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摘 要

Abstract 2

1 前言 3

1.1 偶氮染料 3

1.2 测序技术的发展 3

1.2.1 第一代测序技术 3

1.2.2 第二代测序技术 3

1.2.3 第三代测序技术 4

1.2.4 第四代 DNA 测序技术 4

2 材料与方法 4

2.1 供试菌株 4

2.2 试剂与培养基 4

2.3 仪器设备 4

2.4 菌株的活化和培养 5

2.5 菌株基因组DNA的提取 5

2.6 琼脂糖凝胶电泳 5

2.6.1 琼脂糖凝胶的制备 5

2.6.2 跑胶 5

2.7 基因组测序 5

2.7.1 样品寄送与检测 5

2.7.2 菌株基因组测序 6

2.8 生物信息分析 6

3 结果与分析 7

3.1 菌株基因组DNA电泳检测结果 7

3.2 样品检测结果 7

3.3 菌种鉴定结果 8

3.3 原始测序数据质控 8

3.4 测序数据统计 8

3.5 基因组组装 9

3.6 基因预测及功能注释 9

3.7 基因组圈图 10

结 论 12

致 谢 13

参考文献 14

附 录 16

摘要：偶氮染料在纺织品、皮革制品、塑料及木制品的染色中被大量使用，但含偶氮染料废水处理困难。AO7-2是一株高效的偶氮染料金橙Ⅱ脱色菌株。本文提取了该菌株的基因组DNA并构建了高通量测序文库，运用Illumina Hiseq 测序和单分子PacBio测序方法进行全基因组测序，采用SOAP denovo等软件对测序数据进行组装和生物信息学分析，获得了菌株全基因组序列。全基因组序列分析显示菌株基因组为一条大小为3885589bp，G C含量为64.145%的染色质，以及两个大小分别为67859bp和38127bp，GC含量分别为57.7%和60.948%的两个质粒。菌株基因组中共编码3458个基因，基因平均大小为936bp。

关键词：降解菌，金橙Ⅱ，偶氮染料，基因组测序

Abstract：Azo dyes are used in a large amount in the dyeing of textiles, leather products, plastics and wood products, but it is difficult to treat wastewater containing azo dyes. AO7-2 is a highly efficient azo dye decolorizing strain of Gold Orange II. The genomic DNA of the strain was extracted and a high-throughput sequencing library was constructed. Whole genome sequencing was performed using Illumina Hiseq sequencing and single-molecule PacBio sequencing methods. The sequencing data was assembled and bioinformatics analysis was performed using SOAP denovo software. Strain whole genome sequence. Whole genome sequence analysis showed that the strain genome was a chromatin with a size of 3885589 bp, a G C content of 64.145%, and two plasmids with a size of 67859 bp and 38127 bp and a GC content of 57.789% and 60.948%, respectively. A total of 3458 genes were encoded in the strain genome, and the average gene size was 936 bp.

Keywords：Degrading bacteria, Gold Orange II, Azo dyes, Genomic sequencing

1 前言

1.1 偶氮染料

金橙II别称有橙黄II、酸性橙II，主要用于羊毛染色和直接印花等。溶于有机溶剂，分子量350.33，属于偶氮染料。

偶氮染料属于芳香类化合物，分子中含一个或许多个-N=N-的，分子结构中形成一个大π键，这个系统可以吸收可见光，所以可以作发色染料。偶氮染料含有1-3个“-N=N-”键并与连接至笨或奈基，后面又连有-Cl、-NH₂-、-CH₃、-SO₃、-OH及-NO₂等基团。

废水中含有许多偶氮染料，排放后，造成视觉污染效果，使水体氧气传输、光的透过性下降，水中生物的成长有危害性，偶氮染料具有高化学稳定性和光学稳定性的优点，造成必要持久的污染。这就会带来生态毒性危害，而且生物累积的作用通过生物放大人类自己会自食其果。据报道，纺织工业中的废水比其他领域的废水具有更高的致畸性^[1]，这种污染水导致致畸是由染料形成的^[2,3]。

染料很少具有急性毒性，所以人类致死概率非常低，但是急性过敏反应常常发生于分散染料^[4]。纯的偶氮染料的致突变、致癌的可能性很低^[5]。但还原类的偶氮染料会产生一些芳香胺，它们可以导致癌变和突变。下消化道厌氧细菌导致哺乳动物偶氮染料的代谢活性。1975年与1982年，IARC发布可疑偶氮染料的类型，主要有联苯胺类、氨基取代与脂溶性偶氮染料，一些磺酸类的偶氮染料也在其中^[5]。

1.2 测序技术的发展

1.2.1 第一代测序技术

Sciences与Nature在2001年发表了用不同策略对人的基因组序列测定。“BAC by BAC”测序先构建细菌人工染色体等大片段文库，再构建物理图谱，最后用传统的Sanger测序法测序，进行序列组装和共线性分析，序列校正^[6]。该方法经费、时间成本高，一般机构无法承担。这样的测序技术被称为本质仍为Sanger测序，为第一代测序技术。第一代测序技术使我们能够确定许多生物体的基因组序列，例如拟南芥和果蝇。但它成本高昂，不能彻底排除Gap。为降低测序成本，鸟枪法诞生^[7]。将DNA碎片化程度提高并测序，基因组序列重新拼装^[8]。但是，基因组非常复杂，并且具有许多重复序列^[9]。

1.2.2 第二代测序技术

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