威海天鹅湖大叶藻(Zostera marina)与日本鳗草(Zostera japonica)根际微生物群落结构及其驱动机制

[目的] 本文以威海天鹅湖大叶藻和日本鳗草根际沉积物为主要研究对象,探究不同生长时期的海草根际微生物群落结构多样性,并分析导致微生物群落结构差异的内在因素。[方法] 选取威海天鹅湖大叶藻和日本鳗草根际沉积物与非草区表层沉积物,采用高通量测序技术（Illumina MiSeq platform）解析海草不同生长时期下根际与非草区微生物群落特征。[结果] 微生物群落结构差异由海草生长时期以及海草是否定植共同驱动。在海草成熟期,丙酸菌属（Propionigenium）在大叶藻与日本鳗草根际有明显富集,其相对丰度分别为11.58%和14.26%;在海草幼苗期,脱硫球茎菌科（Desulfobulbaceae）在海草根际富集（大叶藻：2.299%,日本鳗草：4.092%）;在海草衰退期时,硫卵菌属（Sulfurovum）的相对丰度在根际较高（大叶藻：5.624%,日本鳗草：3.749%）。此外,海草生长时期对不同样品之间微生物群落结构差异的解释度最大（R²=0.20335,P=0.002）。PICRUSt2功能预测结果表明各功能基因在海草不同生长时期所呈现的趋势一致,但丰度上呈现出幼苗期 > 成熟期 > 衰退期的结果。[结论] 天鹅湖海草床沉积物微生物群落结构在海草不同生长时期呈现不同的多样性特征,具有明显的根际效应且不同种类海草的根际微生物群落无显著差异,不具有物种特异性。     

一株高ACE抑制活性乳杆菌的筛选鉴定、培养条件优化及其基因组分析

【背景】乳杆菌是人体肠道益生菌,其发酵乳中可检测到血管紧张素转换酶(Angiotensin converting enzyme,ACE)抑制肽。海洋蕴藏着丰富的微生物种质资源,分布着大量的乳杆菌。【目的】从高通量测序结果中发现渤海沉积物中分布着乳杆菌资源。为了进一步开发具有ACE抑制活性的海洋乳杆菌资源,提高乳杆菌发酵乳的ACE抑制活性,筛选瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)并对其特性进行研究。【方法】采用高通量测序技术从渤海沉积物中检测乳杆菌,并对其进行富集分离,对筛选出的乳杆菌进行16S rRNA基因鉴定和全基因组测序分析,测定该菌发酵乳的ACE抑制活性,并采用正交实验优化发酵条件。【结果】渤海沉积物中含有乳杆菌并成功筛选出一株瑞士乳杆菌GY-3,其发酵乳具有较高的ACE抑制活性。该菌在发酵温度37°C,接种量3%,且在脱脂乳培养基中添加1.0%葡萄糖,0.6%大豆蛋白胨,1.0%酵母浸粉,0.04%MnSO_4·4H_2O时,抑制活性最高,可达79.52%。通过对该菌基因组进行测序研究,发现其产ACE抑制肽涉及蛋白酶系统、多肽转运系统和肽酶系统。【结论】为扩大海洋源产ACE抑制肽的乳杆菌种质资源、开发高产ACE抑制活性的发酵菌株奠定了基础,进一步研究了如何提高乳杆菌产ACE抑制肽的水平,并对其基因组进行了研究,为今后生物学特性和ACE抑制活性机理的研究奠定了基础,并对降血压相关产品的开发具有重要意义。     

黄渤海海草分布区日本鳗草根际微生物群落结构特征及其功能分析

日本鳗草(Zostera japonica)是亚洲特有的海草种类,具有重要生态价值。近年来,黄渤海海草分布区中的日本鳗草海草床持续退化,引起了研究人员的广泛关注。【目的】基于根际微生物的分布与日本鳗草的健康生长密切相关的设想,本文旨在探究黄渤海海草分布区日本鳗草根际细菌群落结构多样性并分析其与海草健康生长的内在联系。【方法】选取黄渤海海草分布区中东营、威海、大连3个地点的日本鳗草根际与非草区表层沉积物,采用高通量测序技术(Illumina HiSeq PE300)解析根际微生物群落特征,并结合相关环境参数分析其环境功能。【结果】日本鳗草根际表层沉积物中主要存在的细菌类群有:变形菌门(Proteobacteria)所占比例为41.1%,蓝细菌门(Cyanobacteria)占15.4%,拟杆菌门(Bacteroidetes)占12.6%,放线菌门(Actinobacteria)占9.3%。不同地点之间以及样品类型(海草床根际与非根际)之间的微生物群落存在显著差异,主要表现为根际富含硫酸盐还原菌和固氮菌。环境因素:TN (total nitrogen)、TC (total carbon)、TOC (total organic carbon)、黏土(Clay)、砷(As)与根际群落组成与分布显著相关。【结论】从功能的角度来看,不同地点、不同样品类型之间的差异物种多与硫、氮代谢相关,硫酸盐还原菌对维持日本鳗草的生态健康起关键作用;日本鳗草根际微生物群落分布与环境因子、空间分布有一定相关性。