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。     

南大西洋深海热液区可培养硫氧化微生物多样性及其硫氧化特性

【目的】探索南大西洋热液环境中的硫氧化细菌多样性并研究其硫氧化特性。【方法】通过富集培养和分离纯化获得硫氧化细菌,利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析富集菌群组成结构,采用离子色谱法对获得的硫氧化细菌硫氧化特性进行检测。【结果】从南大西洋深海环境样品中共分离到48株菌,分属于alpha-Proteobacteria(28株,58.3%)、Actinobacteria(11株,22.9%)和gama-Proteobacteria(9株,18.8%)共3个门,其中Thalassospira、Martelella和Microbacterium为优势属。DGGE结果表明深海热液环境样品中微生物多样性丰富且不同站位存在差异。硫氧化特性研究结果表明,约60%的分离菌株具有硫氧化能力,可以氧化S_2O_3~(2–)生成SO_4~(2–)。获得一株硫氧化能力较强的潜在新种L6M1-5,在实验条件下可高效氧化S_2O_3~(2–),最大氧化速率可达0.56 mmol/(L·h)。【结论】南大西洋深海热液环境中可培养硫氧化细菌多样性丰富,为研究热液环境中的硫循环过程提供了实验材料和理论参考;同时高效硫氧化菌的获得,为工业化含硫废水的处理提供了良好的菌种资源。     

劳盆地深海热液喷口沉积物中细菌多样性研究

采用PCR-RFLP技术调查了劳盆地深海热液喷口两位点沉积物中的细菌多样性。结果表明, 在劳盆地深海热液喷口沉积物环境中细菌多样性十分丰富, 样品DY1中发现6个细菌类群, DY2中则存在4个细菌类群, 其中Gammaproteobacteria细菌亚群和Epsilonproteobacteria细菌亚群在两文库中均占据最大比例, 为沉积物样品中的优势菌群。另外, 在克隆文库中还发现了一些与数据库中的已知序列同源性较低的类群, 从而说明劳盆地深海热液喷口沉积物中存在特有的微生物种属。     

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16S rRNA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21...     

丛生盔形珊瑚共附生可培养真菌多样性分析

旨在研究珊瑚共附生可培养真菌多样性。运用稀释平板法和基于ITS-rDNA基因序列的系统发育分析对珊瑚共附生可培养真菌多样性进行研究, 将所得到的基因序列与NCBI数据库GenBank中的序列进行相似性比较并构建系统发育树。实验中从丛生盔形珊瑚表面和内部共分离得到19株菌落形态各异的真菌。ITS-rDNA序列分析及形态学鉴定表明, 丛生盔形珊瑚共附生真菌主要包括曲霉菌Aspergillus sp.、枝孢霉菌Cladosporium sp.、炭角菌Xylariales sp.、青霉菌Penicillium sp.、葡萄穗霉菌Stachybotrys sp.、赤霉菌Gibberella moniliformis、镰刀霉菌Fusarium sp.等。分离得到的菌株中, 4-13与GenBank中已报道的基因序列的相似性仅为89%。结果表明, 与丛生盔形珊瑚共附生的可培养真菌较为丰富, 是潜在的新的微生物菌种资源, 具有进一步研究的价值。     

涠洲岛2种造礁珊瑚共附生可培养潜在耐热细菌多样性

【背景】珊瑚适应环境的能力与机体内共附生细菌有关,然而,这些细菌在珊瑚宿主适应环境变化过程中所起的作用尚不清楚。对珊瑚共附生细菌进行纯培养,探究其生物功能和生态作用,是解析珊瑚宿主环境适应机理的重要途径。【目的】研究热耐受性不同的2种造礁珊瑚共附生可培养潜在耐热细菌多样性和功能,为理解珊瑚适应环境的能力提供新的认识。【方法】从涠洲岛选取2种热耐受性差异显著的霜鹿角珊瑚(Acropora pruinosa)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)为研究对象,采用2216E、海水R₂A和海水GYP这3种琼脂培养基,于32℃(珊瑚热耐受阈值)培养条件下对珊瑚共附生潜在耐热细菌进行分离培养,对分离菌株进行16S rRNA基因测序和序列相似性分析。选取代表菌株进行热耐受性检验,并利用平板对峙法进行抗菌活性检测。【结果】2种造礁珊瑚共附生可培养潜在耐热细菌的多样性存在显著差异。从热敏型的霜鹿角珊瑚中获得44株细菌,隶属于4个门22个属,其中弧菌属(Vibrio)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)和Tenacibaculum为优势属;从热耐...     

安徽铜陵河流附生细菌多样性

通过对铜陵地区不同河段的上覆水和沉积物的理化性质进行分析,结合聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）的方法,研究了铜陵不同河段中附生细菌的多样性及其与环境因子的关系。结果表明,8个河段中上覆水和沉积物的营养水平及重金属含量存在较大差异,不同河段附生细菌的多样性指数也存在差异。数据分析表明,铜陵河流中黄浒河附生细菌的多样性最高,顺安河下游和钟仓河附生细菌的多样性最低。这种差异主要与河段间上覆水和沉积物不同的营养水平、重金属含量水平等因素有关。附生细菌的香农-威纳多样性与上覆水中的氨态氮（NH3-N）、总氮（TN）、总磷（TP）、可溶性正磷酸盐（PO3-4-P）和高锰酸盐指数（COD Mn）呈显著或极显著负相关,与沉积物中镉（Cd）、铜（Cu）和锌（Zn）的含量具有显著或极显著正相关性。     

海洋动植物共附生微生物的分离和抗菌活性研究

从海参、海胆、海葵、海兔、石莼、羊栖菜、裙带菜分离得到125种共附生海洋微生物,以6种敏感菌为指示菌,从中获得具有抑菌活性的细菌21株,放线菌8株,真菌2株。21株抑菌海洋细菌中芽孢杆菌属为7株,占33．3％,弧菌属为11种,占52．2％,其余3株为假单孢杆菌属,占14．5％。8株抑菌海洋放线菌中链霉菌属为5株,占62．5％,小单孢菌属为3株,占36．5％。2株抑菌海洋真菌均为青霉属。     

丛生盔形珊瑚共附生可培养真菌

海洋中蕴藏着目前尚无法估量的微生物未知种群和资源,在众多海洋生态系统中,珊瑚礁生态系统是海洋中物种多样性程度最高的生态类型,其中几乎生活着所有海洋生物的门类.随着海洋天然产物和海洋药物研究的不断深入,海洋共附生微生物,特别是热带珊礁无脊椎动物来源的共附生生物,引起了人们的广泛关注.珊瑚共附生真菌的研究可能揭示珊瑚的生存能力和健康状态,同时又是开发利用海洋真菌的重要种质资源.     

西南印度洋深海热液羽流海水细菌的多样性

[目的]分析西南印度洋深海热液羽流细菌的多样性特点,为认识该特殊环境微生物对大洋生态系统的影响,以及获得特殊的微生物资源奠定基础.[方法]将西南印度洋深海热液羽流海水进行原位浓缩,对获得的1000倍浓缩海水样品进行富集培养和微生物纯培养 ;通过构建原始海水浓缩样品和富集培养物的16S rRNA基因克隆文库,结合纯培养获得的微生物菌株的16S rRNA基因,分析该样品的细菌多样性结构和特点.[结果]共获得104个16S rRNA基因,其中50个来自原始热液羽流浓缩海水样品,40个来自富集培养物,14个来自分离获得的纯培养,它们分属于γ-变形菌群(γ-Proteobacteria)(74个),α-变形菌群(α-Proteobacteria)(14个),β-变形菌群(β-Proteobacteria)(5个),拟杆菌群(Bacteroidetes)(4个),厚壁菌群(Firmicutes)(2个),浮霉状菌(Planctomycetes)(2个),疣微菌(Verrucomicrobia)(2个)以及放线菌(Actinobacteria)(1个),共29个不同的操作分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs).26个序列与已知微生物16S rRNA基因相似性低于97％,最低的只有86％.[结论]西南印度洋热液羽流存在较丰富的微生物多样性,以γ-Proteobacteria为优势类群,其次为α-Proteobacteria ;该环境中存在较多尚未获得分离培养的微生物新属种.     

硫氧化细菌的种类及硫氧化途径的研究进展

硫,作为生物必需的大量营养元素之一,参与了细胞的能量代谢与蛋白质、维生素和抗生素等物质代谢。自然界中,硫以多种化学形态存在,包括单质硫、还原性硫化物、硫酸盐和含硫有机物。硫氧化是硫元素生物地球化学循环的重要组成部分,通常是指单质硫或还原性硫化物被微生物氧化的过程。硫氧化细菌种类繁多,其硫氧化相关基因、酶和途径也多种多样。近几年,相关方面的研究已取得很多进展,但在不同层面仍存在一些尚未解决的科学问题。本文主要围绕硫氧化细菌的种类及硫氧化途径的研究进展进行了综述。     

嗜酸硫氧化细菌消解元素硫的研究进展

浸矿酸性环境下,金属硫化矿在Fe3+作用下,经过硫代硫酸盐途径或多聚硫化氢途径而分解的过程中导致大量元素硫的累积,进而可能在金属硫化矿表面形成疏水元素硫层,阻碍金属离子的进一步浸出。酸性环境下,惰性元素硫的消解必须借助嗜酸硫氧化细菌来实现。该消解过程包括嗜酸硫氧化细菌对元素硫的吸附、转运以及氧化转化等过程。本文对近年来嗜酸硫氧化细菌消解元素硫过程的相关研究进行了全面评述,认为有关嗜酸硫氧化细菌消解元素硫的分子机制的清晰阐述还有待人们通过对消解过程的各个环节的分子机制进行大量研究来实现。     

硫氧化细菌源单质硫的生成、转运和回收

单质硫(硫粒)是硫化物生物氧化的中间产物.按化学计量式精准调控O/S比(溶解氧与硫化物的摩尔比),单质硫可成为硫氧化细菌(Sulfur-oxidizing bacteria,SOB)的主要代谢产物.根据单质硫的分布,单质硫可分为胞内硫粒和胞外硫粒.单质硫由胞内向胞外的跨膜转运过程是泌硫型SOB的重要生理特征.从生物脱硫...     

三峡库区水体中硫氧化菌的群落多样性

【目的】探究三峡库区干流和支流水体硫氧化菌群落组成和多样性及其与水体理化性质的相关性。【方法】于2017年3月在三峡库区支流和干流共选取9个采样点,测量各采样点水体理化参数,针对水体样品的sox B基因进行系统发育分析、聚类分析和多样性分析,并分析水体理化性质与硫氧化菌群落组成和多样性的相关性。【结果】克隆文库分析显示,本研究的三峡库区水体样品中硫氧化菌分属于α-Proteobacteria和β-Proteobacteria纲,其中β-Proteobacteria的硫氧化菌是群落构成主体,在干流和支流的采样点中相对丰度均高于95.6%。聚类分析和主坐标分析(PCo A)显示,各支流采样点之间以及支流样点和其对应干流样点之间的硫氧化菌群落构成差异较大,而干流采样点间硫氧化菌群落构成差异较小。Mantel检验结果显示,硫氧化菌群落组成与水体的温度、盐度、溶氧量、藻含量和p H等理化参数呈显著(P0.05)相关。Pearson相关性分析显示硫氧化菌的群落多样性与藻含量和DIC呈现显著负相关。【结论】三峡库区支流和干流水体中硫氧化菌主要由β-Proteobacteria纲构成,库区干流水体中硫氧化菌群落构成较为相似,而不同支流水体中的硫氧化菌群落构成差异较明显,并且支流和对应干流交汇处的水体中硫氧化菌群落组成差异明显,水体理化性质是导致这一差异的重要原因之一。     

海底热液环境中嗜中性微需氧铁氧化菌的多样性、生物矿化作用及其代谢特征

铁元素是深海热液活动产物的主要成分之一,也是热液喷口处化能自养微生物生态系统的重要驱动元素。以Zetaproteobacteria为典型代表的嗜中性微需氧铁氧化菌是海底喷口及其周围环境中生物介导的Fe²⁺氧化这一生物矿化作用的主要驱动者。这些铁氧化菌通过氧化Fe²⁺获取维持自身代谢所必需的能量,同时分泌有机质将氧化后的不溶铁（氧化物或氢氧化物）沉淀于细胞外,形成具有螺旋丝带状、中空长杆状、分叉管状以及其他具有特殊形貌特征的显微结构体,进而堆积成广泛分布于海底的富铁氧化物/氢氧化物。越来越多的研究表明,编码细胞色素孔蛋白的cyc2基因是Zetaproteobacteria铁氧化菌进行Fe²⁺氧化的关键基因,而细胞色素c或其他周质细胞色素则是Fe²⁺氧化过程中的关键电子传递载体。基于宏基因组分析的系列研究揭示了Zetaproteobacteria普遍具有多种与氮、硫、氢以及砷元素循环密切相关的功能基因与代谢途径,暗示了其在上述元素循环过程中的潜在作用。本文系统地总结了海底热液喷口及其周围环境中发现的嗜中...     

Diversity in mussel beds at deep-sea hydrothermal vents and cold seeps

Remarkably little is known about fundamental distinctions (or similarities) between the faunas of deep‐sea hydrothermal vents and seeps. Low species richness at vents has been attributed to the transient nature of vent habitats and to toxic effects of hydrogen sulphide and heavy metals in vent effluents. Seeps are arguably more stable and more chemically benign than vents. They have also been regarded as more diverse, but until now there has not been a rigorous test of this hypothesis. We evaluated diversity indices for invertebrates associated with mussel beds at six vents and two seeps and found that invertebrate diversity was significantly higher at seeps than vents, although some vent mussel beds supported nearly the same diversity as seep mussel beds. Lower diversity at vents may be a consequence of a greater physiological barrier to invasion at vents than at seeps. Diversity was lowest where spacing between vents was greatest, suggesting that risks of extinction as a result of dispersal‐related processes may contribute to the pattern of diversity observed at vents.     

西藏热泉沉积物的硫氧化细菌多样性及其影响因素

【目的】探究西藏热泉沉积物中硫氧化细菌群落多样性及其环境影响因素。【方法】选取西藏5个地热区的25个热泉样点,现场测量各采样点的水体理化参数,并采集热泉水和沉积物样品。通过功能基因(硫代硫酸盐水解酶编码基因:soxB)克隆文库分析方法,研究沉积物样品中硫氧化细菌群落的组成和多样性,并统计分析其与环境参数之间的相关性。【结果】克隆文库分析结果显示,西藏热泉沉积物样品中的硫氧化细菌主要分属于α-Proteobacteria、β-Proteobacteria和γ-Proteobacteria纲。研究样品中的硫氧化菌群落香农指数与溶解有机碳的浓度(R=0.489,P0.05)呈显著正相关。另外,统计发现西藏各热泉之间的硫氧化菌群落组成差异较大,其优势硫氧化细菌种群差异明显,大多数样点的优势硫氧化细菌种群为β-Proteobacteria,少量样点以α-Proteobacteria和γ-Proteobacteria为主。Mantel检验结果显示,西藏热泉样品中的硫氧化细菌群落组成与温度、硫化物、电导率、海拔、总溶解固体和pH显著(P0.05)相关。【结论】西藏热泉沉积物中的硫氧化细菌群落广泛分布,且主要以变形菌门为主。地理隔离和理化差异导致了热泉沉积物样品间的硫氧化菌群落组成差异。