北极海冰细菌产胞外酶及主要环境因子的初步研究

覆盖在北极海洋上的广阔海冰为其内部生存的微生物群落提供了一个独特的生境。研究表明 ,大量海冰细菌能够分泌产生胞外酶 ,其中产蛋白或脂质水解酶细菌的比例远高于产多糖水解酶的细菌。温度、盐度是直接影响海冰细菌生存与活力的 2个主要环境因子。 76%的产酪蛋白酶海冰细菌为低温菌 ,菌株只能在 <35°C条件下生长 ;而 98%的酪蛋白酶最适作用温度≥ 35°C ,其中 62 %的酶最适作用温度≥ 45°C。

盐度对北极海冰细菌生长的影响

从中国第二次北极科学考察采集的海冰样品中分离到8种细菌,研究了盐度对其生长的影响。结果表明,8株海冰细菌对盐度有着广泛的适应性,在盐度为30-90的范围内均可较快生长,其中菌株BJ2、BJ3和BJ7的盐耐受性较强。进一步的研究表明,BJ2、BJ3和BJ7在0-150 的盐度范围内均有不同程度的生长,盐度为0-30时,菌株的生长最快;盐度为180时,这三株菌株也均有短暂的生长。随着盐度的增加,三株菌株生长的延迟期增加,到达生长稳定期的时间也相应增加。温度对菌株BJ2、BJ3和BJ7的盐耐受性也有着一定的影响,随着温度的升高, 菌株的生长速度变慢,但盐耐受性有所增加。

南极海冰细菌科尔韦尔氏菌低温适应性的初步研究

以南极海冰细菌(Colwellia sp.NJ341)为材料,从蛋白质、酶和脂肪酸等方面对0℃下低温适应性进行初步探讨。结果表明,与15℃相比,0℃下菌株NJ341的生长量和蛋白质含量处于较高值;不饱和脂肪酸C16∶1ω9和C16∶1ω7含量显著增加(P<0.05),而C18∶1显著下降(P<0.05);脂质过氧化的重要参数丙二醛(MDA)含量极显著增加(P<0.01),但在4^-5℃变化幅度不大;谷胱甘肽硫转移酶(GST)活力在8~22℃温度范围内没有检测到,而在4^-5℃范围内其活力极显著增加(P<0.01)。这些重要生理参数的变化将有助于了解低温微生物在接近冰点温度下的适应机制。

温盐变化对北极海冰细菌质膜的影响研究

从第4次北极科学考察采集的海冰样品中分离筛选得到3株菌株,通过GC-MS检测法研究了温度和盐度对菌株质膜脂肪酸组成的影响,并应用荧光偏振法测定了不同条件下质膜流动性。这3株菌在低温培养时,细胞膜流动性无显著性变化,膜脂肪酸组分中总不饱和脂肪酸和支链脂肪酸质量分数显著升高,表明菌株通过调节膜脂肪酸不饱和度和支链化程度来维持低温下质膜流动性,增强对冷的耐受性;高盐条件下,3株菌细胞膜流动性与对照组基本相同,支链组分显著升高,单不饱和脂肪酸C16∶1质量分数显著升高。在低温、高盐环境下,海冰细菌可通过改变细胞膜脂肪酸组成来调节膜流动性和相结构以适应环境的变化。

南极海冰耐盐细菌NJ82的分子鉴定及其耐盐性初步研究

从129株南极海冰细菌筛选到1株耐盐细菌NJ82，该菌最适生长盐度是12％，能够耐受最高盐度为18％。对该菌株进行16S rRNA基因序列的同源性和系统发育分析，结果表明：菌株NJ82属于Pseudoalteromonas属。从总蛋白质、脯氨酸、丙二醛（MDA）含量及膜透性变化等方面对高盐的适应性进行初步探讨。结果表明，当盐度介于3．3％～12．0％时，随着盐度升高，菌株的蛋白质和脯氨酸含量呈快速增加趋势，而MDA含量和膜透性变化幅度不大；随着盐度进一步升高，蛋白质含量呈下降趋势，脯氨酸变化幅度不大；而MDA含量升高和膜透性变化都达到极显著水平（P〈0．01）。这些重要生理参数的变化将有助于了解海冰细菌在高盐环境下的适应机制。