2023, 50(12):5286-5299.DOI: 10.13344/j.microbiol.china.230391CSTR: 32113.14.j.MC.230391
摘要:【背景】扎布耶湖位于青藏高原地区,是以水体中富含高浓度CO32−、HCO3−和Na+为显著特性的盐碱湖,因其地理位置高寒、高海拔,人迹罕至,涉及该盐湖微生物的研究相对较少。【目的】系统探究湖水中细菌多样性和菌种资源等,发掘可利用的潜在菌种。【方法】采用Illumina测序16S rRNA基因V3−V4区分析扎布耶湖细菌的群落结构组成、物种多样性特征;采用纯培养筛选分离可培养细菌,明确分离菌株分类学地位、生长特性及产酸能力,同时测定分离菌株四氢嘧啶(ectoine)、吲哚乙酸(3-indoleacetic acid, IAA)和胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPS)的积聚量。【结果】Illumina测序明确分类地位的细菌有21门44纲86目583属,其中优势门类群是变形菌门(Proteobacteria, 25.11%−67.60%)、拟杆菌门(Bacteroidetes, 4.84%−35.02%)和厚壁菌门(Firmicutes, 1.24%−11.01%),优势属类群是克雷伯氏菌属(Klebsiella, 0.01%−9.53%)、盐单胞菌属(Halomonas, 0.54%−8.75%)、芽单胞菌属(Gemmatimonas, 2.39%−6.00%)和腈基降解菌属(Nitriliruptor, 1.27%−6.26%)。纯培养法筛选获得嗜盐碱菌38株,其中芽孢杆菌属(Bacillus) 23株(60.53%)和盐单胞菌属(Halomonas) 10株(26.32%),菌株均具有耐盐碱和产酸能力(19.80%−29.68%)。大多数菌株能积聚四氢嘧啶、IAA和EPS,产量范围分别为1.36−175.59、0.27−8.69和0.02−0.22 g/g。【结论】扎布耶湖细菌群落结构与其他地区盐碱湖相似,但存在大量未明确分类学地位的细菌,分离菌株多具有耐盐碱及产酸特性。此外,还发现4株高效生产四氢嘧啶、3株生产吲哚乙酸和3株生产胞外聚合物的潜力菌株,为扎布耶盐湖微生物资源的开发利用奠定了基础。
2024, 51(10):3939-3953.DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240092CSTR: 32113.14.j.MC.240092
摘要:【背景】 西藏扎布耶盐碱湖水体富含高浓度CO32-、HCO3-和Na+,可能栖息具有潜在应用价值的盐单胞菌(Halomonassp.)菌株。【目的】 筛选积聚相容溶质四氢嘧啶的盐单胞菌菌株,并分析四氢嘧啶积聚的影响因素和最优发酵条件。【方法】 采用Horikoshi-I培养基分离扎布耶盐碱湖水样中嗜碱盐且能高效积聚四氢嘧啶的盐单胞菌株,并明确生理生化特性和分类学地位。基于单因素条件、Plackett-Burman、Box-Behnken试验和HPLC检测,分析菌株胞内四氢嘧啶积聚量的关键影响因素并优化其发酵条件。【结果】 筛选获得扎布耶盐碱湖盐单胞菌共计10株(分属5个种),优势种是嗜碱盐单胞菌(H. alkaliphila,4株,占40%)。H. alkaliphila ZB109的最佳生长盐度范围为0.5-2.5 mol/L,最适生长pH值8.0-10.0,四氢嘧啶的初始积聚量为303.62 mg/L。菌株ZB109的菌落圆形,边缘光滑,呈黄色,革兰氏染色阴性,显微形态呈短杆状、周身纤毛。NaCl、Mg2+和底物l-谷氨酸钠浓度是菌株ZB109积聚四氢嘧啶的关键影响因素。采用响应面法优化培养条件,菌株ZB109单批次摇瓶发酵48 h的四氢嘧啶积聚量可达696.313 mg/L。【结论】 菌株ZB109兼具耐盐和耐碱的生长特性,相较于其他分离盐单胞菌分离株,四氢嘧啶的积聚潜力更大,可为后续四氢嘧啶的大规模发酵生产提供良好的菌种种质资源。
2024, 51(11):4502-4516.DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240217CSTR: 32113.14.j.MC.240217
摘要:【背景】杜氏藻(Dunaliella)具有独特的生理特性和丰富的胞内次级代谢物,在医药、食品、养殖业、化工、轻工等领域具有广泛的应用价值。【目的】分析影响杜氏藻生物量的生长因素和最优培养条件,以期提高杜氏藻的生物量;明确最佳培养条件下杜氏藻胞内次级代谢物的种类。【方法】采用纯培养法分离伪盐生杜氏藻(Dunaliella pseudosalina) ZBY-1,18S rRNA基因测序明确其分类学地位;采用单因素试验探究其生长最佳条件以及营养盐种类及浓度;采用正交试验优化分离藻株的培养条件;利用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)检测藻株ZBY-1在最佳培养条件下的次级代谢产物。【结果】藻株ZBY-1的最适生长盐度为10%,最适生长pH值为8.5,最适生长温度为25 ℃。单因素分析显示最适碳源、氮源、磷源的种类和浓度分别为NaHCO3 1.26、CO(NH2)2 0.84、NaH2PO4 0.06 g/L。优化生长条件后,藻株ZBY-1的细胞密度可达(2.57±0.12)×107个/mL,较优化前提高了1.25倍。LC-MS分析表明胞内次级代谢物的种类主要是萜类、生物碱类、苯丙素类、氨基酸相关化合物等;显著富集的代谢物通路是辅助因子生物合成、植物类次级代谢物合成和ABC转运等途径。【结论】扎布耶盐碱湖的地理位置特殊,藻类资源未被深入挖掘。分离藻株ZBY-1可适应高盐碱环境,为后续胞内次级代谢物的应用开发提供一定的参考依据。
2024, 51(6):1970-1982.DOI: 10.13344/j.microbiol.china.230707CSTR: 32113.14.j.MC.230707
摘要:【背景】西藏扎布耶盐碱湖(Zabuye saline-alkali Lake, ZL)是以水体富含高浓度CO32−、HCO3−和Na+为显著特性的盐碱湖,涉及真核浮游生物多样性的相关研究尚未深入。【目的】系统探究扎布耶盐碱湖真核浮游生物的多样性,明确真核浮游生物的群落结构组成和真菌的营养方式。【方法】采用18S rRNA基因序列(V5−V7区)高通量测序分析扎布耶盐碱湖真核浮游生物的群落结构组成和物种多样性;基于盐碱湖水化学特征和Spearman相关系数分析属类群与环境因子的相关性,并使用FUNGuild数据库预测真菌的营养方式。【结果】Illumina测序获得真核浮游生物共计两界(原生动物界和真菌界) 12门20纲25属。优势真核浮游生物门类群依次是Aphelidea (0.12%−51.84%)、Nucleariidae-Fonticula超类群(0%−91.70%)、子囊菌门(Ascomycota, 1.38%−9.04%)和担子菌门(Basidiomycota, 0.20%−10.16%)。常见属(相对丰度≥1%)主要有Nuclearia(0%−91.70%)、镰孢菌属(Fusarium, 1.38%−4.32%)、Paraphelidium(0%−4.57%)和纤毛虫属(Homalogastra, 0%−4.39%)。纤毛虫属、Protosporangium和Nuclearia与Na+、K+、Ca2+等离子浓度及总盐度呈极显著正相关,与温度(T)、总磷(TP)、总有机碳(TOC)和pH呈极显著负相关。各样本中浮游真菌的功能大多数未知,并且均存在腐生营养型真菌(saprotroph, 1.38%−5.24%)。【结论】扎布耶盐碱湖真核浮游生物群落结构与其他地区盐碱湖相似,即优势门是子囊菌门和担子菌门,但是存在Aphelidea和Nucleariidae-Fonticula超类群等特殊的优势门类群;群落结构与扎布耶盐碱湖的离子特征参数密切相关;浮游真菌的主要营养类型是腐生营养型。