新疆红井子盐碱土壤非培养放线菌多样性

【目的】研究新疆红井子盐碱土壤中的放线菌物种多样性。【方法】应用基于16S rRNA基因序列系统发育分析的免培养方法进行放线菌物种多样性分析。利用放线菌特异性引物,以土壤样品总DNA为模板,扩增16S rRNA基因,构建16S rRNA基因克隆文库,并对文库中的插入序列进行RFLP分析。【结果】随机挑选的246个阳性克隆通过酶切筛选出61个不同图谱的重组克隆并测序。分析结果显示这61个克隆序列分属于42个OTUs,分布于放线菌纲(Actinobacteria)的放线菌亚纲(Actinobacteridae)、酸微菌亚纲(Acidimicrobidae)和红色杆菌亚纲(Rubrobacteridae);该环境中有71.4%的序列与已有效发表菌株的序列相似性小于97%,代表着放线菌新类群,其中部分序列形成了几个独立的进化分支,可能代表更高级的新分类单元。【结论】红井子土壤中的放线菌组成具有丰富的多样性,并有新放线菌分类单位的潜在资源,值得进一步进行开发研究。     

澄黄滨珊瑚和丛生盔型珊瑚非培养放线菌多样性

【目的】研究澄黄滨珊瑚(Porites lutea)和丛生盔型珊瑚(Galaxea fascicularis)联合放线菌物种多样性。【方法】实验提取两种珊瑚的总DNA,利用放线菌特异性引物对样品总DNA进行扩增,通过构建16S rRNA基因克隆文库和系统发育分析,对三亚鹿回头岸礁区优势物种澄黄滨珊瑚和丛生盔型珊瑚联合放线菌的多样性和群落结构进行研究。【结果】118个从澄黄滨珊瑚克隆文库中随机挑选的阳性克隆子归为58个OTUs,主要分布于酸微菌亚目、棒状杆菌亚目、微球菌亚目、丙酸杆菌亚目和未知类群。丛生盔型珊瑚克隆文库共获得96个序列,归为31个OTUs,主要分布于酸微菌亚目和未知的放线菌类群。多样性指数和稀疏度曲线分析结果显示澄黄滨珊瑚联合放线菌物种多样性比丛生盔型珊瑚更高。【结论】澄黄滨珊瑚和丛生盔型珊瑚拥有较高水平的放线菌物种多样性和复杂的群落结构,并隐藏着大量的高等级放线菌新分类单元。     

硝尔库勒湖沉积物中非培养放线菌多样性

[目的]认识和了解盐湖沉积环境中放线菌的多样性,为今后的开发和利用奠定基础.[方法]应用免培养技术和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析对新疆硝尔库勒盐湖沉积物中放线菌的多样性进行了研究.实验采用SDS-CTAB法提取土样中总DNA,利用放线菌特异性引物对土样总DNA进行16S rRNA基因扩增,并构建16S IRNA基因克隆文库;对随机挑选的160个克隆通过酶切筛选出51个不同图谱的重组克隆,并对其测序.[结果]所获得的51个克隆序列属于39个OTUs,其中52.9%的克隆序列分布于放线菌门(phylum Actinobacteria)放线菌亚(Actinobacteridae)的5个亚目和酸微菌亚纲(Acidimicrobidae)中,并且在这两个亚纲中有大量克隆序列属于放线菌的新类群,另外47.1%的克隆序列以极高的自展值在放线菌门内支持形成一个独立的大分支,极有可能代表一个新亚目或更高级分类单元的类群.[结论]这些研究结果说明硝尔库勒盐湖中存在有较为丰富的放线菌系统发育多样性,并且潜藏着新类型的放线菌资源.     

新疆断裂带含硫冷泉泉水细菌群落结构多样性

摘要：【目的】为了解新疆断裂带含硫冷泉泉水中细菌群落结构的组成和物种多样性。【方法】采用免培养法直接从冷泉水中提取环境总DNA,采用细菌通用引物对泉水中细菌的16S rRNA基因进行PCR扩增,构建16S rRNA基因克隆文库。使用限制性内切酶Hae Ⅲ对随机挑选的阳性克隆子进行限制性片段长度多态性分析(Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP),选出具有不同酶切图谱的序列进行测序、BLAST比对和构建16S rRNA基因系统发育树。【结果】共从细菌16S rRNA基因文库中筛选了228个阳性克隆,RFLP分型得到33个不同的操作分类单元 (Operational Taxonomic Unites, OTUs),覆盖度 (Coverage C) 为92%。BLAST比对、RDP归类及系统发育分析将这33个OTUs归为：变形菌门 (Proteobacteria)、拟杆菌门 (Bacteroidetes) 和厚壁菌门 (Firmicutes)。变形菌门为绝对优势类群,占整个细菌克隆文库的98%,,其中20%左右的类群与硫化物代谢相关的光合自养和化能自养类群纯培养菌具有高的相似性 (>97%)。此外,还发现大量类群 (总文库的64%,其中57%为军团菌属Legionella spp., 类群)与GenBank中已存细菌16S rRNA基因相似性小于96%。【结论】新疆断裂带含硫冷泉泉水中细菌类群的多样性较低,但可能存在大量潜在细菌新种和新分类。另外,该泉水可能是潜在的新军团菌病传播源,因而可能对下游人畜健康存在潜在威胁。     

九龙江河口区nirS型反硝化细菌多样性及系统发育学分析

【目的】结合16S rRNA基因克隆文库和nirS基因克隆文库的分析,揭示九龙江河口区nirS型反硝化细菌多样性。【方法】选取九龙江河口区一富营养化采样点,分别采集水样及沉积物样品,进行理化因子的测定并提取细菌总DNA。以水样DNA构建16S rRNA基因克隆文库,以沉积物DNA构建nirS基因克隆文库,分析微生物群落结构的多样性并构建系统发育树。【结果】从16S rRNA基因克隆文库中获得86条有效序列,按97%的序列相似性划分为53个OTU,分别属于Proteobacteria门、Planctomycetes门、Bacteroidetes门、Actinobacteria门、Firmicutes门和Chloroflexi门。其中属于Proteobacteria门OTU的克隆子占克隆数的62.9%,是最优势的类群,分属于Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria和Deltaproteobacteria纲等。从nirS基因克隆文库中获得190条有效序列,翻译为氨基酸序列后,按82%的序列相似性划分为60个OTU,并定位到属的水平。其中Proteobacteria门是最优势的类群,占文库克隆子总数的71.6%,包括Alphaproteobacteria纲(5.8%)、Betaproteobacteria纲(49.0%)和Gammaproteobacteria纲(16.9%)。nirS基因克隆文库中丰度最高的OTU与GenBank中的一株可培养反硝化菌Thauera sp. R-26906具有100%的序列相似性。【结论】九龙江河口区的微生物以及亚硝酸盐还原酶基因(nirS)具有丰富的多样性。大部分NirS序列在GenBank中的最相似序列来源于河口、海湾等相似的环境。     

新疆于田盐池放线菌群落结构

应用免培养技术和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析对新疆于田盐池土壤放线菌群落结构进行研究。结果表明, 41个克隆序列属于26个OTUs, 分别分布于放线菌门放线菌亚纲(Actinobacteridae)的7个亚目和酸微菌亚纲(Acidimicrobidae), 其中链孢囊菌亚目(Streptosporangi- neae)中放线菌组成丰富, 占到了全部挑选克隆的42.3%, 是于田盐池放线菌群落中的优势菌, 而链霉菌不是高盐环境放线菌的优势菌群。在这些克隆序列中有71.8% 的克隆序列同已知序列的相似性低于97%, 属于放线菌的新类群, 这些可能的新类群中有15.3%的克隆序列与已知菌株的相似性小于85%, 这些克隆序列的分类地位都在科一级的分类单元上, 有的可能分类地位更高。这些研究结果说明于田盐池中存在有较为丰富的放线菌系统发育多样性, 并且潜藏着新类型的放线菌资源。另外, 由于微生态效应的存在, 不同高盐环境之间放线菌群落也存在明显差异。     

智利海洋沉积物中放线菌多样性

【目的】认识智利海洋沉积物中放线菌的多样性。【方法】分别采用选择性分离培养和非培养的基于16SrRNA基因序列系统发育分析方法,对来自智利南部海域海洋沉积物中放线菌多样性进行研究。采用6种选择性分离培养基分离放线菌;利用放线菌特异性引物对样品总DNA进行16SrRNA基因序列扩增并构建了16SrRNA基因克隆文库。分别挑选不同培养特征的22株放线菌和59个基因克隆进行16SrRNA基因序列的系统进化分析;测定分离的放线菌对海水的依赖性及产生抗菌活性化合物的能力。【结果】共分离到328株放线菌;挑选的22株放线菌分别属于小单孢菌属、多形孢菌属、链霉菌属、迪茨氏菌属、气微菌属和短状杆菌属;挑取的59个克隆属于40个分类单元,其中60%分类单元属于放线菌门放线菌亚纲、酸微菌亚纲和红色杆菌亚纲,另外40%的分类单元在放线菌内形成几个独立的进化分支,有可能代表放线菌新类群。22株放线菌有19株具有抗菌活性,50%的生长依赖海水的放线菌也具有抗菌活性。【结论】智利海域沉积物存在丰富的放线菌系统发育多样性并能产生活性次级代谢产物,而且还蕴藏丰富的新类型的放线菌资源。     

湛江海水虾池免培养蛭弧菌类生物的多样性

摘要:【目的】揭示湛江地区海水虾池蛭弧菌类生物(Bdellovibrio-and-like organisms,BALOs)多样性特点,为了解BALOs在虾池生态系统中的作用与合理应用其防治养殖对虾细菌病害提供基础。【方法】从8个热带海水虾池采集水样,提取总DNA,利用BALOs科特异引物对水样总DNA进行扩增,通过构建16S rRNA基因克隆文库与系统发育分析,对虾池水体BALOs多样性和种群结构进行研究。【结果】从嗜盐噬菌弧菌科(Halobacteriovoracaceae)和吞菌弧菌科(Peredibacteraceae)克隆文库中分别获得726个和664个有效克隆子,在16S rRNA基因序列99.5%相似性水平上分别划分为68和44个OTUs(operational taxonomic units)。在16S rRNA基因序列97%相似性上,嗜盐噬菌弧菌可划分为37个种群,且绝大多数属于未培养型,但仅有的5个可培养类群占总文库克隆数量43.5%,其中可培养类群IX 和未培养类群B28分别是最优势和次优势者;吞菌弧菌文库共包含28个种群,未培养类群pa12最为优势,唯一可培养类群A3.12是第2优势者。嗜盐噬菌弧菌与吞菌弧菌多样性大小随盐度高低呈相反趋势,但两者合起来的总BALOs 多样性大小在不同虾池间则比较接近。【结论】湛江地区海水虾池中普遍存在高度多样的嗜盐噬菌弧菌和吞菌弧菌种群,盐度显著影响虾池BALOs种群结构组成。     

新疆艾比湖湿地博乐河入口处土壤细菌多样性分析

【目的】了解新疆艾比湖湿地国家级自然保护区非培养土壤细菌群落组成及多样性。【方法】采用非培养法直接从湿地土壤提取总DNA进行16S r RNA基因扩增,构建细菌16S r RNA基因克隆文库。使用MspⅠ和AfaⅠ限制性内切酶对阳性克隆进行16S r RNA基因扩增片段的限制性酶切分析(Amplified r DNA restriction analysis,ARDRA),挑取具有不同双酶切图谱的克隆进行测序,序列比对并构建16S r RNA基因系统发育树。【结果】从土壤细菌的16S r RNA基因文库中随机挑取75个不同谱型的克隆子,共得到58个OTUs,系统发育归类为8个细菌类群:绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝藻门(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、疣微菌门(Verrucomicrob)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)。其中,变形菌门为第一优势菌群,拟杆菌门为第二优势菌群,两者约占总克隆的65%。【结论】艾比湖湿地博乐河入口处土壤细菌多样性丰富,且存在一定数量的潜在微生物新种。     

西藏米拉山土壤古菌16S rRNA及amoA基因多样性?分析

摘要：【目的】硝化作用在全球土壤氮循环中具有重要的作用,虽然细菌一度被认为单独负责催化这个过程的限速步骤,但是最近一些研究结果表明泉古菌具有氨氧化的能力。本文通过构建古菌16S rRNA 基因克隆文库和氨氧化古菌amoA基因文库,分析西藏米拉山高寒草甸土壤中古菌及氨氧化古菌群落结构组成情况,为揭示青藏高原高寒草甸土壤古菌的多样性提供理论基础。【方法】采用未培养技术直接从土壤中提取微生物总DNA,分别利用通用引物构建古菌16S rRNA 基因和氨氧化古菌amoA基因克隆文库。【结果】通过构建系统发育树,表明古菌16S rRNA 基因克隆文库包括泉古菌门和未分类的古菌两大类,并且所有泉古菌均属于热变形菌纲。氨氧化古菌amoA基因克隆文库中序列均为泉古菌。通过DOTUR软件分析,古菌16S rRNA基因和古菌amoA基因克隆文库分别包括64个OTUs和 75个OTUs。【结论】西藏米拉山高寒草甸土壤中古菌多样性比较丰富,表明古菌在高寒草甸土壤的氮循环中可能具有重要的作用。所获得的一些序列与已知环境中土壤、淡水及海洋沉积物中获得的一些序列具有很高的相似性,其古菌及氨氧化古菌来自不同环境的可能性比较大,可能与青藏高原的地质历史变迁过程有关。米拉山古菌及氨氧化古菌与陆地设施土壤中相似性最高,说明与西藏米拉山高寒草甸土壤的退化有关。     

南海深海沉积物放线菌多样性分析

【目的】免培养和纯培养相结合分析南海深海沉积物放线菌多样性。【方法】免培养方法通过提取沉积物宏基因组DNA,利用放线菌门特异性引物扩增放线菌16S r RNA基因序列,构建放线菌16S r RNA基因克隆文库,文库经RFLP(Restriction fragment length polymorphism)分析后挑选代表序列测序并进行多样性指数分析和系统发育分析。可培养方法利用8种培养基进行菌株分离,对排重后的菌株进行16S r RNA基因序列多样性分析。【结果】构建的两个深海位点的16S r RNA基因克隆文库在放线菌门的放线菌纲(Actinobacteria)、酸微菌纲(Acidimicrobiia)、腈基降解菌纲(Nitriliruptoria)和嗜热油菌纲(Thermoleophilia)4个纲中均有分布;两个位点中的种群结构有差异,N40-4位点的优势种群是放线菌纲的链霉菌目(Streptomycetales);N63-4位点的优势种群是腈基降解菌纲的腈基降解菌目(Nitriliruptorales)。8种培养基共分离出41株放线菌,根据形态特征排重后得到的19株菌分布于10个不同的属,12个不同的种,其中稀有放线菌属比例较高,菌株OAct400为潜在的微杆菌属(Microbacterium)新种。【结论】南海深海沉积物蕴含着丰富的放线菌物种资源及大量未知种群,具有进一步研究的价值。     

秦皇岛新开河河口邻近海域细菌多样性及其影响因子

【目的】分析秦皇岛新开河河口及其邻近海域3个站位的细菌多样性,了解入海口污染对微生物多样性的影响,为该海域微生物的生态功能研究提供理论基础。【方法】于2014年8月选取秦皇岛新开河入海河口(XKH)及其邻近海域(W1,W2)共3个站位采集水样,采用荧光显微镜计数以及构建16S rRNA基因克隆文库的方法,分析细菌群落结构多样性与海水环境条件的关系。【结果】邻近海域W1站位的细菌总数(2.62×10~6 cells/m L)和多样性均高于新开河河口XKH站位(细菌总数:6.62×10~5 cells/m L)和W2站位(细菌总数:2.02×10~6 cells/m L);从XKH、W1、W2 3个站位的16S r RNA基因克隆文库中分别获得57、89、87条有效序列,按97%的序列相似性分别划分为46、51、56个OTU,分别属于Proteobacteria、Cyanobacteria、Bacteroidetes、Firmicute、Actinobacteria、Planctomycetes和Verrucomicrobia七个门。其中在XKH和W2站位中,Proteobacteria门的克隆子分别占总克隆数的50.9%和75.9%,是最优势的类群,分属于Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Deltaproteobacteria和Epsilonproteobacteria纲;在W1站位中,Cyanobacteria门的克隆子占总克隆数的38.2%,是该站位的最优势类群,这些优势类群可通过利用水体中的氮等营养来调节水体生态环境。影响细菌群落分布的环境因子主要为溶解氧、p H和氮营养盐。【结论】秦皇岛新开河河口及其邻近海域的细菌具有丰富的多样性,处于河口海域过渡带的水样具有更高的多样性,细菌群落多样性的分布受氮营养盐的影响更为显著。     

珠三角养殖水体中参与氮循环的微生物群落结构

【目的】为了研究珠三角地区养殖水体中各种含氮化合物循环转化的特征及其相关功能微生物的群落结构。【方法】构建人工模拟养殖系统,采用15N-稳定性同位素探测技术(stable isotope probing,15N-SIP)标记参与氮素迁移的微生物,通过氯化铯-溴化乙锭密度梯度超高速离心法分离15N标记的DNA,并以此构建含15N-DNA的细菌和古菌16S rRNA基因克隆文库。【结果】15N标记的基因组DNA经过超高速密度梯度离心后成功与14N-DNA分离;对克隆文库序列的分析表明:细菌文库得到的19个可操作分类单元(Operational TaxaUnits,OTUs)分别归为变形菌门(Proteobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)。变形菌门为绝对优势类群,占整个细菌克隆文库的99.2%,其中优势菌群为丛毛胞菌属(Comamonas)(15.7%)、亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)(12.4%)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)(11.5%)和硝化杆菌属(Nitrobacter)(11.5%);古菌文库得到的9个OTUs归为奇古菌门(Thaumarchaeota)、泉古菌门(Crenarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota)。【结论】将15N-SIP技术应用于珠三角养殖水体氮素循环微生物群落结构的研究中,得到了丰富的氮素循环微生物群落的组成,这些信息为进一步分离纯化氮素降解微生物提供了重要的参考,为营造健康的水产养殖环境提供科学依据。     

Comparison of microbial community compositions of injection and production well samples in a long-term water-flooded petroleum reservoir

Water flooding plays an important role in recovering oil from depleted petroleum reservoirs. Exactly how the microbial communities of production wells are affected by microorganisms introduced with injected water has previously not been adequately studied. Using denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) approach and 16S rRNA gene clone library analysis, the comparison of microbial communities is carried out between one injection water and two production waters collected from a working block of the water-flooded Gudao petroleum reservoir located in the Yellow River Delta. DGGE fingerprints showed that the similarities of the bacterial communities between the injection water and production waters were lower than between the two production waters. It was also observed that the archaeal composition among these three samples showed no significant difference. Analysis of the 16S rRNA gene clone libraries showed that the dominant groups within the injection water were Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria and Methanomicrobia, while the dominant groups in the production waters were Gammaproteobacteria and Methanobacteria. Only 2 out of 54 bacterial operational taxonomic units (OTUs) and 5 out of 17 archaeal OTUs in the injection water were detected in the production waters, indicating that most of the microorganisms introduced by the injection water may not survive to be detected in the production waters. Additionally, there were 55.6% and 82.6% unique OTUs in the two production waters respectively, suggesting that each production well has its specific microbial composition, despite both wells being flooded with the same injection water.     

Comparison of bacterial communities in the Solimões and Negro River tributaries of the Amazon River based on small subunit rRNA gene sequences

The microbiota of the Amazon River basin has been little studied. We compared the structure of bacterial communities of the Solim?es and Negro Rivers, the main Amazon River tributaries, based on analysis of 16S rRNA gene sequences. Water was sampled with a 3-L Van Dorn collection bottle; samples were collected at nine different points/depths totaling 27 L of water from each river. Total DNA was extracted from biomass retained by a 0.22-μm filter after sequential filtration of the water through 0.8- and 0.22-μm filters. The 16S rRNA gene was amplified by PCR, cloned and sequenced, and the sequences were analyzed with the PHYLIP and DOTUR programs to obtain the operational taxonomic units (OTUs) and to calculate the diversity and richness indices using the SPADE program. Taxonomic affiliation was determined using the naive Bayesian rRNA Classifier of the RDP II (Ribosomal Database Project). We recovered 158 sequences from the Solim?es River grouped into 103 OTUs, and 197 sequences from the Negro River library grouped into 90 OTUs by the DOTUR program. The Solim?es River was found to have a greater diversity of bacterial genera, and greater estimated richness of 446 OTUs, compared with 242 OTUs from the Negro River, as calculated by ACE estimator. The Negro River has less bacterial diversity, but more 16S rRNA gene sequences belonging to the bacterial genus Polynucleobacter were detected; 56 sequences from this genus were found (about 30% of the total sequences). We suggest that a more in-depth investigation be made to elucidate the role played by these bacteria in the river environment. These differences in bacterial diversity between Solim?es and Negro Rivers could be explained by differences in organic matter content and pH of the rivers.     

三氯乙烷污染地地下水中Dehalobacter属细菌定量与多样性分析

[目的]对某公司6个以1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-Trichloroethane,1,1,1-TCA)为主要污染物的地下水样品中的降解微生物Dehalobacter spp.(Dhb)进行相对定量和多样性分析.[方法]采用气相色谱法测定6个样品中1,1,1-TCA、1,1-二氯乙烷(1,1-DCA)和氯乙烷(CA)的浓度;通过定量PCR法分别测定6个样品中Dhb占总菌的百分比;以16S rRNA基因通用引物和Dhb特异性引物扩增获得的PCR产物构建了6个样品的Dhb特异性克隆文库,所得序列与GenBank中的最相似序列构建系统发育树.[结果]6个样品中均有1,1-DCA和(或)CA的检出,推测此6处地下水中1,1,1-TCA可能存在生物降解.定量PCR结果表明,6个样品中Dhb丰度差异较大.6个Dhb特异性克隆文库获得41条序列,序列比对结果表明,与它们最相似的已知分类地位的序列全部属于Dhb属.这些序列按99％的相似性被划分成7个可操作性分类单元(OTU).其中24条序列属于OTU1,该OTU的序列与已知能阵解1,1,1-TCA的Dehalobacter sp.str.TCA1的16S rRNA基因序列相似性达98％;文库中的3个OTU与GenBank中16S rRNA基因序列同源性最高仅为95％-96％.[结论]该污染场地地下水中存在多样性较丰富的降解微生物Dehalobacter属细菌,它们可能与现场的1,1,1-TCA生物降解有关.