南极罗斯海区域可培养微生物分离鉴定及产低温酶能力初步筛选

为了利用南极微生物资源、探索南极罗斯海区域可培养微生物多样性,利用传统平板培养法对中国第33次南极科学考察采自南极罗斯海6个站位的海洋沉积物样品进行了细菌、真菌的分离培养。经细菌16S rRNA、真菌ITS基因序列检测及系统发育分析,共获得5个属的36株细菌和6个属的29株真菌。其中嗜冷杆菌属为优势细菌类群,枝孢属为优势真菌类群。该结果表明南极罗斯海区域具有丰富的微生物多样性。细菌API 20 NE生理生化及真菌产胞外酶活性实验显示,分离得到的细菌和真菌绝大多数都有低温酶活性。研究结果为南极罗斯海区域可培养微生物的多样性认识和低温酶产生菌资源获取与开发利用提供了支撑。     

南极菲尔德斯半岛可培养土壤微生物多样性及理化性质鉴定

为了探索南极可培养土壤微生物的多样性,本研究对中国第31次南极科学考察采集自南极菲尔德斯半岛的5份土壤样品进行了细菌、真菌的分离培养。选择形态差异较大的细菌和真菌进行了16S rDNA和ITS鉴定及系统发育分析。最终共鉴定得到20个属的33株细菌和6个属的8株真菌,其中8株细菌,10株真菌序列相似性较低,可能是新种。该结果表明南极菲尔德斯半岛地区具有丰富的微生物多样性,其中假单胞菌属的细菌居多。对分离得到的细菌和真菌分别进行理化性质和胞外酶活性鉴定,实验结果显示,分离获得的细菌和真菌绝大多数可产生水解酶类并同化多种碳源。初步认定这些微生物在参与南极物质代谢、适应南极极端环境方面发挥作用。本研究丰富了对南极菲尔德斯半岛可培养土壤微生物多样性的认识,并筛选获得了一些产低温酶特性的菌株,这为极地微生物资源的利用研究奠定了基础。     

太平洋和南极普里兹湾及其邻近海域中微生物量的分布特征

研究了太平洋和南极普里兹湾及其邻近海域细菌数量分布特征,并就其与诸环境因素的影响进行了讨论．结果表明,所调查的太平洋和南极普里兹湾及其邻近海域的细菌数量分布大都处于107～108个／dm3范围之内,发现太平洋中部的细菌数量分布高于其东部和西部,这主要与中部海域合有丰富的生物营养物质有关．由于受到水动力的影响,太平洋某些站位水层（0～50m,500～700m）中出现高细菌量值．发现南极普里兹湾及其邻近海域向外延伸的某些断面的细菌数量有逐渐递增趋势．     

普里兹湾沉积物样品产油真菌筛选及胞内脂肪酸成分分析

对中国第29次南极科学考察获得的南极普里兹湾海域23个站位的深海沉积物样品进行了真菌分离培养,共获得了11个属的21株真菌,分别是:青霉属(Penicillium,9株)、枝孢属(Cladosporium,3株)、支顶孢属(Acremonium,1株)、短梗霉属(Aureobasidium,1株)、孢盘菌属(Botryotinia,1株)、散囊菌属(Eurotiales,1株)、外瓶霉属(Exophiala,1株)、镰孢菌属(Fusarium,1株)、丛赤壳属(Nectria,1株)、茎点霉属(Phoma,1株)、帚枝霉属(Sarocladium,1株).南极普里兹湾海域的真菌多样性较高,其中青霉属菌株最多,占总菌株比例为42.85%,是普里兹湾真菌中的优势属,其次为枝孢属菌株,占总菌株比例为14.29%.分别用尼罗红和氯化三苯基四氮唑(TTC)对这21株菌进行产油筛选,得到8株产油菌,分属于Penicillium(2株)、Aureobasidium(1株)、Cladosporium(1株)、Eurotiales(1株)、Exophiala(1株)、Fusarium(1株)、Sarocladium(1株)等7个属,这些产油菌产油量大致在20.1%到52.0%之间.对这8株菌的产油量和胞内脂肪酸成分进行分析,结果表明:这些产油菌所含的基本为短链脂肪酸,且不饱和脂肪酸含量较高,适合作为生物柴油的生产菌株.     

太平洋和南极普里慈湾及其邻近海域中微生物量的分布特征

研究了太平洋和南极普里兹湾及其邻近海域细菌数量分布特征,并就其与诸环境因素的影响进行限讨论,结果表明,所调查的太平洋和南极普里兹湾及其邻近海域的细菌数量分布大都处于１０－１０＾８个／ｄｍ＾３范围之内,发现太平洋中部的细菌数量分布高于其东部和西部,这主要与中部海域含有丰富的生物营养物质有关,由于受到水动力的影响,太平洋某些站位水层（０－５０ｍ,５００－７００ｍ）中出现高细菌量值,发现南极普里兹湾及其     

南极深海沉积物中产低温脂肪酶菌株的筛选与基因克隆

在10℃恒温培养条件下,从第29次南极科学考察获得的南极深海沉积物样品中分离筛选到产脂肪酶细菌3株,产脂肪酶真菌1株,对其进行分子生物学鉴定,确定为假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas arctica）、芽孢杆菌属（Bacillus pumilus）、Glaciecola sp.以及白冬孢酵母属（Leucosporidium sp.）.通过测定各酶的最适反应温度,获得产低温脂肪酶芽孢杆菌XZ18,该菌所产脂肪酶最适反应温度为30℃,在0℃仍有部分活性.从NaCl浓度和pH值2个条件对产酶条件进行研究,最终确定了该菌最适产酶NaCl浓度5.0%、最适产酶pH值为6,最高产酶量为4.65 U/cm3.通过PCR扩增,获得了脂肪酶全长序列,对该序列进行系统发育分析,发现该脂肪酶基因处于较独立的分支.     

南极普里兹湾及邻近海域沉积物中高岭石矿物的来源

本文对采自南极普里兹湾及邻近海域沉积物中的高岭石运用X射线衍射、差热分析、红外吸收光谱及电子显微照相等方法进行了鉴定.并研究了该区高岭石的赋存状态、纵向及平面分布特征,对高岭石的来源进行了讨论.认为高岭石矿物来自南极大陆本土.     

南极普里兹湾及其邻近海域水团研究

普里兹湾及其邻近海域是中国南大洋调查研究的传统优势海域与重点区域。围绕夏季表层水、冬季水、陆架水、绕极深层水、南极底层水、普里兹湾底层水、冰架水等研究海区主要水团的特征和分布,总结了前人在南极普里兹湾及其邻近海域基于调查资料开展的水团研究中所取得的成果。研究表明,前人在对陆架水的示性指标界定上,将陆架水是否区分为高盐陆架水和低盐陆架水存在较大争议,在高盐陆架水和普里兹湾底层水的定义上存在重叠;目前尚没有证据表明绕极深层水向南可以伸展到普里兹湾的陆架区域,也没有发现在普里兹湾附近海域生成南极底层水的直接证据。     

南极产低温几丁质酶菌株的筛选及分子鉴定

从南极普里兹湾深海底泥样品中分离得到一批嗜冷细菌,对这些嗜冷细菌进行了产几丁质酶菌株的筛选,对其中一株具有较高产酶活性的菌株AC167所分泌的几丁质酶进行了性质分析,并通过16S rDNA序列分析进行了菌株的分子鉴定。该菌株最适生长温度为10℃,最高生长温度为25℃,是典型的嗜冷菌,经16S rDNA序列比较及系统发育分析鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas)。该菌株只在低于25℃的条件下分泌几丁质酶,酶的最适反应温度为30°C,属于低温酶。     

北极海洋沉积物中可培养细菌及其多样性分析

利用Zobell 2216E培养基和涂布平板法对北极海洋沉积物中可培养细菌进行分离纯化,并利用16SrRNA基因进行分子鉴定与系统发育分析。根据菌落形态学特征,从59个站点的沉积物样品中共分离纯化获得570株细菌;基于16SrRNA基因的分子鉴定与系统发育分析表明,分离到的可培养细菌分别属于细菌域的4个门,5个纲,12个目,23个科,47个属,102个种,其中γ-Proteobactria占绝大多数;有14株菌株与模式菌株的16SrRNA基因序列相似性小于97%,为6个潜在的新种。北极海域的海洋沉积物中存在着丰富的微生物种质资源,为开发新型生物活性物质和特殊功能基因打下了基础。     

南大西洋热液区沉积物可培养细菌的多样性分析和产酶活性鉴定

为获得深海可培养微生物资源,利用2216E培养基,采用涂布平板法从南大西洋热液区沉积物中分离可培养细菌,并通过16S rRNA基因进行分类鉴定.同时测定各菌株产淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、木聚糖酶、褐藻酸酶和脂肪酶(三丁酸甘油酯和吐温80)的能力.分离共获得216株菌株,经16S rRNA基因序列比对,共获得71株不同的菌株.其中包括变形菌纲62株、放线菌纲3株、芽孢杆菌纲2株和拟杆菌纲4株,分布于27个属,41个种.酶活检测结果显示,具有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶(底物为三丁酸甘油酯)和脂肪酶(底物为吐温80)的产酶细菌分别为18、14、25、32株,供测细菌中未检出产果胶酶、木聚糖酶和褐藻酸酶的菌株.这些菌株为进一步研究开发提供了深海微生物资源.     

象山港大黄鱼(Pseudosciaena crocea)网箱养殖区及邻近海域沉积物中异养细菌生态分布

调查了投饵期(8月)和越冬期(11月)象山港大黄鱼(Pseudosciaena crocea)网箱养殖区及周围海域沉积物中有机物含量、异养细菌数量和群落结构。结果表明:养殖区沉积物(0—5cm层)中总磷、总有机氮含量在投饵期和越冬期均显著高于邻近对照海域(P0.05)。沉积物中异养细菌、弧菌数量分别在3.2×104—5.2×105 CFU/g和2.2×103—1.7×105 CFU/g之间,养殖区沉积物细菌数量大于周围邻近海域。16S r DNA法分析结果表明,研究区域投饵期的优势属均为弧菌属,越冬期为芽孢杆菌属。各采样区异养细菌的多样性表现为养殖区周围邻近区域、投饵期越冬期。异养细菌数与沉积物中TON、TP含量呈显著正相关,表明象山港大黄鱼养殖区沉积物中可培养异养细菌数可能受有机氮和磷酸盐含量的限制。研究表明,大黄鱼网箱养殖对象山港沉积物中的有机积累、异养细菌群落结构组成及多样性影响显著。     

深海沉积物中龙须菜降解菌群的筛选与鉴定及多样性分析

以龙须菜为唯一的营养源对深海沉积物进行富集和筛选,获得一个可降解龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)、紫菜(Porphyra umbilicalis)和海带(Laminaria japonica)产生还原性寡糖的菌群.通过16S rRNA序列及16S rRNA-RFLP分析对该菌群中的细菌多样性进行了研究.结果表明,降解菌群中的细菌组成主要为弧菌属(Vibrio,8株)、火色杆菌属(Flammeovirga,7株)和希瓦氏菌属(Shewanella,5株),其中希瓦氏菌属和火色杆菌属的细菌在菌群中的丰度较高.采用龙须菜为唯一营养源的筛选培养基对菌群中的细菌进行分离,获得4株具有琼胶酶活力的细菌,包括2株火色杆菌属和2株希瓦氏菌属细菌.培养和未培养的结果均表明火色杆菌和希瓦氏菌这2个属为所研究的深海沉积物主要的龙须菜降解菌.对原始降解菌群和所分离的关键菌株进行了龙须菜酶解产糖能力的比较,结果发现菌群中的弧菌属菌株虽然自身没有酶解龙须菜的能力,但可能可以协助关键菌株,提高菌群对龙须菜的降解效率.因此本研究中所获得的菌群和菌株有望在琼胶寡糖的绿色生产中得到广泛应用.     

长江口表层沉积物中可培养有机解磷菌多样性特征

为研究不同水文条件下长江口邻近海域表层沉积物中可培养解磷细菌的多样性,选择此海域20个站位,针对2017-02(枯水期)、2017-05(平水期)和2017-07(丰水期)取得的表层沉积物,利用卵磷脂选择性培养基筛选解磷菌。结果表明,从长江口表层沉积物中筛选获得的572株可培养有机解磷菌,分属于Firmicutes,Proteobacteria和Actinobacteria中19个属80个种。其中,从2017-02样品获得136株好氧解磷菌,优势属为嗜冷杆菌属(Psychrobacter),占比69.85%;从2017-05样品中获得123株好氧解磷菌,12株兼性厌氧解磷菌,优势属为芽孢杆菌属(Bacillus),占比54.81%;从2017-07样品中获得100株好氧解磷菌,201株兼性厌氧解磷菌,优势属为弧菌属(Vibrio),占比87.71%。同时平板解磷能力相对较强的菌株也主要为优势种属Psychrobacter和Vibrio。通过Shannon和Simpson多样性指数分析,发现解磷菌多样性程度为春季冬季夏季。实验结果表明,长江口表层沉积物中可培养有机解磷菌多样性丰富,同一区域内沉积物中的有机解磷菌群落结构存在季节差异。长江口表层沉积物中丰富的有机解磷细菌的存在必将是磷循环重要的参与者,可能在区域物质循环和环境问题中发挥了重要的作用。     

东太平洋结核区可培养细菌的多样性研究

东太平洋结核区位于东北太平洋,在深海海底含有丰富的多金属结核,而微生物在多金属结核的形成过程中发挥着重要的作用。本研究通过DY29航次获得了该区域多个实验样品,包括结核、结核覆盖的沉积物、无结核覆盖的沉积物和底层海水,并对这些样品进行了细菌的分离培养和活性检测。结果表明,东太平洋结核区拥有丰富的微生物资源,共分离保藏细菌1 200株,其中402株细菌完成16SrRNA基因测序,分属于4个门,65个属和135个种。4个门分别为变形菌门(Proteobacteria,占81.59%)、放线菌门(Actinobacteria,占8.21%)、厚壁菌门(Firmicutes,占8.21%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,占1.99%);优势属为盐单胞菌属(Halomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、亚硫酸盐杆菌属(Sulfitobacter)等。两种沉积物样品中可培养放线菌门和厚壁菌门的细菌丰度较高,结核中分离得到的细菌包含较高比例的α-变形菌纲,4种样品类型中γ-变形菌纲的细菌均占最大比例。对结核样品分离得到的细菌进行酶学性质检测发现具有过氧化氢酶及酯酶(吐温20和吐温40)活性的菌株所占比例较高,并首次筛选出一些未报道的具有锰氧化能力的菌株。综合以上结果,东太平洋结核区不同样品的可培养细菌多样性较高,微生物资源丰富,而具有锰氧化能力菌株的分离鉴定对研究深海多金属结核的形成及深海矿产资源的开发都具有重要的意义。     

南极普里兹湾及毗邻海域表层沉积物中高岭石的红外光谱分析

本文利用红外光谱法对南极普里兹湾及毗邻海域10个表层沉积物粘土矿物样品中的高岭石作了分析。结果表明,该区表层沉积物粘土中高岭石含量在2—26%之间,其分布特征随离岸距离的增加而降低。高岭石含量与沉积物粒级的关系是与粗沙、中沙和细沙呈正相关关系;与粗粉沙、细粉沙和粘土呈负相关关系,并说明高岭石含量主要来自南极本地,入海后受沉积环境的牵制。     

南极普里兹湾表层沉积物GDGTs含量分布与TEX86指标应用研究

利用中国南极考察获取的沉积物样品,对普里兹湾10个表层沉积物中GDGTs的含量与分布进行分析。结果表明:普里兹湾内GDGTs含量为27.69~900.78 ng/g,其中类异戊二烯GDGTs占比94%~99%,远高于支链GDGTs。类异戊二烯GDGTs与支链GDGTs都呈现东南高、西北低的分布趋势,且与沉积物中有机碳含量显著正相关(R>0.95)。沉积物中类异戊二烯GDGTs来源于水生古菌,而支链GDGTs主要来源于沉积物中的细菌。根据GDGTs不同异构体含量计算得到的指标TEX₈₆和TEX^L₈₆都与普里兹湾1月表层海水温度呈现良好的相关性。这表明TEX₈₆和TEX^L₈₆指标在普里兹湾海域具有适用性,可以作为重建古海温的替代指标。     

雅浦海沟深海沉积物可培养真菌多样性及其反硝化能力研究

自雅浦海沟4个站位的12个沉积物样品中分离得到38株真菌菌株,基于形态观察和ITS序列信息对所得菌株进行分类鉴定,发现它们分别属于青霉属(Penicillium,17株)、曲霉属(Aspergillus,7株)、篮状菌属(Talaromyces,1株)、枝孢属(Cladosporium,6株)、赭霉属(Ochroconis,1株)、Meyerozyma属(1株)、梅拉菌属(Meira,1株)、Cystobasidium属(2株)、Wallemia属(1株)和红酵母属(Rhodotorula,1株)等10个属.其中青霉属、曲霉属和枝孢属菌株为优势菌株,分别占分离菌株总数的44.7%、18.4%和15.8%;而Wallemia属(节担菌纲)菌株是首次从深海环境中分离到.利用PCR技术在分离的深海真菌菌株中检测nir K和P450nor两种反硝化关键酶基因,结果显示nir K基因可在黄曲霉(Aspergillus flavus)、黑曲霉(Aspergillus niger)、杂色曲霉(Aspergillus versicolor)、枝孢菌(Cladosporium sp.)、枝状枝孢(Cladosporium cladosporioides)和产黄青霉(Penicillium chrysogenum)等6种真菌菌株中检测到,而P450nor基因仅在黄曲霉菌株中检测到.同时还通过富集培养方法从上述沉积物样品中分离获得两株反硝化枝孢菌.结果表明,雅浦海沟深海沉积物环境中存在着丰富的真菌资源,它们在深海环境氮循环中起着一定作用,这将增强人们对深海环境可培养真菌多样性及其生态作用的认识.     

铜锈环棱螺( Bellamya aeruginosa ) 生物扰动对藻华水体沉积物微生物群落结构的影响

应用磷脂脂肪酸(PLFAs)法测定了不同密度铜锈环棱螺生物扰动下沉积物表层微生物群落结构的变化。结果表明,与对照组相比,含螺处理组PLFAs总生物量有了明显的升高,且与底泥总有机碳(TOC)含量变化趋势有很高的相关性(r=0.541)(P<0.05)。实验过程中细菌/真菌值发生显著变化,中密度处理组的细菌/真菌值显著高于其它实验组(P<0.05),说明中密度螺影响下细菌生长较真菌更快,细菌生物量显著升高。主成分分析(PCA)显示,低、高密度螺处理下沉积物的微生物群落结构与对照组相似,而中密度螺处理组(3个螺/培养柱)(相当于196ind/m2)能够使沉积物微生物群落结构产生明显变化。     

南海沉积物细菌胞外蛋白酶在家族水平上的多样性

海洋产蛋白酶细菌及其分泌的胞外蛋白酶在降解有机氮以推动海洋氮循环进行方面发挥着重要作用,但目前对这二者多样性的认识非常有限。本研究自南海沉积物中筛选得到90株产蛋白酶细菌,并通过N-端氨基酸序列,分析了其胞外蛋白酶在家族水平上的多样性。16S rRNA基因序列分析的结果表明,筛选的产蛋白酶细菌均属于Gammaproteobacteria纲,且大多数属于Alteromonadales目和Vibrionales目的不同属。对其中14株菌株的14个胞外蛋白酶的N-端氨基酸序列分析表明,所有这些蛋白酶属于金属蛋白酶的M4家族或丝氨酸蛋白酶的S8家族。本研究提供了海洋沉积物产蛋白酶细菌在类群及其胞外蛋白酶在类型上的新细节,这将有助于全面了解微生物酶促降解海洋沉积物有机氮的过程和机理。