利用“荧光-电子显微镜联用”方法研究趋磁细菌矿化

摘要

趋磁细菌是迄今发现的唯一能利用地磁场定向和在细胞内矿化合成纳米级磁铁矿(Fe3O4)或胶黄铁矿(Fe3S4)的原核微生物,是研究微生物控制矿化和微生物-矿物相互作用的典范.研究发现,趋磁细菌具有全球分布,其细胞种类(系统发育)和磁小体晶型均具有丰富的多样性,表明其生物矿化机制也可能多样.本研究旨在建立"荧光-电子显微镜联用"方法，在单细胞水平上研究趋磁细菌种类及其磁小体晶型，从而认识趋磁细菌的生物矿化机制。首先以实验室可培养趋磁螺菌AMB-1和大肠杆菌E.coli为材料，针对AMB-1的16S rRNA基因设计了带荧光标记Cy3的特异性的寡核苷酸链探针AC-1，细菌通用探针EUB338用荧光染料FAM进行标记，通过传统的固相荧光原位杂交（FISH）和经改进后的液相FISH技术，对含有E.coli和AMB-1的混合样品进行荧光原位杂交，从而对AMB-1细胞进行FAM和Cy3荧光染料双标记，而大肠杆菌仅能被FAM标记，验证了方法的有效性。这项研究表明，"荧光-电子显微镜联用"方法能实现单细胞水平上趋磁细菌种类和磁小体晶型的研究，将成为自然环境未培养趋磁细菌和其他类型"微生物-矿物相互作用"系统研究的有效手段。