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深圳首期海洋微生物资源调查初步结果出炉 发现10种致病性菌株

  历时近一年,广东海洋大学深圳研究院发起的“深圳海洋微生物资源调查”专项第一期考察任务全部完成并取得丰硕成果。本次调查基本探清了深圳海区范围内海洋微生物“家底”,相关调查报告材料显示,深圳2018年度4个季度共收集保种微生物株系达12000株,微生物种类多样性是夏季高于秋季,微生物丰度是夏季低于秋季。此次调查中,还发现致病性菌株10种。

  海洋微生物资源调查活动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。

  本次主要调查内容为微生物种质资源、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。重点调查区域为深圳海域6大入海口,年度内按春(3月)、夏(6月)、秋(9月)、冬(12月)四季度进行采样,样品类别分别为水样和底泥样品。

  此次“深圳海洋微生物资源调查项目”是深圳市首次,亦是广东省第一个以海洋微生物为对象的调查活动。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,夏季的微生物种类多样性高于秋季,其丰度低于秋季,且随季节性变化,不同入海口变化差异明显。


  此外,考察成员还获得3.2Tbp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;针对放线菌、细菌、真菌代谢产物,共获取生物碱、萜类化合物、内酯类化合物等天然产物共计300余种,有待进一步进行抗菌抗病毒实验。经过初步统计,考察人员还获取可培养原生动物10种,获得4.4Gbp单细胞测序数据,初步建立纤毛虫基因库。

  值得一提的是,考察人员发现了10种致病性菌株!为了对样本中的病原微生物进行进一步分析、处理,考察成员利用β-内酰胺类、氨基糖苷类、四环素类、喹诺酮类、大环内酯类、糖肽类等类型抗生素敏感实验获取耐药性菌株,并进行动物感染实验获取到这些致病性菌株。


  高通量数据显示,top10毒力因子多与其粘附功能、营养获取功能、毒素相关,其分布菌株包括铜绿假单胞菌、流感嗜血杆菌、无乳链球菌、粪肠球菌、布鲁氏菌、脑膜炎奈瑟菌、大肠杆菌等。

  调查结果表明,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大量检出,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。

  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。

  负责该项目的广东海洋大学深圳研究院鲁义善教授表示,海洋微生物不仅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。

延伸阅读

  海洋覆盖地球面积的70%,蕴藏着全球80%以上的物种。而微生物是海洋中的重要生命形式,约占海洋总生物量的90%,基于分子特征的海洋微生物种类达10亿种,海洋微生物具有陆生微生物所无法比拟的生态群落结构多样性和物种多样性,构成了地球上最为庞大并有待开发的资源宝库。

  海洋微生物不仅是地球上最大的种质资源库、基因资源库、活性物质库,也是地球上最大的病原储藏库。随着近海污染的加剧,病原微生物种类和数量增多,病原耐药性越来越广,变异速度越来越快,人体健康及海洋生态安全受到威胁。除此之外,全球变暖也将导致海洋微生物的爆发性增长。

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