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为了解新疆沙湾冷泉沉积物中原核微生物的组成及其多样性,利用免培养方法对沙湾冷泉沉积物中细菌和古菌的多样性进行研究。通过直接从沉积物中提取环境总DNA,分别使用细菌和古菌通用引物进行16S rRNA基因扩增,构建其相应的16S rRNA基因文库。对细菌16S rRNA基因文库随机挑选了241个阳性克隆进行Hae III酶切分型得到86个可操作分类单元(OTUs),系统发育分析将其归为11个门:放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿菌门(Chlorobi)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、变形菌门(Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)。其中酸杆菌门和变型菌门为优势类群,分别占细菌克隆文库的48%和25%。超过1/3的OTUs序列与GenBank中已存序列具有较低相似性(相似性小于95%)。此外20%左右的克隆与具有潜在固氮和硝酸盐氧化功能的细菌相似性较高。对古菌文库随机挑选了121个阳性克隆,共得到22个不同的可操作分类单元,BLAST结果表明全部克隆归属于泉古菌门(Crenarchaeote)中免培养类群。系统发育分析归类为Soil-Freshwater-subsurface group和Marine group I两个亚群并且各占整个文库的50%。此外有40%左右的克隆与具有无机碳和硝酸盐同化能力的泉古菌具有高的序列相似性。研究结果表明,新疆沙湾冷泉沉积物中细菌种类丰富,多样而且存在大量未知类群,而古菌类群多样性较低,但存有大量高度适应此低温、贫营养环境的泉古菌类群。另外,为了进一步了解沙湾冷泉沉积物中可培养和不可培养放线菌的组成及多样性,同时利用了培养法和免培养法对沉积物中放线菌类群进行了研究。通过使用放线菌特异性引物直接从环境总DNA中扩增放线菌16S rRNA基因,并构建放线菌16S rRNA基因克隆文库。随机挑选了156个阳性克隆进行Hha I酶切分型得到30个OTUs,BLAST比对和系统发育归为放线菌门中酸微菌亚纲[Acidimicrobidae (22.7%)]和放线菌亚纲[Actinobacteridae (65.2%)]两个亚纲和一个未知类群[Unknown affiliation (12.1%)]。其中放线菌亚纲多样性最高,分为7个属[游动放线菌属(Actinoplanes spp.,占整个文库的3.8%)、节杆菌属(Arthrobacter spp., 18.5%)、芽生球菌属(Blastococcus spp., 4.7%)、分枝杆菌属(Mycobacterium spp., 15.3%)、涅氏瓦列菌属(Lechevalieria spp., 5.3%)、链霉菌属(Streptomyces spp., 6.4%)以及马杜拉放线菌属(Actinomadura., 0.7%)]和小单孢菌亚目(Micromonosporineae, 14.7%)。酸微菌亚纲仅有一小部分归属于酸微菌属并且16S rRNA基因相似性较低(94%),其余绝大部分为不可培养类群。利用可培养法,通过使用11种选择性培养基对冷泉沉积物中可培养放线菌进行分离纯化,得到了150株放线菌,利用16S rRNA基因序列信息及系统发育分析将这150株菌归类于放线菌门中10个属:酸微菌属(Acidimicrobium spp.)、节杆菌属(Arthrobacter spp.)、乔治菌属(Georgenia spp.)、利夫森氏菌属(Leifsonia spp.)、微球菌属(Micrococcus spp.)、小单孢菌属(Micromonospora spp.)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia spp.)、红球菌属(Rhodococcus spp.)、链霉菌属(Streptomyces spp.)和威廉姆斯氏菌属(Williamsia spp.)。其中链霉菌属和节杆菌属菌株为分离菌中优势类群。免培养和可培养研究结果表明沙湾冷泉可能存在大量的可培养的放线菌潜在新种,另外酸杆菌亚纲和放线菌亚纲中大量的不可培养类群的16S rRNA基因序列与现存已知类群相似性较低,因此推测可能存在新分类地位的类群。