南极恩克斯堡岛土壤中可培养细菌多样性

【背景】南极地区环境苛刻植被稀少,无冰区面积约占其总面积的0.4%,但是土壤中存在着丰富的微生物群落,对于极地微生物资源仍需要进一步挖掘。【目的】获得南极恩克斯堡岛土壤中可培养细菌多样性信息。【方法】对来源于南极恩克斯堡岛的5个土壤样品采用直接涂布、微好氧富集和有氧富集后涂布3种方法进行细菌分离培养。【结果】共获得144株可培养细菌,分布于5门30个属。这些菌株来自变形菌门(Proteobacteria,38.9%)、放线菌门(Actinobacteria,34.0%)、厚壁菌门(Firmicutes,22.2%)、异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus,3.5%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,1.4%)等。不同土壤样品中可培养细菌多样性存在差异。企鹅粪土中Bacillus是主要属类;Pseudomonas、Streptomyces在植被覆盖区土壤中是优势菌属;Psychrobacter在湖水边土壤中是优势属类,Flavobacterium、Chryseobacterium仅从该样品中分离得到;放线菌门类在干燥土壤样中占优势,Pseudarthrobacter、Rhodococcus、Microbacterium等属仅从这类干燥样品中分离出。经16S rRNA基因序列对比发现,有2株菌为潜在新种。【结论】南极恩克斯堡岛土壤中存在可开发利用的菌种资源,本文为研究该地细菌多样性提供一定的基础数据。     

基于高通量测序技术研究水貂远端肠道细菌群落组成

【目的】研究水貂远端肠道微生物群落组成及其多样性。【方法】通过高通量测序技术研究水貂远端肠内容物细菌的组成和多样性。【结果】从10只健康水貂远端肠道内容物样品中得到146 287高质量序列代表17个菌门、167个细菌属。水貂肠道细菌以厚壁菌门(59.99%)、拟杆菌门(16.2%)、梭杆菌门(11.5%)、放线菌门(5.9%)和变形菌门(5.3%)为主,其中厚壁菌门最为丰富。厚壁菌门中的梭菌目是最丰富的目,而梭菌目中的链球菌占有50%以上的OTUs,是最大的细菌属。【结论】水貂肠道内存在复杂的微生物区系,这对进一步研究水貂对营养物质吸收利用提供了理论基础。     

基于高通量测序技术研究水貂远端肠道细菌群落组成（英文）

【目的】研究水貂远端肠道微生物群落组成及其多样性。【方法】通过高通量测序技术研究水貂远端肠内容物细菌的组成和多样性。【结果】从10只健康水貂远端肠道内容物样品中得到146 287高质量序列代表17个菌门、167个细菌属。水貂肠道细菌以厚壁菌门(59.99%)、拟杆菌门(16.2%)、梭杆菌门(11.5%)、放线菌门(5.9%)和变形菌门(5.3%)为主,其中厚壁菌门最为丰富。厚壁菌门中的梭菌目是最丰富的目,而梭菌目中的链球菌占有50%以上的OTUs,是最大的细菌属。【结论】水貂肠道内存在复杂的微生物区系,这对进一步研究水貂对营养物质吸收利用提供了理论基础。     

基于高通量测序的辐射污染区细菌群落特征分析

【目的】为了更加全面地揭示辐射污染区细菌种群多样性,了解辐射污染对辐射区土壤中细菌群落结构的影响。【方法】运用高通量测序方法,分别进行了土样细菌16S r RNA基因的V3可变区测序,进而对无辐射污染对照和不同辐射污染程度的土样中细菌群落组成和多样性进行分析。【结果】研究共获得110 348条有效序列,17 604个OTUs,共涉及细菌域的19个门和6个潜在菌门和其它未分类菌群的726个属。多样性分析表明,辐射污染会引起土壤样品中微生物群落的分布显著差异化,显著提高细菌群落种群多样性和微生物丰度。微生物群落组成分析发现,在辐射污染胁迫下,辐射污染区样品中变形杆菌门分布比例显著下降;随着辐射污染程度的提高,放线菌门所占比例逐步提高,未分类菌门、厚壁菌门和酸杆菌门也有明显的提高。同时,研究发现辐射污染区中存在着大量未分类菌属。【结论】研究揭示了辐射污染区极为丰富的细菌多样性,大量微生物新物种资源有待发掘。     

敦煌莫高窟第98窟壁画表面菌斑的群落结构分析

【目的】确定第98窟壁画表面白色污染物内微生物微观特征, 分析其群落组成、结构特点及诱发壁画病害微生物产生的因素, 为石窟寺保护和旅游管理提供建议。【方法】利用无菌手术刀收集壁画表面白色污染物样品; 利用扫描电子显微镜(SEM)分析样品中微生物体微观形貌; 通过提取样品总DNA、扩增细菌16S rDNA、构建克隆文库、测序和系统发生关系分析等技术研究壁画微生物群落组成与结构特点。【结果】壁画白色污染物中存在大量具有微生物特征的结构体, 形态多呈短杆状和卵圆形, 大小在 (3.0?5.5)?μm×(1.5?2.5) μm之间。共得到克隆文库序列111条, 主要为变形菌门γ-变形菌亚门肠杆菌科(Enterobacteriaceae)与假单孢菌科(Pseudomonadaceae)成员。群落组成和结构分析表明所得序列主要隶属于肠杆菌属(Enterobacter)、埃希菌属(Escherichia)、固氮菌属(Azotobacter)、沙雷氏菌属(Serratia)和克雷伯菌属(Klebsiella); 埃希菌属和肠杆菌属为优势属, 分别占克隆文库中总序列的46.8%和35.1%, 二者在自然界分布广泛, 大多属于人类致病菌。【结论】莫高窟第98窟壁画表面白色污染物主要为病害细菌生长所形成的菌斑群落集成。变形菌门在壁画细菌克隆文库中占绝对优势, 壁画病害微生物的出现和蔓延可能与该洞窟之前长期旅游开放存在一定关联。     

宋代海底沉船“南海Ⅰ号”出水木质文物中细菌类群

【目的】通过对"南海Ⅰ号"沉船出水木质文物标本中细菌类群的分析,了解饱水木质文物中的细菌类群并推测细菌对木质文物损害的机制。【方法】应用Illumina Mi Seq测序平台对采自该沉船的10份木质文物标本中细菌V3–V4序列进行测序与分析,比较各标本中细菌群落的组成差异。【结果】根据97%序列相似性得到3 780不同的细菌OTUs,分属34目、35科的187个属;多数细菌OTU属于变形菌门(Proteobacteria)细菌,占全部细菌OTU的52.9%,在细菌纲水平上γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)(占17.9%)是丰度最高的细菌纲。德沃氏菌属(Devosia)(3.5%)是"南海一号"沉船样品丰度最高的属,其他分别属于甲基娇养杆菌属(Methylotenera)(2.4%)、鼠尾菌属(Muricauda)(1.2%)。其中氢噬胞菌属(Hydrogenophaga)、中国农大湖积物杆菌(Lacibacter cauensis)、德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)、德沃斯氏菌属(Devosia)、沉积物杆状菌属(Sediminibacterium)、缺陷短孢单胞菌(Brevundimonas diminuta)和门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina)在所有样品中均可检测到。【结论】"南海Ⅰ号"沉船出水木质文物存在着种类丰富的好氧与厌氧细菌种类,多种细菌类群具有较好的纤维素降解能力与铁硫元素转化能力,控制细菌群落中参与分解纤维素的细菌与铁硫循环菌活性对于保护木质文物有重要作用。     

东南极达尔克冰川-183m深处冰层融水细菌多样性研究

【目的】目前对于南极冰层微生物研究较少,而且研究手段多为纯培养和高通量测序,对于其中的微生物群落多样性仍知之甚少。本研究拟研究东南极达尔克冰川冰层中微生物群落组成。【方法】采用纯培养法、单细胞分选和高通量测序3种方法对东南极达尔克冰川冰层微生物进行研究,探究该生境中微生物的群落组成。【结果】从达尔克冰川中分离出10门19纲94属。其中,变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)为优势纲,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)为优势属,结果显示冰层中存在较为丰富的微生物多样性。其中,纯培养法分离出25株细菌。单细胞分选方法分离得到24株细菌。高通量测序共得到55 183条序列,聚类出116个操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)。3种研究方法得出的优势种群不尽相同。通过单细胞分选和纯培养法共获得7株细菌,它们与数据库最近源16S rRNA基因序列的相似度小于98.65%,其中有2株菌株与最近源16S rRNA基因序列的相似度小于95.00%,推测可能有2个潜在新属,5个潜在新种。【结论】本研究通过纯培养法、单细胞分选以及高通量测序3种方法对东南极达尔克冰川冰层微生物多样性进行研究发现,该生境中细菌多样性复杂。对比3种方法,其各有优势和局限性。这意味着结合使用多种研究方法研究微生物多样性,可获得更加全面的微生物群落组成。研究结果可为挖掘南极微生物资源提供数据基础。     

餐厨垃圾厌氧消化处理主要过程的微生物群落结构分析

【背景】厌氧消化是我国餐厨垃圾处理的主要方法,微生物在其处理过程中起到关键作用,但是目前对其不同工艺单元微生物群落结构的研究较少。【目的】通过分析各工艺单元的微生物多样性与群落结构,为改进餐厨垃圾资源化处理技术、提高资源利用效率提供科学依据。【方法】采集某餐厨垃圾处理厂油水分离、厌氧发酵、沼渣脱水等3个工艺单元产生的废液样品,采用16S rRNA基因高通量测序技术,研究其菌群组成、丰度、优势菌群及其与环境因子的相关性。【结果】初始油水分离样品中的微生物群落种类相对较少,而经厌氧发酵和沼渣脱水处理后样品中的微生物群落种类较丰富。在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)在各单元样品中所占平均比例最高,为81.1%,其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi),分别占15.81%和4.59%;在属水平上,相对丰度较高的菌属为乳酸菌属(Lactobacillus)、互营单胞菌属(Syntrophomonas)等。餐厨垃圾处理过程中的部分菌属可能具有资源-环境双重属性,例如在沼渣脱水单元相对丰度高达32.67%的假单胞菌属(Pseudomonas),该菌属中既存在少部分致病菌或条件致病菌,也具有生产聚羟基脂肪酸酯的功能菌。影响各组样品微生物群落组成结构最显著的因子是p H值,其次是总糖的含量。【结论】研究明确了典型餐厨垃圾厌氧消化处理工艺单元的微生物群落结构和多样性,并提出了优化处理工艺、强化资源利用效率的建议。     

尕海湖湿地泥炭细菌多样性分析

【目的】探讨甘南尕海自然保护区湿地泥炭细菌的多样性和群落结构,通过3个不同地点的随机取样,对尕海自然保护区尕海湖的泥炭资源进行细菌多样性分析。【方法】运用Illumina Mi Seq高通量测序平台,对尕海湖湿地泥炭的细菌群落进行宏观基因组测序分析,检测了泥炭3个样本的细菌群落的差异性。【结果】通过对Silva数据库的比对,总共获得了108 096条优化序列代表。尕海自然保护区湿地泥炭样本的优势细菌群主要为Anawerodineaceae-uncultured(厌氧绳菌目-不可培养)、Micromonospora(小单孢菌属)、Brevundimong(短波单孢菌属)和Nocardioides(诺卡氏菌属),3个样品细菌群落组成差异较大。【结论】首次阐明了尕海湖水陆过渡区泥炭地细菌群落的多样性,为下一步开发和利用泥炭的功能菌群、研究泥炭微生物群落生态网络结构如何响应环境变化提供了基础资料。     

海南海口温泉真菌、细菌多样性及其环境影响因素分析

【目的】海南海口含有丰富的温泉资源,对温泉微生物多样性进行研究,有助于进一步开发和利用海南温泉微生物资源。【方法】本文采用Illumina Hi Seq高通量测序技术对海口3个温泉[海甸岛荣域温泉(S1)、火山口开心农场温泉(S2)和西海岸海长流温泉(S3)]水样中微生物ITS序列和16Sr RNA基因V3-V4区进行测序及生物信息学分析,探究海口市3个不同区域的温泉真菌多样性与细菌多样性。【结果】(1)α多样性分析表明,真菌群落中,S3(29)S1(29)S2,而在细菌群落中,S2(29)S1(29)S3。β多样性分析表明,3个温泉真菌群落和细菌群落组成差异皆显著。(2)分类分析表明,温泉真菌群落优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),细菌群落优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、Thermi、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、绿菌门(Chlorobi)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)。(3) CCA (Canonical correspondence analysis)分析表明,3个温泉的真菌群落主要影响因子是温度,细菌群落主要影响因子是总磷。【结论】海南省海口市温泉中含有丰富的微生物资源,其微生物群落组成受多种环境因子影响,且影响真菌和细菌的主要环境因子不同。     

Physiological diversity of bacterial communities from different soil locations on Livingston Island, South Shetland archipelago, Antarctica

Terrestrial food webs of Antarctica are simple and dominated by microorganisms. Soil bacteria play an important role in nutrient cycling, yet little is known about their capacity to utilize different carbon sources and to participate in site nutrient turnover. Biolog EcoPlate? was applied to study the catabolic activity and physiological diversity of bacteria inhabiting the soil of moss, vascular plants, and fell field habitats from Livingston Island, Antarctica. Additionally, the number of oligotrophic and copiotrophic bacteria was counted by the agar plate method. Results indicated a lack of site-specific distribution of bacterial abundance, in contrast to bacterial catabolic activity and community level physiological profiles. Community level physiological profiles revealed a common capacity of soil bacteria to intensively utilize polyols, which are cryoprotectants widely produced by Antarctic organisms, as well as site-specific phenolic compounds (vegetated habitats), amino acids/amines (moss habitats), carbohydrates and carboxylic acids (fell field habitat). It was concluded that the physiology of soil bacteria is habitat specific concerning both the rate of catabolic activity and pattern of carbon source utilization.     

培菌白蚁菌圃和粪便微生物多样性分析

【背景】培菌白蚁是属于白蚁科的一类与鸡枞菌属真菌共生的高等白蚁,其与体内肠道微生物和体外菌圃微生物形成三维共生体系。【目的】分析培菌白蚁菌圃和粪便的微生物多样性,并与肠道微生物进行比较。【方法】通过Illumina MiSeq高通量测序方法对培菌白蚁菌圃和粪便样品进行细菌16S rRNA基因和真菌ITS测序分析。【结果】高通量测序获得培菌白蚁菌圃和粪便样品细菌和真菌的有效序列和OTU数目。5个样品细菌OTU数目在90-199之间,而真菌OTU在10-58之间,细菌的种类多样性明显大于真菌。不论是细菌还是真菌,粪便样品的OTU数目多于菌圃样品。经物种分类分析,菌圃样品主要优势细菌是变形菌门(Proteobacteria),其相对含量超过82.4%;其次是拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes);粪便样品中优势细菌为拟杆菌门,其次是变形菌门,粪便优势菌属为别样杆菌属和营发酵单胞菌属,这与培菌白蚁肠道菌多样性组成一致。培菌白蚁菌圃和粪便样品共生真菌主要为担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)。菌圃优势真菌为鸡枞菌属(Termi...     

石磺海牛共附生细菌的分离和活性菌株筛选

【目的】研究深圳大鹏半岛海域石磺海牛中可培养的共附生细菌的数量和种类,并对分离获得菌株的代谢产物进行活性筛选。【方法】通过R2A平板培养、分离纯化和16SrRNA测序,分析鉴定石磺海牛中5个部位可培养细菌;使用分离菌株的菌液及发酵液上清,测定对群体感应信号分子降解的活性和抗生物膜活性。【结果】从石磺海牛中共分离到215株细菌,归属于87个种,54个属,有16株菌疑似为新菌。分离获得的菌株分布于变形菌门(Proteobacteria,126株),拟杆菌门(Bacteroidetes,44株),厚壁菌门(Firmicutes,34株),放线菌门(Actinobacteria,10株)和浮霉菌门(Planctomycetes,1株)。石磺海牛卵中的细菌数量和种类最为多样。从分离的菌株中筛选出28株菌能够降解群体感应信号分子,8株菌具有抗生物膜活性。【结论】首次报道了海洋无脊椎动物石磺海牛中具有丰富多样的可培养细菌,包含潜在的新微生物和天然产物资源,为今后研究石磺海牛共附生微生物提供了研究基础和参考。     

Predicting the impact of climatic warming on the carbon balance of the moss Sanionia uncinata on a maritime Antarctic island

The effects of climatic factors, especially those of temperature, on the carbon balance of the moss Sanionia uncinata were examined on King George Island in the maritime Antarctic. Net photosynthesis (P(n)) and dark respiration rates of two colonies (A and B) were measured with a portable infrared gas analyzer. Colony A showed small P(n) compared with its dark respiration rates throughout the growing season. Colony B showed much higher net photosynthetic rates, but the dark respiration rates of the two colonies did not differ significantly. Net photosynthetic rate determined at light saturation was almost constant over a wide temperature range, from 5 degrees to 15 degrees C, while the dark respiration was strongly affected by temperature. To assess the impact of warming on the carbon balance of the moss, cumulative carbon gain of the moss was calculated using a simulation model for the main part of the growing season. The results suggest that climatic warming may cause a reduction of carbon gain in some relatively photosynthetically inactive moss colonies.     

Pythium polare, a new heterothallic oomycete causing brown discolouration of Sanionia uncinata in the Arctic and Antarctic

Pythium polare sp. nov. is a new heterothallic oomycete species isolated from fresh water and moss from various locations in both the Arctic and Antarctic. This water mould is able to infect stems and leaves of Sanionia moss (Sanionia uncinata). Pythium polare causes brown discolouration in in vitro inoculation tests at 5 °C after 5 weeks of inoculation. It is characterized by globose sporangia with various lengths of discharge tubes releasing zoospores and aplerotic oospores with usually one to five antheridia. The sexual structures are only produced in a dual culture of antheridial and oogonial isolates. Phylogenetic analysis, based on ITS sequencing, places all isolated strains of P. polare in a unique new clade, hence it is considered a novel species. Pythium canariense and Pythium violae are the most closely related species of P. polare based both on morphology and the phylogenetic analysis.     

Eukaryotic phylotypes in aquatic moss pillars inhabiting a freshwater lake in East Antarctica, based on 18S rRNA gene analysis

Aquatic mosses of Leptobryum species form unique tower-like pillars of vegetation termed “moss pillars” in Antarctic lakes. Moss pillars have distinct redox-affected sections: oxidative exteriors and reductive interiors. We have proposed that a “pillar” is a community and habitat of functionally interdependent organisms and may represent a mini-biosphere. Batteries of 16S rRNA genotypes, or phylotypes, of eubacteria and cyanobacteria, but no archaea, have been identified in moss pillars. However, detailed identification or phylogenetic analyses of the moss and their associated eukaryotic microbiota have not been performed. This study analyzed near-full-length 18S rRNA gene sequences obtained from two whole moss pillars. In total, 28 PCR clone libraries from two whole moss pillars were constructed, and 96 clones from each library (total 2,688 clones) were randomly selected and sequenced. Molecular phylogenetic analysis revealed that the phylotype belonging to Bryophyta, considered to be derived from moss, was closely related (99.9?%) to the 18S rRNA gene sequence from Leptobryum pyriforme. Unexpectedly, phylotypes belonging to a novel clade of fungi dominated (approximately 27–75?%) the moss pillar libraries. This suggests that fungi may contribute to carbon cycling in the moss pillar as parasites or decomposers. In addition, phylotypes related to ciliates and tardigrades were subdominant in the exterior, while the phylotype of the ameba-like, single-celled eukaryote, Cercomonas (Cercozoa), was detected only in the interior. These features were shared by both moss pillars. The 18S rRNA gene-based profiles demonstrated that redox-related factors may control distribution of some eukaryotic microbes in a whole moss pillar.     

南极乔治王岛冰锥洞微生物培养探索

【目的】南极洲具备独特的环境和相对的生物地理隔离,南极洲各类生境中蕴藏了大量尚未培养和难培养的微生物,也是新颖微生物物种的重要来源之一。本研究以南极冰锥洞这类特殊生境为研究对象,通过培养条件的多样化提升南极微生物的培养率和多样性,揭示南极冰锥洞可培养微生物类群多样性,为该环境可培养微生物功能研究奠定基础,也为南极极端环境未培养微生物的培养方法提供借鉴。【方法】通过采用不同培养基添加复苏促进因子(resuscitation promoting factor, Rpf)的方式,提高南极柯林斯冰盖冰锥洞生境中微生物的可培养率,探究该生境中微生物的多样性。采用4种不同营养水平的培养基,平行添加Rpf进行菌株培养,经分离纯化与16S rRNA基因鉴定,分析冰锥洞可培养微生物的多样性及培养条件对多样性的影响。【结果】本研究共分离培养细菌407株,涵盖5个门、18个科、29个属,其中：放线菌门(Actinomycetota)为优势门,占72.73%;微杆菌科(Microbacteriaceae)为优势科,占69.78%;Lacisediminihabitans属为优势属,占45.70%。从培养基效果...     

泥浸汁对太湖沉积物中的好氧可培养细菌多样性的影响

【目的】研究添加泥浸汁与否对太湖沉积物中可培养细菌的影响。【方法】采用R2A培养基和添加泥浸汁R2A培养基对沉积物中细菌进行分离培养,16S r RNA基因系统发育分析比较种群结构。【结果】培养基中添加泥浸汁,可使可培养细菌的种类数量增加到1.6倍。16S r RNA基因序列分析表明,培养的优势细菌类群存在明显差别。R2A培养基上生长的细菌主要为厚壁菌门(52%)、放线菌门(24%)、变形菌门(20%)和拟杆菌门(4%),其中大部分细菌与芽孢杆菌属、假单胞菌属、节杆菌属等关系密切;而添加泥浸汁的R2A培养基上生长的细菌则主要为变形菌门(40%)、放线菌门(35%)、厚壁菌门(22.5%)和拟杆菌门(2.5%),与鞘脂单胞菌属、芽孢杆菌属、副球菌属、节杆菌属等关系密切。【结论】添加泥浸汁原始营养因子可提高沉积物中可培养细菌的多样性,提高菌种可培养效率。