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深海蕴含着海量的微生物资源 软壁菌首次获得纯培养
时间:2021-03-31 11:43:34

深海蕴含着海量的微生物资源,却是地球上人们了解最少的生境之一。迄今为止,99.9%以上的深海微生物无法获得纯培养,科学家将之称为难培养微生物,它们也是地球上尚未实现有效开发的巨大生物资源库。软壁菌门是一类独特的难培养微生物类群,此类菌无细胞壁却由厚壁菌门进化而来。

3月25日,记者从中国科学院海洋研究所获悉,该所孙超岷课题组在《国际微生物生态学学会杂志》发表论文称,他们首次纯培养出软壁菌门细菌,并获得了其特殊生命过程的独特认知,为突破深海难培养微生物的培养瓶颈及深入了解深海稀有微生物类群的环境适应机制提供了重要理论依据和研究范例。

科学家们通过宏基因组测序技术,预测软壁菌具有突出的核酸降解能力,对磷、氮等元素的循环有重要驱动作用,而且还能自如应对深海高压和陆地常压环境,在进化、耐压和元素循环等方面有独特的研究价值。但由于软壁菌生长慢、丰度低,迄今国际上还没有获得任何深海生境的纯培养菌株,无法对其展开深入研究。

通过在培养基中添加大肠杆菌DNA,孙超岷课题组富集并纯培养了一株软壁菌。因其在进化和代谢特征上兼具软壁菌门和厚壁菌门的特征,研究人员将该菌命名为䱤父鱼菌(䱤父鱼是《山海经》中一种非鱼非猪的怪物)。

研究团队对该菌进行了转录组学研究,揭示了其代谢有机物和硫代硫酸钠进行能量转换的机制;他们借助“科学”号科考船的先进装置进行了深海原位实验,验证了该菌在自然生境中也具有降解DNA参与能量合成的独特生命过程。多项前期研究表明深海富含各种类型的核酸分子,是一些微生物(如软壁菌门)的重要能量来源。而这些类群降解核酸的突出能力促进了深海生境磷、碳、氮等生命元素的生物地球化学循环进程,对深海的物质循环和能量代谢具有重要的驱动作用。《国际微生物生态学学会杂志》主编认为,这一研究结果“对其他科学家分离和研究深海沉积物中的稀有物种将带来重要启示”。

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