西太平洋多金属结核区12个站位沉积物中可培养潜在腐殖质转化菌的多样性

【背景】海洋环境作为地球上最大的有机碳库贮藏着大量腐殖质,其中可能蕴藏着丰富的腐殖质转化菌。【目的】从深海沉积物环境中分离具有潜在腐殖质转化能力的细菌,为难降解天然有机多聚物的生物转化提供菌种资源。【方法】利用以腐殖质为唯一碳源的培养基,对西太平洋多金属结核区12个站位沉积物样品中的腐殖质转化菌进行富集培养和纯化,通过16S rRNA基因测序分析比对初步确定分离菌株的分类地位,并利用含苯胺蓝的培养基筛选潜在的腐殖质转化菌。【结果】从12个沉积物样品中共分离获得菌株276株,隶属于放线菌纲(Actinobacteria)、纤维粘网菌纲(Cytophagia)、黄杆菌纲(Flavobacteria)、 α变形菌纲(Alphaproteobacteria)和γ变形菌纲(Gammaproteobacteria)中的14个目37个属56个种(含1个潜在新属和2个新种),其中49个种呈现木质素修饰酶阳性。【结论】利用以腐殖质为唯一碳源和能源的培养基可以分离获得具有较高多样性的潜在腐殖质转化菌。     

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。     

马里亚纳海沟沉积物可培养异养细菌的多样性及其DMSP降解能力

【目的】马里亚纳海沟是地球上最深的海沟,具有超高静水压力、低温、无光等生境特征,蕴含独特的微生物资源。二甲基巯基丙酸内盐(dimethylsulphoniopropionate,DMSP)是海洋环境中最丰富的有机硫分子之一,海洋异养微生物可裂解DMSP产生"冷室气体"二甲基硫(dimethyl sulfide,DMS),在全球硫循环和气候变化中发挥着重要作用。本研究对马里亚纳海沟沉积物异养细菌进行分离鉴定,并研究其DMSP降解能力,为阐明深渊微生物的生命过程提供独特的微生物资源。【方法】本文以马里亚纳海沟5个站位的沉积物为研究对象,利用3种常规异养菌培养基(2216E、R2A和TCBS)及2种异养菌富集培养基(TCBS肉汤和碱性蛋白胨水)在4°C、16°C和28°C下进行细菌分离培养,通过16Sr RNA基因测序鉴定其分类地位,并对代表菌株进行DMSP降解能力检测。【结果】共分离鉴定异养细菌1057株,分属于4个门、7个纲和76个属。γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)为优势菌群,占据可培养异养细菌总数的61.4%,假单胞菌属(Pseudomonas)和盐单胞菌属(Halomonas)为主要的优势属;变形菌门(Proteobacteria)相对丰度在沉积物各层样品中均占绝对优势。厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度深层高于表层。碱性蛋白胨水和TCBS肉汤培养基分别对放线菌纲(Actinobacteria)和芽孢杆菌纲(Bacilli)具有更好的选择性;101株细菌与其最相似物种的16S rRNA基因相似度小于98.65%,为潜在新分类单元。本文进一步选取134株异养细菌进行DMSP降解能力测定,发现52株(38.8%)具DMSP裂解活性。【结论】马里亚纳海沟沉积物中可培养细菌及DMSP降解菌株均具有较高的多样性,我们的研究为进一步开展深渊微生物生命过程研究提供了宝贵的微生物资源。     

东海表层沉积物纯培养与非培养细菌多样性

于2011年7月采集了浙江舟山沿岸海底沉积物样品(122°10′41″E,29°49′7″N),通过埋片原位观察、荧光显微计数、纯培养菌分离以及非培养细菌构建克隆文库的方法,分析和研究了东海表层沉积物细菌群落结构及其多样性.埋片原位观察和荧光显微计数法的结果表明:沉积物样品中细菌的细胞数量为(9.30±3.44)×107 cells/g;通过分离纯化共获得313株细菌,分属于20个属,4种培养基对细菌的分离效果依次为RO＞M l＞Zobell 2216＞MR2A;常规形态学与生理生化鉴定结果显示芽孢杆菌属(Bacillus)和海球菌属(Marinococcus)从数量和种类上皆为优势菌属,分别占分离菌株总数的21.08％和17.25％;对73株典型海洋细菌进行16S rDNA分子鉴定发现,厚壁菌门(57.5％)、γ-变形杆菌纲(32.9％)、黄杆菌纲(4.1％)和放线菌纲(5.5％)等为主要类群.非培养细菌克隆文库序列分析发现:细菌克隆子主要属于厚壁菌门和变形杆菌门,而芽孢杆菌纲和γ-变形杆菌纲是上述两个门的优势类群.综合纯培养与非培养数据得出东海海域表层沉积物细菌多样性丰富,具有进一步开发研究的价值.     

广西北部湾茅尾海红树林生境放线菌分离培养基的比较

【背景】红树林生境拥有丰富的微生物资源,分离获得更多的纯培养放线菌为新型抗生素的发现提供菌种资源。【目的】使用新型放线菌分离培养基,发掘广西北部湾茅尾海红树林生境放线菌资源,评估新型放线菌分离培养基分离效果。【方法】设计出新型放线菌分离培养基——椰子汁-海藻糖培养基,对广西北部湾茅尾海红树林根际土壤和红树林根皮放线菌进行分离。基于分子生物学鉴定方法,对获得的纯培养放线菌进行多样性分析。【结果】从红树林根际土壤样品中分离获得65株放线菌,分布在5个目10个科15个属,使用YIM171培养基分离到7个属,MA培养基分离到5个属,椰子汁-海藻糖培养基分离到11个属,其中包括4株潜在新种;从红树林根皮样品中分离获得19株放线菌,分布在4个目7个科10个属,使用YIM171和椰子汁-海藻糖培养基分别分离到7个属,包括4株潜在新种;使用椰子汁-海藻糖培养基在红树林生境两类样品中获得3株潜在新种。【结论】广西北部湾茅尾海红树林根际土壤和根皮中放线菌多样性丰富,使用椰子汁-海藻糖培养基分离放线菌效果较佳,可用作放线菌的分离培养基。     

中国东海和南海海域可培养烃类降解细菌的筛选及功能

【背景】海洋环境中蕴藏着丰富的微生物资源,其种类繁多而且功能多样,在驱动物质循环及能量流动等方面起着重要的作用。目前,海洋中烷烃化合物降解菌的分离筛选和降解功能研究已有文献报道;但是对海洋中尤其是我国东海和南海海域,具有降解芳香烃类化合物功能的菌株分离筛选及其多样性研究鲜有报道。【目的】分离筛选我国东海和南海海域具有烃类降解能力的可培养菌株,并对其降解功能和多样性进行初步研究。【方法】分别从东海和南海海底沉积物样品中筛选菌株,选择不同的烃类化合物为菌株筛选的唯一碳源,采用梯度稀释和平板划线法分离纯化得到单菌落,并利用相应烃类为唯一碳源进行生长验证获得该化合物降解菌。【结果】以肉桂酸、碱木素、十六烷等12种烃类化合物为唯一碳源,从样品中共分离到63株具有烃类化合物降解能力的菌株,分别属于3个门4个纲8个目10个属,主要为红球菌属(Rhodococcus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、弧菌属(Vibrio)、盐单胞菌属(Halomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)。两大海域优势降解菌差别较大,其中东海沉积物降解菌株主要为不动杆菌属(Acinetobacter),而南海沉积物降解菌株主要为红球菌属(Rhodococcus)。【结论】我国东海和南海海域蕴藏着丰富的烃类化合物降解菌株资源,两大海域优势降解菌种类存在明显差异,这将为我国未来可能的海洋环境石油污染的微生物治理储备菌种资源。     

中国南海沉积环境可培养细菌多样性研究

【目的】探索海洋沉积环境中可培养细菌的多样性。【方法】采用纯培养分离及16S rRNA基因序列鉴定的方法,对我国南海海域20个沉积物样品进行细菌多样性分析。【结果】共获得200株细菌,分属于47个属,99个种。经系统进化分析,可培养菌株主要分布于4个类群:厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),优势类群为Firmicutes,其中芽孢杆菌属(Bacillus)所占比例为55.6%;而Actinobacteria和Bacteroidetes两个类群获得菌株较少;在Firmicutes和Actinobacteria两个类群中发现8个潜在新种和3个潜在新属级类群。【结论】初步研究结果表明,南海海洋沉积环境可培养微生物资源丰富,新物种资源多样;其中,芽孢杆菌为海洋沉积环境中的优势类群,随着样品深度的增加,细菌多样性呈现递减的趋势,深度可能是影响细菌多样性的一个重要因素;其次,分离培养基和分离方法直接关系到样品中可培养微生物多样性的发现,有待深入研究。     

印度洋红树林沉积物可培养海洋放线菌多样性及其活性

【目的】本研究旨在了解印度洋红树林沉积物可培养海洋放线菌多样性、抗菌活性及产酶活性。【方法】选用24种碳源为唯一能源培养基,利用稀释平板涂布方法对8个印度洋红树林沉积物样品进行分离,并基于16S rRNA基因系统发育分析的方法研究样品中海洋放线菌多样性;对分离得到的菌株进行抗菌活性和产酶活性检测。【结果】24种唯一碳源分离培养基中,非糖类碳源特别是甘油、丙氨酸分离效果最好,其次是多糖物质,最后是单糖。共分离得到521株海洋放线菌,经并菌后选取其中的139株代表性菌株测序,结果发现它们主要分布在放线菌纲7个亚目10个科的16个属,其中35个为潜在新种。有43.1%、33.3%、26.9%、25.5%、15.7%的实验菌株分别对枯草芽孢杆菌、白色念珠菌、大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉具有抑制作用;有36.5%、26.5%、22.4%、15.9%的实验菌株分别具有蛋白酶活性、纤维素酶活、淀粉酶活性、酯酶活性。【结论】印度洋红树林沉积物蕴藏着丰富的海洋放线菌资源,并具有较高生物活性,为后续工作提供良好的实验材料。     

放射污染区古菌分离及多样性分析

【目的】研究放射污染区古菌多样性。【方法】放射污染区采集土样,采用甘油-精氨酸培养基(GJ)、甘油-天冬氨酸培养基(C1)、海藻糖-肌酸培养基(B7)、甘露醇-丙氨酸培养基(Z5)、干酪素-甘露醇培养基(CMKA)、壳聚糖-天冬酰胺培养基(F6)、甘露醇-酸水解酪蛋白培养基(GW1)、CM培养基、HP培养基和KC培养基10种分离培养基,采用梯度稀释法对古菌进行分离,将分离获得的菌株经形态特征,16S rRNA基因片段扩增及限制性内切酶酶切,选取酶切图谱中存在差异性的条带进行测序,最终通过序列比对,聚类分析,获得不同种类的古菌资源。【结果】从该土样中共获得了256株古菌,最终筛选出71株不同类型的古菌,这71株古菌均属于广古菌门,盐杆菌纲,盐杆菌目,盐杆菌科,分布于盐陆生菌属(Haloterrigena)、纳白菌属(Natrialba)、盐球菌属(Halococcus)、盐红菌属(Halorubrum)、盐长寿菌属(Halovivax)、纳线菌属(Natrinema)、盐碱球菌属(Natronococcus)、盐二型菌属(Halobiforma)、盐惰菌属(Halopiger)、盐池栖菌属(Halostagnicola)、富盐菌属(Haloferax)11个属,26个种,其中31株菌的16S rRNA基因序列与已有效发表菌株的序列相似性小于98%,Haloterrigena为该土样的优势菌属。对于分离效果较好的F6培养基采用了梯度营养成分的稀释,最终获得了19株古菌,这些菌株相互之间存在一定的差异性。【结论】本次分离获得了大量的古菌,表明放射污染区存在着较为丰富的古菌资源,其中蕴藏着多种新的物种类型,具有较大的研究价值。     

冲绳海槽热液区可培养硫氧化细菌多样性及其硫氧化特性

冲绳海槽热液区独特的地质环境孕育了特殊的生物群落,硫氧化细菌作为生物地球化学循环的重要参与者在热液生态系统中发挥着至关重要的作用。【目的】通过硫氧化菌株的分离培养揭示冲绳海槽热液区可培养硫氧化细菌的多样性和硫氧化活性。【方法】采用多种培养基对冲绳海槽热液区不同沉积物样品中的硫氧化细菌进行富集培养和分离纯化;利用16S rRNA基因序列确定硫氧化细菌的分类地位并进行系统发育分析;采用碘量法对典型硫氧化菌株硫氧化活性进行检测。【结果】本研究从冲绳海槽热液区样品中共分离鉴定85株硫氧化细菌,分属于α-变形菌纲、γ-变形菌纲、放线菌门和厚壁菌门,优势属为氢弧菌属(Hydrogenovibrio)、拉布伦氏菌属(Labrenzia)、深海海旋菌属(Thalassospira)和海杆状菌属(Marinobacter)。硫氧化活性检测结果表明,7株典型硫氧化菌株对硫代硫酸钠的降解活性介于31%–100%之间,其中泰坦尼克号盐单胞菌SOB56 (Halomonas titanicae SOB56)、南极海杆状菌SOB93(Marinobacter antarcticus SOB93)、印度硫氧化粗杆菌SOB107 (Thioclava indica SOB107)和嗜温氢弧菌CJG136 (Hydrogenovibrio thermophiles CJG136)可以完全降解硫代硫酸钠。【结论】冲绳海槽热液区可培养硫氧化细菌的多样性丰富,为研究该热液区的硫循环过程提供了实验材料和理论基础,多种硫氧化活性菌株的获得极大地丰富了菌种资源,为探究深海热液区硫循环的能量代谢途径和分子机制奠定基础。     

黄海海域海洋沉积物细菌多样性分析

【背景】海洋独特的环境造就了海洋生物的多样性,海洋沉积物中细菌对海洋环境具有至关重要的作用。【目的】研究陆地土壤和海洋沉积物间细菌群落相似性和差异性,以便更好地认识海洋细菌多样性,深入了解沉积物细菌在海洋环境中的潜在作用。【方法】从中国黄海海域及大连市大黑山脚下分别采集样品,以陆地土壤为对照,采用16SrRNA基因高通量测序技术分析海洋沉积物的细菌群落结构。【结果】海洋沉积物样品中芽孢杆菌纲(Bacilli)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)丰度高于陆地土壤样品;海洋沉积物中亚硝化单胞菌(unculturedbacterium f. Nitrosomonadaceae)和厌氧绳菌(uncultured bacterium f. Anaerolineaceae)丰度虽低于陆地土壤,但丰度值也均高于1%;样品分类学统计显示酸杆菌门(Acidobacteria)在海洋沉积物和陆地土壤样品中的序列丰度比例都较大,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)在海洋沉积物样品中的序列丰度大于陆地土壤样品。【结论】海洋沉积物细菌多样性可作为海洋环境恢复情况的重要指标,研究为合理开发和利用海洋资源提供理论依据。     

渤海沉积物产脂肪酶细菌的筛选及其多样性分析

【目的】从渤海沉积物中分离筛选产脂肪酶细菌,分析其物种多样性,增加人们对渤海生态系统中产脂肪酶菌多样性的认识,获取高效产脂肪酶菌株,为海洋产脂肪酶微生物的挖掘提供菌群资源。【方法】分别将8个渤海沉积物样品梯度稀释涂布至吐温-80筛选平板和三丁酸甘油酯筛选平板,选择性分离产脂肪酶细菌;分析基于16SrRNA基因序列的系统发育关系,揭示这些细菌的分类地位和遗传多样性;利用对硝基苯酚法测定胞外脂肪酶活性,筛选出高效产脂肪酶菌株。【结果】从8个渤海沉积物样品中分离获得51株产脂肪酶细菌,这些菌株隶属于Bacteroidetes、Proteobacteria和Firmicutes三个门的8个属,其中Pseudoalteromonas(35.2%)、Marinobacter(23.5%)和Sulfitobacter(17.6%)是优势菌群;脂肪酶酶活性实验表明所有测定菌株都能够分泌脂肪酶,菌株70623分泌的脂肪酶酶活最高,为42.4 U/m L。【结论】渤海沉积物中可培养产脂肪酶细菌类群较为丰富,Pseudoalteromonas、Marinobacter和Sulfitobacter菌株是优势菌群,测定菌株所产胞外脂肪酶能力不同,获得了一株高效产脂肪酶菌株Marinobacter sp.70623。     

大连湾原油降解菌的分离和多样性分析

[目的]研究大连湾原油污染海域可培养原油降解菌的多样性,并获得新的原油降解菌.[方法]通过大连湾海水、海泥和海绵样品采集,以原油作为唯一碳源,培养、富集、分离筛选原油降解菌,根据16S rRNA基因序列确定其系统进化地位.[结果]通过形态观察和16S rRNA基因分析,共获得22个属的50株菌.其中,有6株菌的16S rRNA序列与最相近的菌株序列一致性仅为95％-97％,可能是潜在的新菌.单菌实验表明,45株菌具有石油降解能力.[结论]揭示了大连湾可培养原油降解菌的多样性,并获得了新的原油降解菌,为海洋石油污染的生物治理提供新资源.     

废次烟叶提取液源木质素降解菌Bacillus subtilis SM降解特性

【目的】目前造纸法再造烟叶工艺已经成为我国重要的废烟叶处理和利用方式,该工艺中烟梗中高木质素的降解是个挑战性的需解决问题。从废次烟叶提取液(Tobacco waste extract,TWE)中筛选木质素的降解微生物用来直接处理烟梗或烟末提取液,可实现对木质素含量的调控。【方法】将废次烟叶提取液(TWE)浓缩液中分离出的Bacillus subtilis SM接种到以Kraft木质素为唯一碳源的无机盐培养基中,在pH 7.0、30°C培养基中培养4 d来检测菌株对木质素的降解效果。通过HPLC、TOC、GPC和色度来表征SM对木质素的降解,并采用烟梗无机盐培养基在pH 7.0、30°C培养4 d检测SM对烟梗木质素的降解。【结果】HPLC结果显示SM在以木质素磺酸钠为唯一碳源的无机盐培养基中可全部降解分子质量为534.5的木质素磺酸钠,而对Kraft木质素降解不明显,仅观察到组分的变化。脱色结果显示脱色率达到40.7%,但在对Kraft木质素矿化方面矿化率只能达到5.4%。SM在烟梗无机盐培养基中可使烟梗失重率分别达到50%以上(对照组为18.9%),烟梗中木质素含量减少了70%左右。【结论】来源于废次烟叶提取液(TWE)的Bacillus subtilis SM能够以Kraft木质素为唯一碳源生长,也能够有效降解烟梗中的木质素,可应用于烟草废弃物原料中木质素的降解。     

北极表层海水中氯代十六烷降解菌的多样性

[目的]为了研究北极地区表层海水中氯代十六烷(C16H33Cl)降解菌的多样性,并获得新的卤代烃降解菌资源.[方法]以C16H33Cl为唯一碳源和能源在4℃和250℃下对表层海水样品进行富集,通过平板分离鉴定可培养菌株,并验证其降解能力;同时利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析降解菌群结构.[结果]从12个北极表层海水样品中富集分离得到112株可培养菌株.经过降解实验验证,发现19株菌株能够降解氯代十六烷,其中食烷菌(Alcanivorax)、红球菌(Rhodococcus)表现出很好的乳化和降解现象,海杆菌(Marinobacter)也有较好的降解效果.DGGE分析显示,富集驯化的降解菌群中主要优势菌为Alcanivorax,Parvibaculum和Thioclava属的菌株.[结论]北极海水中卤代烃降解菌主要是α-proteobacteria,γ-proteobacteria,Actinobacteria和Bacteroidetes.文章首次报道了北极海水卤代烷烃降解菌多样性,研究结果对于认识北极环境中的降解菌资源与生物多样性有参考价值.     

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。     

第六次北极科学考察海洋沉积物可培养细菌的多样性分析

【目的】研究北极海洋沉积物可培养细菌的菌种资源多样性。【方法】采用海水Zobell2216E培养基和涂布平板法对第六次北极科学考察获得的海洋沉积物开展细菌分离培养,通过16S rRNA基因系统发育分析了解可培养细菌的多样性。【结果】根据菌落形态特征,从40个站位的北极海洋沉积物样品中共分离并获得16S rRNA基因有效序列的细菌达445株;基于16S rRNA基因的相似性分析与系统发育研究结果表明,分离获得的细菌分属于细菌域的4个门、6个纲、13个目、28个科、49个属、91个种,其中γ-Proteobacteria占大多数;有12株与模式菌株的16S rRNA基因序列相似性小于97%,可能代表了6个潜在的细菌新物种;此次获得的细菌种类组成与以往第五次北极科考获得的相比,在属水平上差异较大。【结论】北极海洋沉积物中存在着丰富的微生物菌种资源,具有很多新型微生物仍未被发现,是亟待开发的微生物资源宝库。