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中印度洋与南海西部表层海水细菌多样性
生物多样性
2022, 30 (1):
21407-.
DOI: 10.17520/biods.2021407
细菌在海洋生物地球化学循环中发挥着重要作用。为更好地了解海洋细菌的特征及其在海洋环境中的潜在作用, 本文利用纯培养与16S rRNA基因高通量测序技术对中印度洋与南海西部海域表层海水细菌多样性进行研究。纯培养结果表明, 自中印度洋与南海西部表层海水中共分离275株可培养海洋细菌, 隶属于4门49属75种。变形菌门是绝对优势类群(占总株数的68.7%), 其次是放线菌门(21.5%)、拟杆菌门(9.1%)和厚壁菌门(0.7%)。在属水平, 微杆菌属(Microbacterium)与弧菌属(Vibrio)是主要的优势属, 共占总株数的30.0%。在3种分离培养基中, 自1/10 × 2216E培养基中分离细菌的数目与种类最多(89株, 30属); 分离菌株中的细菌菌株有7、9与3个属分别仅在2216E、1/10 × 2216E及葡萄糖甘露糖(glucose-mannose, GM)培养基中生长。此外, 共分离培养出50株细菌(26种)可能代表潜在新分类单元。高通量测序结果显示, 中印度洋和南海西部表层海水中共有23个门531个属。优势门类为变形菌门(72.2%)和拟杆菌门(15.3%), 优势属为嗜冷杆菌属(Psychrobacter, 24.4%)、盐单胞菌属(Halomonas, 16.3%)和亚硫酸杆菌属(Sulfitobacter, 13.9%)。此外, 中印度洋表层海水细菌Shannon-Wiener指数与Pielou均匀度指数显著高于南海西部(P < 0.05), 且细菌群落结构显著不同(P < 0.05)。综合纯培养与原位细菌数据得出, 中印度洋与南海西部海洋细菌具有丰富的多样性, 具有进一步开发研究的价值。  View image in article
图5
中印度洋与南海西部表层海水中原位细菌在属水平上的分布
正文中引用本图/表的段落
在分析的表层海水样品中, 共发现23个细菌门。变形菌门相对丰度为72.2%, 在细菌类群中占绝对优势(图4)。其中, α-变形菌纲和γ-变形菌纲是丰度最高的变形菌, 而β-变形菌纲与δ-变形菌纲丰度较低。其他主要门类有拟杆菌门、蓝细菌门、放线菌门与厚壁菌门, 其丰度分别为15.3%、5.5%、4.9%和1.3%。其中, 蓝细菌门类群在所有样品中均占主要地位, 并以原绿球藻属(Prochlorococcus)与聚球藻属(Synechococcus)为主。在属水平, 共发现531个属。其中, 丰度最高的属是嗜冷杆菌属(Psychrobacter), 占所有样品中细菌类群的24.4%。其次是盐单胞菌属(Halomonas)和亚硫酸杆菌属(Sulfitobacter), 其相对丰度分别为16.3%和13.9% (图5)。值得注意的是, 在发现的SAR11类群中, 85%的类群分布在中印度洋。聚类分析显示, 中印度洋与南海西部的细菌类群明显分成两大组(图6)。与此结果相一致, ANOSIM分析显示, 中印度洋与南海西部表层细菌类群的R值是0.74 (P = 0.018)。相对于南海西部不同站位的细菌群落, 中印度洋表层海水不同站位之间的细菌群落相似性更低。
中印度洋与南海西部表层海水原位细菌除了在门水平存在差异, 在属水平上也有较大差异。相比于南海西部, 中印度洋表层海水中亚硫酸杆菌属相对丰度较高, 而嗜冷杆菌属和盐单孢属相对丰度则较低(图5)。先前有研究者指出亚硫酸杆菌属的细菌可能参与海洋的硫循环(Ivanova et al, 2004), 并且与海洋原油的生物降解密切相关(Brakstad et al, 2005), 在维持海洋生态稳定性方面发挥重要作用。而嗜冷杆菌属和盐单孢属则具有特殊的生理机制可以适应较为极端的环境。中印度洋与南海西部表层海水中原位细菌群落表现出的差异, 推测可能与洋流或原位环境影响有关(Li et al, 2018)。
本文的其它图/表
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