东太平洋锰结核区沉积物趋磁细菌的多样性及磁学特征的研究

摘要

趋磁细菌已经被发现广泛分布于世界各地的水体和沉积物中,包括河流、湖泊、潟湖、沿岸潮间带、草原土壤,以及深海沉积物环境.东太平洋锰结核区是一个多金属结核区,富含大量的锰,铁,钴,铜和镍等.研究表明涉及这些重金属沉积的微生物对结核的形成和维持起着重要的驱动作用.另外,有研究表明趋磁细菌曝露于重金属环境中,重金属可以被吸收进体内或者被纳入到磁小体中.本文基于16S rRNA基因V4-V5高度可变区的Miseq高通量测序手段评估深海多金属结核区——东太平洋锰结核区9个站位的表层沉积物中(水深4970-5620米)趋磁细菌的组成和丰度.表明螺形趋磁细菌似乎更适应富含多金属的深海沉积物环境。另外通过岩石磁学测量和透射电镜发现底泥中存在非相互作用的纳米四氧化三铁颗粒，形态以链状排列的立方八面体和延长型的棱柱状为主。这些纳米颗粒的形态，组成成分，晶型以及链状排列等特征，表明这些四氧化三铁纳米颗粒可能来自于趋磁细菌。本研究虽然首次在5000米深海的锰结核沉积物中发现趋磁细菌16SrRNA序列，并有铁氧型链状纳米颗粒及磁学特性为佐证。但未发现完整的菌体以及在磁小体中没有检测到除铁之外的重金属。因此，趋磁细菌与该区域锰结核的矿化关系有待进一步研究。