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海洋可培养微生物的鉴定与分类

引言

观察和分类是研究微生物的基础。

海洋环境中蕴藏着丰富的微生物(基因)资源,种类繁多,分布广泛,功能多样,在驱动物质循环、能量流动和生物地球化学进程等方面扮演重要的角色。随着微生物学及分子生物学技术的不断进步,特别是基于高通量测序(high-throughputsequencing,HTS)技术而开展的海洋微生物的宏基因学研究以及生物信息学分析的发展,越来越多的海洋微生物新类群得以被发现和认识,比如海洋蠕虫共生菌delta1symbiont和gamma3symbiont的发现[1]。这些新颖的微生物的重要功能通过基因组注释得以揭示。其次,从新的生命之树(NewTreeofLife)可以看到,微生物具有非常高的多样性,但绝大多数的微生物尚未得到培养(isolate),尤其是纯培养(pureculture)。要深入研究海洋微生物的生理生化功能,及其与海洋动物的共生关系,首先需要培养这些微生物,而后从形态结构到表型特征,再到基因组的功能验证;这样才能更好的认识微生物。

图1.生命之树(包括真核生物、古菌和细菌),引[2]。

正文

TEXT

我主要应用宏基因组学的方法研究海洋动物共生微生物以及共生关系。在研究过程中,用可培养的方法,分离培养了许多新的海洋细菌,用微生物多相分类学方法(polyphasicclassification)鉴定了几个新的微生物种类,发表过几篇鉴定的文章,因此,应师弟的热情邀请,总结一下海洋微生物(细菌)的鉴定和分类方面的基础知识。

要观察和认识微生物,分类是必不可少的,“物以类聚”就是这个道理。分类也是我们认识客观事物的基础。同时,为了认识微生物,也为了科学交流的方便,我们需要鉴定我们研究的这些微生物,同时给予其一个合理的名字。

首先,介绍一下概念:鉴定(identification)、分类(classification)和命名(nomenclature)。这个是微生物分类学的范畴,三者相互联系但又有点区别。分类,是根据微生物之间的相似性或者是亲缘关系,将微生物划分到一个合适的类群。鉴定,则是应用分类学的技术手段,确定微生物的分类地位(taxonomicposition)。鉴定为一个新的分类单元(taxon)的时候,就需要给微生物进行命名。

其次,介绍下新种的鉴定和分类流程:

SrRNA基因可以作为判断新分类单元的一个分子指(marker)

首先,16SrRNA基因序列相似度对新种的界定,没有明确的界限,即使是相似性为%,从严格意义上来讲,也不能排除是新种的可能(只是可能性有点低而已)。一般而言,16SrRNA基因序列与其模式菌株的相似度在97%以下时,大概可以认为是一个新的分类单元。获取纯菌株后,通过抽提菌株的总DNA,用细菌通用引物扩增16SrRNA基因,而后克隆测序获取近全长序列(nearlyfull-length)。用该序列在EzBiocloud数据库(







































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