南海沉積物中參與卡爾文循環(huán)化能自養(yǎng)細(xì)菌及古菌的多樣性研究.pdf

1、南海沉積物是集化學(xué)物質(zhì)和微生物于一體的特殊生態(tài)環(huán)境,蘊(yùn)藏著豐富而獨(dú)特的微生物資源。南海沉積物中的微生物在海洋生態(tài)系統(tǒng)及物質(zhì)循環(huán)中扮演了重要的角色。本論文在了解和綜述海洋細(xì)菌多樣性及其研究現(xiàn)狀和進(jìn)展的基礎(chǔ)上,于2012年3月~5月份采集南海表層沉積物樣品,利用16S rDNA克隆技術(shù)及功能基因分析技術(shù)等生物學(xué)手段,分別對(duì)南海三個(gè)站位沉積物中的細(xì)菌、固碳功能菌及古菌的多樣性進(jìn)行研究,主要的結(jié)果如下:
　　(1)采用16S rDNA克隆

2、文庫(kù)方法對(duì)南海三個(gè)站位表層沉積物中細(xì)菌16S rDNA序列進(jìn)行分析表明,三個(gè)站位所獲的序列涵蓋了變形菌門(mén)( Proteobacteria)、浮霉菌門(mén)(Planctomycetes)、放線菌(Actinobacteria)、硝化螺旋菌門(mén)(Nitrospira)、綠屈撓桿菌(Chloroflexi)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)、螺旋體(Spirochaetes)、擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)、疣微菌門(mén)(Verrucom

3、ierobia)、厚壁菌門(mén)(Firmicutes)共10個(gè)門(mén),其中變形細(xì)菌、浮霉菌和放線菌為群落優(yōu)勢(shì)類(lèi)群。三個(gè)區(qū)域的細(xì)菌分布有一定差異,但有大部分細(xì)菌分布相似。
　　(2)采用功能基因克隆文庫(kù)技術(shù)對(duì)南海三個(gè)站位表層沉積物中固碳功能細(xì)菌序列進(jìn)行分析表明,三個(gè)站位所獲的序列主要?dú)w屬于以下14個(gè)類(lèi)群,包括硫桿菌屬(Thiobacillus)、硫紅球菌屬(Thiorhodococcus)、硫單胞菌屬(Thiomonas)、鹽硫桿狀菌屬(H

4、alothiobacillus)、鹽紅螺旋菌屬(Halorhodospira halochloris)、酸硫桿狀菌屬(Acidithiobacillus)、外硫紅螺菌屬(Ectothiorhodospira)、硫桿菌反硝化菌屬(Thiobacillus denitrificans)、亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)、噬氫菌屬(Hydrogenophaga)、硫堿弧菌屬反硝化菌(Thialkalivibrio denitrifi

5、cans)、脫氮硫桿菌(Thiobacillus denitrificans)、著色菌屬(Chromatium)、紅桿菌屬(Rhodobacter)。南海三個(gè)站位沉積物中細(xì)菌cbbL基因型類(lèi)群均以硫桿菌屬和硫紅球菌屬為主要的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群。另有少數(shù)序列是暫時(shí)無(wú)法確定分類(lèi)地位的類(lèi)群。
　　(3)采用16S rDNA克隆文庫(kù)的方法分析南海表層沉積物中古菌序列進(jìn)行分析表明,三個(gè)站位南海沉積物中古菌的系統(tǒng)發(fā)育分析發(fā)現(xiàn),古菌16S rDNA克隆子

6、文庫(kù)中的序列分別來(lái)自2個(gè)大類(lèi):泉古生菌(Crenarchaeota)和廣古生菌(Euryarchaeota)。泉古生菌2個(gè)類(lèi)群,主要為Marine Benthic Group B(MBGB)和 Marine Crenarchaeotic GroupI(MGI);廣古生菌也有2個(gè)類(lèi)群,分別為 Marine Benthic Group D(MBGD)和 Novel Euryarchaeotic Group(NEG)。但與其他深海沉積物的古菌

7、群落多樣性的研究相比,本研究中古菌群落多樣性相對(duì)單一。另外,三個(gè)站南海沉積物樣品中還存在一定比例未知類(lèi)群,這表明了在本文所研究的海域中可能還存在著某些未知古菌。
　　本論文的研究為我們理解南海細(xì)菌、固碳功能菌及古菌群落分布提供了一定的理論依據(jù),同時(shí)也為我們能更全面深入地了解固碳功能菌及古菌在海洋碳循環(huán)作用及其貢獻(xiàn)的研究奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。另外,研究海洋微生物的多樣性,可以使我們更加全面、立體、深刻的認(rèn)識(shí)海洋環(huán)境,不僅可以為開(kāi)發(fā)利用海洋