一株好氧海洋磁性细菌YSC-1的分离及其特性研究

一株好氧海洋磁性细菌YSC-1的分离及其特性研究

高峻[1]2004年在《一株好氧海洋磁性细菌YSC-1的分离及其特性研究》文中提出趋磁细菌是国际微生物学研究的前沿之一,但由于种种原因,在这个领域研究者甚少且进展缓慢。近年来,由于几株新菌株的分离和新技术的应用,趋磁细菌研究取得了很大的进展。 本研究采集黄海冷水团附近海域的底泥,加入富集培养基富集两个月后,对富集液电镜观察发现螺菌、短杆菌等多种形态的细菌,胞内大多都含一至多颗电子致密颗粒,这些细菌中的部分菌株有可能是趋磁细菌。同时,在对富集液电镜观察时发现很多大小均匀,形状规则的致密颗粒,大小从 25 nm 到 200 nm,以100 nm 左右大小的为主;形状有矩形和圆形,以圆形为主。选取收集液中的 100nm 圆形致密颗粒,能谱分析颗粒成分,显示该颗粒的元素组成为铁 (Fe) 和钴(Co),其中铁占 52.9%,Co 占 45.4%,在空白区域,能谱结果显示铁的含量只有 4.3%。这与国内外的磁小体成份的研究结果完全相符。由此,我们认为这些致密颗粒是磁小体,很有可能是富集液中的趋磁细菌菌体溶解后释放出来的。 采用分离培养基和划线分离,成功的从富集液分离纯化到一株含致密颗粒的细菌,命名为 YSC-1。该菌在平板上呈现白色菌落。显微镜下观察该菌呈短棒状,大小为 0.4 × 1.0 μm。透射电镜观察表明 YSC-1 每个细胞内含 1 个致密颗粒,呈圆形,直径 100 nm 左右,大小均匀一致。 YSC-1 菌株革兰氏染色阴性,好氧,生长需要 NaCl。16S rRNA 序列分析显示,该菌属于原核生物的 α-亚纲,与 Arctic seawater bacterium 和 Roseobacter 属亲缘关系最近。以淡水微好氧趋磁细菌 WD-1 和 MS-1 菌株为参照,对 YSC-1 菌株作了部分生理特性分析比较。结果显示,YSC-1 菌株在生理特性方面与 WD-1和 MS-1 有很多不同。对 YSC-1 菌株的抗生素抗性进行了测定,结果显示 YSC-1菌株对氨苄青霉素和卡那霉素很敏感,而对四环素和氯霉素相对不敏感。 确立了以 20 μM 奎尼酸铁为铁源、24℃、200 rpm 转速、pH 6.5 的海水 K2216培养基培养为有利于菌体生长和致密颗粒合成的培养条件。 1一株海洋磁性细菌 YSC-1 的分离及其特性研究原子吸收法测定 YSC-1 菌株菌体含铁量为 26848.5 mg/kg 菌体干重(2.68%),是大肠杆菌含铁量 (0.253%)的 10 倍以上。YSC-1 菌株的磁铁吸附实验、MRI (核磁共振)测定、磁性能测量、磁滞回线测量显示该菌株有一定的磁性但磁性较弱。密度梯度离心法对 YSC-1 菌体中的致密颗粒进行了初步纯化。

赵勇[2]2005年在《海洋细菌YSC-1及其高铁还原酶的研究》文中指出中科院青岛海洋生态研究所的肖天教授向本实验室赠送一株好氧海洋细菌YSC-1,该菌可在细胞内合成电子致密颗粒。 本实验室与肖天教授实验室合作,对该菌形态及生理生化特性进行研究,初步鉴定该菌属于原核生物α-亚纲,与Arctic seawater bacterium和Roseobacter属亲缘关系最近。通过原子吸收法测定其细胞内铁元素含量,并与大肠杆菌进行了比较,结果发现,YSC-1菌体内含铁量超过大肠杆菌10倍以上,对铁元素具有较强的富集能力。 通过生长条件单因素实验及培养基成分正交实验确定了YSC-1的培养条件,其培养基初始pH为7.5,培养温度为24℃,摇床转速为200 rpm,铁源为奎尼酸铁;使用天然海水配制培养基营养成分为:酵母膏1.0 g/L,蛋白胨5.0 g/L,奎尼酸铁10μM。通过这一阶段工作,使YSC-1在K2216培养基中的菌体密度由原来的0.7左右提高至1.2左右。 通过DEAE-Sepharose(fast flow)、CM-Sepharose(fast flow)、Q-Sepharose(fast flow)柱层析等分离方法,从YSC-1菌株的细胞破碎液中纯化到一个高铁还原酶组分,标记为Ysc,经SDS-PAGE检测分子量为36,458 Da。经过基本酶学性质研究,确定其等电点为6.3,最适作用pH为6.0,在pH 7.0左右的中性环境下比较稳定;Ysc热稳定性较差,环境温度超过30℃酶活迅速丧失。金属离子对酶活影响表明,Mn~(2+)、Zn~(2+)、Mg~(2+)、K~(2+)、Ca~(2+)、Na~+对高铁还原酶有激活作用,Ag~+、Cu~(2+)、Co~(2+)及EDTA对其有明显的抑制作用。 对YSC-1菌体生长及细胞内电子致密颗粒产生的发酵条件进行了摸索,找到了较为理想的发酵条件:通气量4L/min,搅拌速度250 rpm,培养时间为60 h。为下一步发酵数学模型的建立,及可能的电子致密颗粒的大规模制备打下了基础。

参考文献:

[1]. 一株好氧海洋磁性细菌YSC-1的分离及其特性研究[D]. 高峻. 中国科学院研究生院(海洋研究所). 2004

[2]. 海洋细菌YSC-1及其高铁还原酶的研究[D]. 赵勇. 山东大学. 2005

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