南海北部兩根沉積物柱古菌多樣性比較研究.pdf

1、海洋生物圈在全球的生物球化學(xué)循環(huán)中起著重要的作用。然而，人們對它的了解還很少。南海是中國最大海域，對中國的氣候和環(huán)境變化影響很大。對南海沉積物中微生物的研究，有助于我們認識未知生物類群的功能和理解微生物對整個生態(tài)系統(tǒng)的影響。 本文采用以PCR為基礎(chǔ)的分子生物學(xué)方法對南海北部“甲烷富集區(qū)”的沉積物進行研究，研究該特殊海域沉積物的古菌分布有無特異性，并對兩根沉積物柱的古菌多樣性進行了比較研究。海區(qū)沉積物柱SCS1分了7層，沉積物柱S

2、CS2分了6層，除了SCS1的第7層，其它深度都是一致的。13個文庫的581個16SrRNA基因序列經(jīng)DOTUR軟件分析后，得到102個Operation TaxonomicUnits(OTU)。古菌16S rRNA基因序列與NCBI數(shù)據(jù)庫序列的最相近的序列的相似度在80-99％之間。大多數(shù)序列與來自天然氣水合物的古菌序列最相似。分子系統(tǒng)學(xué)分析表明，所有的古菌屬于泉古菌和廣古菌兩大類。其中泉古菌又包括雜色泉古菌(Miscellaneou

3、s Crenarchaeotic Group，MCG)、第一類海洋泉古菌(Marine Group I，MGD、深海古菌類群(Deep-Sea Archaeal Group，DSAG)三大類；廣古菌包括南非金礦廣古菌類群(South African Gold Mine Euryarchaeotic Group，SAGMEG)、海洋海底類群D分支(Marine Benthic Group D，MBGD)、新穎的古菌類群(Novel Eur

4、yarchaeotic Group，NEG)三大類。在本研究中MGI的最相似序列與氨的氧化有關(guān)，尤其是與可培養(yǎng)的氨氧化古菌Nitrosopumilus maritimus SCM進化關(guān)系非常近，表明本研究的MGI類群很可能氨氧化類群，參與了氮的生物地球化學(xué)循環(huán)。 在這兩根沉積物柱中MCG和MBGD是優(yōu)勢類型。MCG是兩根沉積物柱表層的優(yōu)勢類型，兩根沉積物柱的古菌構(gòu)成基本相似。每個古菌16S rRNA基因文庫用所有克隆經(jīng)DOTUR

5、軟件分析其多樣性，辛普森指數(shù)、香農(nóng)維納指數(shù)、Chaol和ACE的結(jié)果表明，SCS1和SCS2的表層多樣性都較低，隨著柱層深度的增加多樣性均增長。從SCS1和SCS2兩根柱的對應(yīng)層比較分析發(fā)現(xiàn)SCS1柱的多樣性SCS1均高于SCS2。SCS2-4的各參數(shù)特別低，反應(yīng)其多樣性非常低。數(shù)據(jù)分析表明古菌群落的結(jié)構(gòu)和多樣性隨柱層深度的變化很可能對應(yīng)所在位置的物理和化學(xué)條件的變化。認識不同環(huán)境下古菌群落的變化對理解它們在生物化學(xué)循環(huán)中的作用有重大意