【原】黑海深處有“深紅色熒光”，竟是因為這些菌？！

微生態(tài) 2021-04-13

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意大利學(xué)者Cristiana Callieri等人于2019年2月28日在《The ISME Journal》上發(fā)表題目為《The mesopelagic anoxic Black Sea as an unexpected habitat for Synechococcus challenges our understanding of global “deep red fluorescence”》的文章。

該研究證實了在黑海深海區(qū)域“深紅色熒光”（一種葉綠素a 熒光信號）的出現(xiàn)和Synechococcus spp. 的存在。此外，還驗證了Synechococcus 菌株BS56D在深海中的存活能力且會積累葉綠素a，進而可能導(dǎo)致有“深紅色熒光”的熒光信號產(chǎn)生。

文章摘要

黑海是世界上最大的不完全混合湖，其中90%（從100米深到1000米深）的水都是缺氧水。在深海洋水區(qū)域有被稱為“深紅色熒光”的熒光信號，一種葉綠素a-（Chl a）信號，還很少被了解。

在兩次巡航中，我們在深度為750m的水域中反復(fù)發(fā)現(xiàn)每毫升水中含有多達10³個海洋微型藍細菌（picocyanobacteria），并分離出兩種富含藻紅蛋白的聚球藻屬（Synechococcus sp.）菌株（BS55D和BS56D）。對BS56D進行檢測，結(jié)果表明其具有高適應(yīng)性，包括在缺氧/黑暗條件下Chl a的積累以及當(dāng)再次暴露于光時其光合作用的能力。兩種菌株的全基因組測序表明了基因的存在，證實了菌株可在惡劣的中胚層環(huán)境中存活的假設(shè)。

這一發(fā)現(xiàn)提供了新的證據(jù)，支持早期關(guān)于“深紅色熒光”信號與深度缺氧海洋中存活的微生物細菌群體有關(guān)這一猜。因此，建議以后重新考慮可存活的聚球藻屬在黑暗深水中的生態(tài)作用。

文中主要圖片說明

圖1由三個Argo浮標(biāo)（模型PROVORCTS-4 NUT）測量的葉綠素a（左上）和溶解氧（右上）濃度分布。

圖2 2015年在黑海西部環(huán)流（St. 307：43.17N-29.00E）兩次巡航期間進行的Synechococcus spp.豐度剖面圖與2016年夏季獲得的新剖面圖進行了比較。

圖3 在實驗48天期間SynechococcusBS56D在有氧/光和缺氧/黑暗條件下生長的情況。a Synechococcus的數(shù)量，b葉綠素a細胞含量，c PSII的光合活性。

圖4 SynechococcusBS55D和BS56D spp. 的最大可能系統(tǒng)發(fā)育樹與來自海洋，咸水，廣鹽水和淡水棲息地的新型菌株的代表的系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)。

圖5 海洋，沿海和淡水Synechococcus spp.（包括新BS55D和BS56D）中PBS基因簇的結(jié)構(gòu)和相似性。PBS類型I，II，III（a-d）和IIB。PC：藻藍蛋白; PE：藻紅蛋白; AplA：Allophycoyanin樣蛋白; 藻膽素裂解酶：CpeY，CpeZ，CpeF，CpeS，CpeT，CpeU，RpcG，RpcE，RpcE，RpcF，RpcT; 比林合成：pebA，pebB。

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