南海深海氮循環微生物的原位培養與多樣性分析

摘要：借助自主研發的深海水體原位定植培養系統,在南海3300m的深海水體中進行了氮循環微生物的原位培養.通過向富集倉中投加緩釋肥(銨鹽、硝酸鹽和尿素)進行了為期17個月的原位富集.結合高通量測序技術和分離培養的方法,對深海原位富集物及實驗室二次富集物進行了微生物多樣性分析.16SrRNA基因高通量測序結果表明,在南海原位富集樣品中,細菌以變形菌門豐度最高,富集倉內脫脂棉附著介質和倉內水樣中的最優勢屬分別為希瓦氏菌屬(Shewanella)和科韋爾氏菌屬(Colwellia);古菌以奇古菌門為主,其中氨氧化古菌(AOA)所占比例很高.通過平板培養分離到17株細菌,主要包括鹽單胞菌屬(Halomonas)、海桿菌屬(Marinobacter)和亞硫酸鹽桿菌屬(Sulfitobacter)等.通過不同起始氮源(氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽)和培養溫度(28℃和10℃),對原位富集樣品進行實驗室二次富集,獲得了5個富集菌群.分析發現,它們均具有較好的脫氮效果,可以產生N2O或N2;這些菌群均以鹽單胞菌屬占絕對優勢,其次為海源菌屬(Idiomarina)或海桿菌屬,其中鹽單胞菌和海源菌成功獲得分離.單菌功能驗證表明,分離獲得的鹽單胞菌具有好氧反硝化能力,其在原位環境下反硝化活性尚有待確認.