嗜鹽嗜熱菌新屬新種的分離鑒定和三大洋熱液區(qū)沉積物微生物種群分析.pdf

1、微生物是地球上最大的生物資源寶庫，深海和溫泉微生物作為其一個重要的組成部分，日益成為人們開發(fā)利用的焦點。由于生長環(huán)境的極端特殊性，使得它們具有無數陸地生物所沒有的酶類和其他代謝產物來適應這種對大多數生物來說是難以生存的環(huán)境。它們細胞和酶蛋白獨特的耐熱性和與之相適應的分子結構，使之成為了人們開發(fā)利用的重要生物資源和科學研究的重要對象：從中分離和提取的新穎工業(yè)酶和其他生物活性物質在基因工程、蛋白質工程、發(fā)酵工程及礦產資源的開發(fā)利用上均有很大

2、的應用價值；更為重要的是，生存在這種環(huán)境下的生物在生物系統(tǒng)進化中具有特殊地位，蘊涵著生命進化歷程的豐富信息，因而對其環(huán)境適應性機理等生理特征的研究，將對研究生命的起源，進而揭示生命現(xiàn)象的本質具有重要的意義。 本研究以從廈門周邊地區(qū)近海溫泉和三大洋深海熱液區(qū)采集得到沉積物和水樣，在不同的環(huán)境和培養(yǎng)基條件下以高溫為主線進行培養(yǎng)并分離得到200多株細菌。其中分離得到產高溫蛋白酶、瓊脂酶、絮凝劑的菌，還有代謝產物能抑制腫瘤細胞．的生長的

3、細菌，有能產生小分子調節(jié)劑作用于神經肽受體的細菌。這些菌都有很大的開發(fā)利用價值。 在鑒定過程中我們在傳統(tǒng)微生物鑒定的基礎上，采取了細菌全蛋白SDS-PAGE電泳比較分析、RAPD比較分析和16S-23S rDNA間隔區(qū)比較分析等分子生物學方法從使鑒定過程簡化，結果更可靠。 在此基礎上，于廈門近海溫泉沉積物樣品中發(fā)現(xiàn)一株兼性厭氧，中度嗜熱、嗜鹽的新菌株HS1<'T>。該菌株為革蘭氏陰性，溫度適應范圍為37-56℃，最適生長

4、溫度為50-54℃，最高耐受鹽度為8g/L。該菌能還原硝酸鹽釋放N<,2>，還原硫酸鹽和亞硫酸鹽產生H<,2>S。C15：0(21.27％)，C15：1 ISO(21.11％)和C15：1 ANTEISO(16.03％)為該菌三個主要的脂肪酸。16S rDNA序列顯示該株菌屬于Bacteroides門。長1488-bp的16S rDNA與其同源性最高的Anaerophaga thermohalophila Fru22同源性僅有91.82

5、9％，結合其他表型特征、生理生化特征、G-C含量等多方面的因素，我們將HS1<'T>(DSM 19012<'T>，CGMCCC 1.5071<'T>)定義為一個新屬 thermohalophaga，Thermohalophaga xiamenensis為其模式種。同時利用系統(tǒng)發(fā)育學分析方法和多種分子生物學技術，對三大洋深海熱液系統(tǒng)多個站點的微生物多樣性進行了調查和比較。通過提取各站點沉積物樣品的總DNA，通過構建沉積物中的細菌16S r

6、DNA克隆文庫，PCR-RFLP分析和DGGE條帶序列測定，對沉積物中的微生物類群及其與環(huán)境的關系進行了分析。結果表明，各站點得到的序列與已知菌株序列的同源性大都很低，這也表明深海熱液環(huán)境中還有很多未被培養(yǎng)研究的新種屬的細菌。各站點樣品中大部分菌的特點都是跟熱液環(huán)境緊密聯(lián)系的：跟共生有關的細菌、跟C、S、N代謝相關細菌、高溫厭氧菌、鐵代謝相關細菌等等。說明采樣點具有典型的深海熱液生態(tài)系統(tǒng)的特點，甲烷代謝和硫代謝在該區(qū)域的深海物質能量循環(huán)