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為基礎的分子生物學方法對南海北部“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，尤其是與可培養(yǎng)的氨氧化古菌Nitrosopumilus maritimus SCM進化關系非常近，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，反應其多樣性非常低。數(shù)據(jù)分析表明古菌群落的結構和多樣性隨柱層深度的變化很可能對應所在位置的物理和化學條件的變化。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循環(huán)中的作用有重大意