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海洋细菌在有机物矿化与地球碳循环中起着重要作用。而近海是陆地与大洋的连接带,但由于人类活动的影响以及河流径流不断向其输入丰富的营养物质,其发生的生物地球化学过程远比大洋复杂。当海洋动植物死亡后,难降解的组织成分最终埋藏于沉积物中,而在这个过程中哪些类群的细菌参与了它们在海洋原位环境中的降解是人们迫切需要解决的问题。
为解答这个问题,我们选取五种海洋动植物大分子高聚物或其天然组织,分别为虾壳、鱼鳞、海带叶片、几丁质和壳聚糖。在海水表层和沉积物中进行富集,定期取样,经过对有机物降解菌的筛选,得到近海细菌资源丰富并且新种比例较高;通过高通量测序分析发现不同有机物原位富集的细菌多样性存在较大的差异,并且相同底物在海水表层与沉积物中的菌群差异较大。当样品富集30天后,在物种多样性水平上水面环境鱼鳞样品种群最丰富,而沉积物中海带样品菌群多样性最低;其中除海带优势菌群为热袍菌门外,剩余样品均以变形菌门为主,并且脱硫杆菌、黄杆菌、脱硫弧菌和弧菌占有较大比例。脱硫杆菌在全部样品中丰度较高,黄杆菌在海水表层环境样品中为优势菌群,弧菌在沉积物样品几丁质和壳聚糖中丰度最高,分别为26.3%和7.5%。研究还对不同富集时间的鱼鳞样品之间菌群结构进行比较,发现Marinifilum属在鱼鳞样品中丰度最高,并随着富集时间增加丰度逐渐减小。鱼鳞样品在不同阶段菌群结构和丰度差异明显,其中β-变形杆菌随富集时间增加丰度增加,而梭菌纲丰度减小。同时我们还将有机物作为唯一碳源在实验室条件下进行富集分析其菌群结构,得到实验室富集结果同原位富集差异明显。
本研究通过对富集样品中可培养细菌的筛选,丰富了近海细菌资源。利用高通量测序分析结果反应了参与有机物降解的菌群特征,将有助于我们认识难降解大分子天然有机物在近海环境下的细菌矿化过程,研究结果为评估有机物矿化与海洋碳循环中的作用提供参考。
为解答这个问题,我们选取五种海洋动植物大分子高聚物或其天然组织,分别为虾壳、鱼鳞、海带叶片、几丁质和壳聚糖。在海水表层和沉积物中进行富集,定期取样,经过对有机物降解菌的筛选,得到近海细菌资源丰富并且新种比例较高;通过高通量测序分析发现不同有机物原位富集的细菌多样性存在较大的差异,并且相同底物在海水表层与沉积物中的菌群差异较大。当样品富集30天后,在物种多样性水平上水面环境鱼鳞样品种群最丰富,而沉积物中海带样品菌群多样性最低;其中除海带优势菌群为热袍菌门外,剩余样品均以变形菌门为主,并且脱硫杆菌、黄杆菌、脱硫弧菌和弧菌占有较大比例。脱硫杆菌在全部样品中丰度较高,黄杆菌在海水表层环境样品中为优势菌群,弧菌在沉积物样品几丁质和壳聚糖中丰度最高,分别为26.3%和7.5%。研究还对不同富集时间的鱼鳞样品之间菌群结构进行比较,发现Marinifilum属在鱼鳞样品中丰度最高,并随着富集时间增加丰度逐渐减小。鱼鳞样品在不同阶段菌群结构和丰度差异明显,其中β-变形杆菌随富集时间增加丰度增加,而梭菌纲丰度减小。同时我们还将有机物作为唯一碳源在实验室条件下进行富集分析其菌群结构,得到实验室富集结果同原位富集差异明显。
本研究通过对富集样品中可培养细菌的筛选,丰富了近海细菌资源。利用高通量测序分析结果反应了参与有机物降解的菌群特征,将有助于我们认识难降解大分子天然有机物在近海环境下的细菌矿化过程,研究结果为评估有机物矿化与海洋碳循环中的作用提供参考。