纳帕海高原湿地噬藻体g20基因系统发育多样性分析

【背景】噬藻体是感染蓝藻的病毒,是水生系统的重要组成部分。它们对宿主种群死亡率有重要影响,是控制蓝藻水华生消的潜在因子,对蓝藻群落结构的调控具有重要意义。大量研究揭示了海洋和淡水环境中噬藻体的高度多样性,但目前对高原湿地中噬藻体的多样性知之甚少。【目的】阐明我国纳帕海高原湿地噬藻体g20基因的遗传多样性,为进一步开展高原湿地微生物资源及其生态功能研究提供理论基础。【方法】采集雨季的水体样品,以衣壳蛋白基因g20为标记基因,利用特异性引物Cps1和Cps8对其进行PCR扩增,得到26条不同的g20基因有效序列,并将其与其他生境中g20基因序列进行主坐标分析和系统发育分析。【结果】与其他海洋和淡水的噬藻体序列相比,纳帕海高原湿地中噬藻体的序列与其他稻田序列更为相近;但也存在部分序列单独聚簇,这可能为纳帕海高原湿地中独有的噬藻体类型。【结论】表明该地区的噬藻体较丰富,并具有一定的独特性。     

新型聚球藻噬藻体Yong-L2-223的分离及基因组分析

【目的】噬藻体(cyanophages)是特异性侵染蓝藻(cyanobacteria)的病毒，广泛分布于各类水体中，在调节蓝藻种群动态和密度、推动生物地球水生生态系统循环中起着重要作用。本研究的目的在于分离、鉴定噬藻体。【方法】本研究以海洋聚球藻(Synechococcus sp.) PCC 7002为指示宿主，从淡水水样中分离培养一株新型噬藻体Yong-L2-223，对其进行了宿主范围实验、全基因组测序、基因功能注释和系统进化分析。【结果】针对31株供试蓝藻的宿主范围实验，结果除指示藻PCC 7002 [属于聚球藻目(Synechococcales)]外，Yong-L2-223能够感染2株淡水蓝藻，分别是来源于滇池的绿色微囊藻(Microcystis viridis) FACHB-1342 [属于色球藻目(Chroococcales)]和水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)FACHB-1209[属于念珠藻目(Nostocales)]。既可在高盐条件下感染海洋蓝藻，又可在低盐条件下感染淡水蓝藻，Yong-L2-223具有广盐性。透射电镜观察表明，Yong-L2...     

从营养扰动实验看原绿球藻在近海分布的制约因素

地球上细胞最小、丰度最大的放氧光合自养原核生物原绿球藻 (Prochlorococcus)发现于热带大洋 ,并被证实可在某些近海甚至近岸水域大量分布。但除温度之外 ,原绿球藻自然分布的控制因子尚不明了。从近海和大洋生态条件的主要差别考虑 ,在南海进行了主要营养盐———氮、磷和微量元素———铁、钴扰动的现场培养实验 ,并应用流式细胞技术监测原绿球藻及聚球藻 (Synechococcus)、超微型真核浮游植物 (pico_eukaryotes)的细胞丰度和单细胞色素含量的响应以及细菌的影响。结果表明 ,磷和钴的添加有利于原绿球藻 ,而氮和铁的添加更有利于聚球藻和超微型真核浮游植物。同时 ,由环境条件引起的生物响应又间接地导致超微型生物之间的相互作用。因而 ,原绿球藻在近海的分布 ,可能受到营养盐组成等环境因子以及生物之间的相互作用等多方面的限制和影响     

从营养扰动实验看原绿球藻在近海分布的制约因素

地球上细胞最小、丰度最大的放氧光合自养原核生物原绿球藻( Prochlorococcus )发现于热带大洋,并被证实可在某些近海甚至近岸水域大量分布.但除温度之外,原绿球藻自然分布的控制因子尚不明了.从近海和大洋生态条件的主要差别考虑,在南海进行了主要营养盐--氮、磷和微量元素--铁、钴扰动的现场培养实验,并应用流式细胞技术监测原绿球藻及聚球藻( Synechococcus )、超微型真核浮游植物(pico-eukaryotes)的细胞丰度和单细胞色素含量的响应以及细菌的影响.结果表明,磷和钴的添加有利于原绿球藻,而氮和铁的添加更有利于聚球藻和超微型真核浮游植物.同时,由环境条件引起的生物响应又间接地导致超微型生物之间的相互作用.因而,原绿球藻在近海的分布,可能受到营养盐组成等环境因子以及生物之间的相互作用等多方面的限制和影响.     

抚仙湖超微型浮游藻类群落结构空间分布特征

2016年7月对抚仙湖进行采样调查,研究抚仙湖超微型浮游藻类（超微藻）的空间分布特征及关键影响因子。结果表明,抚仙湖超微藻平均丰度为（8.58±3.25）×10³个/mL,其中超微蓝藻丰度显著高于超微真核藻。超微藻丰度在沿岸带较高,敞水区相对较低,北部最深点低于南部最深点;垂直方向上,超微藻丰度在水下10 m处达到最大值,随着深度的增加丰度逐渐下降。通过方差膨胀因子分析和建模得到超微藻丰度和环境因子的相关关系,水体的浊度、pH以及总磷对超微真核藻丰度有显著影响,而超微蓝藻的丰度主要是受到总磷的影响。结合流式细胞分选和高通量测序得到了抚仙湖超微真核藻的群落结构特征,主要是金藻纲、硅藻纲、甲藻纲等,其中金藻纲占绝对优势。在空间上,不同湖区和不同深度超微真核藻的群落组成也存在差异：表层水体以金藻纲、硅藻纲、甲藻纲为主;而在深层水体中超微真核藻的多样性降低,金藻纲为优势种。超微藻作为贫营养湖泊初级生产力的主要贡献者,对其组成和分布的研究有助于更全面的认识抚仙湖生态系统结构和功能。     

两株聚球藻伴生细菌分离纯化与促生功能鉴定

【背景】蓝藻周围存在伴生细菌,伴生细菌与蓝藻具有复杂的作用关系。【目的】研究淡水聚球藻伴生细菌对聚球藻生长的影响。【方法】采用高通量测序分析聚球藻伴生细菌多样性;平板划线法纯化聚球藻伴生细菌,通过形态观察结合16S rRNA基因序列同源性比对,对其种属关系进行确定;通过聚球藻和不同浓度伴生细菌共培养测定其叶绿素a浓度,分析伴生细菌对聚球藻生长的影响;采用种子发芽试验验证伴生细菌促生功能。【结果】淡水聚球藻伴生细菌优势菌属为产卟啉杆菌属(Porphyrobacter)、根瘤菌属(Rhizobium)、水单胞菌属(Aquimonas)和中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium),从聚球藻分离获得了两株伴生细菌JQ1和JQ2,基于16S rRNA基因序列鉴定其分别属于Rhizobium和Peribacillus,通过在聚球藻与不同浓度伴生细菌共培养及水稻发芽试验验证,证明伴生细菌JQ1和JQ2在菌藻比例分别为5:1和15:1时具有促生作用,都对增强秧苗素质和根系发育有一定影响但JQ2与JQ1相比能显著提高水稻种子的发芽率。【结论】淡水聚球藻伴生细菌JQ1和JQ2在适宜的浓度均可显著促进聚球...     

聚球藻硅质化作用初探

硅元素是全球生地化循环的重要组成成分之一,对海洋生态系统中以浮游植物主导的初级生产力和硅碳循环具有重要的意义。普遍认为硅藻主导着全球海洋的硅循环,成为海洋硅循环和碳循环交互作用的重要桥梁。海洋单细胞聚球藻对海洋食物网和能量流具有关键启动和支撑作用,是全球碳循环中固碳过程的主要贡献者,近年又被发现其具有重要的硅质化作用,为我们提供了一个在海洋中(特别是寡营养海域),除硅藻之外,连接硅碳循环交互作用的新视角,对硅藻在全球海洋硅碳循环的绝对地位具有重要的挑战意义。面对聚球藻在大洋中如此巨大的生物量,甚至高于硅藻,有必要弄清楚其碳沉降机制以及准确的模拟其硅循环,然而关于其在海洋硅循环的研究极少,硅质化作用的吸收和储存机理以及环境调节机制也不清楚;另外,其对世界海洋硅碳循环的调节作用也未见报道。为此,通过前人对海洋单细胞聚球藻硅质化作用研究的基础上进行有针对性的探讨,可望对海洋单细胞聚球藻硅质化作用及其对硅碳循环的调控机制有一个基本的认识,为深入研究聚球藻在全球海洋硅循环中的作用提供基础。     

海洋微型底栖生物的多样性与地理分布

海洋微型底栖生物是指生活于海洋沉积物中及表面的所有单细胞原核和真核微型生物,包括原核微生物、真核微藻及原生动物等光合自养和异养的类群.与水体相比,海洋底栖生境孕育了形态和功能多样性更高的微型生物,在陆架浅海单位体积沉积物中其丰度较之水体中同类生物高一至几个数量级,而深海则孕育着特殊进化环境下新奇多样且数量庞大的微型底栖生物,是维持海洋生物多样性、海洋生态系统结构和功能不可或缺的部分.迄今对于微型生物是全球性还是限定性分布一直存在争议,对其解答受到分类研究欠缺及采样不足的制约.分子生物学从正反两方面提供了理论依据,但无法得出一个普遍接受的观点.海洋微型底栖生物的多样性研究侧重于物种多样性及群落结构与分子多样性,较为显著的进展体现在原核微生物的分子多样性及底栖真核微藻的物种多样性研究,对于海洋底栖原生动物的多样性研究则相较滞后.本文综述了国内外对海洋微型底栖生物各主要类群的分类学和多样性研究进展,探讨了各类群在全球的潜在物种多样性,并就我国未来加强海洋微型底栖生物多样性构成、分布与变动及驱动变化的因子以及底栖微食物网的研究提出了建议.     

葡萄糖浓度对转基因聚球藻表达hTNF-a和光合作用的影响

为了开发海洋药物,把人肿瘤坏死因子-a(hTNF-a)转入海洋单细胞蓝藻聚球藻7002.然而,转基因聚球藻的hTNF-a表达率很低,仅为可溶性蛋白的0.08%,这不利于进一步纯化.不同浓度的葡萄糖对转TNF-a聚球藻的生长、hTNF-a的表达和光合作用的影响.当葡萄糖浓度为125mmol/L,hTNF-a的表达率达到最高,是不合葡萄糖的6.57.此外,当葡萄糖浓度为75mmol/L时,藻细胞的净光合作用速率达到最大,是光自养藻细胞的1.69倍.在各种葡萄糖浓度下,藻细胞对葡萄糖的吸收都不明显.     

葡萄糖浓度对转基因聚球藻表达hTNF-α和光合作用的影响

为了开发海洋药物,把人肿瘤坏死因子-α（hTNF-α）转入海洋单细胞蓝藻聚球藻7002。然而,转基因聚球藻的hTNF-α表达率很低,仅为可溶性蛋白的0．08％,这不利于进一步纯化。不同浓度的葡萄糖对转TNF-α聚球藻的生长、hTNF-α的表达和光合作用的影响。当葡萄糖浓度为125mmol／L,hTNF-α的表达率达到最高,是不含葡萄糖的6.57。此外,当葡萄糖浓度为75mmol／L时,藻细胞的净光合作用速率达到最大,是光自养藻细胞的1.69倍。在各种葡萄糖浓度下,藻细胞对葡萄糖的吸收都不明显。     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.