南海深海沉积物烷烃降解菌的富集分离与多样性初步分析
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南海北部和海南岛附近海域表层沉积物中有机质的分布和降解状态的差异曹梦莉;马倩倩;吴莹;张经【摘要】The South China Sea receives sediments from multiple sources of adjacent lands and islands and hosts rich in fossil fuel resources.To understand organic carbon (OC) origination,transportation,and degradation in water and sediment,surface sediments were sampled in two maritime regions,i.e.,the northern South China Sea along Zhujiang (Pearl) River delta (ZJ) and waters to the east of Hainan Island (HN),two major marine oil-gas productive fields of China.Sedimentological (grainsize,specific surface area (SSA)) and geochemical (OC%,δ13C-OC and n-alkanes,fatty acids) studies were performed.Samples were mostly fine-grained sand-silt sediments and showed a tendency of fining away from land.Parameters of OC% (0.15-1.18),δ13C (-23.05‰--21.24‰) were determined,and molecular biomarkers (n-alkane carbon preference index and types of fatty acids) were measured.Correlation between SSA and OC%was not significant.Correlation between OC load (OC/SSA) and δ13C in HN samples was positive,showing good transition from terrestrial to marine origination from land to ocean,which is normal;however,this phenomenon was not observed in the ZJ samples.We believe that the difference shall be resulted from selective adsorption by clay minerals different in species and fraction between the two sets of samples.ZJ samples are affected by multiple sources from South China continent,Taiwan and LuzonIslands,while that of HN from nearby single Hainan Island.%利用气相色谱法对南海北部和海南岛附近海域表层沉积物中正构烷烃(n-alkanes)和脂肪酸进行测定和分析,结合粒径、比表面积(specific surface area,SSA)、有机碳(OC%)、碳稳定同位素(δ13C)等参数研究有机物来源和降解状态,并对其影响因素进行分析.研究结果表明:沉积物主要以粉砂为主,平均粒径分布范围在10.97-517.21μm之间,选取的16个站位的比表面积平均值为8.05m2/g,最大值是S23站位的24.46m2/g,最小值是S29站位的1.73m2/g,OC%含量在0.15-1.18之间,δ13C值为-23.05‰—-21.24‰.沉积物中正构烷烃碳链的分布范围是nC14—nC33,低碳数峰群以nC16、nC18为主峰碳且具有偶碳数优势,高碳数峰群以nC29为主峰碳.脂肪酸的碳数分布范围是nC14—nC30,低碳数单峰型分布,短链饱和脂肪酸(short chain saturated fatty acids,SCSFA)和单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)的含量占总脂肪酸含量的70%以上,长链饱和脂肪酸(long chain saturated fatty acids,LCSFA)的含量不到10%,据此说明这两个区域有机质均以海源输入为主.在有机物保存和降解方面,海南岛附近海域有机质载荷(OC/SSA)和δ13C之间的正相关,表现了良好的陆源和海源的有机物更替,但是珠江口附近海域系列样品却未见相似过程.不仅在物源更替方面,在有机质降解特征上珠江口附近海域中的有机物与海南岛附近海域和南海陆架深水区也有很大的差别.海南岛附近海域和南海陆架深水区有机质的降解符合一般规律,随着水深的增加降解程度逐渐变大,然而珠江口附近海域随着水深的增加有机质却越来越“新鲜”.结合前人对珠江口附近海域黏土矿物组成的研究,本文认为珠江口附近海域沉积物中有机质之所以会出现上述“异常”可能是因为该研究区域黏土矿物对有机质选择性吸附所导致.【期刊名称】《海洋与湖沼》【年(卷),期】2017(048)002【总页数】8页(P258-265)【关键词】南海;表层沉积物;有机质载荷;生物标志物;降解;黏土矿物【作者】曹梦莉;马倩倩;吴莹;张经【作者单位】华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200062;宁波博达教育科技有限公司宁波315000;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200062【正文语种】中文【中图分类】P734陆架和陆坡海域面积在全球海洋总面积中的占有率低于 10%, 但是这些海域的沉积有机质的埋藏量却占了全球海洋沉积有机碳总埋藏量的90% (Hedges et al, 1995)。
结果与讨论3结果与讨论3.1一株海洋新鞘氨醇杆菌Novosphingobiumsp.)phe-8的PAHs降解基因和降解特性3.,.1结果与分析3.1.1.1菌株的分离、纯化在菲降解菌的富集过程中,培养物变混浊并变红褐色,分别表明细菌生长和菲被转化、降解。
经过4-5次转接之后,涂平板、划线得到的单菌落的纯培养接种到含菲的ONR7a培养基中进行降解能力的鉴定。
那些在生长同时又使培养基变为红褐色的细菌,被初步确定为菲降解菌。
经过反复平板划线纯化最终得到了一株降解性能良好的降解菌,并暂时命名为phe~8。
我们采用的菲薄膜筛选方法也得到了预期的结果。
接种到平板上的细菌,由于能够利用菲作为碳源,所以可以形成明显的降解圈(图1)。
相反,如果接种的细菌不能够利用菲作为碳源,那么它根本不会生长,更加不会在完整的菲薄膜卜形成降解圈。
图1菲降解菌在菲薄膜平板上形成的降解圈3.1.1.2PAHs降解范围phe一8能够降解的PAlls包括:萘、菲、葸、芴、DBT和芘,而苯并芘不能被降解。
另外,甲苯、二甲苯等单环芳烃也不能被利用。
然而,与phe一8的16SrDNA序列相似27结果与讨论构型的质粒DNA(图4A)。
DNA从凝胶中转移到尼龙膜后,将凝胶浸于EB染色30min并估计转膜效率。
值得注意的是,大片段的DNA经脱嘌呤处理后,其转移效率大大提高。
杂交结果表明,该降解基因位于质粒DNA上(图4B)。
图4Southern杂交对phnAa基因定位M,xHindIll分了量标准:1,堆冈组DNA;2,质粒DNA;3,质粒DNABamtlI酶切产物;4.质粒DNAEcoRI酶切产物;5.质粒DNAHindIII酶切产物:6,质粒DNASalI酶切产物。
A,琼脂糖电泳后EB染色:B,Southelil杂交届在尼龙膜l‘用BCIP/NBT直接!III色。
3.1.1.5对菲和芘降解效率的GO-MS测定在试管实验中,phe一8对菲的降解比较彻底,起始浓度为lOOmg/L的菲在三周后的降解率分别为89.8%和94%(图5)。
研究内容摘要及意义细菌是长期以来困扰人类健康的杀手,如何从海洋中, 特别是从可持续利用的海洋微生物资源中寻找结构新颖、作用机制独特的抗菌药物已成为近年来科学家研究的热点和重点。
我们前期的研究发现,一株来源于南海深海沉积物的真菌(N00053)具有很强的抗菌活性。
因此,我们拟将该活性真菌作为研究对象,对其进行大规模发酵培养;运用现代色谱学的分离手段和波谱学的结构鉴定技术,结合抗菌活性筛选实验,快速分离鉴定并筛选出该真菌中的抗菌活性成分,为南海深海沉积物来源真菌抗菌先导化合物的发现和深度开发南海丰富的微生物资源奠定基础。
1、课题国内外现状从上个世纪20年代开始,Fleming和Waksman等人从微生物相互拮抗规律中发现了青霉素、链霉素、金霉素、灰黄霉素等一系列抗细菌和真菌抗生素,挽救了数以百万计人的生命。
随着抗生素的大量使用和不合理用药以及细菌变异速度的加快,细菌的抗药性逐渐增强。
此外,环境污染的加剧,使人类的免疫力不断下降,新的致病菌、条件致病菌和超级耐药菌不断出现,这些已经严重的威胁着人类健康。
因此,迫切需要快速和持续开发新类型的抗菌药物。
寻找新颖结构和独特抗菌作用机制的抗菌药物成为近年来科学家研究的热点和重点。
自1967 年美国海洋技术协会主办了“向海洋要药”的专题讨论会以来,海洋微生物一直是抗菌药物和其他药物的重要来源[1,2]。
由于海洋特别是深海环境条件特殊, 如低温或高温、高盐、高压和寡营养等, 为了适应这样的环境, 海洋微生物产生了独特的代谢系统和机体防御体系。
海洋微生物在物种、遗传基因、代谢途径以及次级代谢产物的化学结构方面均具有高度的多样性, 具有资源可持续利用、生长周期短、代谢易于调控和可通过大规模发酵实现工业化生产等特点。
海洋微生物特别是海洋真菌、海洋放线菌和海洋细菌己是目前和将来很长一段时期内新的生理活性物质重要来源之一[3]。
关于海洋真菌的生物活性物质的研究由来已久。
1945年7月Brotzu在地中海撒丁岛海域分到的一株海洋真菌即顶头孢霉菌(Cephalospoium acremonium)的培养液中分离得到多种抗菌素,如头孢菌素Cephalosporin C,Cephalosporin Pl,P2,P3,P4,P5以及青霉素penieillin N。
南海南沙海域沉积物中可培养微生物及其多样性分析孙风芹;汪保江;李光玉;刘秀片;杜雅萍;赖其良;邵宗泽【期刊名称】《微生物学报》【年(卷),期】2008(48)12【摘要】[目的]为了从南沙海域中分离获得微生物菌种资源,[方法]本文通过沉积物采样、可培养菌分离及165 rRNA鉴定,[结果]从22个站点的沉积物样品中获得349株细菌,分属于87个种.发现产芽胞细菌分布最广,并在10个站点的分离株中占多数;它们是Bacillus,Halobacillus,Brevibacillus,Paenibacillus,Pontibacillus 和Thalassobacillus.其中芽胞杆菌(Bacillus)无论在数量上还是种类上都最多,分别属于34种,其中有8个可能的新种.此外,γ-Proteobacteria是分离率较高的另一亚群;其中,假单胞菌(Pseudomonas),海杆菌(Marinobacter),食烷菌(Alcanivorax)属的细菌最多.统计还发现,在深度750-2000m之间,低GC含量的细菌最丰富,而深度2000m以下,分离株则全部为γ-Proteobacteria.[结论]南沙沉积物可培养微生物中产芽胞细菌及γ-Proteobacteria比较丰富;其中,产芽胞细菌的多样性最高,具有进一步研究开发价值.【总页数】10页(P1578-1587)【作者】孙风芹;汪保江;李光玉;刘秀片;杜雅萍;赖其良;邵宗泽【作者单位】国家海洋局第三海洋研究所,海洋生物遗传重点实验室,厦门,361005;国家海洋局第三海洋研究所,海洋生物遗传重点实验室,厦门,361005;国家海洋局第三海洋研究所,海洋生物遗传重点实验室,厦门,361005;国家海洋局第三海洋研究所,海洋生物遗传重点实验室,厦门,361005;国家海洋局第三海洋研究所,海洋生物遗传重点实验室,厦门,361005;国家海洋局第三海洋研究所,海洋生物遗传重点实验室,厦门,361005;国家海洋局第三海洋研究所,海洋生物遗传重点实验室,厦门,361005【正文语种】中文【中图分类】Q939【相关文献】1.南沙群岛西部海域两柱状沉积物中碳和氮的分布和来源特征及埋藏通量估算 [J], 高学鲁;陈绍勇;马福俊;党爱翠;龙爱民2.南海神狐海域BY1钻孔岩心沉积物古菌多样性分析 [J], 焦露;苏新;王嫒媛;张勇;陈芳;蒋宏忱3.南海西南海域表层沉积物中微量元素Ba的地球化学特征 [J], 蔡观强;邱燕;彭学超;张玉兰;钟和贤4.南沙海区深海沉积物中细菌多样性分析 [J], 苏洁; 明红霞; 陈泉睿; 张春鑫; 关道明; 樊景凤5.南海冷泉区深海沉积物中细菌的分离培养及多样性分析 [J], 杨硕;高峥;邵宗泽因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
南海深海微生物的分离培养及4株海洋新菌的分类鉴定海洋环境是地球上最大的生态系统,为海洋微生物提供了极其多样的栖息环境。
海洋微生物数量巨大,种类繁多;在海洋中,原核细胞的总数估计在1029左右。
微生物资源如此丰富,其多样性等基础研究具有极其重要的作用。
微生物多样性的分子生物学研究手段迅猛发展,而培养方法的研究则相对滞后,不利于更进一步研究微生物的各种生理生化特征以及更深入地开发微生物资源。
本论文获得南海一深海站点水样,现场对水样进行分离培养,对获得的细菌菌株进行了16S rDNA测序鉴定,分析了其可培养细菌的多样性,并进行了高通量分离培养方法的海上试验。
另外,对分离自南太平洋的3株新菌,以及分离自青岛文昌鱼繁殖区附近的1株海洋新菌进行了分类鉴定。
对于南海深海站点的水样,利用传统平板培养法,从2216E及海水R2A培养基中分离保藏403株细菌,得到392株细菌的16S rDNA序列。
结果表明,该区域细菌分为4个类群:变形菌门(Proteobacteria),放线菌门(Actinobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes),其中变形菌门包括α-变形菌纲和γ-变形菌纲。
392株菌共得到44个属,52个种。
发现无论是种类还是菌株数量,α-变形菌纲均为优势类群。
分离得到α-变形菌纲20个属,25个种,共223株细菌,占总数的56.9%;得到γ-变形菌纲7个属11个种,共44株,占总数的11.2%;得到放线菌纲7个属,7个种,共114株,占总数的29.1%;得到拟杆菌门6个属,7个种,共9株;厚壁菌门2个属,2个种,共2株。
优势属为气微菌属(Aeromicrobium),赤杆菌属(Erythrobacter),远洋橄榄球形菌属(Pelagibaca),Roseivivax,食烷菌属(Alcanivorax),鞘氨醇宝盒菌属(Sphingopyxis),类诺卡氏菌属(Nocardioides)。
doi: 10.11978/2022266 南海热带岛礁生物土壤结皮中细菌的分离及其固砂特性初步研究黄谕1, 2, 王琳1, 麦志茂1, 李洁1, 张偲1, 31. 中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室(中国科学院南海海洋研究所), 广东广州 510301;2. 中国科学院大学, 北京 100049;3. 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州), 广东广州 511458摘要: 南海热带岛礁生物土壤结皮中有大量可分泌胞外多糖的微生物, 这一特性对固砂具有重要的促进作用。
本研究利用TSA、改良TSA、MA三种培养基对采自南海永暑礁及三亚鹿回头海岸带的生物土壤结皮进行可培养细菌的分离纯化。
本研究共分离纯化70株细菌, 并进行基于16S rRNA基因序列的鉴定, 发现所分离的菌株属于3门5纲12目19科25属, 厚壁菌门(Firmicutes)为优势门, 芽孢杆菌属(Bacillus)为优势属。
此外, 有22株菌与已知物种16S rRNA基因相似性低于98.65%, 为潜在的新物种。
纯化菌株的胞外多糖采用乙醇沉淀法提取、苯酚硫酸法检测含量, 发现19株菌胞外多糖含量高于0.013mg·mL−1。
选取其中胞外多糖含量最高的9株菌进行土壤团聚能力的测定, 发现将菌株SCSIO 17111(Lysobacter sp.)菌液喷洒于珊瑚砂表面能够使土壤团聚体保持稳定。
针对粒径小于0.2mm的细砂, 菌株SCSIO 17111固结的砂土在经过干筛处理后, 保留量可达92.7%。
本研究可为岛礁珊瑚砂的固定、减少土壤流失提供高产胞外多糖菌株资源, 还可以为促进岛礁生物土壤结皮的形成提供新的研究思路和方法。
关键词: 南海岛礁; 可培养细菌多样性; 胞外多糖; 固砂中图分类号: S154.3 文献标识码: A 文章编号: 1009-5470(2023)06-0101-10Isolation and characterization of sand fixation ability of bacteria in biological soil crusts of the tropical islands, South China SeaHUANG Yu1, 2, WANG Lin1, MAI Zhimao1, LI Jie1, ZHANG Si1, 31. CAS Key Laboratory of Tropical Marine Bio-resources and Ecology, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China;2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;3. Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory (Guangzhou), Guangzhou 511458, ChinaAbstract: There are many microbial resources present in biological soil crusts of tropical reefs in the South China Sea, and the extracellular polysaccharides secreted by these microorganisms play an important role in promoting sand consolidation. In this study, three media, TSA, modified TSA and MA, were used to isolate and purify culturable bacteria from biological soil crusts in the Yongshu Reef and Luhuitou, Sanya, South China Sea. A total of 70 bacterial strains were isolated and purified in this study. And based on 16S rRNA gene identification, these isolated strains belonged to 3 phyla, 5 classes, 12 orders and 19 families, 25 genera. The dominant phylum was Firmicutes and the dominant genus was Bacillus. In addition, 22 strains had less than 98.65%16S rRNA gene similarities with known species, which were potential novel species. The extracellular polysaccharide content of purified strains was measured by ethanol precipitation method and phenol sulfate method, and the contents of 19 strains were more than 0.013收稿日期:2022-12-29; 修订日期:2023-02-27。
海洋沉积物微生物分解作用海洋是地球上最广阔的生态系统之一,其中的沉积物扮演着重要的角色。
海洋沉积物是指在海洋底部沉积的各种颗粒状物质,包括有机物和无机物。
这些沉积物中存在着大量微生物,它们在海洋生态系统中扮演着至关重要的角色。
本文将重点探讨海洋沉积物中微生物的分解作用。
一、海洋沉积物中微生物的多样性海洋沉积物中的微生物种类繁多,包括细菌、真菌、原生动物等。
这些微生物通过不同的代谢途径参与有机物和无机物的分解过程。
其中,细菌是海洋沉积物中最主要的微生物群体,其代谢活动对有机物的降解至关重要。
此外,真菌在海洋沉积物中也扮演着重要的角色,它们能够分解各种有机物,促进养分的循环利用。
二、有机物的分解过程海洋沉积物中的有机物主要来源于死亡的海洋生物、植物残体以及陆地输入。
这些有机物经过微生物的分解作用,逐渐降解为简单的有机物和无机物。
细菌是海洋沉积物中最主要的分解者,它们通过产生各种酶类来降解复杂的有机物,将其转化为可被其他生物利用的物质。
这一过程促进了养分的循环,维持了海洋生态系统的平衡。
三、无机物的转化过程除了有机物的分解,海洋沉积物中的微生物还参与了各种无机物的转化过程。
例如,硫氧化细菌能够将硫化物氧化为硫酸盐,促进硫循环的进行;氮固氮细菌能够将氮气还原为氨,提供植物生长所需的氮源。
这些微生物的代谢活动在海洋沉积物中形成了复杂的物质转化网络,维持了海洋生态系统的稳定性。
四、微生物对海洋环境的影响海洋沉积物中微生物的分解作用对海洋环境具有重要的影响。
首先,微生物的分解作用促进了有机物和无机物的循环利用,维持了海洋生态系统的平衡。
其次,微生物的代谢活动产生了大量的二氧化碳和甲烷等气体,参与了海洋碳循环的过程。
此外,微生物还能够降解一些有毒物质,净化海洋环境,保护海洋生物的生存。
五、未来展望随着对海洋生态系统的深入研究,人们对海洋沉积物中微生物的分解作用有了更深入的理解。
未来,我们可以通过进一步研究海洋沉积物中微生物的多样性和功能,探索其在海洋生态系统中的作用机制,为保护海洋环境、维护海洋生态系统的稳定性提供更多的科学依据。
第21卷第10期2006年10月地球科学进展A DVANCE S I N E AR TH S C I ENC EV o l.21 N o.10O c t.,2006文章编号:1001-8166(2006)10-1058-05南海西沙海槽沉积物细菌多样性初步研究李 涛,王 鹏,汪品先*(同济大学海洋地质国家重点实验室,上海 200092)摘 要:对来自南海西沙海槽的深海沉积物进行总D N A提取,并构建细菌16 S r D N A文库。
细菌16 S r D N A系统发育分析表明沉积物中细菌分属4个类群:变形杆菌(P r o t e ob a c t er i a)、浮霉菌(P l an c t o m y ce ne)、低G+C含量革兰氏阳性菌和放线菌(A c ti n ob a c t er i a),它们分别占总体的49%、22%、22%和7%。
P r o t e ob a c t er i a类群又以δ-P r o t e ob a c t er i a亚群占优势,其他分属α-和γ-P r o t e ob ac-t er i a亚群。
P l an c t o m y ce ne和低G+C含量革兰氏阳性菌两个常见于浅海的类群,在西沙海槽沉积物的丰度高于其他深海沉积物,可能是随沉积物被浊流搬运至海槽。
关键词:西沙海槽;海洋沉积物;16 S r D N A基因;细菌多样性中图分类号:P736.21 文献标识码:A 地球表面有超过50%的面积覆盖着深海沉积物,它们主要是由海洋真光层的颗粒连续沉降至海底而形成的。
沉积物中的有机质被深海微生物群落再生循环[1],构成了常见的碳循环、硫循环、氮循环等。
深海沉积物中的多种固体矿物,如碳酸盐、硅酸盐、粘土、金属氧化物、金属硫化物,常是微生物作用的原料或产物[2],研究表明这些矿物的溶解与形成与微生物作用有关,如铁还原菌在不同环境中能分别形成或溶解磁铁矿[3,4]。