库姆塔格沙漠东缘可培养细菌多样性及抗辐射-抗氧化耦联性特征初探

作者：刘阳; 王馨悦; 陈拓; 章高森; 武发思; 张威; 刘光琇; 吴玉洁; 徐业腾; 田茂

来源：中国环境科学, 2021, 1-15.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20210706.001

• 库姆塔格沙漠
• 可培养
• 细菌多样性
• 抗辐射
• 抗氧化
• 耦联
• 极端环境

沙漠中发现了大量抗辐射微生物，但沙漠环境中具有抗辐射能力的微生物占总微生物数量中的比例未曾研究；并且光化学氧化导致沙漠环境形成高氧化胁迫环境，但对沙漠微生物的抗辐射和抗氧化能力之间的耦联关系也未曾系统研究。本研究对库姆塔格沙漠东缘可培养细菌进行系统发育学多样性研究的基础上，对菌株的抗辐射和抗氧化能力进行筛选，利用辐射或氧化胁迫后细菌的存活率进行二者耦联关系的研究。研究表明，pH、TOC和TN是影响库姆塔格沙漠东缘中可培养细菌群落结构的主要因素；分离出的105株细菌分别归属于放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)，在可培养细菌数量(9.96×10~(5) CFU/g)和物种丰富度(9个属共72株菌)方面放线菌门均为最优势的门；除拟杆菌门以外，归属于放线菌门、厚壁菌门和变形菌门的可培养细菌中都筛选出了兼具抗辐射-抗氧化的菌株。通过抗辐射抗氧化性能研究表明可培养细菌的抗辐射能力与抗氧化能力具有耦联特征；UV-C辐照强度的D10(致死率为10%)剂量高于100J·m~(-2)的菌株占可培养细菌总数的21.3%，过氧化氢耐受浓度的D_(10)剂量高于10mmol/L的菌株占70.2%，其中放线菌门的三株细菌K4-10、K5-3和K2-40兼具有很强的抗辐射和抗氧化能力。综上所述，库姆塔格沙漠东缘蕴含大量具有抗辐射-抗氧化能力的菌株资源，且菌株的抗辐射和抗氧化能力具有相互耦联的特征，为极端环境中菌株的抗辐射抗氧化特性的机制研究和菌株资源的开发提供了数据和理论的支持。

• 单位
  生命科学学院; 敦煌研究院; 中国科学院西北生态环境资源研究院; 中国科学院大学; 冰冻圈科学国家重点实验室; 甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室; 上海师范大学