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位于西太平洋的马里亚纳海沟，是目前已知的海洋最深处，其最深处可达11000米。马里亚纳海沟深海具有低温、黑暗、高压强、营养匮乏等极端环境特点。尽管如此，这里仍是众多微生物的栖身之所，这些微生物具有特定的群落组成、独特的代谢特征和生态意义，亟待探索和开发。
本论文以马里亚纳海沟不同深度水层及沉积物中的微生物为研究对象，探究其多样性，并对分离得到的可培养细菌进行高分子量底物降解能力的探究。最后，对其中一株新型菌株进行多相分类学研究，确定其分类学地位。
1.马里亚纳海沟不同深度水层及沉积物中可培养细菌多样性研究
通过稀释涂布平板法及平板划线法从2019年3月马里亚纳海沟航次各作业位点取得的不同深度水层及沉积物样品中分离纯化可培养细菌，通过16S rRNA基因序列测定及比对分析确定了其中317株可培养细菌的分类学地位。317株细菌中有248株分离自海水样品，69株分离自沉积物样品。由实验结果可知，这些可培养细菌分别隶属于4个门，6个纲，45个属，78个种。样品中相对丰度最高的是Gammaproteobacteria，共214株。优势属是Halomonas（80株）和Idiomarina（49株），数量分别占菌株总数的25.2％和15.5％。在这些分离菌株中，共有23株其16S rRNA基因与已知菌的相似度低于98.7％，可能代表了细菌的新种（属），占分离菌株总数的7.3％。
2.马里亚纳海沟可培养细菌对高分子量底物降解能力研究
通过平板筛选技术对317株可培养细菌进行高分子量底物降解能力探究。实验结果显示，65.9％的分离菌株对高分子量底物具有降解能力，39.4％的分离菌株能够降解两种或两种以上高分子量底物。明胶降解菌有167株，酪蛋白降解菌有86株，琼胶降解菌有81株，卡拉胶降解菌有80株，海藻酸钠降解菌有26株，几丁质降解菌有4株。分析结果还表明，蛋白类高分子量底物降解菌的数量高于多糖类高分子量底物降解菌;71.0％的沉积物分离菌株具有大分子底物降解能力，64.5％的海水分离菌株具有大分子底物降解能力。
3.马里亚纳海沟细菌Marinifaba aquimaris SM1970T的多相分类研究
从马里亚纳海沟50米水层样品中分离出一株革兰氏阴性菌，将其命名为菌株SM1970T。该菌株细胞呈杆状，带有一根长的极性鞭毛。其生长温度范围为15-37℃(最适生长温度为30℃);生长的NaCl浓度范围为1.0-5.0％[最适生长NaCl浓度为4.0％(w/v)];生长的pH范围为7.0-8.5（最适生长pH为8.0）。以磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、两种未知结构的氨基脂类及两种脂类为主要极性脂组成;以summed feature3(C16∶1ω7c和/或C16∶1ω6c)、C16∶0和summed feature8(C18∶1ω7c和/或C18∶1ω6c)为主要脂肪酸成分;以ubiquinone-8(Q-8)为主要呼吸醌类型。其硝酸盐还原反应为阴性。
菌株SM1970T与Catenovulum maritimum的16S rRNA基因序列相似度最高，为93.6％，与Gammaproteobacteria纲内其他已知菌种的相似度都低于93.0％。基于16S rRNA构建的系统发育树显示菌株SM1970T在已知的Catenovulum属的根部形成单独的系统发育分枝，结合其与Catenovulum maritimum Q1T、Catenovulum agarivorans YM01T和Catenovulum sediminis D2T之间的基因组平均核苷酸同源性（ANI，average nucleotide identity）及DNA-DNA杂交(DDH，DNA-DNA hybridization)值以及与Catenovulum属已知菌种之间的基因组平均氨基酸同源性（AAI，average amino acid identity）和保守蛋白百分比(POCP，percentage of conserved proteins)可以确定菌株SM1970T是Alteromonadaceae科内不同于Catenovulum属的一个新属中的新种。将该新属命名为Marinifaba gen.nov.，菌株SM1970T代表的新种命名为Marinifaba aquimaris sp.nov.，模式菌株为SM1970T(=MCCC1K04323T=KCTC72844T)。
综上所述，对马里亚纳海沟可培养细菌的多样性及其高分子量底物降解能力进行探究，不仅能够增强人们对海洋微生物多样性及复杂性的认识，加深对海洋物质循环的理解，同时有助于挖掘海洋细菌新物种，开发利用海洋微生物资源。
本论文以马里亚纳海沟不同深度水层及沉积物中的微生物为研究对象，探究其多样性，并对分离得到的可培养细菌进行高分子量底物降解能力的探究。最后，对其中一株新型菌株进行多相分类学研究，确定其分类学地位。
1.马里亚纳海沟不同深度水层及沉积物中可培养细菌多样性研究
通过稀释涂布平板法及平板划线法从2019年3月马里亚纳海沟航次各作业位点取得的不同深度水层及沉积物样品中分离纯化可培养细菌，通过16S rRNA基因序列测定及比对分析确定了其中317株可培养细菌的分类学地位。317株细菌中有248株分离自海水样品，69株分离自沉积物样品。由实验结果可知，这些可培养细菌分别隶属于4个门，6个纲，45个属，78个种。样品中相对丰度最高的是Gammaproteobacteria，共214株。优势属是Halomonas（80株）和Idiomarina（49株），数量分别占菌株总数的25.2％和15.5％。在这些分离菌株中，共有23株其16S rRNA基因与已知菌的相似度低于98.7％，可能代表了细菌的新种（属），占分离菌株总数的7.3％。
2.马里亚纳海沟可培养细菌对高分子量底物降解能力研究
通过平板筛选技术对317株可培养细菌进行高分子量底物降解能力探究。实验结果显示，65.9％的分离菌株对高分子量底物具有降解能力，39.4％的分离菌株能够降解两种或两种以上高分子量底物。明胶降解菌有167株，酪蛋白降解菌有86株，琼胶降解菌有81株，卡拉胶降解菌有80株，海藻酸钠降解菌有26株，几丁质降解菌有4株。分析结果还表明，蛋白类高分子量底物降解菌的数量高于多糖类高分子量底物降解菌;71.0％的沉积物分离菌株具有大分子底物降解能力，64.5％的海水分离菌株具有大分子底物降解能力。
3.马里亚纳海沟细菌Marinifaba aquimaris SM1970T的多相分类研究
从马里亚纳海沟50米水层样品中分离出一株革兰氏阴性菌，将其命名为菌株SM1970T。该菌株细胞呈杆状，带有一根长的极性鞭毛。其生长温度范围为15-37℃(最适生长温度为30℃);生长的NaCl浓度范围为1.0-5.0％[最适生长NaCl浓度为4.0％(w/v)];生长的pH范围为7.0-8.5（最适生长pH为8.0）。以磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、两种未知结构的氨基脂类及两种脂类为主要极性脂组成;以summed feature3(C16∶1ω7c和/或C16∶1ω6c)、C16∶0和summed feature8(C18∶1ω7c和/或C18∶1ω6c)为主要脂肪酸成分;以ubiquinone-8(Q-8)为主要呼吸醌类型。其硝酸盐还原反应为阴性。
菌株SM1970T与Catenovulum maritimum的16S rRNA基因序列相似度最高，为93.6％，与Gammaproteobacteria纲内其他已知菌种的相似度都低于93.0％。基于16S rRNA构建的系统发育树显示菌株SM1970T在已知的Catenovulum属的根部形成单独的系统发育分枝，结合其与Catenovulum maritimum Q1T、Catenovulum agarivorans YM01T和Catenovulum sediminis D2T之间的基因组平均核苷酸同源性（ANI，average nucleotide identity）及DNA-DNA杂交(DDH，DNA-DNA hybridization)值以及与Catenovulum属已知菌种之间的基因组平均氨基酸同源性（AAI，average amino acid identity）和保守蛋白百分比(POCP，percentage of conserved proteins)可以确定菌株SM1970T是Alteromonadaceae科内不同于Catenovulum属的一个新属中的新种。将该新属命名为Marinifaba gen.nov.，菌株SM1970T代表的新种命名为Marinifaba aquimaris sp.nov.，模式菌株为SM1970T(=MCCC1K04323T=KCTC72844T)。
综上所述，对马里亚纳海沟可培养细菌的多样性及其高分子量底物降解能力进行探究，不仅能够增强人们对海洋微生物多样性及复杂性的认识，加深对海洋物质循环的理解，同时有助于挖掘海洋细菌新物种，开发利用海洋微生物资源。