Phân bố định lượng theo chiều dọc và dân số chủ yếu của các vi khuẩn tách từ lõi băng Muztagata

Science in China Series D: Earth Sciences - Tập 48 - Trang 1728-1739 - 2005
Shurong Xiang1, Tandong Yao1,2, Lizhe An1,3, Guangjian Wu2, Baiqing Xu2, Xiaojun Ma3, Zhen Li1, Junxia Wang1, Wusheng Yu1
1Key Laboratory of Ice Core and Cold Regions Environment, Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, China
2Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
3College of Life Science, Lanzhou University, Lanzhou, China

Tóm tắt

Phân bố theo chiều dọc của các vi khuẩn chính được tách ra từ lõi băng Muztagata (khoảng 22,4 m) đã được nghiên cứu thông qua phương pháp nuôi cấy và phân tích trình tự 16S rRNA. Kết quả cho thấy rằng lượng vi khuẩn có thể nuôi cấy dao động theo độ sâu của lõi băng và nhiều hơn trong lớp bẩn so với băng sạch, điều này gợi ý mối quan hệ tương ứng gần gũi giữa việc đầu vào cao của vi khuẩn do gió và tuyết lấp vào và lớp bẩn. Hầu hết các vi khuẩn đều là vi khuẩn ưa lạnh và chịu lạnh, bao gồm α- và γ-proteobacteria, Cryobacterium psychrophilum, nhóm CFB (Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides), vi khuẩn gram dương có G+C cao (HGC). Acinetobacter sp. và HGC lặp lại xảy ra ở các độ sâu băng khác nhau, và phân bố định lượng của chúng nhất quán với sự thay đổi của tổng lượng vi khuẩn có thể nuôi cấy theo độ sâu, điều này cho thấy chúng là chỉ báo sinh học chính; trong khi Flavobacterium, Cryobacterium psychrophilum và α-proteobacteria cũng đóng vai trò như một chỉ báo thứ cấp của những thay đổi khí hậu và môi trường. Nghiên cứu này là báo cáo đầu tiên liên quan đến biến động định lượng liên tục và mô hình của các vi khuẩn có thể nuôi cấy chính trong đoạn lõi băng.

Từ khóa

#lõi băng Muztagata #vi khuẩn ưa lạnh #phân tích 16S rRNA #vi khuẩn gram dương #chỉ báo sinh học #biến đổi khí hậu

Tài liệu tham khảo

Burkins, M. B., Virginia, R. A., Chamberlain, C. P. et al., Origin and distribution of soil organic matter in Taylor Valley, Antarc., Ecol., 2000, 81: 2377–2391. Ma, L. J., Catharine, M. C., Starmer, W. T. et al., Revival and characterization of fungi from ancient polar ice, Mycologist, 1999, 13: 70–73. Cameron, R. E., Morelli, F. A., Johnson, R. M., Bacterial species in soil and air of the Antarctic Continent, Antarc. J. U.S., 1972, 7: 187–189. Rogers, S. O., Ma, L., Castello, J. D. et al., Dilemmas and enigmas encased in ancient ice, XVI Internatioal Botanical Congr. Abs., 1999, 452. Castello, J. D., Rogers, S. O., Starmer, W. T. et al., Detection of tomato mosaic tobamovirus RNA in ancient glacial ice, Polar Biol., 1999, 22: 207–212. [DOI] Banttari, E. E., Venette, J. R., Aerosol spread of plant viruses: Potential role in disease outbreaks, Ann. New York Acad. Sci., 1980, 353: 167–173. Abyzov, S. S., Microorganisms in the Antarctic ice (ed. Friedman, E. I.), Antarctic Microbiology, New York: Wiley-Liss, 1993, 265–295. Abyzov, S. S., Mitskevich, I. N, Poglazova, M. N., Microflora of the deep glacier horizons of central Antarctica, Microbiol. (Moscow), 1998, 67: 66–73. Yoshimura, Y., Kohshima, S., Takeuchi, N., Himalayan ice-core dating with snow algae, J. Glaciol., 2000, 46(153): 335–340. Yao, T. D., Xiang, S. R., Zhang, X. J. et al., Microbiological characeteristics recorded by Manlan and Puruogangri ice core, Quatern. Sci., 2003, 23: 193–199. Priscu, J. C., Adams, E. E., Lyons, W. B. et al., Geomicrobiology of subglacial ice above Lake Vostok, Antarc. Sci., 1999, 286: 2141–2144. Siebert, J., Hirsch, P., Characterization of 15 selected coccal bacteria isolated from Antarctic rock and soil samples from the McMurdo-Dry Valleys (southern Victoria Land), Polar Biol., 1988, 9: 37–44. [DOI] Claus, W. G., Understanding Microbes (ed. Freeman, W.H.), New York: W H Freeman Company, 1989, 51–72. Altschul, S. F., Gish, W., Miller, W. et al., Basic local alignment search tool, J. Mol. Biol., 1990, 215: 403–410. [DOI] Kumar, S., Tamura, K., Nei, M., MEGA molecular evolutionary genetics analysis Version 1.01, Pennsylvania State University, 1993. Miskin, I., Glenn, R., Kirsten, L. et al., Bacteria in post-glacial freshwater sediments, Microbiol., 1998, 144: 2427–2439. Gilichinsky, D. A., Khlebnikova, G M., Zvyagintsev, D. G et al., The use of microbiological characteristics of rocks in geocryology, Proc. 5th Int Conf. Permafrost, 1988, 1: 749–753. Gilichinsky, D. A., Vorobyova, E. A., Erokhina, L. G. et al., Long-term preservation of microbial ecosystems in permafrost, Adv. Space Res., 1992, 12: 255–263. [DOI] Balkwill, D. L., Numbers, diversity, and morphological characteristics of aerobic, chemoheterotrophic bacteria in deep subsurface sediments from a site in South Carolina, Geomicrobiol. J., 1989, 7: 33–52. Shi, T., Reeves, R. H, Gilichinsky, D. A. et al., Characterization of Viable Bacteria from Siberian Permafrost by 16S rDNA Sequencing, Microbial Ecol., 1997, 33: 169–179. [DOI] Bowman, J. P., McCammon, S. A., Brown, M. V. et al., Diversity and association of psychrophilic bacteria in Antarctic sea ice, Appl. Environ. Microbiol., 1997, 63: 3068–3078. Helmke, E., Weyland, H., Bacteria in sea ice and underlying water of the eastern Weddell Sea in midwinter, Mar. Ecol. Prog. Ser., 1995, 117: 269–287. Christner, B. C., Thompson, E. M., Thompson, L. G. et al., Recovery and identification of viable bateria immured in glacier ice, Icarus, 2000, 144: 479–485. [DOI] DeLong, E. F., Franks, D. G., Yayanos, A. A., Evolutionary relationships of cultivated psychrophilic and barophilic deep-sea bacteria, Appl. Environ. Microbiol., 1997, 63: 2105–2108. Maruyama, A., Honda, D., Yamamoto, H. et al., Phylogenetic analysis of psychrophilic bacteria isolated from the Japan Trench, including a description of the deep-sea species Psychrobacter pacicensis sp. nov., Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2000, 50: 835–846. Christner, B. C., Thompson, E. M., Thompson, L. G. et al., Bacterial recovery from ancient glacial ice, Environ. Microbiol., 2003, 5(5): 433–436. [DOI] Zhang, X. J., Ma, X. J., Yao, T. D. et al., Diversity of 16S rDNA and environmental factor influencing microorganisms in Malan ice core, Chinese Sci. Bull., 2003, 48(11): 1146–1151. Gounot, A. M., Efects of temperature on the growth of psychrophilic bacteria from glaciers, Can. J. Microbiol., 1976, 22(6): 839–46. Xiang, S. R., Yao, T. D., An, L. Z. et al., Bacterial diversity in Malan Ice Core from the Tibetan Plateau, Folia Microbiol., 2004, 49(3): 269–276. Rutter, M., Nedwell, D. B., Influence of changing temperature on growth rate and competition between two psychrotolerant Antarctic bacteria: competition and survival in non-steady-state temperature environments, Appl. Environ. Microbiol., 1994, 60(6): 1993–2002.