摘要巨大的静水压力是深海环境的重要特征之一,生长在深海的生物通过对自身生理、生化及结构组成方式等各方面进行调节以适应这个特殊的生境。含氮渗透质(Nitrogen-contain osmolytes,N-osmolytes)对深海微生物来说既是一种压力保护剂,也是一种营养源。本研究分别分析了深渊和深海冷泉沉积物中代谢N-osmolytes的细菌的种类、不同种属的深海细菌对N-osmolytes的代谢能力以及N-osmolytes对深海细菌压力耐受性的影响。加深对深海细菌能量代谢与高压适应机制的了解,拓展对深海环境中细菌介导的氮循环过程的认知。<br> 本研究以马里亚纳海沟和雅浦海沟沉积物为研究对象,通过高通量测序方法分析氧化三甲胺(Trimethylamine N-oxide,TMAO)及压力对该区域细菌群落组成的影响。同时,进行了传统微生物纯培养,系统研究不同种属的深海细菌对TMAO的利用情况及TMAO对不同种属深海细菌压力耐受性的影响。结果显示在不同压力条件下,TMAO对细菌群落结构组成的影响存在一定差异。在常压条件下,添加TMAO是决定细菌群落结构组成的主导因素,但在高压下对细菌群落结构组成的影响较小。同时,在这批样品中分离到238株菌,分析显示雅浦海沟样品分离菌株的生物多样性高于马里亚纳海沟样品;此外,在高压条件下添加TMAO可以显著提高分离细菌的多样性,在雅浦海沟更为明显。这一结果提示马里亚纳海沟和雅浦海沟沉积物菌群对压力及TMAO富集具有不同的响应性。<br> 为了深入认识深海微生物对N-osmolyte的利用情况,利用海马冷泉区域采集的深海沉积物样品,在不同培养条件下开展利用N-osmolytes的微生物的分离培养。共分离鉴定了723株细菌,分属于4个门的32个属的83个种,其中8属16种的76株菌可能为潜在新种。进一步分析发现底物(氧化三甲胺、三甲胺、甜菜碱和胆碱)可以促进少数几个属细胞的生长,但没有明显影响分离细菌的整体组成。此外,一些培养基有利于分离一些特定类群的菌株,如使用2216E培养基更易获得Pseudoalteromonas、Sulfitobacter和Vibrio属的菌株。<br> 与此同时,利用高通量测序分析对常规培养法(即根据菌落形态特征挑选代表性的菌落纯化培养鉴定)的效果进行了初步评估。研究结果表明,当平板上对菌落数量和形态种类较少时,根据菌落特征挑菌基本可以获得所有类型菌落。此外,尽管可能会遗漏一些丰度较低的物种,但该方法可以获得大量的微生物菌种资源,因此仍然具有一定的实用意义和优势。
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