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关键词：
纤维素酒精,热纤维梭菌,嗜热厌氧乙醇菌,纤维素降解,酒精生产能力
发表时间：
2012-08-22 14:47:06
摘要: 通过对来自目前GenBank中趋磁细菌的16S rDNA 序列分析, 并进行系统进化树的构建, 比较不同区域趋磁细菌的差异. 目前, GenBank中共有239条趋磁细菌16S rDNA 序列, 相似性分析后有137条不同的序列(海洋55条, 淡水82 条), 分属于变形菌门和硝化螺菌门. 全长序列的系统进化分析显示, 全球趋磁细菌的分布具有一定的区域性, 海洋与淡水趋磁细菌区分明显. 不同地域的趋磁细菌的系统进化分析显示, 近海与大洋的趋磁细菌有明显的差别; 而同为海洋或淡水的环境中, 如巴西和美国近海、德国和中国的淡水湖泊, 趋磁细菌相似性较高, 即相同生境中的趋磁细菌相似性较高, 表明趋磁细菌的类型与生境条件有很大关联性. 基于16S rDNA序列分析, 推测趋磁细菌起源可能是多源的, 环境条件可能作为重要的进化压力在趋磁细菌长期演化过程中扮演重要角色.
趋磁细菌( magneto tactic bacteria, MTB )是一类能够沿着磁力线运动的特殊细菌, 1891年Massart报道了磁场影响细菌游动的现象[ 1] . 1963年意大利学者Bellin i 在淡水中发现了磁敏感细菌(m agnetosensitive bacteria) , 并对研究结果进行了报道[ 1~ 4] . 但是直到1975年美国学者B lakemore[ 5 ] 在Sc ience上报道了海泥中发现趋磁细菌后, 才引起不同领域科学家的广泛关注. 此后各国学者从各地的淡水、池塘、河流、海洋沉积物表层中分离到各种形态的趋磁细菌, 如球形、杆状、弧形、螺旋形及多细胞聚集体(现称多细胞趋磁原核生物, mu lticellu larma gneto tactic prokaryo tes, MMPs)等[ 6, 7 ] . 趋磁细菌是具有趋磁性特征的一类细菌的统称, 并不具有分类学意义[ 8] , 但它们具有共同的特征: 革兰氏染色阴性( G- ); 生有端生或丛生鞭毛; 细胞内都含有磁小体( magnetosomes); 趋磁趋氧性等[ 9 ] .
趋磁细菌在自然界分布极为广泛, 其数量之大和种类多样性表明它们可能扮演着重要的生态角色, 如可能参加地球生物化学循环, 包括自然环境中的铁、氮、硫和碳的循环[ 10]. 目前为止, 在美国、巴西、德国、法国、中国、日本以及南大西洋等均有趋磁细菌的发现[ 11] , 在G enB ank中搜索到趋磁细菌序列已达239条. 由于趋磁细菌对营养的苛刻要求及微好氧或厌氧等特性, 实验室条件下很难模仿其生存环境[ 12] , 这就给趋磁细菌的分离纯化带来了很大的困难, 迄今仅有少数趋磁细菌得到了纯培养[ 13 ] . 目前已经分离的纯化菌株只有十几株[ 14], 其中海洋趋磁细菌为5株. 16S rRNA 经常被用来作为原核生物系统发育以及多样性研究的标志性基因, 用表型方法鉴定有困难的细菌, 用16S rDNA 序列分析能进行准确的鉴定[ 15~ 17] . 由于趋磁细菌纯培养的菌株很少, 大多数未纯化的趋磁细菌是通过分析16S rDNA序列来确定它们的系统进化位置[ 18] . 已发现的趋磁细菌仅存在于变形菌门( Proteobacter ia)和硝化螺菌门( N itrosp irae) 2 个类群, 且多数位于A-变形菌纲( A-Proteobacter ia ) 和D-变形菌纲( DProteobacteria) [ 19] .
近年来, 由于趋磁细菌在形态、生理以及系统发育等方面具有多样性, 趋磁细菌生态学意义被广泛关注. 最近, 对于A-变形菌纲趋磁细菌的研究提出海洋球菌MC-1和海洋弧菌MV-1 磁小体岛基因是通过不同的横向转移途径获得[ 20] , 这一假设与在同一地点趋磁细菌具有显著的多样性的观测相符. 笔者准备进一步分析不同地区、不同环境中发现的趋磁细菌是否有显著差异. 本研究对来自GenBank中239条不同地区和环境趋磁细菌的16S rDNA 序列进行分析, 旨在通过对海洋、陆地已发现的趋磁细菌系统进化树的构建, 初步探讨趋磁细菌的地域分布特征.
趋磁细菌在自然界分布极为广泛, 其数量之大和种类多样性表明它们可能扮演着重要的生态角色, 如可能参加地球生物化学循环, 包括自然环境中的铁、氮、硫和碳的循环[ 10]. 目前为止, 在美国、巴西、德国、法国、中国、日本以及南大西洋等均有趋磁细菌的发现[ 11] , 在G enB ank中搜索到趋磁细菌序列已达239条. 由于趋磁细菌对营养的苛刻要求及微好氧或厌氧等特性, 实验室条件下很难模仿其生存环境[ 12] , 这就给趋磁细菌的分离纯化带来了很大的困难, 迄今仅有少数趋磁细菌得到了纯培养[ 13 ] . 目前已经分离的纯化菌株只有十几株[ 14], 其中海洋趋磁细菌为5株. 16S rRNA 经常被用来作为原核生物系统发育以及多样性研究的标志性基因, 用表型方法鉴定有困难的细菌, 用16S rDNA 序列分析能进行准确的鉴定[ 15~ 17] . 由于趋磁细菌纯培养的菌株很少, 大多数未纯化的趋磁细菌是通过分析16S rDNA序列来确定它们的系统进化位置[ 18] . 已发现的趋磁细菌仅存在于变形菌门( Proteobacter ia)和硝化螺菌门( N itrosp irae) 2 个类群, 且多数位于A-变形菌纲( A-Proteobacter ia ) 和D-变形菌纲( DProteobacteria) [ 19] .
近年来, 由于趋磁细菌在形态、生理以及系统发育等方面具有多样性, 趋磁细菌生态学意义被广泛关注. 最近, 对于A-变形菌纲趋磁细菌的研究提出海洋球菌MC-1和海洋弧菌MV-1 磁小体岛基因是通过不同的横向转移途径获得[ 20] , 这一假设与在同一地点趋磁细菌具有显著的多样性的观测相符. 笔者准备进一步分析不同地区、不同环境中发现的趋磁细菌是否有显著差异. 本研究对来自GenBank中239条不同地区和环境趋磁细菌的16S rDNA 序列进行分析, 旨在通过对海洋、陆地已发现的趋磁细菌系统进化树的构建, 初步探讨趋磁细菌的地域分布特征.
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