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海洋是地球上重要的生态系统,地球表面71%的面积被海洋覆盖,同时海洋中蕴藏着大量的微生物资源。南极海域独特的自然环境,如低温、高辐射、寡营养和高盐度等,决定了生活在其中的微生物在物种、基因和生理等方面具有新颖性和多样性。但目前南极地区仍有许多微生物资源没有被开发和利用,具有极大的研究前景。在地球上,寒冷环境占据了主导地位。尤其在极地地区,许多细菌依靠自身的耐冷机制来适应寒冷环境,这些细菌对于维护生态系统的平衡具有重要作用。本文以本实验室分离自南极潮间带沉积物的一株细菌为研究对象,对其进行了多相分类学研究进而确定了其进化分类地位,并且对其耐冷机制进行了探究,取得了如下结果:1。南极海洋细菌Poseidonibactr antarcticus SM 1702T的多相分类研究菌株SM1702T为本实验室分离自南极企鹅岛潮间带沉积物样品中的疑似新种的菌株。菌株SM1702TT是一株异养且好氧的革兰氏阴性菌,球状,有鞭毛。菌株SM1702T为严格好氧菌。菌株SM1702T的生长温度范围在0-30℃之间,其最适生长温度为25℃;菌株SM1702T生长的NaCl的浓度范围是0.5-5%(w/v),最适盐浓度为2%;菌株SM1702T生长的pH范围为5.5-8.0,最适生长pH为7.5。菌株 SM1702T 的主要脂肪酸成分(含量>5%)为 summed feature3(C16:1ω7c and/or C16:1ω6c)、summed feature 8(C18:1ω7c and/or C18:1ω6c)、C16:0 和 summed feature 2(C14:0 3-OH and/or iso-C16:1I)。该菌株的主要极性脂包括磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)及磷磷脂酰甘油(phosphatidylglycerol,PG)。菌株SM1702T的细胞基因组DNA G+C含量为27.1%。菌株 SM1702T与Poseidonibacter 属的唯一种Poseidonibacter lekithochrous的模式菌株LFT 1.7T的16S rDNA序列相似性为95.6%;系统发育研究表明菌株SM1702T在Poseidonibacter 属内与Poseidonibacterlekithochrous成簇,且形成独立分枝。基于以上对菌株SM1702T分子遗传学特征、化学分类特征和表型生理生化特征的研究,菌株SM1702T代表Poseidonibacter属内的一个新种,命名为Poseidonibacter antarcticus。菌株SM1702T 为该种的模式菌株,即 Poseidonibacter antarcticus SM1 702T(=CCTCC AB 2019008T=MCCC 1K03471 T=KCTC 62796T)。2.南极海洋细菌Poseidotnibacter anar cticusSM1702T的耐冷机制研究为了研究南极海洋细菌Poseidonibacter antarcticus SM1 702T的耐冷机制,对不同温度下生长的菌株SM1702T的转录组和蛋白组进行了测序分析。结果显示,低温下菌株SM1702T上调表达的蛋白主要与细胞膜上的物质转运途径相关,说明细胞膜上各种蛋白功能的维持是菌株耐冷的关键。细菌通过增加转运蛋白的数量,来抵抗低温对细胞物质运输能力的损伤,进而提高对物质运输和获取的能力,保证自身生长的物质需要。进一步对菌株SM1702T在不同温度下的生理生化特性进行了研究。代时测定结果显示其0℃下的代时是25℃下代时的12.2倍。对胞内关键酶的酶活进行了测定,结果显示从25℃到0℃,异柠檬酸脱氢酶的酶活力降低1.6倍,磷酸甘油酸激酶的酶活力降低1.4倍。低温下酶活的降低程度远小于生长速率的降低程度,这说明低温下,酶反应速率降低并不是限制细菌生长的主要因素。通过检测不同温度下菌株SM1702T的脂肪酸组分,发现低温下有利于增加细胞膜流动性的单不饱和脂肪酸、支链脂肪酸和短链脂肪酸的含量升高。说明菌株SM1702T可以通过改变细胞膜脂肪酸组分来维持细胞膜流动性。综上所述,研究结果表明膜蛋白功能的维持是菌株SM1702T耐冷的关键,该菌株能够通过改变膜脂的脂肪酸组成和增加转运蛋白的数量来维持低温下营养物质的正常运输。