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《国家海洋局第三海洋研究所》 2011年 硕士论文
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来源于不同深海环境中的铁还原细菌的多样性初探及新种Clostridium ferrireducens sp.nov.的分离鉴定

秦丹  
【摘要】:海洋在地球上已经存在了超过40亿年,占地球表面积的70%以上,蕴藏着极其丰富的资源。深海沉积物作为一种氧化还原过程的模式系统,对于研究海洋生态环境有着重要作用,其中一个重要的还原过程就是三价铁还原,其是发生在厌氧环境(包括海底、淡水沉积物和淹水水稻土)中的三价铁氧化物生物转化的主要形式,是一种以三价铁为终端电子受体的微生物代谢过程。因而系统开展三价铁还原微生物多样性的研究,有利于阐明深海沉积物中氧化铁的微生物还原机理,认识铁还原微生物在海洋生态系统中的重要作用,对促进海洋中污染物的转化与修复具有重要的理论和实际意义。 本论文对“大洋一号”第19及20航次采集的不同样品进行了铁还原细菌的富集培养,以氢氧化铁作电子受体,乳酸钠作电子供体,并构建富集产物的16S rDNA基因文库进行群落结构多样性分析,发现20航次热液硫化物样品的富集产物中群落构成主要为ε-变形菌(55.2%),其次为厚壁菌门(27.6%),β-变形菌(10.3%)和α-变形菌(6.9%),推测该位点环境中对铁硫还原起主要作用的是具有硫还原作用的属于ε-变形菌中的硫还原菌。而19航次5个不同位点深海沉积物样品的铁还原菌富集物中厚壁菌门梭菌属菌株占绝对优势。 通过液体培养基极限稀释及滚管培养相结合的方法,分离得到三株纯铁还原菌,菌株DY192,DY194,DY198分别与厚壁菌门梭菌属中Clostridium halophilum (94.972%)、Tepidibacter formicigenes(95.055%)及γ-变形菌中的柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)(98.696%)具有最高相似度。 对其中菌株DY192进行了鉴定与描述,并作为新种命名为铁还原梭菌Clostridium ferrireducens sp.nov.DY192~T。该菌株分离于西南太平洋(W 175.9562°, S 19.7418°,2350m),是一株严格厌氧细菌,其细胞呈长杆状,菌体大小为6.0-8.0μm×1.0-1.2μm,侧生鞭毛,具游动性,单个或成对,少数成串排列。温度生长范围为10-45℃,最适生长温度为40℃;pH生长范围为6.5-8.5,最适pH值为8.0;盐度生长范围为0.5-8.5%,最适生长盐度为4.0-5.0%。在最适生长条件下,最短生长代时为34分钟,最大细胞浓度可达到8×10~7个/mL。异养生长需利用蛋白质类如蛋白胨,胰蛋白胨,酵母膏,牛肉浸膏,葡萄糖,酪蛋白水解物,淀粉等。可还原不溶的氢氧化铁及胶质的柠檬酸铁,不能利用可溶性的氯化铁和硝酸铁作为电子受体。G+C mol%含量是32.5mol%。16S rDNA序列号为HQ696463。 本文对来自于“大洋一号”19、20两个航次的多个样品进行了铁还原细菌的富集培养,对其富集物中细菌的多样性进行了初步研究,为阐明深海沉积物中与铁元素的地球化学循环相关的微生物的作用提供了参考,并在此基础上分离鉴定了一株具有高效铁还原功能的细菌新种,关于该菌株还原铁的机理有待进一步研究。


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