海洋嗜鹽古菌生物地理學研究

《海洋嗜鹽古菌生物地理學研究》是依託江蘇大學，由崔恆林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：海洋嗜鹽古菌生物地理學研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：崔恆林
• 依託單位：江蘇大學

項目摘要

嗜鹽古菌是鹽環境的土著類群，驅動著鹽域生態系統的生物地球化學循環。我國東、南部沿海廣泛分布著豐富的海洋鹽環境，目前，這些鹽環境中嗜鹽古菌生物地理學格局尚不清楚。在前期工作基礎上，本項目擬採用雷射光鑷分揀與單細胞PCR技術、16S rRNA基因文庫分析技術和基於小分子有機酸鹽的低營養培養技術，研究我國東、南部沿海四大邊緣海區代表性的淺海、灘涂和鹽田等鹽環境嗜鹽古菌多樣性，比較不同鹽環境中嗜鹽古菌種群組成與群落結構，結合地理、環境與氣候因子，探討四大邊緣海區不同鹽環境嗜鹽古菌生物地理學格局，揭示不同尺度下鹽環境嗜鹽古菌多樣性分布的驅動因子。項目的立項和實施，不僅能系統闡明我國東、南部沿海嗜鹽古菌多樣性分布，為我國沿海環境保護與綜合利用提供科學依據，而且能進一步豐富微生物生物地理學研究內涵。

結題摘要

嗜鹽古菌（Halophilic archaea）是一類高度嗜鹽的、好氧或兼性厭氧、化能異養型原核微生物，分類地位屬於古菌域（Archaea）、廣古菌門（Euryarchaeota）、嗜鹽菌綱（Halobacteria）、嗜鹽菌目（Halobacteriales）、嗜鹽菌科（Halobacteriaceae）。作為鹽環境的特有類群，嗜鹽古菌驅動著鹽環境生態系統的生物地球化學循環，因此成為鹽環境保護和利用的重要指示微生物。我國東、南部沿海廣泛分布著豐富的海洋高鹽環境——人工海水鹽田，由於沿海各省大力發展經濟開發區，許多鹽場轉產，導致鹽田荒廢，具有環境、氣候、地域特色的高鹽環境喪失，其中蘊藏的大量嗜鹽古菌資源面臨衰敗、消亡。為了探究我國地域特色的海洋嗜鹽古菌生物地理格局，研究了分布於南海、東海、黃海、渤海沿岸的鹽田嗜鹽古菌多樣性。選擇來自遼寧大連水產養殖場的滷水，採用免培養方法和可培養方法探討該環境中的嗜鹽古菌多樣性，比較不同多樣性研究方法的優缺點。運用基於小分子有機酸鹽的低營養培養技術研究所有鹽田嗜鹽古菌多樣性，比較不同鹽環境中嗜鹽古菌種群組成與群落結構，結合地理、環境、氣候特徵，探討四大邊緣海區不同鹽環境嗜鹽古菌生物地理學格局。研究結果表明：（1）三種多樣性分析方法所揭示的嗜鹽古菌多樣性存在極大差異，基於小分子有機酸鹽的低營養培養法能夠更大限度地反映高鹽樣品中嗜鹽古菌多樣性；（2）不同海區的鹽田嗜鹽古菌多樣性存在差異，其優勢類群也不盡相同，Halorubrum類群是四大海區鹽田中的共有優勢類群，四個海區的嗜鹽古菌優勢類群數量次序為黃海海區＞東海海區＞渤海海區＞南海海區；（3）海洋嗜鹽古菌存在更為普遍的16S rRNA基因異源性，即便同屬的不同物種也存在系統發育關係迥異的16S rRNA基因異源性；（4）嗜鹽古菌優勢類群的差異趨勢與其所處氣候帶相關，主要集中在亞熱帶和暖溫帶交界區，可以歸結為環境溫度導致嗜鹽古菌優勢類群的差異。在上述研究基礎上，分離保藏的1000株嗜鹽古菌中存在數十個潛在的新分類單元、數百株具有理論研究價值和套用研究潛力的菌株，為開展嗜鹽古菌的基礎理論與套用研究儲備了種質資源；本研究也能為我國沿海環境保護與綜合利用提供科學依據。