FISH-NanoSIMS技术在环境微生物生态学上的应用研究

摘要：

微生物分子生态学技术的不断发展,使得同时分析复杂生态系统中微生物的分布和功能特征成为可能.为了研究荧光原位杂交-纳米二次离子质谱技术( fluorescence in situ hybridization-Nano secondary ion mass spectroscopy,FISH-NanoSIMS)在环境微生物生态学上的应用,本研究采用稳定同位素标记的化合物13C-C6 H12 O6﹑15N-NH4 Cl作为C源和N源,分别对纯培养锰氧化细菌假单胞菌Pseudomonas sp. QJX-1(培养基加锰及不加锰两种条件下),以及浅层土壤及厌氧污泥两种环境样品进行培养.利用FISH-NanoSIMS技术检测培养后样品中微生物体内12C-﹑13C-﹑12C14N-﹑12C15N-的分布特征及其丰度值,进而探讨纯菌及环境样品中微生物利用同位素碳氮源的情况.结果显示所有样品细菌分布区域对应的同位素碳氮(13C﹑15N)的含量均显著大于其自然丰度值,这表明Pseudomonas sp. QJX-1及环境样品中的微生物均能代谢13C-C6 H12 O6和15N-NH4 Cl.研究进一步发现,Pseudomonas sp. QJX-1在碳氮源消耗至较低浓度时才进行锰氧化；浅层土壤和厌氧污泥中可能都存在同步硝化反硝化细菌群落. FISH和NanoSIMS技术联用能同时分析环境样品中特定微生物的分布特征及代谢功能,进而能更好地掌握环境样品中微生物群落的生理生态学特征.

关键词：FISH-NanoSIMS、微生物生态学、同位素标记、碳氮源、锰氧化

分类号：X172(环境生物学)

资助基金：环境保护公益性行业科研专项201409029；环境水质学国家重点实验室基金项目13Z03ESPCR

在线出版日期：2015-03-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：244-251