摘要
马里亚纳海沟作为地球最深海沟，是研究超深渊海域微生物生态学的理想区域，基于16SrRNA基因高通量测序和宏基因组测序等非培养技术的研究已证明其中蕴含着独特的微生物群。另一方面，对于马里亚纳海沟，通过培养手段的微生物学研究，获得可培养微生物将有助于进一步了解超深渊区域的生物地球化学过程，以及建构具有潜在应用价值的独特微生物资源库。二甲基巯基丙酸内盐（dimethylsulphoniopropionate，DMSP）作为海洋环境中广泛存在的叔锍两性有机分子，其裂解产生的二甲基硫（dimethylsulfide，DMS）为重要生源活性气体。微生物是DMSP裂解过程的主要参与者，而且近年研究发现海洋微生物也具有合成DMSP的能力，因此海洋微生物对海洋DMSP循环具有重要意义。本论文以马里亚纳海沟可培养微生物为研究对象，利用传统培养方法研究其多样性和群落组成，以大分子有机物为底物探究其碳源利用特征，通过检测其合成和降解DMSP的能力来研究其在DMSP循环过程中的角色，并对一株新型DMSP降解菌株进行降解基因初探。 本论文于2015-2017年通过4个航次采集了12个水深的水体样品，涵盖了表层到近底层（10400m），利用2216E和R2A培养基在4℃和28℃两种培养温度下，经分离纯化获得异养细菌825株，基于16SrRNA基因测序鉴定其分类地位。所得微生物分属于4门，9纲，27目，45科，108属。α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、γ-变形菌纲纲（Gammaproteobacteria）、放线菌纲（Actinobacteria_c）、芽孢杆菌纲（Bacilli）和黄杆菌纲（Flavobacteriia）为主导优势菌群，分别占据总群落的37.9%，33.0%，11.8%，8.6%和8.0%。2216E培养基和R2A培养基分别对芽孢杆菌纲和黄杆菌纲具有更好选择性。经16SrRNA基因测序鉴定，50个菌株与最相似物种相似度lt;98.65%，为潜在新菌，多数于R2A培养基分离获得。本研究还进行了微生物群落结构的全水深垂直分布分析，在进入海沟后微生物多样性较上层水降低，群落结构在近底层最为简单。 同时，于各水层选取的354株菌株（分属于178种）中301株（分属于150amp;nbsp;种）可以降解吐温20、吐温40、吐温80、明胶、淀粉、DNA、酪蛋白、纤维素、几丁质和褐藻胶这10种碳源大分子中的至少一种。针对较难被利用的大分子如褐藻胶和几丁质，少数属于γ-变形菌纲和α-变形菌纲的菌株同样具有降解活性。同时，部分放线菌、芽孢杆菌和黄杆菌也可水解酪蛋白和纤维素。这些结果表明，马里亚纳海沟中可培养的细菌种类繁多，可产生多种胞外酶。 最后，本论文对马里亚纳海沟可培养微生物的DMSP降解与合成特性进行了探究。首先对马里亚纳海沟微生物的DMSP降解和合成能力进行了测定，获得了62株具有DMSP降解能力菌株，占被测菌株的27%，其中包括新型DMSP降解菌：柠檬酸微菌属（Citromicrobium）、科贝特氏菌属（Cobetia）、深海杆菌属（Idiomarina）、海卵形菌属（Marinovum）、海岸杆菌属（Maritimibacter）、副球菌属（Paracoccus）和弧菌属（Vibrio），为探究DMSP降解新基因、新代谢通路提供了菌种资源。本文还获得了3株DMSP合成菌，分别为Pseudooceanicola、盐单胞菌属（Halomonas）和海岸杆菌属。同时本论文还对一株新型DMSP降解菌株溶藻弧菌VibrioalginolyticusZXX034-1进行了基因组测序及分析，发现该菌可参与硫循环中硫酸盐的转运和还原等过程，并可能具有新型ddd系列基因。 综上所述，本论文对马里亚纳海沟可培养微生物多样性和群落结构、碳源利用特征、DMSP降解与合成能力进行了探究，并对一株新型DMSP降解菌株进行了降解基因初探，为超深渊微生物的生物地球化学作用研究和具有开发价值的菌种资源开发提供了基础资料，同时也有助于了解马里亚纳海沟微生物在海洋DMSP循环过程中的潜在作用。
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