深海细菌功能群的多样性及其对模拟海洋硫化（铁化）环境的响应

Microbial communities and their associated metabolic activity are very rich diversity in deep sea because of their particular ecological environment: high pressure, oligotrophic and dark. The research of deep-sea microorganisms have a profound impact not only for the microbial resources, and also finding the interaction of the environment and organisms. We have obtained the data about the microbial populations profiled by pyrosequencing at the Southwest India Ocean. In this study, the selective isolating methods will be used to get diversity-rich and novel bacteria species base on the pyrosequencing data. In order to get the bacterial functional populations, we will analyze the diversity, ecology and the speciel lipids, and the correlation with geochemical of the bacteria. Based on "sulphidic (ferruginous)" ocean environment, The experiment of the laboratory simulation will be used to research the populations when Sulfate concentration changes at the deep-sea samples, and the properties of bacterial functional species. We will show a significant relationship between variation in geochemical composition and bacterial community structure within deep-sea sediments，and provide microbial evidence for the evolution of paleo-ocean.

深海由于其高压、寡营养、黑暗等特殊的生态环境，赋予了生活于其中的微生物异常丰富的多样性和独特的代谢能力。深海微生物研究不仅对微生物资源开发具有重要现实意义，也对认识生命与环境相互作用的规律具有重要科学意义。本项目根据前期高通量测序探测到的印度洋深海细菌多样性，拟采用选择性分离培养的方法，获得可培养的细菌，并分析其物种多样性、可能的生态功能及特征性的类脂化合物；进一步结合环境参数分析细菌群落结构与环境的相关性，筛选功能群菌株。以海洋"硫化（铁化）"作为着眼点，利用室内原位环境模拟实验，研究硫酸盐浓度变化对深海样品中细菌群落结构的影响；同时，研究分离获得的细菌功能群对硫酸盐浓度变化的响应程度。以期阐述深海细菌群落与环境之间的相互作用，为古海洋演化提供微生物的证据支持。

深海由于其高压、寡营养、黑暗等特殊的生态环境，赋予了生活于其中的微生物异常丰富的多样性和独特的代谢能力。深海微生物研究不仅对微生物资源开发具有重要现实意义，也对认识生命与环境相互作用的规律具有重要科学意义。本项目对39个印度洋深海样品（包含有5个热液区沉积物）微生物16S rRNA基因进行了高通量测序，阐明了印度洋深海沉积物热液区及非热液区微生物群落结构特征及生物地理学特征。同时对不同深海样品的放线菌进行分离培养并探究了深海放线菌的生态功能。.高通量数据分析表明，非热液区印度洋沉积物的微生物群落结构组成以奇古菌（Thaumarchaeota）和变形菌（Proteobacteria）为最优势的微生物类群，可分别占样品微生物总数的10-40%和30-55%；其次是Planctomycetes，可占样品微生物总数约5-15%；Acidobacteria，Actinobacteria，Chloroflexi，Bacteroidetes，Gemmatimonadetes以及Nitrospirae等类群在样品中平均丰度大于1%。热液区沉积物微生物群落结构呈现明显的多样性，并与非热液区沉积物微生物群落结构明显不同，以变形菌（Proteobacteria）为最优势的微生物类群，在大部分样品中占微生物总数的40-50%，个别样品可达75%以上；其次是放线菌Actinobacteria，拟杆菌Bacteroidetes和浮霉状菌Planctomycetes。古菌中仍以奇古菌为优势类群，但在大部分样品中不超过微生物总数的1%。. 在9个样品分离获得的176株放线菌，属于29个属，18个科，9个目，其中有15个属，13个科，8个目在高通量测序中也被探测得到。证明培养和非培养的方法是相互补充的。通过筛选深海放线菌的生态功能发现，深海放线菌具有良好的有机质降解、三价铁还原和稀土元素浸出能力，表明放线菌在深海元素的地球化学循环中起到了重要作用。