16S rRNA基因和cpcHID操縱子序列對5個節(jié)旋藻樣品親緣關(guān)系的研究.pdf

1、節(jié)旋藻屬于藍(lán)藻門(Cyanopyta)、顫藻科(Oscillatoriaceae)、節(jié)旋藻屬(Arthrospira)，是一類光合自養(yǎng)的原核生物。節(jié)旋藻是一類絲狀不形成異型胞的藍(lán)藻，常分布于湖泊、池塘和半咸水中，除可用作食品、飼料、餌料外，在醫(yī)療保健、精細(xì)化工和化妝品等領(lǐng)域均有著廣闊的應(yīng)用前景。大規(guī)模商業(yè)開發(fā)中所謂的“螺旋藻”實際上幾乎都是節(jié)旋藻，但在商業(yè)上仍習(xí)慣稱其為“螺旋藻”。當(dāng)今國內(nèi)外研究和商業(yè)化開發(fā)使用最多的2個種是鈍頂節(jié)旋藻和

2、極大節(jié)旋藻，它們的原產(chǎn)地分別為非洲Chad湖和墨西哥Texcoco湖。 1996年，喬辰教授等在鄂爾多斯高原堿湖發(fā)現(xiàn)了3種節(jié)旋藻和1種螺旋藻，填補了我國節(jié)旋藻和螺旋藻種質(zhì)資源的空白。近些年對鄂爾多斯高原堿湖節(jié)旋藻的研究已有很多報道，主要集中在對該地區(qū)節(jié)旋藻的發(fā)現(xiàn)、形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)及生理生化特性等方面，未見基因序列測定方面的研究，特別是16S rRNA基因和cpcHID操縱子序列用于節(jié)旋藻親緣關(guān)系的研究未見報道。 本文以內(nèi)蒙古

3、鄂爾多斯高原堿湖的鈍頂節(jié)旋藻(A1)、鄂爾多斯節(jié)旋藻(A2)、方胞節(jié)旋藻(A3)、非洲Chad湖的鈍頂節(jié)旋藻(A4)和墨西哥Texcoco湖的極大節(jié)旋藻(A5)為材料，采用溶菌酶法制備了5個節(jié)旋藻樣品的基因組DNA，選用特異性引物克隆16S rRNA基因和cpcHID操縱子，并測定了它們的堿基序列。運用BioEdit、MEGA4.1和DNAStar分析軟件對序列長度、堿基比例和序列問的同源性進(jìn)行分析，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹，并與GenBank中

4、的相關(guān)序列進(jìn)行比對，試圖從基因水平探討它們的進(jìn)化地位及親緣關(guān)系，豐富和完善節(jié)旋藻種質(zhì)資源的基礎(chǔ)研究，這對于鄂爾多斯高原堿湖節(jié)旋藻種質(zhì)資源的保護(hù)和開發(fā)利用具有重要意義。 結(jié)果表明，5個節(jié)旋藻樣品16S rRNA基因序列的長度在1334bp～1335bp之間；cpcHID操縱子的序列長度在1420～1424bp之間。16SrRNA基因序列的相似性高，達(dá)到84.4％～99.8％；cpcHID操縱子的序列相似性在42.1％～98.7％之

5、間。cpcHID操縱子序列的GC含量比16S rRNA序列的少、堿基變異率比16S rRNA序列的大。2個基因序列聚類結(jié)果均表明，鄂爾多斯高原堿湖鈍項節(jié)旋藻A1與方胞節(jié)旋藻A3最先聚為一類，親緣關(guān)系最近；2個不同原產(chǎn)地的鈍頂節(jié)旋藻A1和A4親緣關(guān)系并不是最近的，這種差異主要是由于長期生存于不同地理環(huán)境下的相同物種接受著不同的進(jìn)化壓力，在基因水平上發(fā)生了較大變異。在進(jìn)化的長河中，環(huán)境惡劣、變化大的鄂爾多斯高原堿湖的鈍頂節(jié)旋藻A1為了生存基