本文基于国家海洋局第三海洋研究所和德国莱布尼兹波罗的海研究所共同承担的中-德合作项目——“不同水环境中土著噬菌体与其宿主细菌共存系统的研究”(HB08302(1))以及大洋协会“大洋一号”科学调查船DY115-20-Ⅲ-Ⅳ航段任务,在厦门港、波罗的海近岸和东太平洋海隆海底热液区及由东太海隆向新西兰奥克兰航渡海面,共采集样品42个,进行总细菌和可培养细菌丰度调查以及TCBS类群细菌多样性研究,同时进行近岸水体病毒总数的统计和相关测定技术的比较;以此为基础,侧重开展相应细菌噬菌体的分离和生物学特性测定,为探讨噬菌体-宿主系统相互作用的机理、寻求细菌性病害的生物防治技术等提供科学依据。研究结果如下:1.荧光显微直接计数法统计了样品中的细菌丰度,采用Zobell 2216E细菌培养基和TCBS弧菌选择性培养基通过平板涂布法和滤膜萌发法统计了样品中可培养细菌及TCBS类群细菌的数量,结果表明:厦门港近岸海水样品中细菌数量范围在0.63～0.80×10~9cells/L,几何平均值为0.72×10~9cells/L(n=3),可培养细菌占细菌总数的比例在0.03%～0.85%,TCBS类群细菌数量为20～35CFU/mL,占可培养细菌的比例在0.65～11.89%;波罗的海近岸海水样品中细菌数量范围在1.45～20.1×10~9cells/L,几何平均值为2.66×10~9cells/L(n=6),可培养细菌占细菌总数的比例在0.08%～0.86%,TCBS类群细菌数量范围在11～95 CFU/mL,占可培养细菌的比例范围为0.30～1.40%;东太平洋调查区表层水体细菌数量变化范围为0.70～1.74×10~9cells/L,几何平均值约为1.10×10~9cells/L(n=14),TCBS类群细菌数量范围在5～150CFU/mL,波动较大;东太平洋海隆区沉积物细菌数量变化范围为4.99～209.51×10~6cells/g,几何平均值约为13.68×10~6cells/g(n=8),TCBS类群细菌的数量波动幅度也极大,范围在2～184CFU/g。除个别特殊生境外,厦门港、波罗的海近岸海水与东太平洋表层海水中细菌数量差异并不明显;而大洋沉积物中细菌的分布极不均匀,其丰度与所处生境密切相关,样品之间显示出极大的差异性。厦门港与波罗的海近岸海水样品中超过99%的细菌处于“活的非可培养状态”状态,而结合厦门港、波罗的海与东太平洋调查区TCBS类群细菌数量统计结果,不同站位海水和沉积物中TCBS类群细菌的含量可能接近,但其占细菌总数的比例随站位和样品的不同而显示出极大差异,并无规律性。2.采用荧光显微直接计数法对厦门港、波罗的海近岸样品进行病毒和细菌数量同步测定的结果表明,二者呈现出较为明显的相关性,一般含有大量细菌的样品中也同时含有更大数量的病毒颗粒,病毒颗粒数与细菌数量的比值范围在6.86～49.43;厦门港近岸海水中病毒颗粒数量范围在0.51～1.15×10~10VLPs/L,几何平均值为0.82×10~10VLPs/L(n=3);波罗的海近岸海水中病毒颗粒数量范围则在2.11～18.13×10~10VLPs/L,几何平均值约为5.03×10~10VLPs/L(n=6);荧光显微直接计数与流式细胞术两种方法统计的波罗的海近岸样品中的病毒颗粒数量处于同一数量级,差异并不明显,由于流式细胞术存在操作技术要求高、价格昂贵以及结果重复性差等缺点,荧光显微直接计数法仍是目前环境样品中细菌和病毒丰度测定的标准方法。3.通过16SrDNA序列分析法对用TCBS培养基分离到的200余株细菌进行初步鉴定,结果表明:采用TCBS选择性培养基在海洋环境中筛选弧菌存在局限性,其选择性不够强,许多其它细菌也可生长,因此所分离到的细菌只能统称为“TCBS类群细菌”而非“可培养弧菌”。对TCBS类群细菌的分子鉴定结果进行统计,200余株细菌共区分为18个属中的49(亚/变)种。TCBS类群细菌的分布具有地域性,不同区域TCBS类群细菌的种类构成和分布情况差异极大。在厦门港和波罗的海近岸样品中弧菌科细菌较为常见,分离自厦门港近岸海水中的弧菌鉴定为Vibrio和Photobacterium等2属6种,波罗的海近岸海水中分离到的弧菌则分属于Vibrio和Enterovibrio等2属9种,其中Vibrio属在两个采样区域的所有11个样品中均有检出,但两个区域弧菌的种类构成差异极大,仅V. azureus在两个区域均有分离到。而在东太平洋调查区,仅分离得到一株弧菌,大部分菌株为Halomonadaceae科细菌,包括Halomonas、Chromohalobacter、Cobetia等3属11种,在所有24个样品中的23个中有所检出,其中Halomonas属细菌分布广泛,在22个样品中有分离到,为该海区常见菌群。4.采用传统的双层平板法分离得到7株TCBS类群细菌的噬菌体,5株宿主细菌经16SrDNA序列分析技术初步鉴定分别属于Vibrio、Pseudoalteromonas及Klebsiella等属;电镜形态观察将7株噬菌体划分至Myoviridae、Podoviridae、Siphoviridae和Corticoviridae等4个科;结合噬菌斑形态特征和噬菌体DNA的限制性酶切分析,确定其核酸类型均为dsDNA,初步判定为不同的种。5.选用40余株不同属、种的TCBS类群细菌,测定了7株噬菌体的宿主范围,结果显示噬菌体pY-2、p2-4可裂解与其宿主细菌同属的其它细菌,而噬菌体pYD-3、pAC-7、KP2和KP3则表现出了较少出现的侵染不同属细菌的能力,但随后测得的成斑率极低,表明噬菌体对其它细菌的侵染能力较弱,且24h培养噬菌斑形态也有所改变,推测其侵染特性发生了一定程度的改变;噬菌体KP1则表现出了宿主专一性,仅能裂解原宿主细菌AC-11。6.进一步研究了以肺炎克雷伯氏菌Klebsiella sp. AC-11为宿主的3株电镜形态相似的噬菌体KP1、KP2和KP3的最佳感染复数、吸附率、一步生长曲线及对温度、pH、紫外线、乙醚和氯仿等理化因素的敏感性等生理特性,获得了相应参数,结合限制性酶切结果和宿主范围等,确定其为不同株型。7.采用液氮、-70℃、-20℃及4℃等不同方法进行了噬菌体保存条件的研究,结果显示不同保存方法对噬菌体活性的影响较大,4℃冰箱保存是日常工作中最值得采用的噬菌体保存方法。