热带太平洋深海微生物的生理生态特征

热带太平洋深海微生物的生理生态特征

骆祝华[1]2005年在《热带太平洋深海硫酸盐还原菌与酵母菌的多样性与生理生态特征研究》文中研究指明深海这一极端的生态环境中蕴涵着丰富的微生物资源,硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing Bacteria,SRB)与酵母菌是其中的两类很重要的深海微生物。SRB是深海环境中碳、硫循环的主要驱动者,是深海生态系统的重要组成部分。研究深海沉积物中SRB的多样性,分析其与栖息环境间的关系,可为深入研究深海碳、硫循环特征,探讨其对全球变化的影响提供有益信息。而酵母菌是一类重要的深海微生物资源,迄今有关深海酵母菌的研究还极为少见。研究深海酵母菌多样性、种群分布与生理生态特征,对于深海酵母资源的工业开发与应用具有重要意义。 本文通过分子生物学方法对西太平洋“暖池区”两个站位[WP01-3(142°30′14″E,8°31′20″N),WP01-4(142°59′51″E,8°53′08″N)]深度超过2m的深层沉积物中SRB的多样性、群落结构特征及其与环境之间的关系进行研究。结果表明,两个站位中SRB的优势种均属于革兰氏阳性产芽孢的属,Desulfotomaculum,而通常被报道在其它海区深海底质中占有优势的另一类群SRB,革兰氏阴性δ-紫细菌亚群,在本研究中所占比例极小。因此,可以推测在这个暖池区的深海底质中存在着一个独特的化学环境。对两个站位的Desulfotomaculum属的16S rDNA序列进行比较,结果显示尽管来自WP01-3站位的序列的多样性较WP01-4站位高,但两个站位的序列显示了高度的同源性,并且在这个属中形成了一个从未报道过的新的系统发育分支,推测两个站位的Desulfotomaculum属SRB属于新种。尽管WP01-3站位的底质未能富集到SRB,但是WP01-4站位的富集结果进一步确认的Desulfotomaculum属的优势地位。但是,依靠富集获得的和原位PCR扩增获得的Desulfotomaculum属16S rDNA序列分属两个不同的系统发育分支,这种不同显示了培养对微生物的选择性。除了SRB外,包括硫氧化细菌(Sulfur-oxidizing Bacteria,SOB)和酸杆菌属(Acidobacterium)在内的其它的一些细菌种群在样品中也有检测到。SOB的存在暗示着在“暖池”区这两个站位的深层沉积物中存在着由SRB和SOB协同驱动的一个完整的硫循环过程。而酸杆菌属的存在则与SRB参与的异化硫酸盐还原作用所产生的副产物H_2S有关。

裴耀文[2]2004年在《热带太平洋深海微生物的生理生态特征》文中研究说明本文研究的175份样品,分别于2001年5月到2003年11月期间,经由中国大洋协会环境项目和科技部“973”项目的“DY105-11”、“DY105-13”和“DY105-12,14”3个航次与中-法合作项目WEPAMA航次,采自于热带太平洋西部(“暖池”区)、中部和东部(多金属结核区)水深1193米至5660米的洋区。一方面,采用荧光显微镜直接计数的方法测定了大洋水体及沉积物的细菌数量;利用高精度的电位滴定仪,通过Winkle法,测定微生物的生态呼吸率。另一方面,分离、培养微生物菌株,使用酶标仪检测它们对环境因子(温度、盐度、pH值)的适应情况,并进行了统计分析;采用Biolog微生物鉴定系统,进行了菌种鉴定和它们对95种碳源的利用能力分析。同时,还开展了深海微生物抗铬作用的初步应用研究。通过上述技术路线,研究大洋特别是深海微生物的生理生态特征,探讨其对深海环境物质循环的作用,为研究西太平洋“暖池”区对全球变化的影响和洋底多金属结核开采活动可能产生的环境效应,提供微生物学参数,同时为开发利用深海微生物资源,打下初步基础。 试验结果显示,调查海区水体细菌数量(单位:cells/cm~3)处于2.19×10~3-1.21×10~6之间,沉积物细菌数量则在3.64×10~5-2.17×10~8的范围内,上覆水中的细菌数量(3.54×10~4-1.52×10~5)相对于底层水有明显升高趋势,它们的几何平均值分别为3.20×10~4、6.13×10~6和6.94×10~4。表层200m水柱的细菌生物量(单位:mg/m~2)为232,底层200m则为29.2,二者相差近8倍。沉积物表层1cm的细菌生物量几何平均值5.98,0-18cm为25.2。大洋水柱中细菌数量最高值出现在200米以内的真光层中,沉积物的各层次中则表现为表层的丰度最高,反映了大气-海水和海水-沉积物界面丰富的物质交换作用。水平方向上,比较了西太、中太和东太叁个区域的细菌生物量分布,西太平洋暖池区表现出海水水柱和沉积物表层的最大值。 对热带太平洋水体微生物的生态呼吸率[单位:μgO.(dm~(3.)d)~(-1)]测定结果显示:3000m水层为18.45,底层200m水柱10.59,上覆水的平均值为40.74;进而计算出微生物对有机碳的矿物化速率[单位:μgC.(dm~(-3.)d)~(-1)]分别为:3000m水层5.314,底层200m水柱3.050,上覆水11.73,与相应生物量相比,上覆水摘要的微生物呈现了相当高的矿物化速率。 对31株可培养微生物在不同环境条件下进行的生长特性研究表明,严格意义上的狭适性微生物数量约占总数的1/3,而微生物具有较宽生态幅(eeologicalamplitude)的广适性(eurytr叩i。)微生物占有很高比例,这与采样、保存、培养等操作过程引起的微生物各种生存环境的变化有关。而另一方面,耐冷菌 (psyehrotrophs)有25株(可在4oC生长),30株菌株偏向于有盐条件生长,11株中度嗜盐(可在盐度100或以上生长),抗碱菌(alkalitolerant)有23株(可在pH值10.2生长),这些情况又与海洋中的天然环境低温、含盐、偏碱相一致。 在21株阳性菌、8株阴性菌和2株酵母菌中,Biolog共鉴定得出12个鉴定结果,包括各不相同的8个种的阳性菌、2个种的阴性菌和2个种的酵母菌,沉积物中发现的革兰氏阳性菌分别属于红球菌属(Rh口dococcus),葡萄球菌属 (及即妙loeoceus),棒杆菌属(CO恻ebacrersum),短杆菌属(刀理vibacterium)。得出了微生物对95种碳源底物的利用能力数据,不同菌株可利用碳源的数目从3种到46种不等,但利用比例都小于50%;另一方面,发现有8种碳源(如D-果糖、醋酸、唬拍酸甲醋、丙叁醇等)可被一半以上的菌株所利用。基于测试菌株的碳源利用数据,进行了数据库自建及群落系统分析,以线性树图或立体群落图表的形式显示了菌株之间的关系。 在太平洋5291米深海沉积物分离到一株抗Cr(VI)细菌Yl,它能够在含有200mg/LCr(VI)的PYG海水培养基中有氧生长,并能够在较高的细胞浓度(大于3.0 x 109 eells/em,)下还原六价铬。该菌株在20oC、pH7、盐度34时可达到菌体的最大生长量。Cr(VI)还原的最佳条件并不完全与最佳生长条件相符,氧气促进了菌体生长却抑制Cr(VI)的还原。采用PCR扩增获得的该菌165 rRNA片段,核昔酸序列分析结果表明,其165 rRNA的核昔酸序列与只沙动厂口bacterPacjfz’censjs的同源性可高达98.935%。

孙佳[3]2008年在《大西洋、太平洋和印度洋微生物数量、生物量、多样性及其生态特征》文中研究表明海洋是全球生物支持系统的重要组成部分,可持续发展与海洋资源和环境可持续利用问题在海洋界逐步引起重视。海洋微生物是海洋生态系统一个重要组成部分,它们在海洋生态系统的物质循环、能量流动、元素转化、生态平衡及环境净化等方面起着举足轻重的作用。同时,海洋又是一个巨大而丰富的生物资源库,深入开展对海洋微生物多样性的研究,无论从基础理论或从应用前景考虑,都具有重要的意义。本论文基于“大洋1号”DY115-18、DY115-19航次的调查,从大西洋海隆区(11.7°W、21.2°S;24.6°-45.1°W、0.2°-14.8°N)、印度洋(59.0°-75.9°E、12.9°-37.9°S)、太平洋劳盆地(19.7°-22.5°S、175.9°-176.7°W)及结壳区(19.7°-22.5°N、155.5°-160.5°E)33个站位共采集得水样323份、沉积物样15份。采用荧光显微镜直接计数技术,测定了大洋水体和底质的细菌数量、体积和生物量,并探讨了大洋微生物的垂直分布和水平分布特征。同时,基于中国大洋协会“大洋1号”和广州地质局“海洋4号”调查船,于2001年5月-2003年11月间,对太平洋暖池区(8.4°-9.0°N、125.0°-148.7°E)、多金属结核区(8.6°N、177.7°W;7.6°-10.6°N、145.3°-154.1°W)以及热液硫化物区(11.8°-12.8°N、103.6°-104.6°W)进行了3个航次调查采样,取得27站位的228水样和136份沉积物样品。采用选择性分离培养法筛得霉菌302株,文章通过霉菌形态观察、核糖体基因ITS序列分析、糖源利用聚类分析和特殊活性测定相结合的方法,对霉菌进行了鉴定,而后对太平洋不同海区可培养霉菌的多样性进行了比较。研究显示,印度洋B区、C区及H区水体的细菌数量最高,为4.839-131.729ⅹ107cells/L,平均细菌数量为20.285ⅹ107cells/L;太平洋劳盆地与结壳区水体水体细菌的数量范围分别为4.110-144.197ⅹ107cells/L、1.341-128.573ⅹ107cells/L,水体平均细菌数量为15.937ⅹ107cells/L、10.294ⅹ107cells/L;结壳区沉积物的细菌数量为0.212-13.174ⅹ107cells/cm3;印度洋IR海区及大西洋海隆区的细菌数量最低,分别为0.608-57.380ⅹ107cells/L、0.601-97.613ⅹ107cells/L。计算结果表明,大洋水体及沉积物细菌的生物量与细菌数量密切相关,两者分布的特征相同。对所有海区的细菌生物量分析得出,上层水体的细菌生物量呈两种分布特点:1、细菌生物量表层最高,随深度的增加而逐减少,呈单一下降趋势;2、细菌生物量最高出现在表层以下的真光层,细菌生物量先升高,而后逐渐下降。细菌生物量一般在50m-200m内降为最高值的一半。在真光层以下,细菌生物量减少的速度降低;在底层的水体中,细菌生物量都呈不同程度的回升,一般上覆水细菌生物量回升到该海区最高生物量的10%左右。沉积物中细菌生物量变化趋势单一,越深层次中细菌的生物量越低。在水平分布上,印度洋B区、C区及H区的细菌数量及生物量最高,太平洋上劳盆地及结壳区次之,同位于印度洋的IR海区和大西洋最低。细菌的水平分布特征与采样时间有很大关系:春、秋两个季节大洋水体的细菌数量及生物量都明显高于夏、冬两季;这可能与当地的季风及水团盛行有关。对太平洋结壳区水体及沉积物的细菌平板(2216E培养基)计数结果表明:该区水体细菌可培养活菌比例为0.002-2.340%,平均值为0.181%;高于沉积物中细菌可培养活菌比例的0.002-0.031%。热带太平洋可培养霉菌的综合鉴定结果表明:302霉菌包含21属,63(亚/变)种,143株型,其中22株型具有抗铬、抗肿瘤活性。热带太平洋可培养霉菌主要有:青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergillus)、枝孢霉属(Cladosporium)、链铬霉属(Alternaria)、明枝霉属(Hyalodendron)、短梗霉属(Aureobasidium)、拟青霉属(Paecilomyces)等;优势菌为青霉,含10种46株型。多金属结核区分离到1种子囊菌和10属半知菌,其亚优势菌为曲霉,占该区霉菌13.6%,但该区沉积物亚优势菌为枝孢霉。暖池区沉积物包含霉菌13属,其优势群落组成与结核区沉积物相似。对结核东区、结核西区及暖池区的群落结构聚类分析表明:结核东区生物多样性(Shannon Index)远高于西区及暖池区;群落相似性数据表明,在生物群落指示作用上,结核东区与结核全区相似性(78.7%)高,说明东区比西区在结核区的群落结构上更有代表性;群落结构相似性分析也表明了结核区与暖池区群落具有较高相似性(69.5%)。

骆祝华, 裴耀文, 黄翔玲, 叶德赞[4]2006年在《热带太平洋深海微生物的若干生理生态特征》文中提出从2001年春、秋季于热带太平洋区采集到的深海样品中共分离到110株微生物,从中挑取31株进行形态特征和对环境理化因子适应特征的研究,同时利用Biolog微生物自动鉴定系统进行菌种鉴定和碳源代谢分析.结果表明:31株微生物中2株为酵母,21株为革兰氏阳性细菌,8株为革兰氏阴性细菌,来自底质的细菌菌株阳性菌占优势,而海水、蓝藻中阴性菌居多;温度、盐度、pH适应性试验表明,严格意义上的狭适性微生物不到总数的1/3,而具有较宽生态幅的广适性微生物占有相当大的比例.另一方面,耐冷菌、中度嗜盐菌和抗碱菌在这些微生物中的比例很高,同时,来自蓝藻的菌株大多数在4℃下不生长,而来自上覆水和底质的菌株可在4℃生长,这些都体现了微生物对生存环境的响应.31株微生物经Biolog鉴定12株得出鉴定结果.15株革兰氏阳性细菌对95种碳源的利用能力分析表明,不同菌株可利用碳源的数目从3种到46种不等,差异很大,体现了深海微生物营养类型的极大多样性;同时,发现有8种碳源可被一半以上的受试菌株所利用,这些碳源均是微生物各类代谢途径中的重要中间代谢物.

王祥敏[5]2006年在《热带太平洋深海微生物抗菌、抗肿瘤活性初步研究》文中认为海洋生态环境十分独特,使海洋微生物产生了与陆地微生物不同的代谢系统和防御体系,特别是从海洋微生物中提取的生物活性物质常常具有新颖的化学结构和特异的生理功能,在抗菌、抗病毒、抗肿瘤等方面具有独特效应,已成为开发新药、特药的主要研究方向之一。目前国际上海洋微生物资源的开发研究都主要集中在近海。由于采样条件和培养条件的限制,远海和深海微生物研究的比较少。本文从热带太平洋西部“暖池”区、中部和东部“多金属结核区”以及东太热液区深海区采集了海底底质样、水样和部分生物样,分离深海微生物,筛选具有抗菌和抗肿瘤活性的菌株,并对活性微生物菌株的生理生化特性,活性微生物菌株的分子鉴定等进行了初步的研究,为进一步研制具有抗感染和抗肿瘤活性深海微生物药物提供一些基本参数和活性菌株。从热带太平洋的生物、海水、沉积物样品中分离到细菌、酵母和霉菌共475株。选择8个指示菌并采用圆形纸片法对分离菌株的发酵液进行抗菌和抗肿瘤活性筛选,获得20个具有抗菌和/或抗肿瘤活性的微生物菌株。细菌、酵母和霉菌活性菌株的筛选得率都比较低,分别为5.4%、2.2%和3.4%。同时采用分子生物学方法鉴定了活性菌株,除4株未有结果外,其余菌株分归为9个属,其中芽孢杆菌属7株、占活性菌株的35%,盐单胞菌属2株、占10%,其它菌属各1株、占5%。抑菌谱分析表明,大多数活性菌株对革兰氏阳性细菌具有抑制作用,而来源于鱼体的菌株具有广谱性,对细菌、真菌均有拮抗作用,另外还发现一株酵母(Rhodosporidium toruloides)可抑制金黄色葡萄球菌。作者提出“活性指示(Activity Index)”参数,对活性菌株的抗菌谱和活性强度进行综合评估,也表明源于鱼体的菌株的活性指示值较高。这4株芽孢杆菌尤其是DY-Y-11A1A菌株,具有潜在的后续开发价值。对具有广谱抗菌且具有抗肿瘤活性的DY-Y-11A1A菌株进行了初步研究,考察了盐份、培养基种类、发酵时间,这叁因子对此海洋细菌生长和活性物质产生的影响,结果表明活性物质产生的最佳条件是:盐份为20,培养基为M2培养基,发酵时间为3天。理化因子研究表明,DY-Y-11A1A菌株产生的活性物质对PH、温度以及蛋白酶K具有很强的耐受性。并采用BIOLOG微生物鉴定系统得到该菌

李明[6]2007年在《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》文中指出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、戊二醛叁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。

张伟[7]2010年在《热带西太平洋深海沉积物微生物多样性及群落结构特征研究》文中研究表明为研究热带西太平洋深海沉积物中微生物的多样性和群落结构特征,我们以PCR技术为基础分别构建了8个不同层位的细菌和古菌16S rRNA基因克隆文库。通过PCR扩增、基因测序、序列大于或等于97%相似度分析及在线杂合子检验,共得到691个细菌有效克隆,261种RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism)带型和181个OTUs(Operational Taxonomic Units);通过对古菌的研究最终获得719个古菌有效克隆,199种RFLP带型和104个OTUs。系统发育分析的结果表明,该研究中的细菌和古菌序列同来源于各种海洋环境的序列具有很好的同源性。细菌分为15个不同的类群,主要以绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)为主,其中变形菌门又包括α-、γ-和δ-变形菌纲叁个纲。古菌序列均从属于古菌的两个大的分支:Crenarchaeota泉古生菌(76%)和Euryarchaeota广古生菌(24%)。Deep-sea Archaeal Group (DSAG)和Miscellaneous Crenarchaeotic Group(MCG)是研究区域古菌的优势类群。香农威纳指数(H)、辛普森指数(1/D)、均匀度(J)及SChao 1、SACE等多样性指标表明,细菌克隆文库的3051bac4和3051bac8层位多样性最高,而古菌的TWP1层位具有较高的多样性;并且微生物的多样性随着深度的增加呈现一定的梯度变化,这种差异可能受热带西太平洋边界流以及频繁的火山、地震活动的影响。通过系统发育分析和与其他地区的对比发现,热带西太平洋深海沉积物中的微生物类群无论在多样性、还是群落结构与组成上都与秘鲁边缘海1227位点处的微生物类群有很大的相似性,这两个区域虽然横跨东、西太平洋,但在相似的环境条件下也可能形成较为相近的微生物群落。另外,通过研究我们还发现,古菌DSAG和MCG可能是非水合物区某些层位处的优势类群,似乎比以前我们所想象的具有更广泛的生理适应性,它们的空间分布和群落结构可能因环境中地球化学梯度的不同而发生相应的变化。

李昭[8]2013年在《南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海洋新菌的分类鉴定》文中进行了进一步梳理微生物群落结构是其整体功能的基础,一直是微生物生态学研究的重点问题。深海是一个永久低温(热液口除外)、高压、黑暗的极端生态环境,是极端环境微生物的理想来源。南太平洋环流区(South Pacific Gyre, SPG)位于赤道以南、南美洲与澳大利亚之间,是世界上面积最大的环流区。研究表明,这片海域的有机物沉降速率、细胞丰度及微生物代谢活性均低于以往研究过的深海沉积物,南太平洋环流区的沉积物微生物群落结构以好氧菌为主。迄今为止,对这一海域的海底生态系统研究甚少,本研究通过综合大洋钻探计划(IODP,IntergratedOcean Drilling Program)329航次获得南太平洋环流区7个站点的深海沉积物和底层海水样品,对分离纯化的细菌菌株进行了16S rDNA测序鉴定,并分析了其可培养细菌的多样性,对深海沉积物中的部分菌株进行了淀粉酶、明胶酶、酯酶(Tween20、Tween40、Tween80)、纤维素酶等6种酶的活性检测。另外,本文还对2株海洋新菌进行了分类鉴定。从南太平洋环流区7个站点的深海沉积物中共分离出229株细菌,这些菌株属于5个门,50个属,95个种。其中放线菌门(Actinobacteria)有106株,在数量和种类方面均占主导地位;厚壁菌门(Firmicutes)60株,α-变形菌纲(α-Proteobacteria)16株,β-变形菌纲(β-Proteobacteria)4株,γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)39株,拟杆菌门(Bacteroidetes)3株,酵母菌(Yeast)1株;革兰氏阳性菌即放线菌和厚壁菌共占总菌株数的70%。优势属包括微球菌属(Micrococcus,放线菌门)、芽孢杆菌属(Bacillus,厚壁菌门)和微杆菌属(Microbacterium,放线菌门)等8个属;优势种包括云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)、南极微球菌(Micrococcus antarcticus)和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)等18个。另外有10株细菌可能为海洋细菌新属或新种。对部分菌株的6种胞外酶活性检测结果显示,许多菌株都具有胞外酶活性,而且在4C的低温下,仍然有许多菌株具有较强的酶活性,其中具有明胶酶和淀粉酶活性的菌株最多。从南太平洋环流区7个站点的底层水中共分离出176株深海细菌,这些菌株属于5个门,31个属,79个种。其中γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)有143株,在数量和种类方面均占主导地位;α-变形菌纲(α-Proteobacteria)7株,β-变形菌纲(β-Proteobacteria)2株,厚壁菌门(Firmicutes)11株,放线菌门(Actinobacteria)6株,拟杆菌门(Bacteroidetes)5株,酵母菌(Yeast)2株。优势属包括假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、交替单胞菌属(Alteromonas)、弧菌属(Vibrio)和盐单胞菌属(Halomonas)等10个属;优势种包括居珊瑚假交替单胞杆菌(Pseudoalteromonas paragorgicola)、子午盐单胞菌(Halomonas meridiana)和坎氏弧菌(Vibrio campbellii)等12个种。另外有9株细菌可能为海洋细菌新属或新种。从浒苔(Enteromorpha prolifera)暴发时期青岛近海海水中,分离得到两株好氧革兰氏阴性细菌,编号为ZXM100T与ZXM098。细胞呈卵圆形至不规则短杆形,无鞭毛,有聚羟基丁酸酯(PHB)累积,不含菌绿素a。可以生长的NaCl浓度范围为3-9%(w/v),温度范围为22-28oC。主要的脂肪酸种类为C18:1ω7c、C18:0和C16:0。ZXM100T含有的极性脂种类为磷脂酰甘油(PG)、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰胆碱(PC)、磷脂(L)和一种无法确认的胺脂质(AL),主要的呼吸醌为Q-10。16S rDNA相似性分析结果显示,菌株ZXM100T和ZXM098属于红杆菌科(Rhodobacteraceae)。通过本研究结果分析,菌株ZXM100T和ZXM098鉴定为红杆菌科的一个新属新种,将其命名为浒苔缓生菌(Lentibacter algarum)。该种的标准株为ZXM100T(=LMG24861T=CGMCC1.10234T)。标准株的DNA G+C含量为54.6mol%。从黄海近海文昌鱼繁殖区海水中,分离得到一株革兰氏阴性细菌,编号为H50T,氧化酶和过氧化氢酶反应检测为阳性。细胞呈卵圆形,无鞭毛,含菌绿素a,有聚羟基丁酸酯累积。可以生长的温度范围为0-37oC。主要的脂肪酸种类为C18:1ω7c和C16:0,主要的呼吸醌为Q-10。H50T含有的极性脂种类为双磷脂酰甘油(DiPG)、磷脂酰甘油(PG)和一种无法确认的磷脂(L)。DNA G+C含量为57.7mol%。16S rDNA序列比对分析结果显示, H50T与红杆菌科中的海滨海洋居住菌(Pelagicola litoralis) DSM18290T(96.2%)、粘液玫瑰变色菌(Roseovarius mucosus)DSM17069T(95.8%)、嗜压玫瑰变色菌(Roseovarius tolerans) DSM11457T(95.7%)最接近。由系统进化树可以明确看出,H50T明显属于玫瑰变色菌属(Roseovarius),而不是海洋居住菌属(Pelagicola)。通过本研究结果分析,菌株H50T鉴定为红杆菌科玫瑰变色菌属的一个新种,将其命名为卵形玫瑰变色菌(Roseovarius ovatus),该种的标准株为H50T(=CGMCC1.10799T=JCM17553T)。

张海艳[9]2006年在《东太平洋金属结核区微生物多样性分析》文中研究表明在所有已知的深海资源中,目前受到普遍关注和研究程度最高的是多金属结核。多金属结核在大洋底普遍存在,它是一种富含铁、锰、镍、钴等有用金属元素的洋底自生沉积矿物集合体。中华人民共和国于1991年3月5日经联合国海底管理局批准,获得了在东太平洋中部15万平方公里的开辟区,至今已进行了十多个航次的调查和研究。对金属结核区的细菌种类组成和特征进行研究,将更加有助于探讨多金属结核的成因机理,为开发新的生物资源提供依据。本研究所用到的样品是2001年5月到2003年11月期间,经由中国大洋协会环境协会生物资源开发项目的“DY105-12、14”航次两个航次,采自于热带太平洋东部(多金属结核区)水深5000至5246米的洋区。对这些样品进行了微生物的筛选以及生物多样性分析。针对采样点的特点,对沉积物样品进行了热激处理,选择了普通海洋细菌培养基2216E、培养锰细菌和铁细菌的培养基、以纤维素和木质素为唯一碳源的选择性培养基进行微生物的分离和培养,培养的温度为4-15℃和55℃。共获得了纯培养菌株71株,通过16SrRNA基因序列分析发现,γ-proteobacteria是可培养细菌的主要类群,另外还包括α-proteobacteria、β-proteobacteria、低G+C含量的革兰氏阳性菌,高G+C含量的革兰氏阴性菌。所测定的细菌除AE9外其他菌株与NCBI数据库中的已知菌株的同源性都超过了93%。对这些可培养细菌近一步分析发现,有些细菌与具有金属抗性的细菌相关,这可能与该地区富含金属的特性有关;有些菌与芳香族物质降解细菌或分离自芳香族物质污染地区的细菌有关,表明该地区可能受到了芳香族类有机物污染。在检测所分离细菌对环境因子(温度、盐度、pH)的适应情况时发现,链霉菌的耐盐范围为0-7%(w/v),属轻度耐盐菌,而且最高生长温度为42℃,其他菌株的温度生长范围均在4-30℃,在所分离的菌株中有11株菌属于中度嗜盐菌,它们不仅能在淡水中生长,可以在较高的盐浓度(盐度10%及以上)生长,

陈皓文, 陈颖稚[10]2009年在《我国深海地微生物学研究状况分析》文中认为引用国际相关趋势论述我国深海地微生物学的研究状况和研究进展,包括介绍国际间相关研究的历史状况、动态,我国研究的主要课题、内容和成果。展望了我国本领域的前景。

参考文献:

[1]. 热带太平洋深海硫酸盐还原菌与酵母菌的多样性与生理生态特征研究[D]. 骆祝华. 国家海洋局第叁海洋研究所. 2005

[2]. 热带太平洋深海微生物的生理生态特征[D]. 裴耀文. 国家海洋局第叁海洋研究所. 2004

[3]. 大西洋、太平洋和印度洋微生物数量、生物量、多样性及其生态特征[D]. 孙佳. 国家海洋局第叁海洋研究所. 2008

[4]. 热带太平洋深海微生物的若干生理生态特征[J]. 骆祝华, 裴耀文, 黄翔玲, 叶德赞. 海洋学报(中文版). 2006

[5]. 热带太平洋深海微生物抗菌、抗肿瘤活性初步研究[D]. 王祥敏. 厦门大学. 2006

[6]. 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[D]. 李明. 国家海洋局第叁海洋研究所. 2007

[7]. 热带西太平洋深海沉积物微生物多样性及群落结构特征研究[D]. 张伟. 中国科学院研究生院(海洋研究所). 2010

[8]. 南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海洋新菌的分类鉴定[D]. 李昭. 中国海洋大学. 2013

[9]. 东太平洋金属结核区微生物多样性分析[D]. 张海艳. 厦门大学. 2006

[10]. 我国深海地微生物学研究状况分析[J]. 陈皓文, 陈颖稚. 海洋地质动态. 2009

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热带太平洋深海微生物的生理生态特征
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