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南海沉积物是集化学物质和微生物于一体的特殊生态环境,蕴藏着丰富而独特的微生物资源。南海沉积物中的微生物在海洋生态系统及物质循环中扮演了重要的角色。本论文在了解和综述海洋细菌多样性及其研究现状和进展的基础上,于2012年3月~5月份采集南海表层沉积物样品,利用16S rDNA克隆技术及功能基因分析技术等生物学手段,分别对南海三个站位沉积物中的细菌、固碳功能菌及古菌的多样性进行研究,主要的结果如下: (1)采用16S rDNA克隆文库方法对南海三个站位表层沉积物中细菌16S rDNA序列进行分析表明,三个站位所获的序列涵盖了变形菌门( Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌(Actinobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospira)、绿屈挠杆菌(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、螺旋体(Spirochaetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、疣微菌门(Verrucomierobia)、厚壁菌门(Firmicutes)共10个门,其中变形细菌、浮霉菌和放线菌为群落优势类群。三个区域的细菌分布有一定差异,但有大部分细菌分布相似。 (2)采用功能基因克隆文库技术对南海三个站位表层沉积物中固碳功能细菌序列进行分析表明,三个站位所获的序列主要归属于以下14个类群,包括硫杆菌属(Thiobacillus)、硫红球菌属(Thiorhodococcus)、硫单胞菌属(Thiomonas)、盐硫杆状菌属(Halothiobacillus)、盐红螺旋菌属(Halorhodospira halochloris)、酸硫杆状菌属(Acidithiobacillus)、外硫红螺菌属(Ectothiorhodospira)、硫杆菌反硝化菌属(Thiobacillus denitrificans)、亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、噬氢菌属(Hydrogenophaga)、硫碱弧菌属反硝化菌(Thialkalivibrio denitrificans)、脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)、着色菌属(Chromatium)、红杆菌属(Rhodobacter)。南海三个站位沉积物中细菌cbbL基因型类群均以硫杆菌属和硫红球菌属为主要的优势类群。另有少数序列是暂时无法确定分类地位的类群。 (3)采用16S rDNA克隆文库的方法分析南海表层沉积物中古菌序列进行分析表明,三个站位南海沉积物中古菌的系统发育分析发现,古菌16S rDNA克隆子文库中的序列分别来自2个大类:泉古生菌(Crenarchaeota)和广古生菌(Euryarchaeota)。泉古生菌2个类群,主要为Marine Benthic Group B(MBGB)和 Marine Crenarchaeotic GroupI(MGI);广古生菌也有2个类群,分别为 Marine Benthic Group D(MBGD)和 Novel Euryarchaeotic Group(NEG)。但与其他深海沉积物的古菌群落多样性的研究相比,本研究中古菌群落多样性相对单一。另外,三个站南海沉积物样品中还存在一定比例未知类群,这表明了在本文所研究的海域中可能还存在着某些未知古菌。 本论文的研究为我们理解南海细菌、固碳功能菌及古菌群落分布提供了一定的理论依据,同时也为我们能更全面深入地了解固碳功能菌及古菌在海洋碳循环作用及其贡献的研究奠定了科学基础。另外,研究海洋微生物的多样性,可以使我们更加全面、立体、深刻的认识海洋环境,不仅可以为开发利用海洋微生物资源提供重要的参考依据,还可以为人类了解生命起源和进化提供重要的线索。