利用含油培养基富集、分离和评估海洋产聚羟基脂肪酸酯细菌

[背景] 细菌可通过脂肪酸代谢途径耦合聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoate,PHA）合成途径实现合成中长链PHA;其拉伸强度、玻璃化温度等加工特性均优于短链PHA,是未来工业化PHA材料的发展方向。[目标] 为了获得新的可代谢油类的产PHA细菌,使用3种分离策略从海洋沉积物中分离和鉴定细菌,并评估菌株产PHA的能力。[方法] 采集深圳大鹏湾近海沉积物样品;样品通过直接分离,5周连续培养分离,或10周连续提高盐度（3.5%-12.5%）和含油量（1%-10%）富集培养分离,纯化得到菌株;通过16S rRNA基因相似性及系统进化分析鉴定细菌分类地位,利用PHA聚合酶（PhaC）基因鉴定细菌合成PHA的能力;通过测定基因组框架图,分析细菌的PhaC类型、代谢通路及系统进化关系;通过气相色谱分析细菌产PHA的含量及组成。[结果] 从深圳大鹏湾近海底泥样品中分离得到96株细菌,phaC基因阳性率达38%,其中包含9个此前未通过产物证实可产PHA的属,包括尖球菌属（Acuticoccus）、海洋源菌属（Idiomarina）、盐芽孢杆菌属（Halobacillus）、微泡菌属（Microbulbifer）、海棍状菌属（Maritimibacter）、硝酸盐还原菌属（Nitratireductor）、公海橄榄菌属（Pelagibaca）、假海栖菌属（Pseudooceanicola）和海旋菌属（Thalassospira）。除了微泡菌属,其他8个属的细菌通过含油富集法分离获得,说明含油富集方法有利于发现新的产PHA细菌资源。此外,获得2株胞内PHA含量高的菌株。Nitratireductor aquimarinus SY-2-4在营养肉汤中培养可累积细胞干重35.0%的PHA;Roseibium aggregate SN13-21以丙酮酸盐为碳源,可累积细胞干重19.9%的PHA。[结论] 大鹏海域蕴藏着丰富的产PHA细菌资源,值得进一步挖掘研究。梯度增加含油量和盐度的富集方法有利于分离区系不同的产PHA细菌,适用于分离PHA资源。获得2株潜在PHA高产菌,未来将对菌株进行发酵优化研究。     

球囊霉素相关土壤蛋白根际环境功能研究进展

球囊霉素(glomalin)是丛枝菌根真菌产生的一种含有金属离子的耐热糖蛋白, 能够改善土壤结构, 固定土壤中的重金属, 近期被更名为球囊霉素相关土壤蛋白(glomalin-related soil protein)。该文从球囊霉素的定义、性质与环境功能等方面对相关文献进行了综述, 认为目前对球囊霉素的共识仍停留在理论假设蛋白的程度上, 包括: 1)该蛋白可能是热激蛋白60 (HSP 60)的同系物; 2)该蛋白所携带的阳离子可能随着土壤性质的改变而不同。目前还没有清楚确切地定义球囊霉素的真实分子结构与理化性质。今后需从分子层面对球囊霉素予以深入研究。同时, 需要不断改进球囊霉素的提取和测定方法, 以便进一步探讨球囊霉素固定重金属离子的机理, 提高植物的重金属抗性。     

红树林土壤中产聚羟基脂肪酸酯细菌的分离及其评估

[背景] 细菌能通过合成聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalknoates,PHA）在细胞内储存物质和能量,提高对环境的适应能力。在红树林中,由于土壤周期性受海水浸没,形成营养物质种类丰富和含量波动大的特殊生境,为细菌进化出特殊的PHA合成途径提供了条件。[目标] 为了增加对红树林产PHA细菌资源的了解,获得产PHA细菌,使用纯培养方法分离和鉴定细菌,并评估菌株的产PHA能力。[方法] 采集红树植物海桑根系和红树滩涂土壤样品,连续5周培养、分离纯化获得细菌菌株;通过16S rRNA基因相似性及系统进化分析鉴定细菌分类地位,利用PHA合成酶基因（phaC）鉴定细菌合成PHA的能力;通过基因组草图测序,分析细菌的phaC基因种类、代谢通路及系统进化关系;通过气相色谱分析细菌产PHA的累积量及组成。[结果] 从红树林土壤样品中分离得到97株细菌,其中13株带有phaC基因,包括坚强芽孢杆菌（Cytobacillus firmus）、弯曲芽孢杆菌（Bacillus flexus）、除烃海杆菌（Marinobacter hydrocarbonoclasticus）和酯香微杆菌（Microbacterium esteraromaticum）。B. flexus MN15-19以丙酮酸盐为碳源,可累积细胞干重11%的PHA,同时具有固碳功能的还原性三羧酸循环通路,有开发成为固碳产PHA工程菌株的潜力。酯香微杆菌可产PHA,但是其phaC基因结构特殊,基因组注释未能识别出任何已知phaC基因。[结论] 研究发现红树林土壤可培养细菌中存在未知的PHA合成途径,说明红树林生态系统中的细菌具有资源挖掘的重要价值。     

流域水生态功能分区以及区划方法的研究进展

持续而剧烈的人类活动已经对水生态系统的健康和安全造成了严重的影响。对流域的水生态功能进行甄别,合理划分其生态功能区,并按不同功能合理管理水资源,成为协调经济发展和水生态保护的关键因素之一。本文通过分析流域水生态功能分区的概念、内涵、特征以及区划方法的系统发展,提出了水生态功能分区的一般划分原则、划分指标和方法,为建立和完善我国流域水生态功能分区的理论和方法,提供了基础信息。     

《生物多样性公约》国际履约过程变化分析

本文系统地分析了《生物多样性公约》(以下简称《公约》)国际履约的全过程, 得出履约是一个动态的、反馈的、注重实效的过程。其中核心议题变化、利益集团结盟和分化以及国家层面的履约是履行《公约》的三个相辅相成的过程。核心议题是历次缔约国大会的精髓, 核心议题产生关键性的决议, 其变迁导致公约组织机构、履约行动策略和计划发生变化, 也是利益集团分化的根本原因之一。利益集团分化是国际层面上对公约变化的响应, 是公约发展的驱动力之一, 然而利益集团难以协调也是目前阻碍《公约》发展的主要原因。国家层面上, 各国通过调整执行公约条款的优先顺序响应新的决议。不同国家根据各自国情有不同的履约优先顺序, 而我国履约实践存在优先顺序不明确, 缺少对《公约》的响应等问题, 直接导致我国履约效率低下。最后依据对《公约》履约过程变化分析结果, 宏观上提出中国履约对策建议。     

我国海洋细菌新物种鉴定与资源研发进展

近年来国际上对海洋微生物资源的发掘方兴未艾。本文综述了2000年以来我国在海洋细菌新物种鉴定与资源研发方面的进展,统计分析了国内相关单位海洋细菌新物种鉴定发表的数量及多样性,介绍了国内相关科研机构在海洋细菌系统学方面的工作进展,以及国内海洋微生物资源保藏与开发现状。比较了世界范围内海洋细菌系统学研究进展,并探讨了海洋细菌分离培养的主要方法,最后小结了我国海洋细菌资源研究领域存在的问题及未来发展的前景,为其进一步研发利用提供参考。