论文部分内容阅读
核酮糖1，5-二磷酸羧化／氧化酶（RubisCO）是光合作用的关键酶，具有催化CO2还原和1，5-二磷酸核酮糖氧化的双重功能，广泛存在于光合细菌，藻类和高等植物中，是地球上最丰富的蛋白质。RubisCO可分为三种类型：Ⅰ型存在于植物和一些光合细菌中，是由8个大亚基和8个小亚基形成的16聚体L8S8；Ⅱ型存在于甲藻和某些光合细菌中，通常由大亚基形成2聚体L2；而Ⅲ型存在于一些古细菌中，先由2个大亚基形成2聚体L2，再由5个2聚体形成10聚体（L2）5。RubisCO小亚基基因变异大，而大亚基基因（rbcL）相对保守。基于氨基酸序列差异，Ⅰ型rbcL基因又可分为A、B、C、D四类。A类主要由alpha-，beta-，和gamma-变形细菌（proteobacteria）组成；B类包括蓝细菌，绿藻和高等植物；C类主要由另一些变形细菌组成；D类主要包括杂色藻。IA和IB也被称为green-like rbcL，而IC和ID被称为red-like rbcL。rbcL是研究物种间系统学关系比较恰当的指示基因，已广泛应用于植物系统学，浮游植物系统学及多样性、海洋浮游植物群体rbcL基因表达及其与海洋环境相关性、深海微型生物多样性等研究。 本研究以rbcL基因为标记基因，进行了胶州湾春季、夏季、秋季浮游植物分子遗传多样性，初步探讨了季节间浮游植物的动态变化。分别于春、夏、秋三季提取胶州湾表层海水浮游生物总DNA，用PCR方法扩增浮游植物核酮糖1，5-二磷酸羧化／氧化酶大亚基（rbcL）基因片段，构建三季节rbcL基因片段质粒文库；随机从各文库中选择约50个克隆，测定它们的序列。 以氨基酸序列相同为标准，共获得59个分类操作单元（OTUs）。其中，春季特有的21个，夏季特有的13个，秋季特有的23个。有两个OTUs为春、夏季表层海水共有。基于OTU丰度计算的香农氏指数能反映遗传多样性水平。胶州湾春、夏、秋三季的香农氏指数分别为2.69、2.44和2.76，表明秋季胶州湾浮游胶州湾浮游植物分子遗传多样性研究植物遗传多样性最丰富。春、夏、秋三季浮游植物群落组成差异显著。除夏秋季有两个OTUS相同外，其它OTUS在季节间完全不同，表明海水浮游植物群落结构是动态的，随时间、空间不同而变化。 另外，我们还设计了甲藻核糖体小亚基基因（ribosomal RNA small subunitgene，ssu rDNA）特异引物，对胶州湾表层海水甲藻遗传多样性进行了初步研究。测序分析证实我们所设计的引物具有甲藻特异性，能够从复杂海水浮游生物混合DNA中特异地扩增出甲藻ssu rDNA序列。研究表明胶州湾表层海水浮游甲藻具有丰富的遗传多样性。