中国东海二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)合成与降解菌的水平和垂直分布

作     者：孙浩 谭斯尹 梁金昌 杨桂朋 辛宇 张晓华 Hao Sun;Siyin Tan;Jinchang Liang;Gui-Peng Yang;Yu Xin;Xiao-Hua Zhang

作者机构：中国海洋大学海洋生命学院山东青岛266003 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266071 中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心山东青岛266100 

出 版 物：《微生物学报》 (Acta Microbiologica Sinica)

年 卷 期：2020年第60卷第9期

页      面：1865-1881页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100705[医学-微生物与生化药学] 07[理学] 071005[理学-微生物学] 10[医学] 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFA0601303) 国家自然科学基金(91751202) 

主　　题：二甲基巯基丙酸内盐 合成和降解基因 群落结构 水平和垂直分布 中国东海 

摘      要：【目的】二甲基巯基丙酸内盐(dimethylsulfoniopropionate,DMSP)及其裂解产物二甲基硫(dimethyl sulfide,DMS)在海洋硫循环中发挥重要作用。目前关于DMSP降解细菌的分布已有部分报道,但其合成细菌的研究才刚刚起步。本文拟研究中国东海水体DMSP合成与降解菌及基因的水平和垂直分布(1000 m水深)差异,分析其对环境梯度变化的响应。【方法】利用流式细胞仪计数海水样品中微微型浮游生物的数量,通过荧光定量PCR和高通量测序手段定量测定DMSP合成基因(dsyB和mmtN)及物种、DMSP降解基因(dddP和dmdA)及物种的丰度,分析其在东海海域水平及垂直方向上的分布差异。【结果】在垂直方向上,聚球藻、原绿球藻、微微型真核生物和异养细菌丰度随着水深的增加而先增后减,最大值位于30–50 m附近。表层(4 m左右)水体的DMSP合成及降解基因丰度最高,DMSP合成菌(如Alteromonas、Phaeobacter和Pelagibaca等)丰度也最高;随着水深增加,表层以下水体中DMSP合成及降解基因和物种丰度先增加后降低,峰值均出现在100–150 m;100 m以下,DMSP降解基因丰度迅速下降,而合成基因丰度下降程度较低,而且接近底层(500 m)时出现随水深逐渐增加的趋势。水平方向二者变化规律不明显。浅层水体(≤100 m)和深层水体(100 m)细菌群落结构存在显著差异,前者拥有较高比例的黄杆菌纲、放线菌纲和蓝细菌纲细菌,后者α变形菌纲细菌丰度较高。【结论】100 m及以浅和100 m以深的浮游细菌群落结构存在显著差异。表层水体中DMSP合成和降解细菌的丰度最高,100–150 m水体次之,但100–1022 m介导的DMSP合成和降解细菌丰度的变化趋势有较大差别。