海洋赤杆菌科菌株的类胡萝卜素合成基因分析

赤杆菌科(Erythrobacteraceae)菌株广泛分布于海洋环境,可合成类胡萝卜素等多种色素。类胡萝卜素具有光保护和抗氧化能力,对于赤杆菌科菌株适应海洋生态系统具有重要作用。本研究收集了107个海洋来源的赤杆菌科细菌基因组,分析了类胡萝卜素合成途径中关键酶的编码基因crtEBIGYZW在基因组中的分布特征,构建了基于氨基酸序列的不同编码基因系统发育树,阐明了深海和浅海来源的赤杆菌科菌株中类胡萝卜素合成基因的存在和分布规律,探究了不同的类胡萝卜素合成基因在近海与深海来源的赤杆菌科菌株进化过程中的遗传模式。研究结果显示,海洋来源的赤杆菌科菌株均含有crtEIGZ基因,约98.1%的菌株含有crtBY基因,约43.9%的菌株中存在crtW基因,其类胡萝卜素合成基因在菌株间存在分布差异,但在深海与浅海来源上并未显示特异性。此外,通过比较不同编码基因的系统发育树拓扑结构发现,赤杆菌科菌株的类胡萝卜素合成基因crtBYZW与系统发育密切相关,而crtEIG基因多通过水平基因转移获得,这有助于更好地评估类胡萝卜素合成基因家族在赤杆菌科中的进化,也为其他海洋细菌中的类胡萝卜素合成途径及基因研究提供科学依据,从而有助于开发海洋来源的产类胡萝卜素菌株。

东洞庭湖冬季可培养细菌多样性

【背景】东洞庭湖地理位置特殊,物种资源丰富,分布着多种具有独特生理生化特征的微生物。【目的】通过可培养方法,获取具备重金属抗性和多环芳烃耐受能力的湖泊细菌资源,并阐明其生理特征。【方法】本研究于2022年1月采集东洞庭湖5个不同地区的40份样品,测定环境因子,开展细菌的分离培养,获得微生物菌株资源,并进行相关性分析。【结果】共分离253株细菌,包括210株重金属抗性菌,43株多环芳烃耐受菌,隶属于42个属,其主要类群是假单胞菌属(Pseudomonas,46.6%)、伪芽孢杆菌属(Fictibacillus,7.5%)、假节杆菌属(Pseudarthrobacter,6.7%)和芽孢杆菌属(Bacillus,5.1%)。通过复筛,分别获得30株重金属高抗性细菌和7株多环芳烃高耐受能力细菌,包括20株Mg^(2+)(最大耐受浓度为500 mmol/L)、4株Mn^(2+)(最大耐受浓度为500 mmol/L)、3株Ni^(2+)(最大耐受浓度为30 mmol/L)和3株Zn^(2+)(最大耐受浓度为25 mmol/L)抗性细菌;5株萘(最大耐受浓度为0.04 g/m L)和2株菲(最大耐受浓度为0.02 g/m L)耐受菌,其中包括2株潜在新种菌株和1株潜在新属菌株。【结论】5个不同地区样品的细菌多样性存在差异,其中月山、岳阳楼和君山均高于鹿角与南湖。结合环境因子数据分析,发现温度、可溶性颗粒、电导率、溶解氧对样品的细菌群落组成影响较大,p H和盐度较小。本研究获得的具有较高重金属抗性和多环芳烃耐受菌数量较少,可能与东洞庭湖污染防治较好有关。