全国首家!深圳为身长不过数十微米的纤毛虫建立基因库

原创读创深圳  2019/04/09 16:06

读创/深圳商报记者  张妍 通讯员 刘雨婷

“汪洋中的一滴水”都不足以说明它的微小,它的身长不多数十微米,但它以细菌为食,与海洋生态密切相关。记者4月9日从广东海洋大学深圳研究院获悉,该研究院历时一年发起并完成了深圳首个海洋微生物资源调查,也是广东省第一个以海洋微生物为对象的调查活动,基本探清了深圳海区范围内海洋微生物“家底”。同时,初步建立起全国首家纤毛虫基因库。

纤毛虫

据了解,“深圳海洋微生物资源调查”由广东海洋大学深圳研究院于2018年3月发起,深圳市渔业服务与水产技术推广总站、中国科学院水生生物研究所、深圳华大生命科学研究院、中国科学院微生物研究所协作完成。

此次调查活动牵头人、广东海大深研院副院长鲁义善表示,本次调查主要内容包括微生物种质资源、微生物基因组、微生物代谢产物、病原微生物及原生动物纤毛虫资源等情况,按照春(3月)夏(6月)秋(9月)冬(12月)4个季度进行采样调查,重点调查了深圳海域的6大入海口的水样和底泥样品。

科研人员正在进行检测

通过对样本的分析处理,科研人员已收集保种微生物株系达1.2万株,涉及27个门,29个纲,46个目,42个科,24个属。“如果按照季节来看,深圳海域夏季微生物种类多样性高于秋季,但密度低于秋季。随季节性变化,深圳海域不同入海口变化差异明显。”鲁义善表示,但是目前还不能明确深圳海域微生物的显著特点,因为一年数据不具备统计学意义,他们将累积3年统计数据再进行分析。

此外结合深圳IT+BT优势,科研人员还获得丰富的高通量测序数据,同时测定丰度较高的红杆菌、红环菌、弯曲菌等12个株系基因组;经过初步统计,科研人员还获取可培养原生动物10种,获得丰富的单细胞测序数据,初步建立纤毛虫基因库。纤毛虫大部分在海洋中生活,少部分寄生在无脊椎或脊椎动物体内,比如大熊猫肠道中就有帮助它消化竹纤维的纤毛虫。鲁义善表示,之所以要建立纤毛虫基因库是因为纤毛虫与海洋生态息息相关,比如某些海洋纤毛虫是“赤潮”种,大量繁殖时,会爆发形成赤潮;海洋纤毛虫以有机碎屑和细菌为食物,其适量存在对海水的清洁具有重要作用;加上纤毛虫生命周期短,其种类构成与群落结构可对水环境的改变做出相应反应,比如反映水污染情况,因此在海洋环境的生物监测和环境保护的研究中有着广泛用途。

专家指出,深圳部分海域大量检出不动杆菌、假单胞菌、杀鲑气单胞菌、阴沟弓形杆菌、嗜低温弓形杆菌、金黄杆菌、南极鼠尾杆菌等对人或海洋动物敏感的致病菌,提示由这些细菌造成的人或动物感染机率较高,需要提高对上述菌群的风险意识。但从微生物资源利用角度来看,深圳海域检出针对放线菌、细菌、真菌代谢产物,共获取生物碱、萜类化合物、内酯类化合物、香豆素、醌类化合物、黄酮类化合物等天然产物共计300余种,具有良好的应用前景。“海洋微生物是国家重要的战略资源,其次生代谢产物及其在医药、环保、能源等领域更具有广阔的应用前景。后续将开发其活性物质,对样本中海洋微生物的抗菌、抗肿瘤和免疫增强等功能性进行检测,并对其基因的耐药性和致病性进行分析,这些调查数据将为海洋生态安全和生物安全提供强有力的保障,可能带来巨大的社会效益和生态效益。”

科研人员取样后合影

鲁义善指出,该项目已初步完成全市海洋微生物资源多样性编目,基本摸清了深圳市海洋微生物资源本底,建立起微生物种质资源库和基因库。未来,项目组将每年在深圳海域范围内持续开展海洋微生物资源调查活动,不断丰富并扩建资源库,完善深圳海洋微生物资源调查及评价报告,以及海洋资源科学保护管理与合理开发利用对策,为深圳建设“全球海洋中心城市”提供智力支撑。

读创编辑张妍