环境对甲烷渗漏区海洋沉积物微生物生长特性的影响

　　 摘要: 目的 从研究区域自然环境中获得目标微生物富集体并建立纯培养，完善甲烷渗漏区生物地球化学基础研究的关键环节，为其他未知微生物的富集与培养提供思路和借鉴

　　 摘要:

目的 从研究区域自然环境中获得目标微生物富集体并建立纯培养，完善甲烷渗漏区生物地球化学基础研究的关键环节，为其他未知微生物的富集与培养提供思路和借鉴。方法 对甲烷渗漏区域海洋沉积物微生物进行分离和培养，提炼一套较为完善的海洋微生物实验方法，包括微生物样品现场处理、厌氧培养基配制与灭菌、微生物富集培养与分离等。利用微生物高通量测序技术进行基因测序与菌群鉴定，并设置不同的实验条件和实验周期，开展微生物活体培养实验。短期实验(1.5 d)采用单因子变量方法研究环境因素(光照、培养基浓度、温度、酸碱度)对微生物的影响；中期实验(22 d)验证短期实验结果，并确定更适宜的培养条件；长期实验(250 d以上)通过对微生物实时定量追踪，进一步研究微生物富集体在特定条件下的生长状况和活性表达。结果 短期培养中，厌氧污泥菌液在自然光照下活性显著提升(17 h达峰值，铁浓度16.7 mg/L，约为初始浓度4倍)，黑暗环境则延长其缓冲期(0-15 h)，而海洋底泥菌液在黑暗环境中活性更优(14 h/35 h出现高值)，且在酸碱环境(pH 5.0/9.0)后期活性高于中性(铁浓度分别约为4.3 mg/L vs. 11.1 mg/L)。中期培养阶段，厌氧污泥菌液在4 ℃+酸性条件下活性稳定(铁浓度降幅仅为20%)，而海洋底泥菌液偏好较高温度及碱性环境(pH 9.0适应后活性提升)。全局分析显示，前15天为温度适应期，此后温度成为关键调控因子。长期培养中，厌氧污泥菌液活性呈周期性波动(每50 d更换培养基引发先降后升)，但150 d后出现不可逆衰减；海洋底泥菌液则表现出强适应性(高压下117-145 d活性达峰值，推测生长周期约为130 d)，且在室压下维持锯齿状稳定活性(铁浓度3.0-10.4 mg/L)。结论 厌氧污泥微生物对光照和培养基浓度敏感，短期光照促进活性，但长期抑制，黑暗及100%浓度培养基更适其生长(4 ℃酸性环境，15 d生长周期)；而海洋底泥微生物在黑暗+100%培养基、高温碱性环境下适应性更强，虽短期活性受光照影响小，但需约130 d生长周期，其高压环境适应性显著影响生长进程。