底栖有孔虫群落及其地球化学组成是海底冷泉区发育的重要指示标志之一.对南海北部东沙西南海域4个含碳酸盐结核表层沉积物样品进行了底栖有孔虫群落分析,以探讨该区底栖有孔虫对冷泉活动的响应特征.结果表明,该区底栖有孔虫群落组合总体具有玻璃壳含量高、胶结壳含量低的特征,主要属种以Cibicides pseudoungerianus,Globocassidulina subglobosa为主,其次Discanomalina semi punctata,Gyroidina soldani,Lenticulina orbicularis和Cibicides lobatulus也有较高含量.该区底栖有孔虫群落组成与邻近正常沉积区有显著差异,总体上含碳酸盐结核区底栖有孔虫以玻璃壳表生种为主,而正常沉积区的胶结壳和内生种则相对有较高含量.Cibicides属底栖有孔虫和D.semipunctata通常附生于蠕虫管壁、珊瑚枝或碳酸盐结核表面,它们在东沙西南区域大量出现可能与该区硬底质沉积密切相关.我们提出D.semipunctata可作为南海北部硬底质类型冷泉活动的指示标志.

对南海东沙海域DH-CL5PC岩心开展了碳酸钙含量、钙质生物壳体保存状况,有孔虫群落结构组成及氧碳同位素分析,结果发现该岩心MIS 3期碳酸钙含量极低、5个层位钙质生物壳体出现显著溶解现象.发生溶解层位各门类钙质生物化石丰度显著降低,底栖有孔虫与浮游有孔虫丰度比例(底栖/浮游)大于1,有孔虫壳体化学溶蚀特征明显.分析其原因认为,陆源物质的稀释作用及潜在的钙质生物溶解作用共同导致了该岩心的碳酸钙含量极低,而甲烷的有氧氧化过程所形成的偏酸性环境可能是导致钙质生物壳体发生显著溶解的主要原因.根据有孔虫群落结构和钙质生物化石保存状况的差异性,推测DH-CL5PC岩心所在区域MIS 3期以来至少经历过5次甲烷渗漏至海底附近低氧或富氧区域的过程,而各期次甲烷渗漏的强度可能有所差异.钙质生物壳体溶解现象结合其他指标一定程度上可以作为反演地质历史时期甲烷渗漏过程和强度的有效指标.

[目的]冷泉系统广泛存在于大陆边缘地区,其典型特征是在海底渗漏出大量富含以甲烷为主的碳氢化合物和硫化氢等成分的低温流体.冷泉也因其独特的地球化学条件孕育着独特的原核微生物群落结构,然而,原核微生物组成与冷泉环境之间的响应关系却并不清楚.[方法]本文以莫克兰大陆边缘活跃冷泉区沉积物柱状样为研究对象,沿深度剖面分析了沉积物中的CH4以及孔隙水SO42-、H2S浓度等关键地球化学参数,并基于16S rRNA基因高通量测序对冷泉沉积物原核微生物的群落结构及其空间变化进行了系统分析.[结果]根据其硫酸盐-甲烷浓度剖面特征,从上向下,将沉积物垂向剖面划分为硫酸盐还原区(SZ)、硫酸盐-甲烷转换区(SMTZ)和产甲烷区(MZ).通过原核微生物α多样性与基因定量研究发现,随着深度增加微生物多样性与丰度呈逐渐降低的趋势.16S rRNA基因高通量测序结果表明,SZ中以硫氧化细菌y-变形菌纲、α-变形菌纲和埃普西隆杆菌门为主,且以硫酸盐为电子受体的与有机质降解相关的原核微生物JS1、绿弯菌门、洛基古菌纲、深古菌纲及底栖古菌纲的相对含量也较高;SMTZ存在较高含量的ANME-1a、ANME-1b与SEEP-SRB1,它们耦合介导着硫酸盐还原和甲烷厌氧氧化(SR-AOM)过程.此外,深古菌纲及绿弯菌门的普遍存在说明,除甲烷外,沉积物中还可能存在其他烃类化合物.[结论]通过对莫克兰大陆边缘冷泉渗漏区沉积物中原核微生物群落结构的研究,发现细菌和古菌群落组成与冷泉系统独特的地球化学环境具有密切的联系.

[目的]当前对全球冷泉生态系统微生物生态学研究显示,冷泉生态系统中主要微生物类群为参与甲烷代谢的微生物,它们的分布差异与所处冷泉区生物地球化学环境密切相关.但在冷泉区内也存在环境因子截然不同的生境,尚缺乏比较冷泉区内小尺度生境间微生物多样性和分布规律的研究.本研究旨在分析南海Formosa冷泉区内不同生境间微生物多样性差异,完善和理解不同环境因子对冷泉内微生物群落结构的影响.[方法]对采集自南海Formosa冷泉区不同生境(黑色菌席区、白色菌席区和碳酸盐岩区)沉积物样本中古菌和细菌16SrRNA基因进行测序,结合环境因子,比较微生物多样性差异,分析环境因子对微生物分布的影响.[结果]发现在Formosa冷泉内的不同生境中,甲烷厌氧氧化古菌(anaerobic methanotrophic archaea,ANME)是主要古菌类群,占古菌总体相对丰度超过70％;在菌席区ANME-lb和ANME-2a/b是主要ANME亚群,碳酸盐岩区则是 ANME-1b.硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)和硫氧化菌(sulfur-oxidizing bacteria,SOB)是冷泉各生境内细菌的最主要类群,二者均占细菌总体相对丰度的20％以上,其中Desulfosarcinaceae 占 SRB 的 50％以上,Sulfurovaceae 和Sulfurimonadaceae 共占 SOB 的 90％以上;其他占细菌类群超过10％的还有Gammaproteobacteria和Chloroflexi.通过对甲烷代谢保守功能基因 mcrA(methyl coenzyme-M reductase alpha subunit)、硫酸盐还原保守基因 dsrA(dissimilatory sulfite reductase alpha subunit)的定量PCR结果发现mcrA基因拷贝数为109-1010copies/g(湿重),dsrA基因拷贝数为108-109 copies/g(湿重),均高于非冷泉对照区沉积物1-2个数量级.群落分析结果显示冷泉区不同生境间的群落结构存在显著差异,且多因素分析的结果显示不同生境中微生物多样性和分布与甲烷、硫化氢、硫酸盐以及溶解性无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)浓度显著相关.[结论]本研究通过对冷泉区内菌席区和碳酸盐岩区异质性生境的微生物多样性进行分析,发现主要的微生物类群均为参与甲烷(厌氧甲烷氧化)和硫(硫酸盐还原、硫氧化)代谢的微生物,但不同生境中微生物多样性和分布差异明显,主要受控于甲烷、硫酸盐、硫化氢和DIC等环境因子.

目的 探究深海冷泉来源微生物的次级代谢产物产生能力,从中挖掘具有抗多重耐药(multi-drug resistant,MDR)菌活性的次级代谢产物,为新药研发提供化合物实体.方法 采用稀释涂布法分离纯化深海冷泉海泥样品中的放线菌,通过琼脂扩散法筛选具有抗MDR菌活性的放线菌;基于16SrRNA基因片段序列分析和系统进化树构建初步确定目标放线菌种属;对目标放线菌进行大规模发酵,采用有机溶剂萃取、反相硅胶柱层析、半制备高效液相等分离手段对发酵产物进行分离纯化,利用核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)、质谱(mass spectrometry,MS)等波谱学技术并结合文献对化合物进行结构鉴定,然后对化合物进行抗MDR菌活性测试.结果 从深海冷泉中筛选到1株具有抗MDR菌Micrococcus luteus ML01和Staphylococcus aureus CCARM3090活性的放线菌OUCLQ19-35-1,16S rRNA序列及系统进化树分析初步确定其为Nocardiopsissynnemataformans;从其发酵产物中分离得到3个化合物,分别为questi-omycin A(1)、1,6-dihydroxyphenazine(2)和5a,6,11a,12-tetrahydro-5a,11a-dimethyl[1,4]benzoxazino[3,2-b][1,4]benzoxazine(3);活性结果显示,化合物1～3均无抗MDR菌活性,但其所在的组分有抑菌活性.结论 从深海冷泉筛选得到1株诺卡氏菌OUCLQ19-35-1,其能够产生抗MDR菌的活性次级代谢产物,具有潜在的应用价值,但其活性成分有待进一步的确定.