潮滩湿地硝化螺菌的代谢潜力和环境适应机制

为了揭示硝化螺菌(Nitrospira)在潮滩湿地中的代谢潜力和环境适应机制,本研究使用宏基因组学拼接与组装的方法,从中国沿岸的5个潮滩湿地构建了14个较高质量的Nitrospira基因组.系统发育分析结果表明,在这些基因组中,3个属于全程氨氧化细菌(complete ammonia oxidizer,Comammox);9个为硝化螺菌世系Ⅱ和Ⅳ;2个属于至今未见报道的世系Ⅲ型.这表明,潮滩湿地富含多样化的硝化螺菌类群.代谢分析表明,潮滩湿地Comammox和典型的Nitrospira含有氰酸酶、脲酶以及参与腈类、酰胺类化合物分解的酶,暗示着它们能够与氨氧化微生物耦合利用有机氮作为能源.此外,Nitrospira有着多重压力抵抗、病毒防御和渗透压调控策略.这些结果深化了对Nitrospira在潮滩湿地的多样性、生态功能潜力和环境适应机制上的认识.

湛江湾沉积物中反硝化和厌氧氨氧化细菌的丰度、多样性及分布特征

采用实时荧光定量PCR、高通量测序等方法对湛江湾沉积物中四个月份的反硝化细菌与厌氧氨氧化细菌的多样性和丰度进行了分析。结果表明:湛江湾沉积物中反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌丰度在四个月份的变化和空间分布趋势为:nirS型反硝化细菌在二月份最高,四月份最低,且其平均丰度有从湛江湾湾内向湾口附近呈现先升高再降低的趋势;nirK型反硝化细菌丰度在九月份最高,十一月份最低;nosZ型反硝化细菌在四月份最高,其余月份变化不大;厌氧氨氧化细菌丰度在九月份最高,二月份最低。通过相关性分析结果表明,亚硝酸盐、铵盐等共同调控着湛江湾沉积物中反硝化和厌氧氨氧化细菌丰度变化。系统发育分析表明:湛江湾中存在着一些广泛分布的反硝化细菌,但也生活着一些新奇的nirK型和nosZ型反硝化细菌。对于厌氧氨氧化细菌而言,其主要属于浮霉菌门及Candidatus Scalindua属,具有较高的耐盐性,另外湛江湾海区的厌氧氨氧化细菌也生活着一类在其他地方没有的新分支。典范对应分析分析结果表明:硝酸盐显著影响湛江湾反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌的群落结构。湛江湾沉积物中反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌存在特殊的竞争与共存的关系,且由亚硝酸盐、硝酸盐、pH等多种环境因子共同驱动。

海洋聚球藻多样性及时空分布特征研究进展

【目的】建立对海洋聚球藻多样性及生物地理分布的系统认识,为海洋聚球藻的生态演替及功能研究提供理论参考。【方法】综述了海洋聚球藻的生态多样性、遗传多样性、空间分布特征及季节演替特征。【结果】海洋聚球藻各亚型呈现出一定的时空变化规律,其主要影响因素有营养盐、海流及光强等。【结论】在环境要素对聚球藻的影响及机理、各类群间相互作用及海洋动力过程对聚球藻的影响及机理等方面还需进一步加强研究。

湛江湾沉积物中氨氧化微生物的丰度、多样性和分布特征

【目的】分析湛江湾沉积物中氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的丰度与多样性。【方法】采用分子生态学方法。【结果】AOA amoA基因丰度范围为3.23×10~5~5.27×10~6 copies·g^(-1)(以干土计),AOB amoA基因丰度范围为2.99×10~4~1.06×10~7 copies·g^(-1)(以干土计),两者平均丰度差别不大;但对于潮下带,大部分站位AOA amoA基因丰度高于AOB,且与氨氮和有机碳含量显著正相关。在工厂排污口和养殖区AOA多样性高于其他站位,而AOB则相反,说明AOA对环境污染物有更强的适应能力。系统发育分析显示,88%的AOA amoA序列属于海洋簇Group I.1a,优势类群是一类喜热带气候的AOA新分支;潮下带亚硝化螺菌属AOB为优势种群,而潮间带亚硝化单胞菌属AOB为优势种群。CCA分析表明,盐度和pH显著影响湛江湾AOA与AOB的群落结构。【结论】湛江湾沉积物中氨氧化微生物的分布与氨氮、总有机碳、盐度、pH等多种环境因子密切相关。

湛江湾表层水体海洋类群Ⅱ古菌的基因组分析

【目的】分析湛江湾表层水体海洋类群Ⅱ古菌的基因组。【方法】通过宏基因组和比较基因组的方法,对湛江湾和其他海域的MGⅡ古菌进化和生理代谢进行研究。【结果】湛江湾两株古菌为海洋类群II a亚型,基因组中含有多种碳水化合物酶和蛋白水解酶以及参与磷酸戊糖途径和三羧酸循环相关基因,同时具有鞭毛和视紫红质基因;一些特殊的蛋白酶和糖苷水解酶在湛江湾海洋类群Ⅱ古菌中被检测出。【结论】该古菌是光异养型微生物,利用水体中的糖类和多肽作为碳源和能源,为适应热带海湾环境发生了微进化。