分子地质微生物学研究方法述评.pdfVIP

第20 卷第6 期 地球科学进展 VoI. 20 No. 6 2005 年6 月 ADVANCES IN EARTH SCIENCE Jun. ，2005 文章编号：1001-8166（2005 ）06-0664-07 分子地质微生物学研究方法述评* 1 2 2 2 3 王红梅 ，谢树成 ，赖旭龙 ，黄俊华 ，杨娇艳 （1. 中国地质大学环境学院生物科学与技术系，湖北 武汉 430074 ；2 . 中国地质大学地球科学学院， 湖北 武汉 430074 ；3. 华中师范大学生命科学学院，湖北 武汉 430079 ） 摘 要：微生物在诸如海洋、湖泊、土壤、冰川、洞穴等许多生态系统的地质过程中发挥着重要作用， 国际上对一些单个生态系统的地质微生物研究进展及微生物类脂物碳同位素组成与碳循环的关系 等已部分地进行了总结。从分子水平上总结了地质微生物研究进展，着重从核酸（16S rRNA 、 DNA ）和类脂物（磷脂酸、藿醇）两大方面评述了分子地质微生物学的研究，重点剖析了地质历史时 期的甲烷氧化细菌、绿硫细菌、蓝细菌等一些重要微生物类群的类脂物分子标志化合物特征，揭示 了当今分子地质微生物研究领域必威体育精装版的研究方法及其发展动态，指出单体稳定同位素研究和放射 性同位素示踪的结合将使分子地质微生物学研究进入一个崭新阶段。 关 键 词：地质微生物；生物标志化合物；分子化石；微生物 中图分类号：@939. 99 文献标识码：A 配位剂或用酶催化氧化还原反应而改变金属和非金 0 引 言 属在水、土壤和沉积物中的形成作用；更为重要的是 地质微生物学（geomicrobioIogy ）最早源于geo- 微生物生态类型的多样性使它们几乎无处不在，尤 ［1］ ［6 ］ IogicaI microbioIogy 一词。1954 年 Beerstecher 对 其是在各种极端环境如高温（热液喷口附近） 、高 ［7 ］ 地质微生物学进行了定义，认为它是研究微生物和 压（大陆超深钻中）、极酸环境（pH 为- 0 . 1 ） 中 地球历史关系的科学。1963 年，Kuznetsov［2 ］在地质 微生物的发现，不得不使人们对微生物的地质作用 微生物学的定义中更加强调了微生物在现代地质过 重新进行审视，地质微生物学也因此倍受重视。 程中的作用，如微生物在各种水体包括地下水中的 然而，由于微生物的常见类群如细菌、放线菌、 沉积作用及在地壳表层的风化作用等。目前对地质 真菌和单细胞藻类等个体均十分微小，而且生活周 微生物学较为统一的认识是：地质微生物学是研究 期也十分短暂，这就使地质微生物学的研究尤其是 微生物在过去或现代正在进行的地质过程中所起作 涉及到地质历史时期微生物作用的研究十分困难。 用的学科［3 ］。已有的研究表明，微生物可以通过多 用传统的微生物培养方法不可能对地质历史时期微 种方式来改变人们赖以生存的地球［4 ］。如它们可 生物进行研究，要由此进一步研究这些微生物的地 以通过放氧的光合作用、固氮作用等改变大气圈的 质作用和地球化学过程就更加不可行。现代分子生 化学性质［5 ］；通