热带太平洋深海可培养细菌多样性与新种Oceanicola eastpnp sp.nov.的鉴定

来源 :国家海洋局第三海洋研究所 | 被引量 : 9次 | 上传用户:pgzwoaini1
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海洋细菌作为自然界生态系统的重要一员,在地球物质循环、能量转换、环境与健康方面发挥着重要作用;海洋细菌多样性的研究是环境科学、生态学和环境工程研究领域的重点;特别是针对大多数未知种群的研究可探知蕴藏其中无法估量的资源,同时由于海洋细菌群落对环境状态的变化以及环境污染会作出迅速反应,因此也可用于监控环境变化,成为环境变化的标记;另外,海洋细菌也是新的特殊生物活性物质的重要来源。本课题承担“中国大洋协会”的“十五”第二期项目“深海微生物资源及其工业化应用研究”(DY105-04-02-06)、中国大洋协会项目“深部生物圈的群落结构及其在碳循环的作用”(G2000078504)和科技部“973”项目“地球圈层相互作用的深海过程和深海记录”的第四课题“深海生物圈在物质循环中的作用”(DY105-02-03)的子课题的海洋细菌菌种资源方面的工作。通过中国大洋协会的“大洋一号”和广州地质调查局的“海洋四号”科学调查船,共从热带太平洋的“西太暖池区”、“东太多金属结核区”和“东太硫化物区”11站位采集55个样品,从中共分离海洋细菌210株,通过16S rRNA基因序列分析方法对菌株进行鉴定,利用Biolog鉴定系统对海洋细菌碳源利用特征进行分析,利用Biodiversity Pro分析软件对西太平洋暖池区和东太平洋结核区底质分离的海洋细菌物种多样性进行了研究,并对抗铬菌和利用生物杀灭剂的细菌进行了筛选;对ARDRA在细菌多样性分析中的应用进行了初步研究;在分离细菌的基础上,对一株海洋细菌进行了系统的鉴定。结果表明:所获得210株海洋细菌鉴定为29属57种;海水样品共分离82株细菌,鉴定为16属27种,其中G~+细菌有7属11种36株,占分离菌株总数的43.9%,G~-细菌有11属16种46株,占分离菌株总数的56.1%;底质样品分离细菌128株,鉴定为23属43种,其中G+细菌有15属24种78株,占分离菌株总数的60.9%,G~-细菌有15属24种50株,占分离菌株总数的39.1%;统计表明革兰氏阴性细菌在海水样品中较丰富,而革兰氏阳性细菌在底质沉积物中占优势。另外,盐单胞菌属(Halomonas)在所有样品都有分离到,共得到11种。对23株海洋细菌进行Biolog碳源利用试验,结果显示副凝聚短状杆菌是G~+细菌中对95种碳源利用最多的菌种,可利用其中的51种碳原,在G~-细菌中,能利用最多的是细菌为盐单胞菌,有53种碳源可被利用;最容易被细菌利用的碳原为α-D-葡萄糖,能利用细菌占所有菌株95.7%,其次为D-果糖,占73.9%。通过系统发育分析发现所获得的菌株主要来自变形菌门(Proteobacteria)的γ亚群,其次来自于放线菌门(Acfinobacteria),厚壁菌门(Fimaicutes)等类群,只有4株属于变形菌门(Proteobacteria)的α亚群。利用生物统计学方法对太平洋各区群落结构物种数目进行了计算,衡量了各区群落规模和物种多样性指数,结果表明在太平洋暖池区和东太平洋结核区东西区底质样品中,西太平洋暖池区多样性程度最高,各区之间都存在差异,推测不同海区的地理特征和水深及沉积物深度是引起这种差异的主要原因。通过菌株活性检测,筛选到具有抗铬活性的菌株18株;对甲醛、乙醇、戊二醛三种生物杀灭剂的利用细菌进行了筛选,分别筛选到8株、18株和9株。对一株革兰氏阴性细菌,短杆状菌株B-3030进行了鉴定。此菌株分离自东太平洋结核区站位ES0304 1500m海水中。菌株的生长温度范围为10-40℃,最适生长温度是25℃。在pH为5.5-9.5范围下可以生长,最适生长pH为7.5-8.0.生长需要NaCl,能够在1-10%的NaCl浓度下生长,NaCl浓度为3-4%时生长得最好。主要的脂肪酸是:C18∶1ω7c(87.79%)C16∶0(6.63%)C18∶1 methyl(2.18%)C18∶0(2.18%)。G+C mol%是64.9%。基于16S rRNA序列发育分析表明B-3030属于Oceanicola属。与目前已鉴定到种的最近缘的菌株是Oceanicola batsensis(96.3%)。菌株B-3030与Oceanicola属其他菌种在基因型、表型和系统发育分析上明显不同。表明B-3030是属于Oceanicola属的一个新种,命名为Oceanicolaeastpnp sp.nov.,并以B-3030作为模式菌。以东太平洋海洋微生物群落为研究对象,选取48株进行培养,然后进行16SrDNA基因扩增,并用限制性内切酶RsaⅠ和MspⅠ对PCR产物进行ARDRA(Applicability of combined amplified ribosomal DNA analysis)多态性分析,共得到10种不同的操作分类单元(Operational Taxonomic Unit,OTU)。其中OTU4和OTU10所包含的菌株分别占总分离物的35.4%和18.8%,为优势分离菌;并对其进行序列测定。结果显示:应用ARDRA来初步筛选菌株是可行的;16S rRNA序列分析反映出细菌整个基因组结构的差异;说明东太平洋海域的海水具有明显的微生物种群多样性特征。
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