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北极具有独特的气候特征,是一个酷寒、高盐度的特殊生境。生存于其中的微生物必然有与之相适应的生理代谢途径来适应这种极端环境。对北极海冰细菌的研究将有助于人们对海冰细菌低温和高盐适应方式有进一步的认识,同时也为开发利用极端微生物资源提供科学依据。 本文从第4次北极科学考察采集的海冰样品中分离筛选到3株对低温和高盐耐受性较强的菌株,分析了温度和盐度对3株菌生长的影响并绘制生长曲线,确定其最适生长条件,然后对其进行了分子鉴定和系统发育分析。结果表明,3株菌最适生长温度为10℃,最适生长盐度为30‰,均为适冷适盐菌;分子鉴定结果表明3株菌属于假交替单胞菌属。通过荧光偏振法研究了温度和盐度对菌株细胞膜流动性的影响,并应用GC-MS检测法测定了不同条件下细胞膜脂肪酸的组成,同时在低温和高盐环境下添加浅蓝菌素分析其生长情况和脂肪酸组成。结果表明:低温条件下菌株细胞膜流动性无显著性变化,膜脂肪酸组分中总单不饱和脂肪酸和支链脂肪酸含量显著升高,其中单不饱和脂肪酸C16:1在菌株低温生长中起着关键作用;高盐条件下,3株菌细胞膜流动性同样无显著性变化,支链脂肪酸和单不饱和脂肪酸 C16:1含量显著升高。实时荧光定量PCR结果表明,△9-脂肪酸脱氢酶基因在低温胁迫条件下表达量显著升高,在胁迫处理2-4h时达到最大表达水平,之后表达量逐渐降低,但仍高于最适条件下的表达量;高盐胁迫时,目的基因表达变化趋势与低温胁迫条件下相同,但胁迫响应时间较长,菌株在高盐诱导8-12 h时表达水平最高。由此推测,低温和高盐环境下北极海冰细菌通过提高△9-脂肪酸脱氢酶基因的表达量来增加△9-脂肪酸脱氢酶的合成,进而产生更多的十六碳单不饱和脂肪酸等低熔点脂肪酸,使菌株在低温和高盐环境下维持一定的膜流动性,从而维持自身的生长和繁殖。