夏威夷入侵型海綿Mycale armata的微生物結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、入侵型物種是世界海洋生態(tài)系統(tǒng)最大的威脅之一。作為熱帶珊瑚礁的一個(gè)主要的生物量，夏威夷珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中大約一半的外來海洋物種是海綿。海綿Mycale armata原生長于澳大利亞海域。近年來被無意中引入夏威夷群島地區(qū)，并迅速覆蓋了大約5％的海底，成為夏威夷群島珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中最豐富的外來海綿物種。盡管已知海洋無脊椎共生體能夠明顯的影響生境范圍，生態(tài)行為以及生態(tài)系統(tǒng)，而事實(shí)上入侵型海洋物種相關(guān)微生物分類仍然未知。海綿Mycale由于在夏威夷

2、地區(qū)過度生長并殺死其共生的珊瑚蟲，因此對(duì)當(dāng)?shù)氐纳汉飨x及其他海洋物種造成了一系列嚴(yán)重的環(huán)境威脅。本研究通過可依賴分離培養(yǎng)型及不可依賴分離培養(yǎng)型兩種方法研究海綿M armata的相關(guān)微生物群落。 主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：海綿Mycale的微生物群落成員主要屬于兩大域(細(xì)菌及古細(xì)菌)和7個(gè)門，分別是變形桿菌門(Proteobacteria)，包括α-、γ-、δ-變形桿菌亞門，厚壁菌門(Firmicutes)，放線菌門(Actinobacte

3、ria)。擬桿菌門(Bacteroidetes)，泉古菌門(Crenarchaeota)，藍(lán)藻門(Cyanobacteria)，以及一個(gè)未分類的門。其中可培養(yǎng)的細(xì)菌主要是厚壁菌門(Firmicutes)及變形桿菌門(Proteobacteria)中的α-、δ-變形桿菌亞門，但占大多數(shù)的是低G+C的革蘭氏陽性菌中的芽孢桿菌(Bacillus)。16S rRNA基因克隆文庫的測(cè)序分析表明文庫克隆到的序列隸屬于具有高度系統(tǒng)發(fā)生多樣性的種群，主

4、要屬于變形桿菌門(Proteobacteria)，包括α、γ、δ-變形桿菌亞門(classesα-,γ-,andδ-Proteobacteria)，占了所有克隆序列的86％。α-變形桿菌亞門(α-proteobacteria)占了16S rRNA基因文庫總序列的75％。這是首次發(fā)現(xiàn)α-變形桿菌亞門(alpha-Proteobacteria)在海洋海綿16S rRNA基因克隆文庫中成為優(yōu)勢(shì)菌群。同時(shí)從海綿中分離得到了鮑氏志賀菌(Shige

5、lla boydii)，近平滑假絲酵母(Candida parapsilosis)，真菌性病原菌Lacazia loboi，及賽氏曲霉(Aspergillus sydowii)等微生物病原體，也是首次在海綿中發(fā)現(xiàn)微生物病原菌，但珊瑚蟲的死亡可能并非由于這些病原菌的感染而導(dǎo)致。通過DGGE對(duì)比海綿M armata與非入侵型海綿Subrites zeteki，或海綿Marmata與樣品采集地海水，結(jié)果顯示兩種的微生物結(jié)構(gòu)有明顯的不同但相似的

6、DNA條帶表明有些微生物菌群屬于這兩種海綿共有，有些甚至也存在于海水中。對(duì)比16S rRNA基因克隆文庫與DGGE亞克隆文庫的測(cè)序結(jié)果，本試驗(yàn)首次發(fā)現(xiàn)在研究海綿相關(guān)微生物群落時(shí)不同分子手段之間亦有差異。本課題揭示了M armata相關(guān)微生物構(gòu)成的全新和獨(dú)特的一面，而且是該入侵型海洋物種相關(guān)微生物多樣性的首次研究，對(duì)于試圖理解微生物群體結(jié)構(gòu)對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)功能的作用有重要意義，并且為深入研究海Mycale armata入侵本質(zhì)提供了強(qiáng)有力的證