代表性海區(qū)好氧不產(chǎn)氧光合細(xì)菌的光合基因(pufM)生態(tài)分布特征.pdf

1、好氧不產(chǎn)氧光合細(xì)菌(aerobic anoxygenic phototrophic bacteria, AAPB)是海洋中新發(fā)現(xiàn)不久的一個(gè)重要的功能類群。它能利用Bchla的光合電子傳遞來減少對溶解有機(jī)碳的消耗,其獨(dú)特的生理功能在海洋碳循環(huán)中發(fā)揮著重要的作用。從系統(tǒng)發(fā)育分析來看,目前海洋中發(fā)現(xiàn)的可培養(yǎng)的AAPB都屬于變形細(xì)菌α綱,基于環(huán)境序列的分析表明海洋中的未可培養(yǎng)細(xì)菌還存在類似變形細(xì)菌β綱的AAPB。我們利用編碼光反應(yīng)復(fù)合中心小亞基

2、的pufM基因來研究AAPB光合基因的生態(tài)分布。我們的取樣海區(qū)包括廈門港,長江口,中國東海,中國南海,東北太平洋,北太平洋gyre及白令海等海區(qū),在生態(tài)梯度上覆蓋了溫帶、亞熱帶和寒帶海區(qū),以及河口、陸架海和大洋海區(qū)。我們發(fā)現(xiàn)類似于Roseobacter屬AAPB的pufM序列廣泛分布在各個(gè)海區(qū),它們是AAPB重要的組成部分。Erythrobacter類群在我們所調(diào)查的海區(qū)整體豐度不高。海洋中未可培養(yǎng)的AAPB的pufM序列多樣性大大多于

3、可培養(yǎng)的類型。我們發(fā)現(xiàn)在海洋中存在大量類似屬于變形細(xì)菌γ綱AAPB的pufM基因,將海洋中AAPB的多態(tài)性從α-Proteobacteria和β-Proteobacteria ,拓展到γ-Proteobacteria。營養(yǎng)水平是控制AAPB光合基因多樣性的重要的影響因子之一。營養(yǎng)水平越高的海區(qū),AAPB光合基因的OTU應(yīng)該越低；營養(yǎng)水平越低的海區(qū),AAPB光合基因的OTU應(yīng)該越高。通過對陸架海(東海P6站位)垂直剖面的調(diào)查,我們發(fā)現(xiàn)透光

4、度對AAPB光合基因的多樣性也具有明顯的影響。不同的海區(qū)會衍生出相應(yīng)的,適應(yīng)各自生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)(例如營養(yǎng)、光照)的AAPB生態(tài)型。我們還通過熒光實(shí)時(shí)定量PCR來定量海洋中AAPB的豐度。通過對擴(kuò)增產(chǎn)物和熔鏈曲線的分析,證明定量PCR對于AAPB定量有較高的特異性和靈敏性。在我們調(diào)查的海區(qū),AAPB的豐度的變化范圍在1.3×104細(xì)胞/毫升到3.4×105細(xì)胞/毫升之間。從河口沿陸架海到開放外海的營養(yǎng)梯度上,AAPB的豐度是逐漸降低的,而且