南极长城站附近海域产蛋白酶细菌多样性以及所产蛋白酶多样性

海洋中存在数量巨大种类繁多的微生物，推动着海洋各物质循环尤其是氮循环的进行。但是人们对于参与海洋氮循环的微生物种群及其所分泌酶的了解非常有限。南极海区因地理位置相对封闭，物候条件特殊，环境相对原始而微生物物种相对丰富，是研究海洋有机氮降解作用的理想区域。本课题拟自南极长城站附近海域采集年度周期的表层海水及海底沉积物样品，利用筛选培养技术自不同样品中分离产蛋白酶细菌，研究该区域产蛋白酶细菌的多样性，并研究相关菌群随位点季节的变动；研究这些菌株所产蛋白酶的种类和性质和该区域细菌蛋白酶的多样性及其在不同位点及季节时的分布规律。上述研究将为阐述微生物在亚南极海洋生态环境中在分解蛋白质以推动氮素循环进行方面的重要生态作用提供实验证据及理论依据，并可发现南极新型菌株资源和新型蛋白酶分子资源，为亚南极海洋微生物资源的开发利用提供新的途径和思路。

从南极长城站菲尔德斯半岛海域8个位点的表层沉积物样品中利用酪蛋白筛选培养基筛选到了203个不同的菌株，将这些菌株的16S rDNA序列测序并提交至GenBank数据库。其中有98株能够在酪蛋白明胶筛选平板上生长，但是不能形成水解圈，另外105株细菌能够形成水解圈，用于后续分析。系统发育分析表明这105株细菌分别属于23个属，其中5株细菌在进化树上聚为一簇，并且在NCBI数据库中没有关系相近的Bacteroidetes属，这可能代表了一个较新的分类单元。.在属的水平上，每个样品中的细菌都表现出较高的多样性。这些细菌属于Firmicutes、Bacteroidetes、Actinobacteria和Proteobacteria四个门。总体来说，Bacillus（22.9%）、Flavobacterium（21.0%）和 Lacinutrix（16.2%）是优势属，几乎在每个样品中均有发现，并且形成了丰度最大的类群，这三个属总共有63株，占了总数的60%。有14个属只有一个菌株，占到了全部菌株的16.2%。并且，结果显示，在不同的样品里产蛋白酶细菌的优势菌群是不同的。.多达85株菌在液体发酵培养基中产酶量低，不能进行蛋白酶的抑制剂实验，其余20株细菌的蛋白酶抑制剂实验表明沉积物中的细菌产生的蛋白酶均为丝氨酸蛋白酶和金属蛋白酶。筛选到的105株细菌中57株细菌只能形成微弱的水解圈，48株能够在筛选平板上形成明显水解圈，它们对酪蛋白和明胶的降解能力展现出了极大的不同，表明这些菌株产的蛋白酶可能属于不同种类的丝氨酸蛋白酶和金属蛋白酶。