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海洋是地球上生命的摇篮,并且一直以来都作为人类共同的资源宝库。随着人类物质需求的增长和科学技术的进步,人们开始向海洋要资源,要发展。海洋沉积物是海洋的重要组成部分,其中更是蕴藏着大量的能源物质和生物资源。在海洋沉积物中生长着大量的微生物,它们不仅在维持海洋生态平衡和生物地球化学循环的过程中发挥着重要的作用,同时也参与天然气、甲烷等能源物质的形成。微生物的代谢特点和种类构成将为海洋能源的开发提供重要的线索。
为研究西沙海槽沉积物原核微生物的多样性和群落结构及探究其中冷泉活动区存在的可能性,我们从南海北部西沙海槽XSCS13站位沉积物中扩增细菌和古菌的16SrDNA并构建文库,随机挑出阳性克隆子进行测序,选出所有的OTU构建系统进化树,进行系统发育学分析。实验结果显示多数克隆子来自于未培养原核微生物,沉积物中的古菌分属3大门类:泉古菌(Crenarchaeota)、奇古菌(Thaumarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota),其中泉古菌(Crenarchaeota)为主要门类,占71%;广古菌(Euryarchaeota)最少,只有3个克隆子。泉古菌(Crenarchaeota)又以MGⅠ为主要类群,占61%。细菌多样性明显高于古菌,共9个门类:变形杆菌(Proteobacteria)(32.6%)、疣微菌(Verrucomicrobia)(3.0%)、拟杆菌门(Bacteroidete)(5.2%)、酸杆菌(Acidobacteria)(4.4%)、绿弯菌(Chloroflexi)(6.0%)、厚壁菌(Firmicute)(3.7%)、浮霉菌(Planctomycete)(5.2%)、芽单胞菌(Gemmatimonadete)(11.1%)、放线菌(Actinobacteria)(4.4%)。变形杆菌为优势类群(包括α-Proteobacteria、γ-Proteobacteria和δ-Proteobacteria3个亚群),同时γ-Proteobacteria又是Proteobacteria中的优势种群,占54.5%。另外所有原核微生物总共有超过50%的克隆子与硫酸盐的还原以及甲烷的生成相关。表明南海表层沉积物中原核微生物的多样性非常丰富,其中蕴含大量未知的微生物资源;另外古菌和细菌群落结构表明采样位点可能处于富含甲烷的冷泉活动区。