also able to generate ASP protease. This phenomena indicates the presence of ASP synthesis related genes transfer by genes horizontal transfer between bacteria. Research indicated, that such a genes horizontal transfer may be related to the conjugative plasmid, and may be also related to the other assisted algicidal genes in bacteria. Erenow, only one marine microbial Pseudoalteromonas sp. A28 reported in the publications, which able to efficiently lyse ASP protease. The project is planned by the analysis of the ASP protein homology, ASP synthesis related gene sequence determination, identification of ASP synthetic gene functional segment, to survey the horizontal transfer of ASP synthesis related gene in the nature water body between the symbiotic bacteria, to learn the other mechanism of assisted algicidal genes. To further clarify the natural water bodies ASP source, and to understand the ASP biosynthetic pathway, the horizontal gene transfer mechanism of ASP synthesis related genes between the symbiotic bacteria.

自然水体中的细菌具有生产溶藻丝氨酸蛋白酶（ASP）的功能，但是目前对于ASP生物合成的具体途径尚不清楚。通过前期研究发现，许多同源进化关系不是很密切的共生细菌都具有生成ASP蛋白酶的功能，这表明其间ASP合成相关基因主要通过水平转移方式在细菌间进行传递，研究显示，这种水平转移方式可能与接合性质粒有关，也可能与其他细菌体内的辅助溶藻相关基因有关。而在此之前，只有文献报道在Pseudoalteromonas sp. A28单株海洋微生物中提取到高效溶藻的ASP蛋白酶。本项目拟通过分析ASP蛋白同源性、ASP合成相关基因全序列测定与分析，鉴定出与ASP合成相关基因区段功能，调查ASP在水体共生细菌之间的水平转移规律，明确其他辅助溶藻相关基因的作用机制。为进一步明确自然水体中ASP来源，理解ASP生物合成途径、作用机制和ASP在共生细菌间的基因水平转移机制提供理论基础。

自然水体中的细菌具有生产溶藻丝氨酸蛋白酶（ASP）的功能，但是目前对于ASP生物合成的具体途径尚不清楚。通过前期研究发现，许多同源进化关系不是很密切的共生细菌都具有生成ASP蛋白酶的功能，这表明其间ASP合成相关基因主要通过水平转移方式在细菌间进行传递，研究显示，这种水平转移方式可能与接合性质粒有关，也可能与其他细菌体内的辅助溶藻相关基因有关。而在此之前，只有文献报道在Pseudoalteromonas sp. A28单株海洋微生物中提取到高效溶藻的ASP蛋白酶。本项目拟通过分析ASP蛋白同源性、ASP合成相关基因全序列测定与分析，鉴定出与ASP合成相关基因区段功能，调查ASP在水体共生细菌之间的水平转移规律，明确其他辅助溶藻相关基因的作用机制。为进一步明确自然水体中ASP来源，理解ASP生物合成途径、作用机制和ASP在共生细菌间的基因水平转移机制提供理论基础。.通过PCR-DGGE技术对加藻前后水体中微生物DNA进行分离，并结合克隆测序技术对水体中主要存在的微生物进行鉴定。通过与蛋白鉴定结果进行比较分析，明确水体中微生物种群与蛋白酶的相关性，确定水体中主要存在的溶藻细菌。蛋白质作为细菌所释放的溶藻物质之一，在研究上已取得了一定的进展。本项目通过对提取到的蛋白进行蛋白单向电泳（SDS-PAGE），分析加藻后对原水体的诱导效果，以进一步研究溶藻蛋白。研究分离得到了一株高效的溶藻微生物，然后进一步利用高通量测序技术分析了这株微生物的细胞转录与表达情况。采用宏基因组分析方法，甄别了与氮素转化相关的基因信息，识别了氨化、反硝化、硝化和固氮相关的编码基因。