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高寒草甸生态系统小哺乳动物肠道厌氧性单宁降解菌的分离鉴定及其酶学性质研究

作　者: 邹昭枝
导　师: 杨生妹
学　校: 扬州大学
专　业: 细胞生物学
关键词: 高原鼠兔根田鼠高原鼢鼠单宁降解厌氧菌单宁酶纤维素酶
分类号: Q93
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在青藏高原强紫外、高海拔和低氧寒冷环境中,多种植物均具有较高水平的次生化合物。单宁是一类多酚类次生化合物,易于和蛋白质结合,形成单宁-蛋白质复合物,这些复合物在哺乳动物消化道中很难被降解,因而影响食物的消化和蛋白质的有效利用。然而一些胃肠微生物能够耐受单宁,并且在自然生存情况下产生一系列降解单宁的途径和机制,使得食物蛋白质得以被动物吸收,从而提高食物的利用率。为阐明长期生活在高寒生态系统不同植被生境中的小哺乳动物对次生化合物的利用对策,本论文以高原鼠兔(Ochotona curzoniae)、根田鼠(Microtus oeconomus)和高原鼢鼠(Eospalax baileyi)三种高原动物盲肠粪便为实验材料,通过厌氧培养筛选降解单宁酸的肠道厌氧菌,用分子生物学方法鉴定菌种；测定不同菌株的单宁酶及纤维素酶活力及其酶学性质；测定高原鼢鼠肠道单宁降解菌总单宁酶活力的季节性变化。研究结果如下：三种动物盲肠中均含有能够降解单宁酸的菌株。从高原鼠兔的盲肠粪便中分离出7株降解单宁酸的厌氧菌,分别鉴定为日本肠杆菌(Enterobacter kobei)、产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)、克雷伯氏菌属(Klebsiella sp.)、志贺氏菌属(Shigella sp.)、痢疾志贺氏菌(Shigella dysenteriae)、弗氏志贺氏菌(Shigella flexneri)以及溶血葡萄球菌(Staphylococcus haemolyticus);从根田鼠的盲肠中分离出7株降解单宁酸的厌氧菌,分别鉴定为肠杆菌属(Enterobacter sp.)、泛菌属(Pantoea sp.)、Y-变形球菌(Gamma proteobacterium)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、痢疾志贺氏菌(Shigella dysenteriae)、溶血葡萄球菌(Staphylococcus haemolyticus)和短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus);从高原鼢鼠的盲肠粪便中分离出4株降解单宁酸的厌氧菌,分别鉴定为鹑鸡肠杆菌(Enterococcus gallinarum)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) o除地衣芽孢杆菌的单宁酶活力显著高于其他菌株外,三种动物盲肠中的其他单宁降解厌氧菌的酶活力无明显差别。高原鼠兔、根田鼠和高原鼢鼠肠道单宁降解菌的单宁酶在25-75℃均有很好的稳定性。在50℃时,所有菌株均保留对单宁酸90%以上的催化活力。此外,各菌株的单宁酶活力均在pH为6.0时达到最大。此外,所有菌株均具有纤维素酶活力。除地衣芽孢杆菌外,其他菌株纤维素酶的最适反应温度均低于60°C,且所有菌株纤维素酶在30-40°C有很好的稳定性,酶活力保持在80%以上,在pH6-7范围内有很好的稳定性。在野外生存环境中,从5月份到8月份,高原鼢鼠肠道单宁酶活力呈现上升趋势。以上结果说明,三种动物均可依靠肠道内微生物降解动物体内没有进入细胞的单宁类次生化合物,但是不同生境中的动物肠道内的单宁降解厌氧菌有所不同。

全文目录

摘要  2-4
Abstract  4-6
中英文对照  6-9
1 引言  9-16
  1.1 植食性哺乳动物与植物的协同进化  9-14
    1.1.1 植物对食草动物的响应  9-11
    1.1.2 植食性哺乳动物应对单宁的策略  11-14
  1.2 青藏高原优势小哺乳动物及其取食行为  14-15
  1.3 本研究的内容和意义  15-16
2 材料与方法  16-27
  2.1 材料  16-22
    2.1.1 样品的采集  16
    2.1.2 主要仪器及设备  16-17
    2.1.3 主要试剂及溶液配制  17-22
  2.2 实验方法  22-27
    2.2.1 菌种分离与筛选  22
    2.2.2 细菌基因组DNA提取  22
    2.2.3 基因组DNA PCR扩增及测序  22-23
    2.2.4 酶活力测定  23-26
    2.2.5 酶学性质研究  26-27
3 结果  27-47
  3.1 菌种鉴定  27-30
    3.1.1 菌落形态  27
    3.1.2 肠道单宁降解菌16S rDNA PCR产物鉴定结果  27-28
    3.1.3 菌株鉴定结果  28-30
  3.2 单宁酶活力及酶学性质初步研究  30-38
    3.2.1 单宁酶活力  30-32
    3.2.2 单宁酶的最适温度  32-33
    3.2.3 单宁酶最适pH  33-35
    3.2.4 单宁酶的温度稳定性  35-36
    3.2.5 单宁酶pH稳定性  36-38
  3.3 纤维素酶活力及酶学性质初步研究  38-46
    3.3.1 纤维素酶活力  38-40
    3.3.2 纤维素酶的最适温度  40-41
    3.3.4 纤维素酶最适pH  41-43
    3.3.5 纤维素酶的温度稳定性  43-45
    3.3.6 纤维素酶pH稳定性  45-46
  3.4 不同月份高原鼢鼠肠道单宁降解菌单宁酶活力的变化  46-47
4 讨论  47-52
  4.1 肠道单宁降解菌总单宁酶活力的季节性变化  47-48
  4.2 肠道单宁降解厌氧菌的筛选及单宁酶活力研究  48-49
  4.3 细菌抗单宁机制  49-51
  4.4 纤维素酶活力研究  51
  4.5 小结  51-52
参考文献  52-61
致谢  61-62
附录  62-75

高寒草甸生态系统小哺乳动物肠道厌氧性单宁降解菌的分离鉴定及其酶学性质研究

内容摘要

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