微生物學(xué)通報 MAR 20, 2008, 35(3): 372~377
Microbiology 2008 by Institute of Microbiology, CAS
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宋兆齊1 陳經(jīng)全1 職曉陽1 黃志勇2 張傳倫2 李文均1*
(1. 云南大學(xué) 云南省微生物研究所 教育部微生物多樣性可持續(xù)利用重點實驗室 昆明 650091)
(2. Department of Marine Sciences, University of Georgia, Athens, GA 30602, USA)
摘 要: 通過構(gòu)建16S rRNA 基因片段的克隆文庫對騰沖熱海兩溫泉中泉古菌的多樣性和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進行了初步的研究,。一共得到 18 個泉古菌克隆序列, 可分為 12 個OTUs, 兩溫泉的克隆序列與已知GenBank上關(guān)系最近序列的平均相似性較低, 無名泉為 92.56%, 熱爆區(qū)為 93%,。從基于16S rRNA基因片段序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹來看, 74℃ 的無名泉樣點中既有屬于超高溫環(huán)境類群的泉古菌, 同時又有屬于和常溫環(huán)境較接近的泉古菌; 45℃ 的熱爆區(qū)樣點的泉古菌, 相對來說則更接近于常溫類群。本次研究表明, 騰沖熱泉與世界其它同類熱泉之間的泉古菌類群存在著一定的差異; 而且兩實驗樣點代表了超高溫和高溫環(huán)境泉古菌逐漸向常溫過度的兩個重要環(huán)境。
關(guān)鍵詞: 泉古菌, 多樣性, 系統(tǒng)發(fā)育, 16S rRNA 基因, 克隆文庫, 熱泉, 騰沖
Crenarchaeal Diversity and Phylogenetic Analysis of Two Hot Springs in Tengchong
SONG Zhao-Qi1 CHEN Jing-Quan1 ZHI Xiao-Yang1 HUANG Zhi-Yong2
ZHANG Chuan-Lun2 LI Wen-Jun1*
(1. The Key Laboratory for Microbial Resources of the Ministry of Education, Yunnan Institute
of Microbiology, Yunnan University, Kunming 650091)
(2. Department of Marine Sciences, University of Georgia, Athens, GA 30602, USA)
Abstract: The crenarchaeal diversity and phylogenesis of two hot springs in Tengchong were investigated and analyzed using the construction of 16S rRNA gene clone libraries. Total 18 crenarchaeal sequences were obtained and divided into 12 OTUs. The average similarities between the clone sequences from Wuming hot spring and Rebao hot spring and their closest sequences deposited in GenBank is 92.56% and 93%, respec-tively. Based on the phylogenetic tree constructed by using crenarchaeal 16S rRNA gene sequences, Wuming hot spring not only have hyperthethermophilic crenarchaeal clusters but also have the crenarchaeal clusters that have close phylogenetic relationship with non-thermophilic crenarchaeota. And most of the crenar-chaeota in Rebao spring distribute in normal temperature groups. This study showed that crenarchaeal clus-ters in Tengchong hot springs have some differences with other hot springs in the world, and these springs represent two important environments for investigating the evolutionary origin of the non-thermophilic Crenarchaeoone library.
Keywords: Crenarchaeota, Diversity, Phylogenesis, 16S rRNA gene, Clone library, Hot spring, Tengchong
上世紀80年代末, Woese提出了著名的"三域?qū)W說", 將整個生物界分為真細菌域(Bacteria),、古菌域(Archaea)和真核生物域(Eucaryota)3個部分,。相對于細菌域和真核生物域, 古菌領(lǐng)域的研究起步較晚, 還不算透徹,。最新的NCBI Taxonomy Browser(http:// www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser)顯示, 古菌域分為廣古菌門(Euryarchaeota),、泉古菌門(Crenar- chaeota)、初古菌門(Korarchaeota)和納古菌門(Nanoarchaeota),。由于缺乏足夠的純培養(yǎng)物和 16S rRNA 基因序列信息, 目前初古菌門和納古菌門的分類地位還不能完全確定[1], 研究相對普遍的是泉古菌和廣古菌兩個門,。
目前獲得純培養(yǎng)的泉古菌, 主要是從高溫和超高溫環(huán)境中分離出的。但隨著免培養(yǎng)技術(shù)(Culture- independent techniques)和基于 16S rRNA 基因分子系統(tǒng)發(fā)育分析的不斷進步和完善, 研究者們已經(jīng)證實了非高溫環(huán)境中普遍存在有泉古菌, 如：土壤系統(tǒng)[2 4],、淡水和海洋系統(tǒng)[5 9]及軟體動物體內(nèi)系統(tǒng)[10.11]等,。2005年, K?nneke 等人通過連續(xù)富集培養(yǎng), 從常溫海水環(huán)境中獲得了1株泉古菌, 這是目前為止得到的唯一1株常溫環(huán)境下的泉古菌純培養(yǎng)物, 而且具有很強的氨氧化功能[12]。這些環(huán)境中, 泉古菌在種類上和數(shù)量上的優(yōu)勢以及其鮮明的生理代謝方式似乎都表明, 其在所處的生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的角色[12 14],。
但是目前學(xué)者們對泉古菌的生態(tài)學(xué)研究最多的集中在高溫,、超高溫環(huán)境(≥70℃)和常溫環(huán)境(≤30℃), 對于兩溫度之間環(huán)境系統(tǒng)的研究還相對較少。而針對陸地?zé)崛到y(tǒng)中泉古菌多樣性的研究也主要集中在美國黃石公園[15,16],、冰島[17,18]及意大 利[19]等地區(qū)。國內(nèi)有關(guān)這方面的報道還不多,。
我國西南高原有眾多熱泉分布, 而且溫度,、pH值以及水化學(xué)成分差異較大, 這為我們開展該環(huán)境微生物多樣性研究提供了豐富和寶貴的資源。本研究針對云南騰沖熱海國家地質(zhì)公園內(nèi)的兩處溫度差異較大的熱泉(74℃和45℃), 通過免培養(yǎng)法構(gòu)建 16S rRNA 基因片段的克隆文庫對其環(huán)境中泉古菌的多樣性和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進行了研究和分析, 有望為以后國內(nèi)熱泉生態(tài)系統(tǒng)的深入研究打下基礎(chǔ),。
全文下載：騰沖兩熱泉泉古菌多樣性及系統(tǒng)發(fā)育的初步分析
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