可行的细菌和古生菌521年冻土微生物丰度在冻土环境中

大量(109细胞g1)检测到微生物细胞的永冻层,但在大范围变化在不同冻土环境(表5.1)。一般来说,只有一小部分的微生物群落是由培养隔离。在北极永久冻土0.1 -10%的微生物群落的恢复是标准的培养,而在南极冻土活细胞复苏只是0.001 - -0.01% (Vorobyova et al . 1997年)。微观调查冻土微生物原位显示部分退化细胞的存在(即。细胞壁和细胞膜破裂)和空“鬼细胞”(Dmitriev et al . 2000;Soina et al . 2004);由于冻土的恒定的低温,死亡或破坏微生物细胞仍保存完好,可能导致总微生物计数。例如,汉森et al。(2007)发现,74%的微生物群落在斯匹次卑尔根岛冻土破坏细胞壁,基于微分染色和显微镜,被认为是不可行的。冻土具有完整的微生物细胞超微结构改变,如细胞壁增厚和一个包含大量的非齐次细胞质总量(2004年Soina et al . 1995年)。也许最典型,西伯利亚永久冻土层似乎是由细胞的数量< 1 | im的大小(Dmitriev et al . 2000;Soina et al . 2004年)与细胞直径< 0.4 | im ultramicroforms占高达80%的西伯利亚永久冻土层的微生物种群(Vorobyova et al . 2001年)。 Dwarfed cells are characteristic of the viable but non-culturable state (reviewed in Oliver 2005) and, therefore, many cells in permafrost may be in a physiological state that is recalcitrant to laboratory cultivation, partially explaining the low viable cell recovery.

从冻土恢复可行的细胞的能力似乎是独立于冻土温度或深度,但取决于永久冻土的年龄。随着年龄的增加,细菌分离株的数量和多样性减少,增加无菌样品的数量(Gilichinsky et al . 1989, 1992;Khlebnikova et al . 1990年)。然而,可行的微生物细胞从西伯利亚永久冻土层中恢复和300万年一样古老(Gilichinsky 2002 a)。冰在永久冻土也有一个大的数量影响细胞复苏,增加冰内容往往大大减少了活细胞计数。可行的细菌几乎很少从纯冰系统等冻土冰楔形(Gilichinsky et al . 1995;Gilichinsky 2002 b)或大规模地面结冰(Steven et al . 2008年),尽管可行的细菌数量高达106 CFU ml-1恢复从阿拉斯加冰楔样本(片et al . 2007年)。因此,冰的原点、年龄、理化特征大概确定一个可行的微生物群落的存在和丰富。

表5.1各冻土环境微生物丰度

			直接
		可行的	微观
位置	细胞类型	细胞countsa	countsb	引用
南极干谷	好氧异养生物	0 - 105	105 - 106 c	霍洛维茨等。
				(1972)
	产甲烷菌	0 - 103		考恩等。
				(2002)
	硫酸盐还原	0 - 103		Gilichinsky
				et al . (2007)
	反硝化细菌	0 - 101
西伯利亚永久冻土层	好氧异养生物	0 - 108	103 - 108	Rivkina et al。
				(1998)
	产甲烷菌	0 - 107		Gilichinsky
				(2002)
	硫酸盐还原	0 - 103
加拿大高	好氧异养生物	101 - 104	107 - 108	史蒂文et al。
北极				(2007)
永冻层
				史蒂文et al。
				(2007 c)
斯匹次卑尔根岛	好氧异养生物	105年	109年	汉森等。
				(2007)
	厌氧	105年
	异养生物
天山,	好氧异养生物	105年	河畔	白et al。(2006)
中国(高山
永冻层)
青藏	Alkaliphilic和	102 - 105	NA	Zhang et al。
高原(高	耐寒的			(2007)
高度	细菌
永冻层)
西伯利亚Cryopeg	好氧异养生物	102 - 105	107年	贝克曼等。
				(2003)
	厌氧异养生物	101 - 102		Gilichinsky
				et al . (2003)
	硫酸盐还原	106年		Gilichinsky
	产甲烷菌			et al . (2005)
		102年
阿拉斯加冰楔	好氧异养生物	105 - 106	NA	片等。
				(2007)
加拿大高	好氧异养生物	0	104年	史蒂文et al。
北极地面冰				(2007 c)
格陵兰岛冰川	好氧异养生物	102年	107年	Miteva et al。
冰/冻土				(2004)

aCFU g1(只给出了计数的数量级)bCells g1(只给出了计数的数量级)cEstimated ATP含量/细胞dData不可用

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