一株琼脂降解菌的分离、鉴定与生化特性的研究开题报告

 2022-01-29 19:05:14

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

研究意义琼脂是从红藻类海藻中提取的一类天然多糖体,同时也是工业用途最为广泛的海藻胶之一。

琼脂作为一种难以降解利用的惰性物质,具有很好的稳定性,常作为培养基的支持介质。

琼脂经琼脂酶水解后形成聚合度为 2~20 的海洋功能性低聚糖,主要由琼脂二糖的重复单位连接而成。

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2. 研究的基本内容和问题

研究的目标本试验旨在从土壤中分离纯化出一株具有琼脂降解能力的新型菌株。

研究的内容 1.从土壤中分离纯化出一株具有琼脂降解能力的菌株,观察菌落形态特征。

2.对分离得到的菌株做16srrna鉴定,鉴定到属。

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3. 研究的方法与方案

研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

研究方法

1.实验材料

1.1土壤样本采集:南京麒麟门菜地

1.2 LB培养基:蛋白胨10g,Nacl 10g,酵母膏5g,琼脂15g溶于1L纯水,121℃灭菌20min

1.3 无机盐培养基:Nacl 1g,K2HPO4 1.5g,KH2PO4 0.5g,蔗糖 5g,(NH4)2SO4 2g ,MgSO4 0.2g,Cacl2 0.2g,琼脂15g溶于1L纯水,121℃灭菌20min

3.技术路线

将所得菌株梯度稀释纯化,挑选降解能力强的单菌落培养

对所培养菌株进行16srRNA鉴定,生长生理特性研究等

从土壤中分离筛选出有降解琼脂能力的菌株

土壤样本采集


2.实验方法

2.1 琼脂降解菌的分离

称取10g土样,放入盛90ml无菌水的三角瓶中,振荡20min充分混匀,静置10min,得到土壤悬浮液。用灭菌的枪头吸取1ml悬液,加入到盛有9ml无菌水的试管中充分混匀,以此类推采用梯度稀释的方法,选取10-3、10-4、10-53个梯度吸取稀释液0.1ml

涂布于LB平板,30℃倒置培养,挑取不同类型典型单个菌落。观察平板的凹陷情况,挑取具有降解琼脂能力的菌。

2.2 琼脂降解菌的纯化

将挑选的菌株进行梯度稀释涂布,挑取降解能力好单菌落培养,经平板多次纯化后保存菌株。

2.3 琼脂降解菌的16sDNA鉴定

2.3.1提取琼脂降解菌的基因组DNA

1)新鲜菌株L-4接种于LB液体培养液培养,30℃、200rmin-1,培养16~18 h。

2)取2ml菌液于2ml 离心管中,12000rmin-1离心1分钟,弃去上清。

3)加入1ml TEN重悬,12000rmin-1离心1分钟,弃去上清,用1ml TEN重悬菌体

4)加入100μl 10% SDS和10μl 20mgml-1的蛋白酶K(100μgml-1),混匀,于55℃温育至澄清。

5)加入370μl 饱和NaCl,剧烈震荡15s,12000g离心5min。

6)取上清液至新离心管中,加入等量体积的氯仿/异戊醇(24:1),混匀,12000rmin-1离心5min,将上清转入新管,重复上述操作一次。

7) 加入0.6倍体积的异丙醇或两倍体积的乙醇(-20℃保存),轻轻混合直到DNA沉淀下来,12000rmin-1离心10min,弃上清。

8)收集DNA沉淀,用75%乙醇(1ml)12000rmin-1离心5min弃上清,重复一次,洗涤DNA沉淀,真空干燥至DNA变透明。

9)用50μl无菌水溶解DNA,-20℃保存。

2.3.2 琼脂降解菌16sDNA的PCR扩增

1)引物选择:通用引物27f和1492r

2)PCR扩增体系:

l0Buffer 5μl

Taq DNA 聚合酶(5Uμl -1) 0.5μl

MgCl2(25 mmolL -1) 3μl

引物(5μ molL -1) 各1μl

模板(细菌DNA) 1μl

dNTPs(2.5 mmolL -1) 8μl

无菌水 30.5μl

3)PCR扩增条件

94℃预变性5min,进入热循环,94℃变性30s,55℃退火30s,72℃延伸90s,30个循环,72℃5min。

2.3.3 TA克隆和蓝白斑筛选

1)选取TAKARA公司的pMD19-T载体,16℃链接2小时。

酶连体系:

载体 0.5μl

PCR产物 4.5μl

SolutionI 5μl

2)从-70℃冰箱中取出感受态细胞DH5α,放在冰水混合物中融化。

3)将链接产物全量加入感受态细胞中,冰浴30min。

4)42℃热击90s,放置冰水混合物中2min。

5)加入890μl SOC培养基 37℃、220rmin-1,复苏1小时。

6)吸取100μl涂布在含有X-gal和Amp的LB平板上,37℃培养18h。

7)挑取白斑,放入LB试管中37℃、220rmin-1,18h。

2.3.4 菌液PCR

方法和上述PCR一样,电泳检测后选取有片段的试管进行测序

2.4菌株的形态学特征

2.4.1菌落形态:

将菌株L-4划线接种到LB平板上,30℃培养24h,观察其平板上的菌落大小、形状、表面、边缘、隆起形状、透明度、湿润或干燥、光滑或粗糙、菌落及培养基的颜色等。

2.4.2个体形态:

革兰氏染色:挑取18~24h菌株纯培养物于载玻片上的无菌水中,干燥后火焰固定,滴加适量结晶紫染色lmin,水洗,滴加卢哥氏碘液媒染lmin,水洗,95%乙醇脱色30s,立即水洗,番红复染5min,水洗,晾干,镜检,同时以金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌为对照,油镜下观察。

2.5 生长曲线测定

1)从平板上挑取单菌落置于LB培养基中培养18h。

2) 吸取100μl菌液分别加入到17个含10ml LB培养基的50ml的三角瓶中,30℃、200rmin-1培养。

3)从0开始每隔2小时取一次样,共32小时。

4)测定菌液OD600

2.6 初始pH对生长的影响

1)从平板上挑取单菌落置于LB培养基中培养18h。

2) 吸取100μl菌液分别加入到pH4,pH5,pH6,pH7,pH8,pH9,pH10的 LB培养基中,30℃、200rmin-1培养。

3)30h后测定菌液OD600

2.7初始盐浓度对生长的影响

1)从平板上挑取单菌落置于LB培养基中培养18h。

2) 吸取100μl菌液分别加入到Nacl浓度为0,0.5g/L,1g/L,2g/L,3g/L,5g/L,10g/L的LB培养基中,30℃、200rmin-1培养。

3)30h后测定菌液OD600

2.8温度对生长的影响

1)从平板上挑取单菌落置于LB培养基中培养18h。

2) 吸取100μl菌液分别加入到温度为20℃,25℃,28℃,30℃,37℃,40℃的LB培养基中,30℃、200rmin-1培养。

3)30h后测定菌液OD600

2.9碳源的利用

1)从平板上挑取单菌落置于LB培养基中培养18h。

2) 吸取100μl菌液分别加入到碳源为乳糖,可溶性淀粉,葡萄糖,蔗糖,麦芽糖,甘露醇,甘油的培养基中,30℃、200rmin-1培养。

3)30h后测定菌液OD600

2.10氮源的利用

1)从平板上挑取单菌落置于LB培养基中培养18h。

2) 吸取100μl菌液分别加入到氮源为(NH4)2SO4,KNO3,尿素,蛋白胨的培养基中,30℃、200rmin-1培养。

3)30h后测定菌液OD600

2.11 C/N比对生长的影响

1)从平板上挑取单菌落置于LB培养基中培养18h。

2) 吸取100μl菌液分别加入到C/N为1/1,1/2,1/5,1/10,1/15的培养基中,30℃、200rmin-1培养。

3)30h后测定菌液OD600

4.可行性分析

本试验采用土壤分菌,实验技术成熟,实验室相应的设备基本都具备所以可行性较高,从设计的各角度看也是切实可行的。

2.7初始盐浓度对生长的影响

1)从平板上挑取单菌落置于LB培养基中培养18h。

2) 吸取100μl菌液分别加入到Nacl浓度为0,0.5g/L,1g/L,2g/L,3g/L,5g/L,10g/L的LB培养基中,30℃、200rmin-1培养。

3)30h后测定菌液OD600

2.8温度对生长的影响

1)从平板上挑取单菌落置于LB培养基中培养18h。

2) 吸取100μl菌液分别加入到温度为20℃,25℃,28℃,30℃,37℃,40℃的LB培养基中,30℃、200rmin-1培养。

3)30h后测定菌液OD600

2.9碳源的利用

1)从平板上挑取单菌落置于LB培养基中培养18h。

2) 吸取100μl菌液分别加入到碳源为乳糖,可溶性淀粉,葡萄糖,蔗糖,麦芽糖,甘露醇,甘油的培养基中,30℃、200rmin-1培养。

3)30h后测定菌液OD600

2.10氮源的利用

1)从平板上挑取单菌落置于LB培养基中培养18h。

2) 吸取100μl菌液分别加入到氮源为(NH4)2SO4,KNO3,尿素,蛋白胨的培养基中,30℃、200rmin-1培养。

3)30h后测定菌液OD600

2.11 C/N比对生长的影响

1)从平板上挑取单菌落置于LB培养基中培养18h。

2) 吸取100μl菌液分别加入到C/N为1/1,1/2,1/5,1/10,1/15的培养基中,30℃、200rmin-1培养。

3)30h后测定菌液OD600

4.可行性分析

本试验采用土壤分菌,实验技术成熟,实验室相应的设备基本都具备所以可行性较高,从设计的各角度看也是切实可行的。

4. 研究创新点

特色和创新琼脂降解菌的分离一般采用的是从海洋中或是琼脂加工厂废水中分离,而本试验采用了从土壤中分离琼脂降解菌,并以琼脂作为唯一碳源对菌株培养,探究菌株的各项生长生理指标。

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展 2013.11-2013.12 查阅文献并作号相关实验准备 2014.1-2014.2 分离纯化得到有琼脂降解能力的菌株 2014.3-2014.4 做菌株的16srRNA鉴定,生长生理特性等研究 2014.5-2014.6 对实验数据进行处理和分析,撰写毕业论文

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