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我国有着丰富的盐湖资源,西部和北部分布着近千个盐湖,其中792个盐湖分布于西藏、青海、内蒙古和新疆四省区。为了更好地认识新疆盐湖的嗜盐古菌多样性,从艾比湖和艾丁湖采集样品,分离嗜盐古菌,研究两盐湖可培养嗜盐古菌多样性与16S rRNA基因多态性。
用完全培养基(complete medium,CM)从艾比湖和艾丁湖样品中共分离获得112株嗜盐古菌,其中56株分离自艾比湖而另外56株分离自艾丁湖。测定了全部菌株16S rRNA基因的上游序列,基于16S rRNA基因的系统发育分析表明,分离自艾比湖的菌株属于Haloarcula、Halobacterium、Halorubrum、Haloterrigena、Natrinema和Natronorubrum共6个属的12个分类单元*;而艾丁湖则蕴藏了Natronorubrum、Natrinema、Haloterrigena、Halorubrum、Natrialba、Halobiforma和Haloarcula共7个属的11个分类单元。其中,Halorubrum、Haloterrigena、Natrinema和Natronorubrum属的菌株属于艾比湖和艾丁湖的优势属。16S rRNA基因序列相似性分析表明,菌株7-3及其它24株嗜盐古菌可能代表了Natronorubrum属一个中性的新的分类单元;AD2可能是Natronorubrum属一个嗜盐碱的新的分类单元;菌株9-3、ABH9和31-hong可能是Halorubrum属的两个新的分类单元;菌株ABH32、ABH33、ABH37、ABH40和AX-1可能代表了Halorubrum属两个新的分类单元;菌株BD-3是Haloarcula属一个新的分类单元;BD-4是Halobacterium属一个新的分类单元。艾比湖的嗜盐古菌生物多样性指数要略高于艾丁湖,造成这一现象的可能原因在于两盐湖的卤水特性的差异、气候的不同以及人类活动对盐湖水源的影响。
对菌株BD-3、9-3、31-hong、ABH32、AX-7、7-3和AD2共7株嗜盐古菌的形态特征、生理及生化特性、极性脂组成、16S rRNA基因序列和DNA-DNA同源性进行研究以阐明这些菌株的分类学地位。结果表明,这7个菌株应为新种,分别命名为:Haloarcula amylolytica BD-3T、Halorubrum lipolyticum9—3T、Halorubrumaidingense31-hongT、Haloterrigena longa ABH32T、Haloterrigena limicola AX-7T、Natronorubrum aibiense7-3T和Natronorubrum sulfidifaciens AD2T。
在过去的几十年中,核糖体小亚基RNA一直是微生物鉴定和分类中的重要指标。然而,在一些物种的同一基因组中存在着序列差异较大的不同类型16S rRNA基因,这使得在进行物种分类与鉴定时,16S rRNA基因的可靠性备受关注。选择Haloarcula属的全部成员和相近属的Halomicrobium mukohataei JCM9738T为研究对象,研究其16S rRNA基因多态性。结果表明,所有Haloarcula的全部成员都拥有差异达5%的两个16S rRNA基因拷贝;而Halomicrobium mukohataei JCM9738T则拥有差异达9%的16s rRNA两个基因拷贝。逆转录PCR的结果表明,这些不同拷贝16S rRNA基因均能转录为16S rRNA。系统发育分析的结果表明,Haloarcula属的全部成员聚成一支,仍属于同一属的成员;而Halomicrobiummukohataei JCM9738T的两个16S rRNA基因拷贝也聚成一支。上述结果表明16SrRNA基因在嗜盐古菌属级水平的分类鉴定中具有很高的可靠性。
本论文主要研究新疆地区两个盐湖可培养嗜盐古菌多样性,描述新的嗜盐古菌类群,丰富了嗜盐古菌物种多样性,为进一步的理论与应用研究提供菌种资源。对Haloarcula属和Halomicrobium属的全部物种16S rRNA基因多态性进行的研究,可以为16S rRNA基因在嗜盐古菌分类与鉴定中的进一步应用奠定初步的基础。