青島近海附著細(xì)菌和養(yǎng)殖環(huán)境反硝化細(xì)菌多樣性研究.pdf

1、海水中的附著細(xì)菌對(duì)自然界有機(jī)物的生成和分解、環(huán)境污染物的生物降解以及限制性營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)有著重要作用。附著細(xì)菌可能直接影響水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物幼蟲的附著，還參與生物腐蝕和生物污損，直接造成養(yǎng)殖業(yè)和海洋工程的經(jīng)濟(jì)損失。雖然附著細(xì)菌在生態(tài)環(huán)境中非常重要，但是人們對(duì)近海早期附著細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和演替規(guī)律的了解還非常少。為了解青島近海附著細(xì)菌多樣性和群落演替特征，將浸海1至7天玻片上的附著細(xì)菌通過16S rRNA基因(16S rDNA)文庫方法進(jìn)行了研究。

2、從三個(gè)基因文庫中共篩選了269個(gè)克隆、144個(gè)有效分類操作單元(OTUs)并將其全部測(cè)序。16S rDNA序列系統(tǒng)進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)細(xì)菌主要?dú)w屬于8個(gè)細(xì)菌門類：變形菌門(Proteobacteria)(α-、γ-和δ-亞群)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、厚壁菌門(Firmicutes)、浮霉菌門(Planctomycetes)、光合細(xì)菌門(Cyanobacteria)、放線菌門(Ac

3、tinobacteria)和酸桿菌門(Acidobacteria)。由本研究結(jié)果可知一周內(nèi)變形菌門的α-亞群、γ-亞群和擬桿菌門的細(xì)菌是常見的附著類群；α-變形菌亞群中的玫瑰桿菌族(Roseobacter clade)是海洋環(huán)境中比較常見的早期附著種類；由聚類分析顯示3天和7天細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)相似。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果為了解海水附著細(xì)菌生物膜形成的演替過程提供了理論基礎(chǔ)，并為海水微生物腐蝕控制提供了生物學(xué)線索。 水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，氮素積累日

4、益嚴(yán)重，而其中亞硝酸鹽和氨氮由于轉(zhuǎn)化速度低，毒性強(qiáng)，對(duì)養(yǎng)殖的危害更加突出。反硝化細(xì)菌具有能將養(yǎng)殖環(huán)境中過多的氮排出進(jìn)而保持全球氮循環(huán)流暢的能力，并且在維持養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。然而，目前為止人們對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境中反硝化細(xì)菌所知甚少，為了解其反硝化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性，本研究首次應(yīng)用PCR-RFLP和測(cè)序分析法對(duì)海水養(yǎng)殖環(huán)境反硝化細(xì)菌功能基因(nirS)的多樣性和系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)行了探討。研究選用了養(yǎng)殖環(huán)境5個(gè)站位分別建亞硝酸鹽還

5、原酶基因(nirS)文庫，經(jīng)限制性片段長度多態(tài)性(RFLP)分析，在5個(gè)樣品中共獲得360個(gè)克隆，其中產(chǎn)生158個(gè)可操作分類單元(OTUs)，并將其全部測(cè)序分析。從這些序列分析中發(fā)現(xiàn)了一些比較新奇的菌類，這些菌類的nirS基因?qū)?yīng)的氨基酸與數(shù)據(jù)庫中可培養(yǎng)的反硝化細(xì)菌或來自其它環(huán)境的序列相似度都小于92％。系統(tǒng)進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)，氨基酸序列可分成7個(gè)大簇，從養(yǎng)殖環(huán)境中所獲得的序列大部分歸在第一簇，并且只有少數(shù)的nirS序列和可培養(yǎng)的反硝化細(xì)菌聚