東太平洋結(jié)核區(qū)可培養(yǎng)微生物多樣性及3株海洋新菌的分類(lèi)鑒定.pdf

1、近年來(lái)，隨著世界金屬工業(yè)高速發(fā)展，人類(lèi)對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求日益上升，海洋環(huán)境中資源豐富，隨著人們對(duì)于海洋資源的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，許多發(fā)達(dá)國(guó)家已將尋找新資源的目光從陸地轉(zhuǎn)向海洋。含有錳、鐵、鎳、鈷、銅、鉑等幾十種元素。的多金屬結(jié)核逐漸進(jìn)入人們的視野。而太平洋多金屬結(jié)核的金屬品位和富集度高，分布廣，總量高達(dá)1.7億萬(wàn)噸，成為深海多金屬資源研究和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域。
　　多金屬結(jié)核結(jié)殼區(qū)的深海礦物形成方式有多種，包括一些生物驅(qū)動(dòng)的礦化作用過(guò)程。其中

2、，微生物的生物礦化作用扮演著重要角色。研究顯示，微生物可通過(guò)多種方式控制礦物質(zhì)的產(chǎn)生，例如，結(jié)核內(nèi)自由生活及產(chǎn)生生物膜的微生物能為錳元素的沉淀提供重要基質(zhì)。因此，結(jié)核區(qū)的微生物群落結(jié)構(gòu)近年來(lái)也就逐漸引起研究者們的重視。
　　本論文主要分為兩個(gè)部分，第一部分是東太平洋結(jié)核區(qū)可培養(yǎng)細(xì)菌多樣性研究。以東太平洋結(jié)核區(qū)海水、沉積物及結(jié)核樣品為研究對(duì)象，進(jìn)行了可培養(yǎng)細(xì)菌多樣性分析。另外還對(duì)分離菌株的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等胞外酶進(jìn)行了檢測(cè)，并

3、利用平板劃線法和LBB染色法篩選具有錳氧化能力的菌株。
　　對(duì)于東太平洋結(jié)核區(qū)海水、沉積物和結(jié)核樣品，本實(shí)驗(yàn)分別采用2216E、R2A、寡營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基等對(duì)樣品進(jìn)行涂布，涂布后的平板分別置于4℃、16℃和28℃條件下培養(yǎng)，從中分離保藏菌株629株，對(duì)其中的237株進(jìn)行16S rRNA基因測(cè)序。結(jié)果表明分得菌株分屬變形菌門(mén)、放線菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、厚壁菌門(mén)四個(gè)類(lèi)群。其中變形菌門(mén)包括α-變形菌綱和γ-變形菌綱兩類(lèi)。所測(cè)237株菌共有75種，分

4、別屬于40個(gè)屬。其中，γ-變形菌綱共有13屬，36種，133株，占測(cè)序總數(shù)的56.12％;α-變形菌綱有13屬，24種，77株，占總數(shù)的32.49％;放線菌門(mén)5屬，5種，17株，占總數(shù)的7.17％;擬桿菌門(mén)6屬，7種，7株，占總數(shù)的3.0％;厚壁菌門(mén)3屬，3種，3株，占總數(shù)的1.27％。優(yōu)勢(shì)屬為假單胞菌屬（Pseudomonas）、鹽單胞菌屬（Halomonas）、亞硫酸桿菌屬（Sulfitobacter）、交替單胞菌屬(Alterom

5、onas)和不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter);優(yōu)勢(shì)種為龐蒂亞克亞硫酸鹽桿菌（Sulfitobacterpontiacus)、南方鹽單胞菌（Halomonas meridiana）、麥?zhǔn)辖惶鎲伟ˋlteromonasmacleodi）、不動(dòng)桿菌(Acinetobacter venetianus)和施氏假單胞菌(PseudomonasStutzeri、)。
　　經(jīng)測(cè)序的237株菌有144株來(lái)自水體，34株來(lái)自沉積物，58株

6、來(lái)自結(jié)核。比較分離自水體、沉積物和結(jié)核的菌株多樣性發(fā)現(xiàn)，水體中分離的菌株包括31個(gè)屬，43個(gè)種，多樣性最高;結(jié)核中分離菌株包括17個(gè)屬，26個(gè)種，沉積物分離到的34株菌分屬10個(gè)屬，14個(gè)種。其中結(jié)核中分離到的菌株包括已報(bào)道的5個(gè)屬和其他12個(gè)首次在東太平洋結(jié)核區(qū)中分離到的種屬，包括涅斯捷連科室菌屬（Nesterenkonia）、副球菌屬（Paracoccus）、食烷菌屬（Alcanivorax）、海環(huán)桿菌屬（Cyclobacteriu

7、m）、亞硫酸桿菌(Sulfitobacter)、赤桿菌屬(Erythrobacter)、玫瑰變色菌屬（Roseovarius）、鹽棲菌屬（Salinicola）、洛丹氏菌屬（Loktanella）、芽孢桿菌屬（Bacillus）、節(jié)桿菌屬（Arthobacter）和(Rheinheimera)菌屬。
　　對(duì)分離到的菌株的酶活性質(zhì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)淀粉酶菌株22種69株，具有吐溫20降解能力的菌株29種66株，吐溫40降解能力的菌株23種6

8、7株，具有產(chǎn)密度感應(yīng)信號(hào)分子能力的菌株10種24株。利用LBB顯色法檢測(cè)分離得到的菌株的錳氧化能力，發(fā)現(xiàn)4種具有錳氧化活性的菌株。
　　本論文的第二部分是對(duì)分離自南海海水的3株海洋新菌進(jìn)行分類(lèi)鑒定，3株待測(cè)菌株實(shí)驗(yàn)室編號(hào)分別為ZH137、ZL136、ZH114。經(jīng)鑒定，ZH137T為革蘭氏陰性菌，菌落呈乳白色，菌體為棒狀，單個(gè)細(xì)胞大小為0.5-0.6μm寬，1.0-1.2μm長(zhǎng)，菌株好氧，有運(yùn)動(dòng)性，有極生鞭毛。單個(gè)細(xì)胞大小約為0.

9、5-0.6μm寬，1.0-1.2μm長(zhǎng)。在溫度4-37℃，pH7.0-9.0，NaCl(w/v)0-13％范圍內(nèi)均可生長(zhǎng)。主要脂肪酸為C18∶1ω7c/C18∶1ω6c(43.4％)、11-methyl C18∶1ω7c(20.9％)、C18∶0(15.0％)和C16∶0(13.7％)。氧化酶、過(guò)氧化氫酶、淀粉酶、明膠酶、DNA酶陽(yáng)性。主要極性脂有磷脂酰甘油(PG)、雙磷脂酰甘油(DPG)、兩種糖脂(GL1、GL2)和兩種未被鑒定的脂質(zhì)

10、(L1、L2)。主要呼吸醌為Q10，G+C含量55.2 mol％。16SrRNA基因測(cè)序結(jié)果顯示與菌株Devosia geojensis BD-c194T相似度最高(96.1％)，結(jié)合各項(xiàng)表型特征和生理生化特征鑒定結(jié)果，認(rèn)定該菌為德沃斯菌屬（Devosia）屬的一個(gè)新種，命名為海水德沃斯菌（Devosia aquimarina sp.nov.）。
　　ZL136T為長(zhǎng)桿狀菌，革蘭氏陰性，嚴(yán)格好氧，無(wú)鞭毛，無(wú)運(yùn)動(dòng)性，菌落微小，呈奶白

11、色，單個(gè)細(xì)胞大小約為0.3-0.4μm寬，1.2-1.3μm長(zhǎng)，在溫度4-37℃，pH6-10，NaCL(w/v)0-12％條件范圍內(nèi)均可生長(zhǎng)。16S rRNA基因測(cè)序結(jié)果顯示與玫瑰活潑菌屬耐鹽玫瑰活潑菌(Roseivivax halodurans OCh239T)相似度最高(97.0％)。該菌不產(chǎn)細(xì)菌葉綠素a,主要脂肪酸為C18∶1ω7c/C18∶1ω6c(64.5％)、C18∶0(9.5％)、C16∶0(8.0％)和11-methy

12、l C18∶1ω7c(7.3％)。主要極性脂有磷脂酰甘油(PG)、雙磷脂酰甘油(DPG)、磷脂酰乙醇胺(PE)和卵磷脂(PC)。主要呼吸醌為Q10，G+C含量為67.0 mol％。根據(jù)該菌的表型特征和遺傳特征鑒定結(jié)果，認(rèn)定該菌為玫瑰活潑菌屬的一個(gè)新種，命名為海水玫瑰活潑菌(Roseivivax marinussp.nov.)。
　　ZH114T為革蘭氏陰性，兼性厭氧，化能異養(yǎng)菌。菌落呈奶油色，菌體為短棒狀，單個(gè)菌體細(xì)胞大小約為0.

13、8μm寬，1.2μm長(zhǎng)。無(wú)鞭毛，無(wú)運(yùn)動(dòng)性，中度嗜鹽，在溫度4-37℃，pH6-10，NaCl(w/v)0-19％條件范圍內(nèi)均可生長(zhǎng)。產(chǎn)胞外多糖，有氧化酶、過(guò)氧化氫酶、明膠酶、淀粉酶活性，可水解吐溫20和吐溫40，ONPG反應(yīng)陽(yáng)性，在有氧條件下可還原硝酸鹽，無(wú)色素、聚β羥基烷酸酯產(chǎn)生，主要脂肪酸為C18∶1ω7c/C18∶1ω6c(56.14％)、C16∶0(14.62％)、C18∶0(13.65％)和11-methyl C18∶1ω7c

14、(6.86％)。主要極性脂有磷脂酰甘油(PG)、雙磷脂酰甘油(DPG)、磷脂酰乙醇胺(PE)和兩種未被鑒定的脂類(lèi)(L1，L2)。主要呼吸醌為Q10，G+C含量63.8 mol％。16S rRNA基因測(cè)序結(jié)果顯示該菌與緩慢喜鹽菌屬（Salipiger）Salipiger mucescens LMG22090T菌株的相似度最高(96.83％)，結(jié)合對(duì)該菌的表型特征和生理生化特征的鑒定結(jié)果，認(rèn)定該菌為Salipiger屬的一個(gè)新種，命名為南海