湖光岩玛珥湖好氧不产氧光合细菌遗传多样性的分析

摘要

湖光岩玛珥湖是一类特殊的火山口湖，它完全封闭，地质年代久远，尚未受人类活动的剧烈影响，蕴育着丰富而特殊的微生物种群。因此研究和开发湖光岩玛珥湖的微生物资源具有相当高的价值。好氧不产氧光合细菌(AAPB)是以其在有氧情况下能行驶光合功能而定义的一类专性异养细菌，其生理生态特征独特，进化年代久远，在水生生态系统上层水体中广泛分布。目前，AAPB在玛珥湖水体中是否有分布仍是未知。
　　本论文选取了湖光岩水体最深的位点，通过四个不同时期采集1m(表层)、5m(中间层)和12m(近底层)的水样进行分析。提取浮游总菌的总DNA和RNA，并扩增编码光反应中心的小亚基pufM基因和大亚基pufL，基因，通过构建克隆文库和测序分析，研究AAPB在湖光岩玛珥湖的生态分布及系统发育多样性。同时结合定量PCR技术，分析了AAPB在湖光岩玛珥湖浮游总细菌中的相对丰度。
　　研究结果表明，湖光岩玛珥湖中AAPB有很高的多样性。对比pufM基因的DNA序列和RNA序列，可知pufM基因RNA的多样性高于DNA。这说明对该基因的RNA研究有利于拓宽AAPB在湖光岩中多样性的研究。根据系统发育分析结果表明，湖光岩玛珥湖中AAPB类群的优势菌与β-Proteobacteria的进化距离最近。其中湖光岩玛珥湖含有一定数量的与不可培养类群相似的AAPB，同时也存在着湖光岩独有的AAPB种属。各水层的AAPB多样性亦不一样，这可能与季节、水温、光照强度、紫外光辐射等多种环境因子的影响有关。可能由于pufL基因较pufM基因更为保守，AAPB的pufL基因多样性不及pufM基因。对pufM基因进行定量分析结果显示不同时间和水层AAPB占湖光岩玛珥湖浮游细菌中的比重波动较大，并无明显规律可循，需进一步加大采样密度。