南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海洋新菌的分类鉴定可编辑.docx
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南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海洋新菌的分类鉴定可编辑
南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海洋新菌的分类鉴定(可编辑)
南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两
株海洋新菌的分类鉴定
南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海洋新菌的分类鉴定南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海洋新菌的分类鉴定
谨以此文献给我的导师及所有关心和帮助过我的师
长、同学、亲人和朋友李昭
南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海洋新菌的分类鉴定
南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两
株海洋新菌的分类鉴定学位论文答辩日期:
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答辩委员会成员签字:
南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海洋新菌的分类鉴定
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一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示
谢意。
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年月日南太平洋环流区深海沉积物及底层海水可培养细菌的多样性研究以及两株海洋新菌的分类鉴定
南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海
洋新菌的分类鉴定
摘要
微生物群落结构是其整体功能的基础,一直是微生物生态学研究的重点问
题。
深海是一个永久低温(热液口除外)、高压、黑暗的极端生态环境,是极端
环境微生物的理想来源。
南太平洋环流区(SouthPacificGyre,SPG)位于赤道以
南、南美洲与澳大利亚之间,是世界上面积最大的环流区。
研究表明,这片海域
的有机物沉降速率、细胞丰度及微生物代谢活性均低于以往研究过的深海沉积
物,南太平洋环流区的沉积物微生物群落结构以好氧菌为主。
迄今为止,对这一
海域的海底生态系统研究甚少,本研究通过综合大洋钻探计划IODP,Intergrated
OceanDrillingProgram329航次获得南太平洋环流区7个站点的深海沉积物和底
层海水样品,对分离纯化的细菌菌株进行了16SrDNA测序鉴定,并分析了其可
培养细菌的多样性,对深海沉积物中的部分菌株进行了淀粉酶、明胶酶、酯酶
Tween20、Tween40、Tween80、纤维素酶等6种酶的活性检测。
另外,本文
还对2株海洋新菌进行了分类鉴定。
从南太平洋环流区7个站点的深海沉积物中共分离出229株细菌,这些菌株
属于5个门,50个属,95个种。
其中放线菌门(Actinobacteria)有106株,在
数量和种类方面均占主导地位;厚壁菌门(Firmicutes)60株,α-变形菌纲
(α-Proteobacteria)16株,β-变形菌纲(β-Proteobacteria)4株,γ-变形菌纲
(γ-Proteobacteria)39株,拟杆菌门(Bacteroidetes)3株,酵母菌(Yeast)1
株;革兰氏阳性菌即放线菌和厚壁菌共占总菌株数的70%。
优势属包括微球菌属
Micrococcus,放线菌门、芽孢杆菌属Bacillus,厚壁菌门和微杆菌属
Microbacterium,放线菌门等8个属;优势种包括云南微球菌Micrococcus
yunnanensis、南极微球菌Micrococcusantarcticus和科氏葡萄球菌
Staphylococcuscohnii等18个。
另外有10株细菌可能为海洋细菌新
属或新种。
对部分菌株的6种胞外酶活性检测结果显示,许多菌株都具有胞外酶活性,而且
在4?
C的低温下,仍然有许多菌株具有较强的酶活性,其中具有明胶酶和淀粉酶
I南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海洋新菌的分类鉴定
活性的菌株最多。
从南太平洋环流区7个站点的底层水中共分离出176株深海细菌,这些菌株
属于5个门,31个属,79个种。
其中γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)
有143株,
在数量和种类方面均占主导地位;α-变形菌纲(α-Proteobacteria)7
株,β-变形菌
纲(β-Proteobacteria)2株,厚壁菌门(Firmicutes)11株,放线菌门(Actinobacteria)
6株,拟杆菌门(Bacteroidetes)5株,酵母菌(Yeast)2株。
优势属包括假交替
单胞菌属(Pseudoalteromonas)、交替单胞菌属(Alteromonas)、弧菌属(Vibrio)
和盐单胞菌属(Halomonas)等10个属;优势种包括居珊瑚假交替单胞杆菌
(Pseudoalteromonasparagorgicola)、子午盐单胞菌(Halomonasmeridiana)和
坎氏弧菌(Vibriocampbellii)等12个种。
另外有9株细菌可能为海洋细菌新属
或新种。
从浒苔Enteromorphaprolifera暴发时期青岛近海海水中,分离得到两株好
T
氧革兰氏阴性细菌,编号为ZXM100与ZXM098。
细胞呈卵圆形至不规则短杆形,
无鞭毛,有聚羟基丁酸酯PHB累积,不含菌绿素a。
可以生长的NaCl浓度范围
为3-9%(w/v),温度范围为22-28?
C。
主要的脂肪酸种类为Cω7c、C和C。
18:
118:
016:
0
T
ZXM100含有的极性脂种类为磷脂酰甘油PG、磷脂酰乙醇胺PE、磷脂酰胆碱
PC、磷脂L和一种无法确认的胺脂质AL,主要的呼吸醌为Q-10。
16SrDNA
T
相似性分析结果显示,菌株ZXM100和ZXM098属于红杆菌科
T
Rhodobacteraceae。
通过本研究结果分析,菌株ZXM100和ZXM098鉴定为红杆
菌科的一个新属新种,将其命名为浒苔缓生菌Lentibacteralgarum。
该种的标准
TTT
株为ZXM100LMG24861CGMCC1.10234。
标准株的DNAG+C含量为
54.6mol%。
从黄海近海文昌鱼繁殖区海水中,分离得到一株革兰氏阴性细菌,编号为
T
H50,氧化酶和过氧化氢酶反应检测为阳性。
细胞呈卵圆形,无鞭毛,含菌绿素
a,有聚羟基丁酸酯累积。
可以生长的温度范围为0-37?
C。
主要的脂肪酸种类为
T
Cω7c和C,主要的呼吸醌为Q-10。
H50含有的极性脂种类为双磷脂酰甘油
18:
116:
0
DiPG、磷脂酰甘油PG和一种无法确认的磷脂L。
DNAG+C含量为57.7mol%。
T
16SrDNA序列比对分析结果显示,H50与红杆菌科中的
海滨海洋居住菌
T
PelagicolalitoralisDSM1829096.2%、粘液玫瑰变色菌Roseovariusmucosus
TT
DSM1706995.8%、嗜压玫瑰变色菌RoseovariustoleransDSM11457
95.7%
II南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海洋新菌的分类鉴定
T
最接近。
由系统进化树可以明确看出,H50明显属于玫瑰变色菌属Roseovarius,
T
而不是海洋居住菌属Pelagicola。
通过本研究结果分析,菌株H50鉴定为红杆菌
科玫瑰变色菌属的一个新种,将其命名为卵形玫瑰变色菌(Roseovarius
ovatus),
TTT
该种的标准株为H50CGMCC1.10799JCM17553。
关键词:
南太平洋环流区;深海细菌;可培养细菌;16SrDNA;浒苔缓生菌;
卵形玫瑰变色菌;
III南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株
海洋新菌的分类鉴定
DiversityofCulturableBacteriaintheDeep-SeaoftheSouth
PacificGyreandTaxonomicAnalysisofTwoNovelBacteria
Abstract
Thedeepseaisaextremeecologicalenvironmentwithpermanentlycold
excludinghydrothermalvent,high-pressureanddark,wheremicroorganismshave
toadapttothisspecifichabitatintermsofmorphology,physiologyandmetabolismsTheyareidealsourceofextrememicroorganisms,andhaveabroadprospectsfor
development.Thestudyofmicrobialcommunitystructureisthebasisofitsoverall
functionality,anditisthekeyissueofmicrobialecology.SouthPacificGyreSPGis
locatedsouthoftheequator,betweenSouthAmericaandAustralia.Itisthelargestof
theoceangyresanditscenterisfartherfromcontinentsthanthecenterofanyother
gyre.Thesedimentofthisregionhasthelowestorganicburialratesintheocean.The
recentsurveycruisedemonstratesthatshallowsedimentofthis
regioncontainsthe
lowestcellconcentrationsandlowestratesofmicrobialactivityeverencounteredin
shallowmarinesediment.However,thenatureoflifeinthesedimentbeneath
mid-oceangyresisverypoorlyknown.Becauseinterstitialwatersareoxicthroughout
thesedimentcolumninmostofthisregion,thesedimentarycommunityoftheSPGis
predominantlyaerobic
Inthisstudy,sedimentsandbottomseawatersampleswerecollectedduring
IODPIntergratedOceanDrillingProgram329,phylogeneticdiversityofculturable
bacteriafrom7sitesoftheSPGwasstudied,andsixtypesoftheextracellular
enzymaticactivitiesweredetectedonpartofthestrainsfromsediment.Inaddition,
twonovelmarinebacteriawereclassifiedTostudythediversityoftheculturablebacteriaindeepsedimentoftheSPG,229
bacterialstrainswereisolatedfrom7sitesand16SrDNAsequenceswereanalyzedTheresultsshowedthattherewere5phyla,50generaand
95species,and
ActinobacteriawasthedominantphylumintermsofquantityandspeciesGram-positivebacteriaActinobacteriaandFirmicutesaccountedfor70%.There
were106strainsbelongedtoActinobacteria,60strainsbelongedtoFirmicutes,16
strainsbelongedtoAlphaproteobacteria,4strainsbelongedtoBetaproteobacteria,39
IV南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性研究以及两株海
洋新菌的分类鉴定
strainsbelongedtoGammaproteobacteria,3strainsbelongedtoBacteroidetesand1
strainbelongedtoYeast.Therewere8dominantgenerasuchasMicrococcus,Bacillus,
Vibrio,Microbacteriumetc,and18dominantspeciessuchasMicrococcus
yunnanensis,Micrococcusantarcticus,StaphylococcuscohniietcInaddition,10
strainsmightbenovelgeneraorspecies.Theresultsoftheextracellularenzymatic
activitiesshowedthatallthe6typesoftheextracellularenzymeshadbeendetectedAt4?
Ctherewerestillmanystrainshadthe
extracellularenzymaticactivities.The
numberofgelatinase-positivestrainsandamylase-positivestrainswerethelargestTostudythediversityoftheculturablebacteriainbottomseawateroftheSPG,
176bacterialstrainswereisolatedfrom7sitesand16SrDNAsequenceswere
analyzed.Theresultsshowedthattherewere5phyla,31generaand79species,and
GammaproteobacteriawasthedominantphylumintermsofquantityandspeciesTherewere143strainsbelongedtoGammaproteobacteria,7strainsbelongedto
Alphaproteobacteria,2strainsbelongedtoBetaproteobacteria,11strainsbelongedto
Firmicutes,6strainsbelongedtoActinobacteria,5strainsbelongedtoBacteroidetes
and2strainsbelongedtoYeast.Therewere10dominantgenerasuchas
Pseudoalteromonas,Alteromona,Vibrio,Halomonas,etc,and12dominantspecies
suchasPseudoalteromonasparagorgicola,Halomonasmeridiana,Vibriocampbellii
etc.Inaddition,9strainsmightbenovelgeneraorspecies.Some
undiscovered
bioactivesubstances,especiallycold-adaptiveenzymes,mayexistinthesestrainsand
areworthyoffurtherexploitationT
TwonovelGram-stain-negative,aerobicstrainsZXM100andZXM098were
isolatedfromseawaterinthecoastalregionofQingdao,China,duringamassive
greenalgaebloom.CellswereovoidtoirregularshortrodsandlackedflagellaPoly-b-hydroxybutyratewasaccumulated.CellsdidnotcontainbacteriochlorophyllaItgrowswithinaNaClconcentrationof3-9%andtemperaturerangeis22?
C-28?
CC,CandCwerethemajorfattyacidcomponents.Thepolarlipidsof
18:
1v7c18:
016:
0
T
ZXM100werephosphatidylglycerol,phosphatidylethanolamine,
phosphatidylcholine,asinglelipidandanunidentifiedaminolipid.Thepredominant
T
isoprenoidquinoneofZXM100wasQ-10.Phylogeneticanalysisbasedon16S
rDNAgenesequencesshowedthatstrainsbelongedtothefamilyRhodobacteraceaeT
Basedontheresultsobtainedinthisstudy,strainZXM100wasconsideredto
representanovelspeciesinanewgenus,forwhichthenameLentibacteralgarumgenV南太平洋环流区深海可培养细菌的多样性
研究以及两株海洋新菌的分类鉴定
T
nov.,sp.nov.isproposed.ThetypestrainisZXM100TLMG24861CGMCC
T
1.10234;theDNAG+Ccontentofthetypestrainis54.6mol%AnovelGram-stain-negative,catalase-andoxidase-positivebacterium,
T
designatedstrainH50,wasisolatedfromanamphioxusbreedingzoneinthecoastal
regionoftheYellowSea,China.Cellswereovoidshaped,lackedflagellaandwere
foundtocontainbacteriochlorophylla.Poly-b-hydroxybutyratewasaccumulatedThetemperaturerangeforgrowthwas0?
37?
C.ThemajorfattyacidswereCω7c
18:
1
- 配套讲稿:
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