南极中山站长城站土壤及海洋沉积物可培养细菌多样性

Diversity of culturable bacteria in soils from Zhongshan and Changcheng stations and marine sediments from Antarctica

摘要

南极地区具有气候酷寒干燥、强紫外（UV）辐射和季节性光照与温度波动等恶劣的极端环境条件，孕育了大量微生物资源和潜在新物种。为了挖掘南极不同生境样品蕴含的微生物菌种资源，更好地认识和探索南极地区微生物资源多样性，利用低温寡营养富集结合梯度稀释涂布的方法，对南极长城站、中山站土壤和近海表层沉积物3个生境的样品进行细菌分离和16S rRNA基因序列相似性分析以确定南极细菌分类学地位。结果表明，共获得482株纯培养细菌，有54个属，142个种，分布于变形菌门（Proteobacteria，42%），放线菌门（Actinobacteria，40%），厚壁菌门（Firmicutes，12%），拟杆菌门（Bacteroidetes，4%）和异常球菌⁃栖热菌门（Deinococcus⁃Thermus，1%）。优势属为嗜冷杆菌属（Psychrobacter，12%）、假单胞属（Pseudomonas，10%）和节杆菌属（Arthrobacter，9%）。不同生境样品中纯培养细菌多样性存在较大差异。中山站干燥土壤样品中放线菌门比例明显高于变形菌门，有13个特有属，嗜冷杆菌属（Psychrobacter）、红球菌属（Rhodococcus）为优势菌；长城站近岸砂土样品中变形菌门菌株最多，拟杆菌门比例高于中山站样品，有高比例的假单胞菌，分离到12个特有属；近海沉积物样品细菌群落结构最简单，分离到9个特有属。经16S rRNA基因序列对比发现，有7株菌为潜在新种。

Abstract

Antarctic region has severe extreme environmental conditions such as cold and dry climate， strong UV radiation and seasonal light and temperature fluctuation， and breeds a large number of microbial resources and potential new species. Method of low⁃temperature⁃oligotrophic⁃enrichment combined with gradient dilution was performed to isolate bacteria in soils from Zhongshan and Changcheng stations and marine sediments from Antarctica for the purpose to explore microbial resources in different habitats and to better understand the culturable bacteria diversity in the region. A total of 482 bacterial strains were obtained and belonged to 54 genera and 142 species after 16S rRNA gene sequencing. The strains were mainly grouped into 5 phyla： Proteobacteria （42%）， Actinobacteria （40%）， Firmicutes （12%）， Bacteroidetes （4%） and Deinococcus⁃Thermus （1%）. The dominant genera were Psychrobacter （12%）， Pseudomonas （10%） and Arthrobacter （9%）. Diversity of culturable bacteria in different soil samples was different. The proportion of Actinobacteria in the dry soil samples from Zhongshan station was significantly higher than Proteobacteria. There were 13 endemic genera， with Psychrobacter and Rhodococcus as the dominant genera. Proteobacteria dominated in soils from Changcheng station area and the proportion of Bacteroidetes was higher than that of the samples from Zhongshan station. Pseudomonas was the dominant genus and 12 endemic genera were isolated. The bacterial community structure of the sediment samples was the simplest and 9 endemic genera were isolated. It was suggested that 7 isolates could be potential novel species by their low 16S rRNA gene sequence similarity.

Graphical abstract

关键词

南极 / 可培养细菌 / 细菌多样性 / 低温寡营养富集

Key words

Antarctic / culturable bacterium / bacterial diversity / low⁃temperature⁃oligotrophic⁃enrichment

0 引 言

南极位于地球的最南端，包括寒冷海域和陆地，气候酷寒干燥、强紫外（UV）辐射和季节性光照与温度波动是南极重要的环境特征，现在越来越多的研究结果显示，在南极土壤^［1］、海水及沉积物^［2］、冰层和湖泊^［3］等不同生境中蕴含着惊人的微生物多样性和丰富度。南极独特的地理位置和极端的气候环境，使南极成为一个潜在的生物遗传和生理类群多样性的资源宝库^［4］。其中丰富多样的原核微生物在极地自然生态环境中的物质循环与能量流动、生物地球化学过程中担负着重要作用。由于低温环境中的微生物流动性低，因而也是研究微生物地理学理想的生态系统，有助于揭示地球微生物的多样性、分布规律乃至形成机制^［5］。

此外，南极细菌在长期进化过程中获得了在极端环境条件下生存的能力，使它们成为筛选具有潜在应用价值的新化合物和低温酶的重要来源，在制药、生物技术、生物修复和食品工业等领域具有重要的应用潜力^［6，7］。如近年来从南极细菌中分离获得了大量低温酶，从南极象岛企鹅羽毛中分离到的适冷菌溶杆菌（Lysobacter）和节杆菌（Arthrobacter），分泌的蛋白酶可以分解角蛋白，最适温度分别为40 ℃和35 ℃^［8，9］。分离自南极乔治王岛土壤的海水芽胞八叠球菌（Sporosarcina aquimarina），分泌的蛋白酶最适温度27 ℃^［10］。从南极深海沉积物中分离的短小芽胞杆菌（Bacillus pumilus），其脂肪酶的最适温度在30 ℃^［11］。南极乔治王岛海水细菌假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas sp.）2⁃3的α⁃淀粉酶（属于糖苷水解酶GH13家族）最适条件20 ℃、pH 8.0，是已知的α⁃淀粉酶的最低最适反应温度^［12］。南极乔治王岛土壤细菌微小杆菌属菌株Exiguobacterium antarcticum B7，其β⁃葡糖苷酶EaBgl1A属于GH1家族，最适条件30 ℃、pH 7，对葡萄糖的耐受性优于几种商用酶^［13］。从南极维管植物Deschampsia antarctica根际土壤中分离的适冷放线菌具有抗多种肿瘤细胞活性^［14］；在南极洲韦斯特福尔（Vestfold Hills）地区亚当斯（Adams）平原的土壤细菌中分离发现了基于LuxI/luxr的群体感应（QS）活性成分^［15］；利用高通量测序技术发现在东南极区土壤中的天然产物合成基因簇中有大量新颖PKS⁃I型基因簇，预测产物为抗真菌、抗寄生虫药物和生物表面活性剂^［16］。众多研究数据展示，极地微生物在制药、生物技术、生物修复和食品工业等领域具有重要应用前景和潜力。

近10年来，基于高通量测序技术的免培养手段极大地拓展了人们对极地微生物多样性的认知^{［17，18］}。大多数在高通量测序数据中检测到的微生物代表了新的物种谱系，但是环境中约99%的微生物难以通过纯培养分离获得^［19］。尽管在现今的基因组时代培养不再是获取微生物暗物质信息的先决条件，微生物分离培养仍然是极端环境微生物资源发掘利用、发现新物种及其功能机制和新产物的关键步骤和不可替代的基本手段。近年来我国研究人员在极地微生物资源的收集和保藏工作中进行了大量工作并取得了丰富的研究结果，如采用传统梯度稀释方法或不同的样品富集方法，从南极维多利亚地区^［20］、菲尔德斯半岛、普里兹湾及邻近海域沉积物^［21］等地获得了大量南极可培养细菌以及一定数量的潜在新种和具有生物活性潜在应用的菌株，显示南极地区尚有大量未知微生物资源亟待发掘。

本文采用低温预富集方法，对南极中山站长城站周边土壤以及走航途中采集的斯科舍海南部海域表层沉积物等3个生境的12个环境样品进行细菌的分离纯化、基于16S rRNA基因序列分析的物种鉴定和多样性分析，以期获得南极细菌种质资源，加强对南极极端环境微生物多样性的认识，为开发利用极地微生物资源奠定基础。

1 材料与方法

1.1 样品采集

12份实验样品均为中国第33次南极科学考察期间采集的和中山站和长城站所在半岛的土壤以及斯科舍海南部海域沉积物样品，样品采集点位置信息见表1。土壤样品的采集使用无菌铲先刮去表层土壤，再取土样50 g，沉积物样品的采集为箱式采样。样品装入无菌样品袋中于-20℃保存，冷冻运输回国内实验室进行菌株的分离培养。

1.2 培养基

富集培养基：A：0.1%NH₄Cl，0.2%CH₃COONa，0.02%MgSO₄·7H₂O，0.02%酵母提取物， 0.02%蛋白胨，0.1%EDTA⁃Na₂，0.11%丙酮酸钠，pH 7.5；B：10%NaHCO₃溶液，2%KH₂PO₄溶液，均单独0.22 μm膜过滤除菌，添加到上述灭菌的富集液A中。

细菌分离培养基为R2A培养基：18.2 g R2A干粉，18 g琼脂，蒸馏水1 000 mL；TSA培养基：胰蛋白胨大豆琼脂40 g，18 g琼脂，蒸馏水1 000 mL；NA培养基：33 g营养肉汤琼脂，18 g琼脂，1 000 mL蒸馏水；1/100 NA培养基：NA培养基成分稀释100倍后补琼脂到2%含量。

1.3 分离培养方法

取5 g样品加入装有40 mL富集液的50 mL大离心管，15 ℃静置培养30 d，每天固定时间手动摇晃2次。富集培养结束后将富集液梯度稀释至10^-5和10^-6梯度，涂布于分离培养平板上，15 ℃培养1~2 wk至单菌落长出，挑选不同形态的单菌落进行划线纯化，直至得到纯培养菌株。

1.4 细菌16S rRNA基因扩增、测序和分析

采用OMEGA试剂盒提取细菌基因组DNA，利用细菌16S rRNA基因通用引物27F（5′⁃AGAGTTTGATCCTGGCTCAG⁃3′）和1492R（5′⁃GGTTACCTTGTTAC GACTT⁃3′）进行PCR扩增。PCR反应体系（50 µL）：10×Taq buffer 5.0 µL，dNTPs 4.0 µL，ddH₂O 36.5 µL，27F和1492R引物各1.0 µL，Taq DNA酶 0.5 µL，模板DNA 2.0 µL。反应条件：94 °C 5 min；94 °C 1 min，52 °C 1 min，72 °C 2 min，30个循环；72 °C 10 min。PCR产物用1%琼脂糖凝胶电泳检测后，再将PCR原液送交至擎科生物科技有限公司进行测序。对测序结果进行质检后获得长约1 350 bp的16S rRNA基因序列，片段在EzBioCloud（https：//www.ezbiocloud.net/）进行序列比对，确定其物种分类位置。对于潜在新菌，进一步通过克隆测序获得约1 500 bp的全长16S rRNA基因序列，明确其分类地位。

1.5 物种多样性分析

使用R软件的vegan 和spaa包对3个不同生境中的纯培养数据进行物种多样性分析，包括香农指数（Shannon index）、辛普森指数（Simpson index）和Chao1指数的计算^［22］。

2 结果与分析

2.1 可培养细菌的物种多样性

利用R2A、TSA、NA和1/100NA培养基对12个样品进行细菌分离培养，共得到482株细菌，大部分菌株形态表现为较大的圆形菌落，菌落颜色多样，表面湿润粘稠度高，少数菌株的菌苔在倾斜的平板上可流动，代表性细菌的形态如图1所示。

16S rRNA基因序列分析结果显示（代表菌株序列收录号为MW227555⁃MW237831），菌株分属于5门54属142种。变形菌门（Proteobacteria）有169株（总菌数的42%），分布于3纲：γ⁃变形菌纲（Gammaproteobacteria）、α⁃变形菌纲（Alphaproteobacteria）和β⁃变形菌纲（Betaproteobacteria），6目12科18属，在纲水平上的优势类群为γ⁃变形菌纲。放线菌门（Actinobacteria）共161株（总数的40%），分布于放线菌纲（Actinobacteria）的4目8科20属，4目分别是微球菌目（Micrococcales）、棒状杆菌目（Corynebacteriales）、丙酸杆菌目（Propionibacteriales）和链霉菌目（Streptomycetales）。厚壁菌门（Firmicutes，12%，从属于芽胞杆菌纲（Bacilli）的7个属。拟杆菌门（Bacteroidetes，4%），最少的是异常球菌⁃栖热菌门（Deinococcus⁃Thermus），仅有1%。图2显示高丰度菌属分别是变形菌门的嗜冷杆菌属（Psychrobacter），丰度为12%，假单胞菌属（Pseudomonas）10%，短波单胞菌属（Brevundimonas）7%，以及放线菌门的节杆菌属（Arthrobacter）丰度为9%，细杆菌属（Microbacterium）6%，冷杆菌属（Cryobacterium）6%和红球菌属（Rhodococcus）5%。分离菌株中获得了大量的放线菌门成员（图2），分布于放线菌纲的4目8科20属，显示了极地环境中丰富的放线菌物种多样性，其优势菌属包括节杆菌属、细杆菌属、冷杆菌属和红球菌属等。

2.2 不同采样点间可培养细菌多样性的区别

从图3可以看到，不同采样点分离得到的可培养细菌在门、属水平上均有差异。除了沉积物样品DB⁃6外，变形菌门、放线菌门和厚壁菌门菌株普遍分布于其他各样品中（图3A）；拟杆菌门主要分布土壤样品中，在4个沉积物样品中均没有分离到拟杆菌门细菌；沉积物样品DB⁃6中分离得到的细菌物种最少，仅分离出少量放线菌门菌株。图3B显示即使在同一生境下的不同土壤样品中，分离菌株在属水平上的分布也有较显著的差异。ZS16⁃14样品土壤性质为粒度较小的潮间带上泥砂，可溶性盐和铵氮NH₄⁺-N含量相对最高，有机氮（TON）含量较低，但分离到细菌属的种类和数量是最多的，该位点的优势属是红球菌属和节杆菌属，特有属为假苍白杆菌属（Pseudochrobactrum）。ZS16⁃5为颗粒较大的干燥砂石，TON和NH₄⁺-N含量为最低，C/N摩尔比较高为11.7，分离菌株的物种多样性和数量最少。ZS16⁃18同ZS16⁃5一样为干燥砂石，pH呈弱碱性，有机质含量低，这两个样品分离菌株中放线菌比例较大，优势属均为链霉菌属（Streptomyces），有研究表明放线菌门在干燥和寡营养土壤中占据优势^［23］。长城站组3个样品含水量均高于中山站土壤，GW16⁃4样品为生物湾潮间带泥砂，粒度大，NH₄⁺-N含量较高，有机碳和有机氮含量较低，硝态氮含量低，分离到的细菌种类和菌株数量最多，该位点的优势菌属是冷杆菌属和短波单胞菌属。GW16⁃9为霍拉修湾泥状样品，GW16⁃12为横断山谷泥状样品，其可溶性盐、有机碳、有机氮以及磷酸盐含量有较大差异，但其优势菌属相同为假单胞菌属和节杆菌属，这两个属为极冷环境中常见的细菌。海洋沉积物样品中获得的纯培养细菌多样性明显低于长城站、中山站土壤样品，其中多样性最小的样品是DB⁃6，采集自南奥克尼海台南侧深度439 m深，为泥质海泥，有机碳氮和磷酸盐含量为最高，但仅分离到少量放线菌，为细杆菌属和赤球菌属（Rhodoglobus）。其他3个海泥样品CC⁃02、GW⁃1和DA⁃13⁃2均为细砂质海泥，理化性质相近，但分离菌株物种组成差异显著，优势属分别是土壤球菌属（Agrococcus）、盐杆菌属（Salinibacterium）和细杆菌属。

2.3 三个不同环境组间的细菌多样性

为了分析本实验中山站、长城站周边土壤样品和南极近海沉积物三个不同生境中细菌的分布和群落结构，统计了三个生境中分离菌株在门和属水平上的分布（图4）。图4A显示，中山站组ZS、长城站组GW和南极近海沉积物组DA三个不同的生境中分离菌株在门水平上表现出一定的差异。ZS组放线菌门菌株比例最高，占ZS组总分离菌株的46%，变形菌门比例明显低于放线菌门，GW组样品中变形菌门的丰度最高，拟杆菌门菌株也有较高的比例，远高于中山站样品，DA组样品中没有分离到拟杆菌门成员。厚壁菌门则在三个生境样品中都可以分离到。由图4B可知，ZS、GW样品中分离获得的细菌组成在属水平上组成差异较大，ZS组优势属是嗜冷杆菌属和红球菌属，有13个特有属：扁平球菌属（Planococcus）、链霉菌属、假苍白杆菌属、类芽胞杆菌属（Paenibacillus）、丝状杆菌属（Filibacter）、海底泥食冷菌（Algoriphagus）、厄氏菌属（Oerskovia）、栖霉菌属（Mycetocola）、冰冷杆菌属（Gelidibacter）、毛球菌属（Trichococcus）、类诺卡氏菌属（Nocardioides）、气微菌属（Aeromicrobium）、孢子菌属（Paenisporosarcina）。GW组的优势属是嗜冷杆菌属和假单胞菌属，特有属是拉恩氏菌属（Rahnella）、鞘脂杆菌属（Sphingobacterium）、不动杆菌属（Acinetobacter）、地杆菌属（Pedobacter）、短杆菌属（Brachybacterium）、特沙球菌属（Tessaracoccus）、血杆菌属（Sanguibacter）、微球菌属（Micrococcus）、假棒形杆菌（Pseudoclavibacter）、甲基杆菌属（Methylobacterium）、新鞘脂杆菌属（Novosphingobium）和北极杆菌属（Arcticibacter）12个属。DA组海洋表层沉积物，深度从95 m到902 m，可培养细菌多样性最低，与ZS和GW的细菌物种组成上差异更大，优势属为细杆菌属和土壤球菌属，特有属为芽胞八叠球菌属（Sporosarcina）、泛生菌属（Pantoea）、赖氨酸芽胞杆菌属（Lysinibacillus）、卡伯球菌属（Caballeronia）、微小杆菌属（Exiguobacterium）、贪嗜菌属（Variovorax）、副球菌属（Paracoccus）和普罗维登斯菌属（Providencia）共8个属。

基于各样品中分离菌株所属的种及其分离生境，计算3个生境中细菌物种多样性指数（表2），进一步对纯培养结果进行分析。GW组3个样品共分离到59个细菌种，香农指数、辛普森指数和Chao1指数均为最高，显示长城站土壤样品中可培养细菌多样性最高，略高于中山站土壤样品；沉积物DA组4个样品，共分离得到24个细菌种，多样性指数最低。

2.4 分离获得的7株潜在新种信息

本实验中共分离得到7株潜在新种，与已发表模式菌株的序列相似度为97.41%~98.5%。菌株16S rRNA基因序列比对结果及序列收录号见表3。这7株潜在新种全部是经15 ℃寡营养富集培养后分离得到的，分布于5个门。我们的分离结果显示出极地环境是一个细菌新分类类群的资源宝库。利用低温寡营养的分离策略从东南极南龙达讷山土壤样品中分离到生长缓慢的疑似新物种^［24］。有学者认为寡营养的R2A培养基适于从低温环境样品中分离细菌，从乔治王岛土壤取样中分离出许多潜在的新分类群^［25］。这些研究均表明，利用寡营养培养策略能够获得大量南极新分类菌株。

3 讨 论

本文采用低温寡营养长时间富集方法，从12个南极环境样品中获得了较丰富的极地微生物菌种资源。获得的482株细菌分布于变形菌门、放线菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和异常球菌⁃栖热菌门5个门，以变形菌门和放线菌门为绝对优势成员，这一结果与已有研究发现基本一致。据统计在过去的30年里，研究人员在南极不同环境中获得的原核生物，均分布在变形菌门、蓝细菌门、放线菌门，异常热球菌门、拟杆菌门和厚壁菌门这六个细菌门^{［26，27］}，大量研究结果也证实南极土壤可培养细菌群落在门水平的组成与温带土壤相似^{［28，29］}。

本实验分离获得了多个极地低温环境中常见的细菌属，如嗜冷杆菌属、假单胞菌属、节杆菌属和红球菌属。嗜冷杆菌属菌株广泛分布在潮湿、含盐或寒冷生境中^［30］，该属细菌能够分泌低温适应的酶，如低温脂肪酶^［31］，可在极低温度下发挥生物活性以适应南极高寒的气候条件，在南极不同生境样品中经常能分离到这一属的菌株^{［26，27］}。节杆菌属为放线菌门成员，基因组学研究结果表明^［32］，节杆菌在氧化应激、渗透应激、饥饿应激、温度应激等胁迫应激反应相关基因方面的特点使其能够在多种环境条件下生存，有的节杆菌属成员能减小细胞体积10倍以上来抵抗饥饿^［33］，已有多个研究结果显示节杆菌属是极地环境及寒冷带土壤中低温菌的重要组成成员^［34］。此外本实验采用低温富集分离还得到大量假单胞菌属菌株，且有多数菌在R2A培养基上15 ℃培养时可形成粘厚的菌苔（图1），少数甚至能够在倾斜的平板上流动，已知假单胞菌属成员如荧光假单胞菌（P. fluorescens），丁香假单胞菌（P. syringae），和绿假单胞菌（P. viridiflava）可产生冰核蛋白（ice⁃nucleation protein），通过转移胞内水分而保持细胞的结构和功能^［35］。此外，假单胞菌属中多个种能够分泌胞外多糖，可以在栖息表面形成生物膜^［36］。我们分析认为，低温寡营养的富集过程促使样品中部分假单胞菌产生荚膜多糖或胞外多糖或形成保护，从而在富集过程中成为群体中的生长优势菌。

本次实验采用低温寡营养富集方法还分离到大量节杆菌属、细杆菌属、冷杆菌属、红球菌属、假节杆菌属和盐细菌属等细菌形态（球状、短杆状或杆状）放线菌。对南极土壤放线菌群落组成分析发现，其优势菌属为节杆菌属和赖氏菌属（Leifsonia）等，经典丝状放线菌丰度较低^［37］，我们的研究结果与之是一致的。多项研究发现，放线菌是南极极端环境微生物群落结构中的优势类群并具有重要的生态功能。利用16S rRNA扩增子测序技术研究发现东南极西福尔郡（Vestfold）山和风车（Windmill）岛土壤环境中，放线菌门为绝对优势类群，并与其他共存物种形成关联^［17］，从而在根本上塑造了极地土壤微生物群落结构。对南极鲁滨逊山脊（Robinson Ridge）土壤微生物的宏基因组测序研究解释了南极极端环境中放线菌在C循环中的作用，来自放线菌门的一些类群如红球菌属、唾液杆菌属（Solirubrobacterales）和分支杆菌属（Mycobacterium）成员可通过卡尔文循环固定二氧化碳进行化学自养，为群落中的微生物成员提供初级生产力^［38］。

本实验研究结果显示，在同一生境中的不同样品之间，在属水平上表现出明显的差异，分析认为是由于各样品土壤性质、含水量、有机碳氮含量等理化性质不同形成的。近期的研究发现也证实了这一点，如李会荣课题组对南极恩克斯堡岛土壤可培养细菌多样性的分析结果^［20］。对菲尔德斯半岛潮间带沉积物细菌菌群的分析结果均显示，样品的理化性质和采集位置均对可培养细菌群落组成有较大影响^［39］。Eden等^［17］认为气候和土壤年龄和理化性质等非生物因素形成了南极不同区域之间和区域内的细菌群落存在明显差异。此外，在中山站、长城站周边土壤样品和近海沉积物三个不同生境中，细菌群落结构在门和属的水平上均表现明显的差异。根据3个生境的地理位置，在门水平上，中山站土壤中放线菌门占绝对优势，长城站样品中变形菌门为优势菌，沉积物中为放线菌和变形菌门。属水平上，中山站样品中优势类群为嗜冷杆菌属，长城站和沉积物中优势类群则分别以假单胞菌属和微杆菌属为主，推测原因除样品的理化性质外，可能是地理位置对细菌分布也具有一定影响。相同的分离手段，分别在3组生境样品中获得了大量特有菌属，显示出极地环境中复杂的微生物群落结构，物种多样性指数分析显示，细菌群落组成最复杂的是ZS组土壤样品，最低的为DA组沉积物样品。相关学者调查了西格尼岛上15个不同位点土壤的细菌群落结构及优势菌群，发现各地点的优势菌群存在显著差异^［40］。利用焦磷酸测序技术对南极维多利亚地域泰拉诺瓦湾附近的土壤细菌群落及控制细菌群落结构的环境变量进行了分析，发现不同位点微生物群落中优势菌门（放线菌门、变形菌门、蓝细菌门和拟杆菌门）的相对丰度有很大差异，在门和种水平上，细菌群落结构主要由环境样品的pH值和水分含量确定^［41］。这些研究均证实了与其他许多极端环境微生物群落相比，南极寒冷环境样品微生物群落具有更高的空间异质性^{［42，43］}。目前极地微生物多样性研究多针对单一环境介质^［44］，对极地微生物多样性空间异质性分布的系统研究较为缺乏，后续我们拟采取高通量测序技术全面了解南极不同生境微生物群落结构特征及差异，以更全面地认识环境多样性对微生物多样性的影响和塑造。

本研究采用低温寡营养富集手段初步开展了南极可培养细菌资源的获取，获得了丰富的细菌类群和潜在新种，尽管高通量测序技术可以产生海量数据，纯培养不再是获取微生物暗物质信息的先决条件，然而在没有实验室培养的情况下，它们的生长特性、代谢和在环境中的生态功能无法明确确定，因此分离培养技术仍然是研究和认知微生物的功能的重要手段，南极特殊的极端环境更需要对微生物的分离技术进行深入的研究探索。本项研究通过采用低温寡营养长时间培养的方法，补充完善了极地细菌群落分布及多样性的基础数据，获得的极地细菌种质资源也为极地微生物资源的进一步研究和开发提供了物质基础。

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基金资助

国家重点研发计划(2018YFC1406705)