海洋所国际首次“繁殖”出软壁菌,揭示深海难培养微生物特殊的生命过程

青岛日报社/观海新闻3月22日讯 深海蕴含着丰富的微生物资源,堪称地球上巨大的生物资源库。不过,目前99.9%以上的深海微生物无法实现培养繁殖(简称“纯培养”),阻碍了进一步深入研究。近日,中科院海洋所孙超岷课题组突破瓶颈,首次实现了深海微生物软壁菌门细菌的纯培养。

据孙超岷介绍,软壁菌门是一类独特的难培养微生物类群,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。基于此,研究团队利用在基本培养基中添加大肠杆菌DNA的新颖手段,富集并纯培养了一株软壁菌。

研究发现,该菌能够自如应对深海高压和陆地常压环境,在深海和自然生境中都具有降解DNA参与能量合成的独特生命过程。“深海富含的各种类型的核酸分子(如DNA、RNA等),成为软壁菌门细菌的重要能量来源。” 孙超岷说,通过降解核酸的突出能力,这些深海微生物类群有力促进了磷、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。

近年来,孙超岷团队长期围绕深海微生物进行研究。在此前的研究中,科研团队发现并揭示了深海冷泉和海山生境中细菌应对重金属镉及汞的新机制。本次研究在首次实现软壁菌门细菌纯培养的基础上,揭示了深海难培养微生物特殊的生命过程认知。该系列研究为发展去除重金属污染生物制品提供了理论依据和候选材料,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。

该项最新研究成果发表在微生物生态学顶级期刊《国际微生物生态学学会杂志》,该杂志主编认为,相关研究结果“对其他人从深海沉积物中分离和研究稀有物种有重要启示”。(青岛日报/观海新闻记者 李勋祥)

责任编辑:岳文燕

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