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(shù)陸地生物所沒有的酶類和其他代謝產(chǎn)物來適應(yīng)這種對大多數(shù)生物來說是難以生存的環(huán)境。它們細(xì)胞和酶蛋白獨特的耐熱性和與之相適應(yīng)的分子結(jié)構(gòu)，使之成為了人們開發(fā)利用的重要生物資源和科學(xué)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(zhì)在基因工程、蛋白質(zhì)工程、發(fā)酵工程及礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用上均有很大

2、的應(yīng)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(jìn)化中具有特殊地位，蘊(yùn)涵著生命進(jìn)化歷程的豐富信息，因而對其環(huán)境適應(yīng)性機(jī)理等生理特征的研究，將對研究生命的起源，進(jìn)而揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)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(jìn)行培養(yǎng)并分離得到200多株細(xì)菌。其中分離得到產(chǎn)高溫蛋白酶、瓊脂酶、絮凝劑的菌，還有代謝產(chǎn)物能抑制腫瘤細(xì)胞．的生長的

3、細(xì)菌，有能產(chǎn)生小分子調(diào)節(jié)劑作用于神經(jīng)肽受體的細(xì)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(chǔ)上，采取了細(xì)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(xué)方法從使鑒定過程簡化，結(jié)果更可靠。 在此基礎(chǔ)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(yīng)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(chǎn)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(jié)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(xué)分析方法和多種分子生物學(xué)技術(shù)，對三大洋深海熱液系統(tǒng)多個站點的微生物多樣性進(jìn)行了調(diào)查和比較。通過提取各站點沉積物樣品的總DNA，通過構(gòu)建沉積物中的細(xì)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(guān)系進(jìn)行了分析。結(jié)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(xì)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(guān)的細(xì)菌、跟C、S、N代謝相關(guān)細(xì)菌、高溫厭氧菌、鐵代謝相關(guān)細(xì)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(zhì)能量循環(huán)