摘要:從黃河三角洲鹽堿地土壤分離到一株耐高鹽菌株NM-1.對(duì)該菌株生理生化性質(zhì)、耐鹽性以及系統(tǒng)分類位置進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:菌株NM-1為長(zhǎng)桿狀,革蘭氏陰性,菌落黃色,呈圓形,濕潤(rùn)、光滑。能利用葡萄糖、乳糖和蔗糖,不能利用淀粉和明膠。生長(zhǎng)pH范圍為8.0——10.0,最高耐鹽濃度(NaCl)為30%,為中度嗜鹽微生物,最適生長(zhǎng)的Na2CO3濃度為0.25 M.16S rDNA序列分析表明:該菌株與Halomonas variabilis(JN645866)以及Halomonas variabilis(AY204638)序列的相似性均為98%,結(jié)合其形態(tài)、生理生化性質(zhì),認(rèn)定該菌株屬于耐鹽單胞菌屬,暫命名為Halomonas sp.NM-1(AB917466)。
我國(guó)北方如黃河三角洲以及內(nèi)蒙古等地廣泛分布著大面積的鹽堿地,在這些高鹽環(huán)境中生長(zhǎng)的微生物群體由于長(zhǎng)期適應(yīng)環(huán)境,逐漸形成了極為特殊的耐鹽機(jī)制,具有很高的研究和利用價(jià)值。
目前,已發(fā)現(xiàn)的中度嗜鹽菌多為鹽單胞菌屬(Halomonas)的革蘭氏陰性菌、好氣桿菌。該屬是1980年Vreeland等鑒定出伸長(zhǎng)鹽單胞菌(Halomonaselongate)時(shí)首次提出的。也有其他科的好氧或兼性厭氧菌,包括革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽(yáng)性菌、產(chǎn)甲烷菌和嚴(yán)格厭氧細(xì)菌。耐鹽單胞菌是一類能在絕對(duì)鹽度(NaCl)為0%——32%條件下生長(zhǎng)的耐鹽細(xì)菌。目前報(bào)道的鹽單胞菌屬細(xì)菌都生長(zhǎng)在高鹽環(huán)境,如鹽場(chǎng)和鹽湖、鹽水濕地、鹽漬土、海水、海生生物、深海熱液噴口、鹽堿地。
作者從黃河三角洲鹽堿地土壤中分離一株高耐鹽菌,對(duì)其形態(tài)、生理生化性質(zhì)、耐鹽能力以及16S rDNA基因序列進(jìn)行了解析,以期為開(kāi)發(fā)和利用耐鹽菌種資源奠定一定的理論基礎(chǔ)。
1材料與方法
1.1試樣及培養(yǎng)基
土壤樣品采集于黃河三角洲鹽堿地,共選取11個(gè)采樣點(diǎn),將各點(diǎn)表層(3——30 cm)土壤采集后混勻,立即裝入滅菌的密封袋中,土樣帶回實(shí)驗(yàn)室后立即對(duì)菌進(jìn)行富集和分離。剩余樣品儲(chǔ)存于4℃冰箱中待用。
富集培養(yǎng)基成分:(NH4)2SO41 g,K2HPO47 g,KH2PO43 g,MgSO4·7H2O 0.1 g,葡萄糖10 g,蒸餾水1000 mL.分離培養(yǎng)基成分:酵母膏10 g,蛋白胨7.5 g,檸檬酸鈉3.0 g,KCl 2.0 g,MgSO4·7H2O 0.2 g,FeSO4·7H2O 0.036 g,NaCl 20.0 g,Na2CO310.0 g,蒸餾水1000 mL,pH用鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)。富集培養(yǎng)基及分離培養(yǎng)基均在121℃滅菌20 min后使用,制備固體平板培養(yǎng)基時(shí)加入15 g·L-1瓊脂,制備半固體培養(yǎng)基時(shí)加入2 g·L-1瓊脂。
1.2耐鹽細(xì)菌的富集、分離和篩選
稱量5 g土樣加入盛有45 mL無(wú)菌水的燒杯中,攪拌,使土壤溶解,靜置20 min,取土壤浸出液10 mL加入盛有200 mL已滅菌的富集培養(yǎng)基中,恒溫振蕩培養(yǎng)6 d(130 r·min-1,30℃),取3 mL上述培養(yǎng)液轉(zhuǎn)接到新鮮的富集培養(yǎng)基中,重復(fù)培養(yǎng)3次,培養(yǎng)條件同上,得到耐鹽堿細(xì)菌富集液。
1.3生理生化性質(zhì)測(cè)定
對(duì)上述純化得到的單菌落用耐鹽菌富集液體培養(yǎng)基進(jìn)行富集培養(yǎng),得到富集培養(yǎng)液,對(duì)其生理生化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定指標(biāo)包括革蘭氏染色、MR實(shí)驗(yàn)、V.P實(shí)驗(yàn)、明膠水解實(shí)驗(yàn)、淀粉水解實(shí)驗(yàn)、糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)、H2O2酶測(cè)定,操作方法見(jiàn)參考文獻(xiàn).
1.4不同pH對(duì)耐鹽堿菌生長(zhǎng)的影響
所用培養(yǎng)基為富集培養(yǎng)基。用NaOH調(diào)整培養(yǎng)基pH分別為8、9、10、11和12.分裝150 mL于250 mL三角瓶中,121℃滅菌20 min,冷卻,然后接種1.5 mL富集培養(yǎng)液(109cfu·mL-1)。培養(yǎng)條件為恒溫振蕩培養(yǎng)(130 r·min-1,30℃),每隔24 h定期取培養(yǎng)液,測(cè)定其吸光度(OD),波長(zhǎng)采用560 nm,平行測(cè)定3個(gè)重復(fù)。
1.5不同NaCl濃度對(duì)菌生長(zhǎng)的影響
向富集培養(yǎng)基中加入NaCl,分別配制成含10%、20%和30%的NaCl溶液,調(diào)整pH為9.0,接種、培養(yǎng)以及吸光度測(cè)定均同1.4,平行測(cè)定3個(gè)重復(fù)。
1.6不同Na2CO3濃度對(duì)菌株生長(zhǎng)的影響
向富集培養(yǎng)基中加入不同質(zhì)量的Na2CO3,使Na2CO3濃度分別為0、0.2、0.25、0.3 M,121℃滅菌20 min,接種富集培養(yǎng)液并定期測(cè)定菌液吸光度OD560,培養(yǎng)條件及測(cè)定方法同1.4,平行做3個(gè)重復(fù)。
1.7耐鹽菌DNA的提取、PCR反應(yīng)及系統(tǒng)樹(shù)的創(chuàng)建
1.7.1細(xì)菌DNA提取
采用UNIQ-10柱式細(xì)菌基因組抽提試劑盒(上海生物工程有限公司)對(duì)菌株進(jìn)行DNA提取,提取步驟按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
1.7.2引物
采用細(xì)菌16S rDNA通用引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增,引物序列:7F:5‘-CAGAGTTTGATCCTGGCT-3’;1540R:5‘-AGGAGGTGATCCAGCCGCA-3’.
1.7.3PCR反應(yīng)條件
1.7.4系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的創(chuàng)建及分類學(xué)位置的確定
利用DDBJ(DNA Data Bank of Japan,http://www.ddbj.nig.ac.jp/)數(shù)據(jù)庫(kù),把分離菌株測(cè)得的16S rDNA序列進(jìn)行序列比較,與相似度高的16S rDNA序列創(chuàng)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),所用軟件為CustalX2.1和Mega5(Molecular Evolutionary Genetics Analysis),系統(tǒng)進(jìn)化距離矩陣根據(jù)Kimura模型估算,創(chuàng)建方法為鄰接法(Neighbor-Joining)。
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