海洋细菌CAZymes的研究进展

多糖是大型藻类、浮游植物和微生物的主要成分,多糖降解产物是海洋有机物的主要来源.碳水化合物活性酶(carbohydrate-active enzymes,CAZymes)是负责糖类化合物降解、修饰及生成糖苷键的功能酶系,是糖类物质代谢通路中的基本功能单元.多数异养细菌都具备一套完善的碳水化合物活性酶编码系统,它们是参与...     

五种典型藻类对C，N，P吸收动力学分析及种间竞争模拟

目的:获得五种典型藻类(甲藻属微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)和锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea),赤潮硅藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)以及绿藻属杜氏藻(Dunaliella salina)和青岛大扁藻(Platymonas helgolandica tsingtaoensis))对C,N,P营养的吸收动力学参数,并利用经典藻类种间竞争模型,构建一个藻类混合共存的生态平衡体系,揭示藻类种间竞争规律,为赤潮爆发机制和预测的研究提供一个新思路。方法:监测批次培养过程中藻体的生长规律以及培养基中C,N,P营养的消耗,计算出藻类营养吸收动力学参数,将参数代入Huisman-Weissing竞争模型,模拟藻类种间竞争。结果:(1)在单独培养条件下,杜氏藻具有最高的比生长率(0.834 d~(-1))和最大细胞浓度(3.4×10~6 cells/mL),锥状斯氏藻和微小亚历山大藻的比生长率μ和最大细胞浓度与其它三种藻相比均明显偏低,p0.01;(2)随着环境总碳浓度从5 mM提高到20 mM,五种藻的比生长率和最大细胞浓度均显著上升,其中杜氏藻和青岛大扁藻对C浓度改变的响应更加敏感;(3)杜氏藻和中肋骨条藻理论最大比生长率(μmax)明显高于其它三种藻类,锥状斯氏藻和微小亚历山大藻对C,N,P营养盐的需求量相比于其它三种藻明显偏高,p0.01;(4)藻类共生平衡系统中,N营养添加有利于杜氏藻和中肋骨条藻发挥更好的种间竞争优势,P营养添加有利于微小亚历山大藻和锥状斯氏藻发挥种间竞争优势;结论:不同环境条件下,五种藻类最大比生长速率μmax和营养吸收半饱和常数Ks直接影响它们的种间竞争能力,基于藻类动力学参数的种间竞争模型为赤潮爆发机制和预测的研究提供一个新思路。     

微生物对纲比甲藻生长以及区域雪卡毒性分布的影响

目的:雪卡鱼毒中毒(Ciguatera fish poisoning)严重危害人类健康,同时带来巨大经济损失。雪卡毒素起源于雪卡鱼食用了有毒的底栖生物纲比甲藻(Gambierdiscus spp.)。由于全球雪卡毒素中毒的分布呈现时空变化性,在小范围内又存在区域特异性分布的特征,科学家很难作出解释。一直以来对影响纲比甲藻生长的生物因素较环境因子的研究而言非常有限,本文从藻菌关系的角度出发,研究重要微生物对纲比甲藻生长的影响,进而解释雪卡毒性区域特异性分布的现象。方法:采用宏基因组多样性分析和相关性分析找出毒性相关微生物,结合生物被膜相关微生物筛选结果,选定重要细菌对一株纲比甲藻进行生长刺激试验,通过藻类计数方法研究微生物对纲比甲藻生长的影响。结果:不同毒性区域存在特异性的微生物群落组成,部分微生物与雪卡毒性分布具有相关性。四株刺激菌中三株显著提升了纲比甲藻的生长能力,一株对纲比甲藻具有抑制作用。结论:重要微生物可能通过影响纲比甲藻在食物链中数量的积累,导致雪卡毒性区域特异性分布。对生物因素的研究是今后雪卡毒素研究领域的新方向,具有重要的借鉴意义和应用价值。     

一株奇异变形杆菌对铜绿假单胞菌多细胞行为的抑制作用*

摘要目的：抗生素耐药性成为了全球性的健康问题。研究发现病原菌的多细胞行为在抗生素的耐药性中起着至关重要的作用 （尤其是生物膜）,因而通过抑制多细胞行为而控制耐药性成为当务之急。本文以奇异变形杆菌（Proteus Mirabilis ）为研究对象,考 察它的发酵滤液对一种机会致病菌———铜绿假单胞菌（ Pseudomonas aeruginose）多细胞行为的作用,以期得到一株多细胞行为抑 制菌：在不影响 P.aeruginosa 生长的前提下,抑制生物膜形成、EPS 产生以及定向丛集运动,解除保护,减缓扩散,为降低P.aeruginosa 耐药性,增强抗生素作用效果提供可能。方法：采用结晶紫生物膜测定法、蒽酮-硫酸法、平板检测法,探究P.aeruginosa 发酵滤 液对P.aeruginosa 生物膜、胞外多聚物、定向丛集运动和生长的影响。结果： P.aeruginosa 发酵滤液能显著抑制生物膜 量,在体积百分比浓度为1 %时,抑制率可达60.9 %。该菌的发酵滤液还能阻碍的定向丛集运动,减弱它的吸附和扩 散运动;同时,也减少了P.aeruginosa 胞外多聚物的产量,在滤液体积百分比浓度为1 %时,抑制率达到45.9%。更重要的是,固体 平板实验证明该发酵滤液对P.aeruginosa 的生长没有影响。结论： 在不影响病原菌生长的前提下,对病原菌的多细胞 行为有一定的控制作用。其发酵滤液中存在着抑制微生物膜、定向丛集运动等的成分,在治疗细菌感染性疾病和降低抗生素耐药 性方面有潜在应用价值。     

真鲷肿瘤坏死因子α（（TNFα）cDNA的克隆与表达

采用同源克隆和末端快速扩增 (RACE)的方法 ,从真鲷中克隆到 12 6 4bp的TNFα全cDNA编码序列 (Gen Bank登录号为AY314 0 10 )。该序列包括 6 6 6bp可读框 (ORF) ,85bp的 5′末端非编码区 (UTR)以及 5 14bp的 3′末端非编码区。序列的 3′UTR含 5个mRNA不稳定模体 (motif)和 3个内毒素应答序列 ,但是未发现基因的PolyA加尾信号。由该序列推导的多肽含有明确的跨膜域 ,TNF家族的标签序列 (signature) ,TNF2家族分布 (profile)文件 ,粘多糖结合位点和细胞粘附位点。进化分析显示 ,真鲷TNF与哺乳类TNFα和TNFβ具有较高的相似性 ,源于共同的祖先。但结构及表达分析表明 ,它是TNFα而不是TNFβ。表达研究显示 ,真鲷TNFα存在组成型和诱导型两种表达形式 ,表现在刺激与非刺激的真鲷中 ,TNFα均可在部分组织中表达 ,但是在受刺激鱼体中基因表达的组织分布显著增多。     

城市生活污水用于培养雨生红球藻的研究

虾青素是自然界广泛存在的一种橘红色类胡萝卜素,广泛应用于食品、药品和化妆品行业。在虾青素的制备中,雨生红球藻是生产虾青素的最有效来源,目前提高虾青素产量的方式主要为提高生物量和产物合成率。目前已有大量研究针对生物量的优化,但依然存在改善空间。为此,尝试用城市生活污水作为培养基对雨生红球藻进行培养。结果表明,生活污水能促进雨生红球藻的生长,其产量是现有BG11培养基的2倍;虾青素的合成时期显著提前（P<0.05）,且体内重金属含量未明显富集,处在安全浓度范围。此外,养藻后的城市生活污水中氮、磷含量显著降低（P<0.05）,高氮、磷富余的情形得到有效改善。证实利用污水培养雨生红球藻的双重效应,一方面有利于积累藻类生物量,另一方面有助于净化水质,在经济效益和生态效益上具有极好的发展潜力。     

藻际环境中胞外聚合物的研究进展

微藻向细胞周围释放营养物质而形成了独特的藻际微环境,吸引了大量细菌的定殖。藻际环境中藻菌关系错综复杂,其间充斥着多样的物质交换与信息交流。以胞外聚合物(extracellularpolymeric substances,EPS)为代表的有机质在其中起着纽带作用。微藻和细菌都可以产生EPS,其过程受多种因素的调节。EPS在藻际环境中具有重要的生态功能,包括参与生物被膜(biofilm)的形成,影响藻菌共生关系的建立以及调节藻际微生物群落组成等。此外,EPS中的一大类别透明胞外聚合物颗粒(transparent exopolymer particles,TEP)还介导了海洋溶解有机碳向颗粒有机碳的转化,参与了海洋碳循环过程。本文以EPS的产生、组成以及对碳转化的影响为重点,综述了其在藻际生态位(Niche)中的生态功能,以期为深入理解藻际环境中的有机质特征和藻菌共生关系提供理论依据。     

红树林人工修复区根际微生物群落结构分析

目的:通过比较不同年份红树林修复区的根际微生物结构,建立微生物区系与修复质量的相关性,为红树林修复提供理论借鉴。方法:采集4年、8年、10年红树林修复区以及原生红树林的根际微生物,利用末端限制性片段长度多态性技术(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism,T-RFLP)、聚类分析(Cluster Analysis,CA)、主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)、α多样性分析法、文氏图、稀释性曲线等分析方法,研究不同样本间根际微生物的群落组成并进行差异性对比。结果:通过分析不同修复年限间根际微生物的短片段重复序列(Short Tandem Repeat,STR)测序结果,发现三个不同修复时间的红树林修复区和原生红树林根际微生物间均存在差异,10年修复区更加接近原生红树林,4年和8年修复区享有更加相似的微生物群落,且同原生红树林间存在较大差异。结论:修复区红树林的根际微生物群落结构会逐步向着原生红树林根际微生物群落结构演替,但这一过程并非简单的加和式线性变化,而是存在复杂性和年份突变性的可能。