最近的研究发现,深部生物圈可能存在大量的产芽孢细菌及其芽孢。芽孢是细菌在抵抗极端恶劣环境时形成的用于保护其遗传信息和生物大分子的一种存在形式,以深度休眠、代谢率极低并且可以抵抗恶劣环境为特征,但是芽孢在合适的条件下很可能再次活化成为活性细胞,进而在地球生物地球化学循环中起到重要作用。目前对细菌芽孢的丰度及其在深部生物圈中所占的比例进行定量研究很少。已有的研究表明,随着沉积物深度的增加,温度和压力增加,能量减少,细菌细胞的数量在逐渐减少,但芽孢的数量随着深度的增加在增加。对于芽孢的检测,现代分子生物学方法不适用,因为芽孢具有非渗透性。吡啶二羧酸(DPA)是芽孢特有的成分,在芽孢干重中所占的比例为5%～15%,因而成为芽孢生物标志物,对于DPA的检测手段,已有的研究中使用了不同的方法,比如荧光法、拉曼光谱法、高效液相色谱法等方法,以上方法具有对DPA含量测量不准确或者测量灵敏度低等劣势,本研究中采用气象色谱质谱法,借助气相色谱质谱联用仪(GC-MS)进行DPA含量的检测和定量分析。本研究以西太平洋和印度洋中海底沉积物作为研究对象,对其中的细菌群落结构进行高通量测序分析,得到细菌的多样性分布以及产芽孢细菌的种群信息,对于印度洋的样品中检测出芽孢杆菌科占比为5.26%。另一方面通过对冻干后样品DPA的提取、衍生化、GC-MS上机检测DPA含量一系列实验操作,最终得到样品中DPA的含量以及芽孢的丰度。沉积物样品中DPA含量最少的为0.024 nmol/g,含量最多为2.846 nmol/g。印度洋中沉积物样品中芽孢的数量平均值为4.088×10~6个/g,西太平洋沉积物中芽孢数量的平均值为0.423×10~6个/g。在实验过程中,我们还分离鉴定了一株革兰氏阳性产芽孢新菌Bacillus aestuarii DSL-17~T,通过染色计数,得到其芽孢的数量,与已有的研究中产芽孢菌所产芽孢数量相差不大。