Molecular phylogenetic analysis of sulfate-reducing bacteria from deep sediment layers of the tropical West Pacific warm pool

1IntroductionThe tropical West Pacific warm pool(TWP-WP),which spans an area roughly between10°Nto10°S of the equator from Indonesia to the dateline,has the world’s warmest sea surface temperature ofbeing greater than29℃.With the increase of recog-niz…     

细菌活的非可培养状态研究进展

细菌活的非可培养状态(Viable but nonculturable state,VBNC)是指某些细菌在不良环境中所形成的休眠状态,常规条件培养下不能繁殖,却仍然保持代谢活性。VBNC细菌的形态、生理生化、遗传特征等都会发生变化,且能在适宜条件下复苏为可培养状态。这一概念是1982年中国海洋大学徐怀恕在美国马里兰大学访问期间,与Rita R. Colwell等首次提出的,在国内外引起了极大反响和关注。迄今为止,国际上已发表VBNC相关论文10 800余篇。本文在这些文献的基础上,针对VBNC细菌近40年的研究成果进行系统阐述,包括VBNC细菌的发现、主要类群和诱导因素、形成机制、生物学特征、检测和复苏方法以及环境VBNC细菌的分离培养等。目前绝大多数海洋微生物尚未获得纯培养,对VBNC细菌进行复苏或将成为分离培养海洋环境中未培养微生物的重要手段。     

毛乌素沙地锦鸡儿（Caragana）根系微域细菌群落多样性特征

基于16S rRNA高通量基因测序技术,对毛乌素沙地小叶锦鸡儿（Caragana microphylla)、柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）根系微域（即根系、根际土、根区土、灌丛间空白土）间的细菌群落多样性和结构差异性进行表征。本研究对各根系微域间细菌群落的Alpha多样性指数进行了单因素方差分析以及基于OTU水平的PCA分析,探究其在根系微域间Alpha和Beta多样性的层级变化,证实了有关植物根系微域生态位分化的报道,并发现锦鸡儿属植物根系微域间细菌群落的多样性和结构组成随着4个微域类型由外及内呈现出显著的层级差异性（P<0.05）。通过对优势细菌群组的结构组成分析,发现锦鸡儿属植物对特定细菌群组具有显著的向根系内筛选富集的作用（P<0.05）。这种植物通过根系微域对特定细菌群组的逐级筛选富集作用,是导致锦鸡儿属植物灌丛下不同生态位间细菌群落结构和组成发生层级变异的主要原因。     

渤海海域浮游病毒和浮游细菌的丰度变化与环境因子之间的耦联关系

Uncovering the role of environmental factors and finding critical factors which harbor significant fractions in governing microbial communities remain key questions in coastal marine systems. To detect the interactions between environmental factors and distributions of virio-and bacterioplankton in trophic coastal areas, we used flow cytometry to investigate the abundance of virio-and bacterioplankton covering 31 stations in the Bohai Sea of China. Our results suggested that the average abundance of total virus(TV) in winter(～2.29×10~8 particles/mL)was slightly lower than in summer(～3.83×10~8 particles/mL). The mean total bacterial abundance(TB) was much lower in winter(～2.54×107 particles/mL) than in summer(～5.43×10~7 particles/mL). Correlation analysis via redundancy analysis(RDA) and network analysis among virioplankton, bacterioplankton and environmental factors revealed that the abundances of viral and bacterial subpopulations depend on environmental factors. In winter, only temperature significantly influenced the abundances of virio-and bacterioplankton. In summer, in addition to temperature, both salinity and nutrient(SiO_2) had a remarkable impact on the distribution of virioand bacterioplankton. Our results showed a clear seasonal and trophic pattern throughout the whole water system, which revealed that temperature and eutrophication may play crucial roles in microbial distribution pattern.     

噬菌弧菌N1对淡水和海水养殖水体细菌群落影响PCR-DGGE分析

【目的】研究噬菌弧菌Bacteriovorax sp. N1在一个投放周期内对淡水和海水养殖环境中细菌、弧菌总数及细菌群落结构的影响。【方法】自市售微生态制剂分离蛭弧菌N1并进行分子鉴定,测定其裂解效果,制备高浓度N1菌液分别投放至淡水红鲤鱼(red carp)和海水仿刺参(Apostichopus japonicus)养殖水体,采用细菌平板计数法及PCR-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析48 h内水体环境中细菌、弧菌总数及细菌群落结构变化。【结果】经鉴定蛭弧菌N1为噬菌弧菌,其对大肠杆菌(Escherichia coli)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)、黄海希瓦氏菌(Shewanella smarisflavi)、灿烂弧菌(Vibrio splendidus)、哈氏弧菌(Vibrio harveyi)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)均有裂解效果。将噬菌弧菌N1投放进淡水和海水养殖环境的12～24 h,其能显著降低两种环境中弧菌含量(P 0.05)。DGGE分析显示添加噬菌弧菌N1后淡水组优势菌群弧菌属(Vibrio,a1)和不可培养杆菌属(Uncultured bacterium, a5)在12 h以后含量有明显的减少,假单胞菌属(Pseudomonas, a3)和红杆菌科Shimia属(Shimia, a6)菌含量增加。海水组优势菌群不可培养杆菌属(c2)菌在12 h时变成非优势菌群,而白杆菌属(Albirhodobacter,c1)增加成为优势菌群。噬菌弧菌N1在水中含量在24 h时降至最低。【结论】噬菌弧菌N1对海水和淡水环境中的弧菌属和不可培养杆菌属菌群有明显的裂解作用导致其含量下降,但也使假单胞菌属(Pseudomonas),红杆菌科Shimia属和白杆菌属(Albirhodobacter)菌群含量增加,但生物效应不明。为维持噬菌弧菌N1对弧菌的控制,需要24 h左右重新补充投放。     

用于海洋沉积物中厌氧氨氧化细菌分子生态学研究的引物比较

为比较厌氧氨氧化细菌16SrRNA基因的2对特异性引物(Amx368F/Amx820R、Brod541F/Amx820R)在其分子生态学研究方面的优点与不足,本研究采用高通量测序和qPCR技术对长江口及其邻近海域沉积物中厌氧氨氧化细菌细菌的群落组成、多样性和丰度进行比较分析,结果表明,引物Amx368F/Amx820R特异性较高,能够较为完整地反映沉积物中厌氧氨氧化细菌的多样性信息,且其覆盖的厌氧氨氧化细菌丰度与功能基因hzo丰度正相关(P<0.01);而引物Brod541F/Amx820R特异性较低,覆盖部分厌氧氨氧化细菌及其他多个门的细菌,其量化的厌氧氨氧化细菌与功能基因hzo丰度无明显相关关系(P>0.05)。因此,引物Amx368F/Amx820R能够更加真实地反映厌氧氨氧化细菌在海洋沉积物中的群落特征,在其分子生态学研究中更具优势。     

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。     

基于高通量测序方法分析荣成月湖潮间带趋磁细菌多样性

荣成月湖是一个典型天然潟湖,潮间带沉积物中存在多种形态趋磁细菌。通过Roche454高通量测序平台,对沉积物样品(B_S)和磁收样品(B_M)进行16SrRNA基因高通量测序,认识荣成潮间带沉积物的细菌群落结构,并了解趋磁细菌多样性及系统进化地位。研究结果表明沉积物样品中主要的细菌类群为δ-变形菌纲,占总细菌数的26.4%,其次是γ-变形菌纲和α-变形菌纲;而磁收样品中细菌多样性和种类明显降低,以α-变形菌纲占绝对优势,相对比例达72.6%。在磁收样品和沉积物样品分别发现了1 612条和186条reads与趋磁细菌相关,分别占细菌总数的5.76%和0.85%,磁收样品中趋磁细菌数是沉积物样品的6.8倍。对两个样品中获得的趋磁细菌序列进行系统进化分析,发现这些序列多数属于变形菌门的α-变形菌纲,以趋磁球菌占绝对优势,少数属于δ-变形菌纲,与多细胞趋磁原核生物亲缘关系最近。海洋趋磁螺菌属仅在B_M样品中检出,趋磁弧菌属在B_M样品优势度高于B_S样品,而多细胞趋磁原核生物和趋磁螺菌属在B_S样品中优势度更高。通过分析样品间的差异OTUs,认为荣成潮间带沉积物中可能存在大量未知的趋磁细菌新类群。研究结果为下一步培养和开发趋磁细菌这一功能菌群,发现趋磁细菌新类群及趋磁细菌生态功能提供了基础资料。     

南海北部水层间及沉积表层细菌群落的比较分析

细菌群落在海洋生物地球化学过程中起着至关重要的作用。分析判别地理距离和环境条件等因素对细菌群落的影响,有助于理解环境变化如何驱动微生物多样性和功能的机制。通过细菌16SrDNA高通量测序的方法,对南海北部水层及沉积表层细菌群落多样性及空间分布进行比较分析,并检验环境因素、地理限制及海底深度等因素对微生物群落的影响。结果表明,约95%的细菌16SrDNA序列归属于γ-变形菌纲、厚壁菌门、蓝细菌门、α-变形菌纲等优势类群。沉积样本中的优势细菌类群主要与粒度、氮(N)等环境参数相关,而水体样本的优势细菌类群与取样深度密切相关。相关性检验结果显示,沉积样本的α-多样性指数与C有着显著的相关关系,而水体样本的α-多样性指数和β-多样性矩阵则显示与取样深度的显著相关;此外,地理距离和海底深度对β-多样性的影响并不显著,这可能与取样空间尺度有关。     

海洋发光弧菌生长和发光条件的研究

海洋生物发光研究对渔业、环境监测等有着举足轻重的意义。根据从湛江东海岛海域沉积物样品中分离出的一株海洋发光弧菌(Vibrio sp.,编号为D2),对这株菌的生长和发光条件进行了初步研究。实验结果表明,海洋发光弧菌D2在pH7.0、温度35℃、NaCl浓度为2.0%时,生长状态最好;在pH5~6、温度20℃、NaCl浓度为3.0%、细菌密度OD600达0.08时,发光强度最高。