海洋粘细菌细胞行为及其分子机制研究

【摘要】：粘细菌曾被普遍认为是典型的土壤细菌类群,主要是由于早先绝大部分粘细菌是从土壤生境中分离的,并且它们的多细胞行为和完整生活史也都是在固体介质表面上完成的。虽然,粘细菌在液体培养基中可以生长,但却一直未能证明水环境中有休眠细胞的发育。因此,尽管在水环镜中也偶有粘细菌分离的报道,但Reichenbach和Dawid认为,粘细菌是陆生的细菌类群,水环境中分离的粘细菌其实是从土壤中冲入水中,并以休眠状态存活的子实体中粘孢子的萌发物。 1998年Iizuka等根据16S rDNA序列与粘细菌中小囊菌属(Nannocystis)有89.3%和83.2%的同源性,认为从海洋中分离的两株嗜盐细菌为海洋粘细菌。1999年Ravenschlag等在构建海底沉积物细菌16S rDNA文库的基础上,通过特异性探针杂交方法证明在其分析的样品中可能存在粘细菌的类群。我们通过特殊的分离方法也在海洋样品中分离并纯化得到了耐盐生长的多株粘细菌。由于海水条件下并不能提供粘细菌分化发育形成子实体的自然环境,也不能保证粘孢子的高密度从而开始一个新的生命周期。这些“海洋”粘细菌在海水环境里是如何存活并定殖的?这成为了一个令人感兴趣并且富有挑战性的课题。 本文在充分研究了分离得到的海洋耐盐粘细菌的分类特征的基础之上,将其同一株嗜盐海洋粘细菌(Haliangium ochraceum SMP-2)进行了微生物学性质的比较分析,包括在海水和淡水的固体及液体培养基中生长和发育相关特征,生长后期的球形细胞的抗逆性质和细胞密度依赖性差异等方面。在国际上首次报道了这一类群粘细菌的在海洋和陆地生境中可能具备的不同的生活方式和分化发育周期,提出了粘细菌在海洋生境存活并定殖的可能模式,为揭示粘细菌的起源进化提供了线索。 耐盐粘球菌HW-1、128-7、125-1和125-10-1均分离自海洋样品,其中HW-1和125-10-1可以耐受全海水生长。依据粘细菌的经典形态学分类方法,对其进行初步分类鉴定。详细研究了这几株耐盐粘细菌的细胞形态学特征,包括营养细胞的形状和大小、粘孢子的形态和大小、子实体的形态、菌落的形态、色素等。在测定G+Cmol%时,对化学水解(高氯酸法和甲酸法)和生物酶水解(磷酸二酯酶Ⅰ和牛肠粘膜碱性磷酸酶)DNA的水解条件和产物进行了分析,改善了分