摘要:从黄河三角洲盐碱地土壤分离到一株耐高盐菌株NM-1.对该菌株生理生化性质、耐盐性以及系统分类位置进行了分析。结果表明:菌株NM-1为长杆状,革兰氏阴性,菌落黄色,呈圆形,湿润、光滑。能利用葡萄糖、乳糖和蔗糖,不能利用淀粉和明胶。生长pH范围为8.0——10.0,最高耐盐浓度(NaCl)为30%,为中度嗜盐微生物,最适生长的Na2CO3浓度为0.25 M.16S rDNA序列分析表明:该菌株与Halomonas variabilis(JN645866)以及Halomonas variabilis(AY204638)序列的相似性均为98%,结合其形态、生理生化性质,认定该菌株属于耐盐单胞菌属,暂命名为Halomonas sp.NM-1(AB917466)。
我国北方如黄河三角洲以及内蒙古等地广泛分布着大面积的盐碱地,在这些高盐环境中生长的微生物群体由于长期适应环境,逐渐形成了极为特殊的耐盐机制,具有很高的研究和利用价值。
目前,已发现的中度嗜盐菌多为盐单胞菌属(Halomonas)的革兰氏阴性菌、好气杆菌。该属是1980年Vreeland等鉴定出伸长盐单胞菌(Halomonaselongate)时首次提出的。也有其他科的好氧或兼性厌氧菌,包括革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、产甲烷菌和严格厌氧细菌。耐盐单胞菌是一类能在绝对盐度(NaCl)为0%——32%条件下生长的耐盐细菌。目前报道的盐单胞菌属细菌都生长在高盐环境,如盐场和盐湖、盐水湿地、盐渍土、海水、海生生物、深海热液喷口、盐碱地。
作者从黄河三角洲盐碱地土壤中分离一株高耐盐菌,对其形态、生理生化性质、耐盐能力以及16S rDNA基因序列进行了解析,以期为开发和利用耐盐菌种资源奠定一定的理论基础。
1材料与方法
1.1试样及培养基
土壤样品采集于黄河三角洲盐碱地,共选取11个采样点,将各点表层(3——30 cm)土壤采集后混匀,立即装入灭菌的密封袋中,土样带回实验室后立即对菌进行富集和分离。剩余样品储存于4℃冰箱中待用。
富集培养基成分:(NH4)2SO41 g,K2HPO47 g,KH2PO43 g,MgSO4·7H2O 0.1 g,葡萄糖10 g,蒸馏水1000 mL.分离培养基成分:酵母膏10 g,蛋白胨7.5 g,柠檬酸钠3.0 g,KCl 2.0 g,MgSO4·7H2O 0.2 g,FeSO4·7H2O 0.036 g,NaCl 20.0 g,Na2CO310.0 g,蒸馏水1000 mL,pH用盐酸或氢氧化钠调节。富集培养基及分离培养基均在121℃灭菌20 min后使用,制备固体平板培养基时加入15 g·L-1琼脂,制备半固体培养基时加入2 g·L-1琼脂。
1.2耐盐细菌的富集、分离和筛选
称量5 g土样加入盛有45 mL无菌水的烧杯中,搅拌,使土壤溶解,静置20 min,取土壤浸出液10 mL加入盛有200 mL已灭菌的富集培养基中,恒温振荡培养6 d(130 r·min-1,30℃),取3 mL上述培养液转接到新鲜的富集培养基中,重复培养3次,培养条件同上,得到耐盐碱细菌富集液。
1.3生理生化性质测定
对上述纯化得到的单菌落用耐盐菌富集液体培养基进行富集培养,得到富集培养液,对其生理生化性质进行测定,测定指标包括革兰氏染色、MR实验、V.P实验、明胶水解实验、淀粉水解实验、糖发酵实验、H2O2酶测定,操作方法见参考文献.
1.4不同pH对耐盐碱菌生长的影响
所用培养基为富集培养基。用NaOH调整培养基pH分别为8、9、10、11和12.分装150 mL于250 mL三角瓶中,121℃灭菌20 min,冷却,然后接种1.5 mL富集培养液(109cfu·mL-1)。培养条件为恒温振荡培养(130 r·min-1,30℃),每隔24 h定期取培养液,测定其吸光度(OD),波长采用560 nm,平行测定3个重复。
1.5不同NaCl浓度对菌生长的影响
向富集培养基中加入NaCl,分别配制成含10%、20%和30%的NaCl溶液,调整pH为9.0,接种、培养以及吸光度测定均同1.4,平行测定3个重复。
1.6不同Na2CO3浓度对菌株生长的影响
向富集培养基中加入不同质量的Na2CO3,使Na2CO3浓度分别为0、0.2、0.25、0.3 M,121℃灭菌20 min,接种富集培养液并定期测定菌液吸光度OD560,培养条件及测定方法同1.4,平行做3个重复。
1.7耐盐菌DNA的提取、PCR反应及系统树的创建
1.7.1细菌DNA提取
采用UNIQ-10柱式细菌基因组抽提试剂盒(上海生物工程有限公司)对菌株进行DNA提取,提取步骤按照试剂盒说明书进行。
1.7.2引物
采用细菌16S rDNA通用引物进行PCR扩增,引物序列:7F:5‘-CAGAGTTTGATCCTGGCT-3’;1540R:5‘-AGGAGGTGATCCAGCCGCA-3’.
1.7.3PCR反应条件
1.7.4系统发育树的创建及分类学位置的确定
利用DDBJ(DNA Data Bank of Japan,http://www.ddbj.nig.ac.jp/)数据库,把分离菌株测得的16S rDNA序列进行序列比较,与相似度高的16S rDNA序列创建系统发育树,所用软件为CustalX2.1和Mega5(Molecular Evolutionary Genetics Analysis),系统进化距离矩阵根据Kimura模型估算,创建方法为邻接法(Neighbor-Joining)。