马里亚纳海沟沉积物可培养异养细菌的多样性及其DMSP降解能力

[目的]马里亚纳海沟是地球上最深的海沟,具有超高静水压力、低温、无光等生境特征,蕴含独特的微生物资源.二甲基巯基丙酸内盐(dimethylsulphoniopropionate,DMSP)是海洋环境中最丰富的有机硫分子之一,海洋异养微生物可裂解DMSP产生"冷室气体"二甲基硫(dimethyl sulfide,DMS)...     

马里亚纳海沟不同深度水样微生物分离与多样性分析

【背景】马里亚纳海沟挑战者深渊是地球表面最深点,认识其微生物群落结构和分离培养的微生物对挖掘新的微生物资源具有重要意义。【目的】对马里亚纳海沟不同深度水样进行细菌分离培养,并与这些样品的微生物群落结构进行比较,认识进一步要分离培养的微生物类型。【方法】采用不同培养基对马里亚纳海沟两个站位不同深度水样进行细菌分离培养,并通过Illumina MiSeq高通量测序分析各个水样的细菌和古菌的群落结构。【结果】从来自两个站位不同深度的6个水样样品中分离获得783株细菌,属于4个门6个纲28个属。其中,变形菌门占主导地位,67.8%的菌株属于γ-变形菌纲。分离获得的菌株主要属于亚硫杆菌属、假单胞菌属和交替假单胞菌属,它们在这些样品中广泛分布,且在高通量测序结果中也能检测到。高通量测序结果表明除浅层样品优势微生物为蓝细菌外,其他样品以变形菌门占主导;不同深度样品的微生物群落结构存在较大差异。【结论】马里亚纳海沟不同深度水样中不仅分离培养出了相对丰度较高的一些细菌属,也分离得到一些相对丰度较低的微生物类型。从马里亚纳海沟水样中分离培养获得的细菌菌株资源将用于功能微生物和功能酶挖掘等相关研究,这有利于...     

马里亚纳海沟共培养细菌多样性动态变化及潜在微生物互作关系

马里亚纳海沟是世界已知最深的海沟,其寡营养、高压、低温、低氧等极端的深海环境孕育出独特的细菌群落结构及多样性特征。选取寡营养培养基对马里亚纳海沟海水及表层沉积物分别进行液体共培养,并在不同培养阶段取样进行高通量测序,分析细菌群落结构组成及其多样性的动态变化,探讨微生物之间可能的互作关系。研究结果表明：液体共培养样品中一共检测到19个门、34个纲、76个目、131个科、227个属的细菌,其中变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为优势菌群,其次为厚壁菌门（Firmicutes）;与其他样品相比,1000米海水样品中细菌群落的多样性最高,并且蓝细菌门（Cyanobacteria）具有更高的相对丰度。共培养样品中细菌丰富度、多样性、群落结构均随培养时间而改变,其中共培养中期样品的细菌多样性较高;表层沉积物样本中,盐单胞菌属（Halomonas）可能由于较强的竞争能力在共培养后期占据优势地位。基因功能预测与代谢通路富集结果显示,随着共培养时间的增加,微生物生长相关的代谢通路丰度明显下降,而与互作相关的代谢通路丰度明显增加。共培养样品检测到的细菌多样性远高于单独分离培养的多样性,仅有少量菌属为单独分离培养与共培养样品均检测到的共有属。综上所述,马里亚纳海沟细菌群落中存在竞争、互利共生的相互作用,共培养法有利于揭示细菌间的互作关系。研究为深渊及深海等极端环境下微生物生态系统组成及维持奠定了理论基础,也为进一步研究极端微生物的生存策略提供了科学指导。     

北欧海海水可培养细菌多样性

【目的】为了解北欧海表层海水可培养细菌多样性与所在水文环境的关系。【方法】利用2216E、R2A和海水培养基对该海域暖流区、寒流区、海盆区及交汇区等多个区域不同站位的表层海水样品中的可培养细菌进行分离培养,通过16S r RNA基因测序对分离的菌株进行分类鉴定,并构建系统发育树进行系统发育分析。【结果】从北欧海表层海水中共分离到407株细菌,通过RFLP分析选取其中154株进行测序,结果表明此154株细菌分属于3个门,18个属,27个种。3个门包括变形菌门、厚壁菌门和放线菌门,优势属为假交替单胞菌属、嗜冷杆菌属等,优势种为食琼脂假交替单胞菌、海雪嗜冷杆菌等,并分离到闪烁交替单胞菌等多株嗜冷菌。比较不同区域的微生物多样性可以看出,γ-变形菌纲的细菌在各个区域均占较高比例。交汇区的细菌多样性最高,分离到了10个不同属的细菌,而海盆区细菌多样性最低,只分离到了4种。除了海盆区外,其他3个区域的样品中都分离到了特有的类群。【结论】从以上结果可以看出,北欧海域有较为丰富的微生物资源,且交汇区微生物多样性较其他区域高。     

比什凯克盐碱土壤可培养细菌的多样性

【目的】通过对吉尔吉斯共和国比什凯克地区一处盐碱土壤样品可培养细菌的分离筛选,初步了解该地区土壤微生物生理多样性和系统发育多样性。【方法】利用加盐(NaCl 5%)的R2A、TSB、1/4×NA和Gause No.1培养基筛选耐盐碱菌株。对部分分离菌株的革兰氏染色、耐盐性、生长温度范围、pH耐受、产酶性能进行了比较,进而采用核糖体DNA扩增片段限制性酶切分析(ARDRA)研究了比什凯克地区耐盐碱细菌的群落结构和多样性。【结果】从比什凯克地区盐碱土样中分离得到120株耐盐碱细菌,通过限制性内切酶Hae III对纯化菌株的16S rRNA基因进行酶切分型,根据ARDRA的酶切图谱,将其划分为19个操作分类单元。16S rRNA基因序列测定和系统发育分析结果显示,分离菌株分布于厚壁菌门、放线菌门、变形菌门下的17个种属,且部分菌株的16S rRNA基因序列同源性低于97%,可能是潜在的新种。【结论】比什凯克地区盐碱土样中的耐盐碱细菌不仅具有丰富的多样性,还蕴藏着具有地域特点的新菌种资源。     

烟草可培养内生细菌的分离及多样性分析

采用稀释平板法, 从健康烟草的根、茎、叶组织中分离到267株内生细菌。利用细菌菌落表征性状和16S rRNA序列对这些分离物进行了多样性分析。通过数值分析比较了8个菌落形态表征性状, 以类平均连锁聚类法的方式进行聚类分析, 在2.15的水平上可分成5个聚类群和56个亚群。16S rDNA序列系统发育分析表明267株分离物可分为21个类群。研究表明同一菌落形态类型的菌株在系统发育树中不一定聚为一类, 菌落形态分类与分子生物学方法分类结果不完全一致。经克隆测序分析表明, 这267株分离物分别与GenBank中6类细菌中的21个已知种相似性达到98%?99%。其中芽孢杆菌属(Bacillus)细菌是烟草可培养内生细菌的优势种群。     

中国南海沉积环境可培养细菌多样性研究

【目的】探索海洋沉积环境中可培养细菌的多样性。【方法】采用纯培养分离及16S rRNA基因序列鉴定的方法,对我国南海海域20个沉积物样品进行细菌多样性分析。【结果】共获得200株细菌,分属于47个属,99个种。经系统进化分析,可培养菌株主要分布于4个类群:厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),优势类群为Firmicutes,其中芽孢杆菌属(Bacillus)所占比例为55.6%;而Actinobacteria和Bacteroidetes两个类群获得菌株较少;在Firmicutes和Actinobacteria两个类群中发现8个潜在新种和3个潜在新属级类群。【结论】初步研究结果表明,南海海洋沉积环境可培养微生物资源丰富,新物种资源多样;其中,芽孢杆菌为海洋沉积环境中的优势类群,随着样品深度的增加,细菌多样性呈现递减的趋势,深度可能是影响细菌多样性的一个重要因素;其次,分离培养基和分离方法直接关系到样品中可培养微生物多样性的发现,有待深入研究。     

松口蘑(Tricholoma matsutake)菌塘土壤可培养细菌多样性

松口蘑(Tricholoma matsutake)也称松茸,是具有重要经济和药用价值的野生食用菌,菌塘是其子实体发生发育的场所。本文采用土壤平板稀释技术研究了云南省6份松口蘑菌塘土壤可培养细菌,共获得了178条细菌的16S r DNA碱基序列,经分析分别属于4个门、18个属、38个OTUs,变形菌门(Proteobacteria)序列占58.43%,厚壁菌门(Firmicutes)占26.40%,拟杆菌门(Bacteroidetes)占10.67%,放线菌门(Actinobacteria)占4.49%,其中厚壁菌门的芽孢杆菌属(Bacillus)占24.72%,变形菌门的伯克氏菌属(Burkholderia)占21.34%,假单胞菌属(Pseudomonas)占11.24%,拟杆菌门的金黄杆菌属(Chryseobacterium)占10.67%。云南松口蘑菌塘土壤可培养细菌的多样性较为丰富。     

黑龙江大豆胞囊线虫胞囊可培养细菌多样性

【目的】了解黑龙江省大豆田大豆胞囊线虫胞囊可培养细菌的多样性。【方法】运用稀释平板法和16SrDNA基因序列的系统发育分析对胞囊可培养细菌多样性进行研究。【结果】用NA培养基从胞囊上分离90株具有不同菌落形态的细菌。16S rDNA序列分析结果表明:90株菌株分属于7个属22个种。46株属于变形菌门γ亚群(Gammaproteobacteria),32株属于厚壁菌门(Firmicutes),10株属于变形菌门β亚群(Betaproteobacteria),2株属于变形菌门ɑ亚群(Alphaproteobacteria)。假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌属。【结果】黑龙江省大豆胞囊线虫胞囊中存在丰富的细菌物种多样性,这些细菌对大豆胞囊线虫可能具有一定的生理生态作用。     

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。     

Molecular analyses of the sediment of the 11000-m deep Mariana Trench

We have obtained sediment samples from the world's deepest sea-bottom, the Mariana Trench challenger point at a depth of 10 898 m, using the new unmanned submersible Kaiko. DNA was extracted from the sediment, and DNA fragments encoding several prokaryotic ribosomal RNA small-subunit sequences and pressure-regulated gene clusters, typically identifed in deep-sea adapted bacteria, were amplifed by the polymerase chain reaction. From the sequencing results, at least two kinds of bacterial 16S rRNAs closely related to those of the genus Pseudomonas and deep-sea adapted marine bacteria, and archaeal 16S rRNAs related to that of a planktonic marine archaeon were identifed. The sequences of the amplifed pressure-regulated clusters were more similar to those of deep-sea barophilic bacteria than those of barotolerant bacteria. These results suggest that deep-sea adapted barophilic bacteria, planktonic marine archaea, and some of the world's most widespread bacteria (the genus Pseudomonas) coexist on the world's deepest sea-bottom. Received: October 10, 1996 / Accepted: March 3, 1997     

Taxonomic studies of extremely barophilic bacteria isolated from the Mariana Trench and description of Moritella yayanosii sp. nov., a new barophilic bacterial isolate

We have isolated two strains of extremely barophilic bacteria from sediment collected from the world's deepest ocean floor in the Mariana Trench, Challenger Deep, at a depth of 10898m [Kato C, Li L, Nogi Y, Nakamura Y, Tamaoka J, Horikoshi K (1998) Appl Environ Microbiol 64:1510-1513]. One strain, DB21MT-2, was identified as a strain of Shewanella benthica, and the other strain, DB21MT-5, is closely affiliated with members of the genus Moritella on the basis of 16S rDNA sequence analysis. The hybridization values for DNA-DNA relatedness between DB21MT-5 and the Moritella reference strains were significantly lower than that accepted as the phylogenetic definition of a species. Based on this and other taxonomic differences, strain DB21MT-5 appears to represent a novel obligately barophilic deep-sea Moritella species. The name Moritella yaynanosii (JCM 10263) is proposed. This is the first proposed species of obligately barophilic bacteria of the genus Moritella.     

中国典型冻土区土壤可培养细菌多样性

[目的]对比分析中国典型高纬度冻土区和高海拔冻土区土壤可培养细菌的多样性.[方法]采用NM、TSA 、R2A 3种培养基分离培养不同冻土区土壤可培养细菌,用通用引物扩增分离的细菌16S rRNA基因,根据系统发育分析进行鉴定.[结果]从6个样品中得到冻土土壤可培养细菌的菌落数量为4.70×103 -2.57×105 cfu/g(土壤干重),根据不同的菌落形态分离出144株可培养细菌.纯培养物的16S rRNA基因部分序列分析表明:我国高纬度冻土区土壤样品中的细菌分别属于Firmicutes分支(59.52％)、Gammaproteobacteria 分支(38.10％)、Betaproteobacteria分支(2.38％),其中假单胞菌属(Pseudomonas)、芽胞杆菌属(Bacillus)、类芽胞杆菌属(Paenibacillus)的菌株为该区域的三大优势菌群.我国高海拔冻土区土壤样品中分离细菌属于Gammaproteobacteria分支(89.22％)、Firmicutes分支(8.82％)和Bacteroidetes分支(1.96％)o优势菌群为假单胞菌属( Pseudomonas).[结论]我国高纬度冻土区和高海拔冻土区土壤具有较高的可培养细菌多样性;不同类型冻土区土壤可培养细菌群落组成不同.本文研究结果将为我国冻土区土壤细菌资源研究与利用提供理论依据.     

不同演替阶段岩溶石灰土可培养细菌的群落特征

岩溶土壤是岩溶生态系统的重要组成部分,其母质碳酸盐岩在气候、地形、时间及生物等因素的综合作用下可依次演替出黑色石灰土、棕色石灰土、黄色石灰土和红色石灰土.[目的]了解可培养细菌群落对岩溶石灰土演替过程的响应,可为岩溶石漠化治理、生态恢复和重建等提供理论依据.[方法]以黑色石灰土、棕色石灰土、黄色石灰土和红色石灰土为研究...     

织金洞钟乳石沉积物表面可培养细菌多样性和网络分析

【背景】洞穴环境中蕴含丰富而独特的细菌资源,对洞穴环境中细菌的分离培养有助于了解洞穴细菌多样性及细菌资源的挖掘和利用。【目的】利用不同培养基分离细菌,探究钟乳石表面可培养细菌的多样性及其种间互作关系。【方法】通过11种培养基对织金洞内钟乳石沉积物表面的细菌进行分离纯化,并利用16S rRNA基因序列分析初步确定分离菌株的分类地位。在R软件下,通过Bipartite包分析可培养细菌属间的相互作用。【结果】从钟乳石沉积物表面共分离出206株细菌,它们隶属于4门25属45种,香农(Shannon)指数为4.78,辛普森(Simpson)指数为0.95。变形菌门(Proteobacteria)和芽孢杆菌属(Bacillus)分别为样品中可培养细菌的优势门(47.09%)和优势属(29.61%)。无机寡营养培养基有助于洞穴钟乳石沉积物细菌的分离。属水平-采样点网络分析表明,可培养细菌分布具有非随机、显著的嵌套性。芽孢杆菌属(Bacillus)、德沃斯氏菌属(Devosia)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、节杆菌属(Arthrobacter)和短杆菌属(Brevibacterium)在细菌群落中存在较多的有效合作值(Effective Partners)和亲密度(Closeness),被其他细菌所依赖程度(Species Strength)较高,是该群落中的重要组成类群。【结论】织金洞内钟乳石沉积物表面存在丰富的细菌资源,分析细菌类群在群落中的作用应结合细菌相对丰度和网络分析。     

珠穆朗玛峰北坡可培养石生细菌多样性及抗紫外辐射能力

【背景】珠穆朗玛峰地区具有寒冷低温、强辐射等极端环境条件,珠穆朗玛峰北坡石生微生物研究未见报道。【目的】针对珠穆朗玛峰北坡石生微生物开展研究,阐明珠穆朗玛峰北坡石生生境中可培养细菌多样性,开发珠穆朗玛峰北坡抗紫外辐射菌株资源。【方法】通过可培养法、16S rRNA基因序列分析方法以及紫外辐射筛选对珠穆朗玛峰北坡可培养石生细菌多样性以及抗紫外辐射能力进行研究。【结果】从珠穆朗玛峰北坡石生生境中共分离获得52株石生细菌,归类为放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),其中放线菌门和变形菌门为优势菌门,鞘脂单胞菌属、节杆菌属、链霉菌属为优势菌属,有2株菌为潜在新种。从已分离鉴定菌株中筛选出了2株抗紫外辐射能力较高的菌株,分别是芽孢杆菌属菌株ZFBP4009和链霉菌属菌株ZFBP1009。【结论】珠穆朗玛峰北坡石生环境蕴含多样性丰富的石生细菌,所分离菌株抗紫外辐射能力突出,为揭示相关极端环境下微生物的分布特征及极端环境微生物资源开发提供了数据支持及菌株资源。