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藍藻藻菌關系研悵惘一視同仁究博得進展

文章来源:admin 时间:2018-12-31

  藍藻藻菌關系研悵惘一視同仁究赢得進展

 

  正在太湖 ,每年的7、8、9月,恰是藍藻藻華爆發的月份。用一個空的礦泉水瓶取一瓶太湖的湖水 ,放正在桌子上,一霎後 ,瓶子下面湖水漂浮著許許众众巨细分歧的綠色顆粒,這便是藍藻鸠合體 。鸠合體的直徑正在1毫米到5毫米之間,而一個藍藻細胞的直徑卻是1微米驾御,1毫米=1000微米。也便是說,一個鸠合體內含有成千上萬個藍藻細胞。藍藻細胞白天光协效率 ,釋放氧氣和有機質 。而氧氣和有機質恰是細菌巨额生殖的必備條件。就比如,一個沾下水的面包 ,正在冬季很容易孳生細菌的理由一樣 。

  正在這個小小的鸠合體,有著復雜的藻菌關系(圖1),細菌的數量和種群的众樣性也遠高於鸠合體外的細菌。鸠合體內的藻菌關系或許是解釋藍藻爆發機制的一把鑰匙。但遺憾的是國內外的科學傢卻少有對這一苛重的科學現象做詳細研讨 。

  南京天文與湖泊研讨所博士蔡海元團隊众年來运用傳統的微生物學举措和开始發展的基於大數據的組學举措,對這一科學現象做瞭系統的研讨 。取得瞭笃信的進展 。

  最初,從鸠合體中發現瞭許众新的物種。研讨人員陸續對這些新物種做瞭系統的心理、生化的解析。這些物種征求:Aquidulcibacter paucihalophilus、Flavobac個人所有權、農戶承包權和土地運營權三權分置,為土地等農業消費因素的活動和優化筑设供给瞭能夠,也為中國鄉村局部復興搭筑起壯闊的v史舞个terium aurantiibacter、Flavobacterium cyanobacteriorum、Elstera cyanobacteriorum、Niveispirillum lacus、Sandarakinorhabdus cyanobacteriorum、Niveispirillum cyanobacteriorum等。正在心理學上,這些鸠合體內分離的細菌的雷同特点是:高效疾速运用各種有機質(以Elstera cyanobacteriorum為例,外1)。蓄谋义的是,2類細菌特有的光协效率,既好氧不產氧光协效率和視紫紅質光协效率,均正在這類細菌上發現。好氧不產氧光协效率的細菌征求Aquidulcibacter paucihalophilus、Niveispirillum lacus、Sandarakinorhabdus cyanobacteriorum、Niveispirillum cyanobacteriorum。而視紫紅質光协效率的細菌是Flavobacterium aurantiibacter。具有這2大特点(光协效率和高效运用有機質)的細菌,不難遐思,具有細胞體積大、生長速度速、胞內含有有機物顆粒(圖2)的特点,稱之為“脑满肠肥”細菌。比如,人們正在食物豐富時,正在腹部積累脂肪,變得脑满肠肥一樣。

  其次,研讨人員也從基因組上找到各種證據,證明瞭正在心理學上的發現。“脑满肠肥”細菌有數量龐大的有機質轉運酶,其功用便是將藍藻釋放的各種有機質轉運到細菌胞內。然後具有豐富的甲基趨化卵白,其功用是讓“脑满肠肥”細菌感遭到胞外有機質濃度的變化,從而使細菌疾速遊向有機質豐富的環境。最後基因組上有豐富的有機質降解和运用基因 。比方Aquidulcibacter paucihalophilus的基因組上編碼47個糖苷水解酶類(GHs),37個糖基轉移酶 (GTs),38 酯酶(CEs),9輔助 模體 (AAs),7碳水化合物結合模體 (CBMs),3众糖裂解酶 (PLs)(外2) 。

  再次,光合基因從哪裡來?研讨人員從基因組上找到瞭證據:這些光合基因或许通過病毒的轉導途徑。因為研讨人員正在“脑满肠肥”細菌基因組上發現瞭周备的病毒基因組(圖3) 。

  最後,研讨人員比較瞭巨细分歧鸠合體內的微生物種群結構,結合這類細菌的心理生化特点,提出瞭其生態功用模子(圖4):慢慢降解藍藻釋放的有機質,從而釋放藍藻必须的無機營養鹽,維持瞭藍藻藻華的發展。

  論文新闻:

  1. Cai Haiyuan, et al. Niveispirillum lacus sp. nov.,isolated from cyanobacterial aggregates in a eutrophic lake. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 2018. 68: 507-512.

  2. Cai Haiyuan, et al. Flavobacterium cyanobact前10個月份累計銷量為146.3萬輛eriorum sp. nov., isolated from cyanobacterial aggregates in a eutrophic lake. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 2018. 68: 1279-1284.

  3. Cai Haiyuan, et al. Flavobacterium aurantiibacter sp. nov.,an orange-pigmented bacterium isolated from cyanobacterial aggregates in a eutrophic lake. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 2018. 68: 1839-1844.

  4. Cai Haiyuan, et al. Sandarakinorhabdus cyanobacteriorum sp. nov., a novel bacterium isolated from cyanobacterial aggregates in a eutrophic lake. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 2018. 68: 730-735.

  5. Cai Haiyuan, et al. Elstera cyanobacteriorum sp. nov.,a novel bacterium isolated from cyanobacterial aggregates in a eutrophic lake. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2017. 67: 4272-4275.

  6. Cai Haiyuan, et al.Aquidulcibacter paucihalophilus gen. nov., sp. nov., a novel member of family Caulobacteraceae isolated from cyanobacterial aggregates in a eutrophic lake. Antonie van Leeuwenhoek. 2017. 110:1169–1177.

  7. Cai Haiyuan, et al. Niveispirillum cyanobacteriorum sp. nov.,a nitrogen-fixing bacterium isolated from cyanobacterial aggregates in a eutrophic lakeInternational Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2015. 65:2537-2541.

  8. Cai Haiyuan, et al. Draft genome sequence of Elstera cyanobacteriorum, a novel facultative aerobic bacterium isolated from cyanobacterial aggregates in a eutrophic lake. Gene Reports. 2017. 9:136-138.

  9. Cai Haiyuan, et al. High-quality draft genome sequence of Aquidulcibacter paucihalophilus TH1–2T isolated from cyanobacterial aggregates in a eutrophic lake. Standards in Genomic Sciences. 2017. 12:69.

  10. Cai Haiyuan, et al. Genome Sequence of the Proteorhodopsin-Containing Bacterium Flavobacterium sp. Strain TH167, Isolated from Cyanobacterial Aggregates in a Eutrophic Lake. 2018. Genome Announc 6:e00217-18.

  11. Cai Haiyuan,et al. Bacterial Community Composition of Size-Fractioned Aggregates within the Phycosphere of Cyanobacterial Blooms in a Eutrophic Freshwat雖然摩的車輛的品牌,加裝的防雨篷各有差別,但司機們都按照著极少不成文的纪律er LakePLos One. 2014. 9:102879-102879.

  

  

圖1. 鸠合體內藍藻和細菌之間有復雜的相互關系

  

  外1. 鸠合體分離的Elstera cyanobacteriorum TH019T和同屬的Elstera litoralis心理生化特征比較 。+ 默示陽性,- 默示陰性

  

  圖2. 從鸠合體分離的細菌,胞內含有有機質顆粒。左圖,Niveispirillum cyanobacteriorum細胞體內含有聚羥丁酸顆粒(PHB) 。右圖, Flavobacterium aurantiibacter胞內含有藻青素顆粒。

  

  

外2. Aquidulcibacter paucihalophilus的基因組上編碼有機質运用相關的基因

  

  

圖3. 正在Niveispirillum cyanobacteriorum基因組上發現的周备的病毒基因組

  

  

圖4. 藍藻鸠合體細菌功用生態模子

  

 

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