海草根际微生物与海草植株的互作效应

【目的】本文以三亚湾泰来草根际沉积物为主要研究对象,研究室内培养条件下泰来草根际沉积物微生物对于高温处理和海草定殖的响应。【方法】通过对培养过程中水体物理化学参数(如pH、溶解氧、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐)的监测以分析环境因子的变化;16S rRNA扩增子测序研究微生物群落结构的动态响应;通过荧光定量分析16SrRNA基因丰度变化。【结果】研究表明高温处理组在培养35 d后海水中磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐含量以及pH均要高于模拟原位环境的对照组,高温处理组根际沉积物微生物丰度在培养过程中呈现先上升后降低的趋势,同时,高温处理组根际微生物中初始阶段由厚壁菌门(32.4%)、变形菌门(22.92%)和梭杆菌门(27.21%)占据优势,培养一段时间后,厚壁菌门和梭杆菌门大幅度减少,逐渐被蓝细菌门和放线菌门所替代,最终由变形菌门(51.1%)占据主导地位,其中,属于硫还原细菌的脱硫杆菌科(Desulfobacteraceae)和硫氧化细菌的螺杆菌科(Helicobacteraceae)的细菌丰度不断提高。【结论】揭示了海草的定殖会提高高温处理后沉积物的多样性,并塑造和改善其根际沉积物微生物群落组成。     

造礁石珊瑚共附生固氮微生物的固氮活性

造礁石珊瑚是珊瑚礁生态系统的主要建造者,其共附生微生物参与的生物固氮过程可以缓解寡营养海域的氮素限制,从而维持珊瑚礁生态系统较高的初级生产力。本研究以位于海南三亚鹿回头和西沙南沙洲两地的造礁石珊瑚为对象,采用乙炔还原法测定了不同季节及不同物种的珊瑚共附生固氮微生物的固氮活性;同时测定了海水营养盐含量,分析了珊瑚固氮活性与环境因子之间的关系。结果表明:三亚鹿回头海域的鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)、澄黄滨珊瑚(Porites lutea)和芽枝鹿角珊瑚(Acropora gemmifera)的固氮活性无季节性差异;但相同季节3种珊瑚的固氮活性具有显著的物种间差异,其中鹿角杯形珊瑚的固氮活性最高(P0.05),夏季为5.925×10~(-11)mol C_2H_4·g~(-1)·h~(-1),冬季为6.471×10~(-11)mol C_2H_4·g~(-1)·h~(-1);西沙寡营养条件下的澄黄滨珊瑚的固氮活性在夏季为5.401×10~(-11)mol C_2H_4·g~(-1)·h~(-1),显著高于同一季节三亚鹿回头的澄黄滨珊瑚的固氮活性(1.971×10~(-11)mol C_2H_4·g~(-1)·h~(-1))(P0.01)。研究表明,在营养盐浓度较高的背景下,珊瑚的固氮活性受环境因子和季节变化的影响较小。西沙南沙州海水中溶解性营养盐浓度的升高可能会减弱珊瑚共附生固氮微生物的固氮能力。     

海洋固氮菌和解磷菌的分离鉴定及发酵条件优化

【目的】从西沙喜盐草根际沉积物中分离纯化得到具有高效固氮能力及解磷能力的菌株。优化其发酵培养条件,研究其制备海洋微生物菌剂的可能性。【方法】从形态学特征、生理生化、16S rDNA及功能基因水平进行鉴定,通过乙炔还原法、钼锑抗显色法检测菌株的固氮酶活性和解磷能力,单因素法和响应面法优化其发酵培养条件,溶血试验和急性毒性实验鉴定菌株的安全性。【结果】结果表明,菌株AZ16属于星箭头菌(Sagittula stellate),革兰氏阴性菌,选择性固氮培养基中菌落呈黄圆形黏稠状,固氮酶活性达34.63 nmol C2H2/(mL·h),最适生长条件为:盐度25‰、pH 7.5、温度33°C、接种量5.0%;菌株XT37为海洋芽孢杆菌(Bacillus sp.),革兰氏阳性菌,选择性固氮培养基中菌落呈深黄色圆形褶皱,植酸酶活性达239.49μg/L,最适合生长条件为:盐度25‰、pH 6.7、温度28°C、接种量5.0%。溶血实验和急性毒性实验证明两株菌属实际无毒级别。【结论】两株菌具有高效的固氮解磷功能,以及抗高盐、强碱等环境的能力,安全无毒,因此有潜力应用于多功能混合微生物菌剂的研制。     

2008年夏季南海北部浮游植物群落结构特征分析

根据2008年8月15日—2008年9月7日南海北部调查期间所获得的网采浮游植物资料,对该海域的4个断面共计13个站位的浮游植物群落结构特征进行了研究,包括种类组成、丰度、分布、多样性以及浮游植物群落结构与环境因子之间相关关系等基本状况。本次调查共鉴定出浮游植物4门53属169种(含变种和变型),主要以暖水性、广温性和广布性种为主,其中硅藻门(Bacillariophyceae)37属114种,占总种数的67.4%,甲藻门(Pyrrophyta)12属50种,占总种数的29.6%,蓝藻门(Cyanophyta)2属3种及金藻门(Chrysophyta)2属2种等。浮游植物丰度平均值为18.06×104cells/m3,其中硅藻丰度平均值为55.72×106cells/m3,甲藻丰度平均值为0.81×106cells/m3。调查区域内的优势种包括铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebautii),洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus),柔弱菱形藻(Nitzschia delicatissima),红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum)和菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)。藻类为聚类分析(UPMGA)将站点大致上分为4个生态区(珠江口生态区,吕宋海峡区,琼东上升流区和18°N断面区),结果表明,在地理位置上分布比较相近的站点具有较高的群落结构组成相似性。     

基于RFLP技术的鹿角杯形珊瑚共附生固氮菌多样性分析

对三亚湾鹿回头与西沙石岛的常见鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)的固氮酶nif H基因多样性进行了分析,并对其共附生固氮微生物多样性进行了比较。利用Taq I和HaeⅢ两种限制性内切酶分别对三亚湾珊瑚的粘液(SYN)、组织(SYZ)和西沙珊瑚组织(XSZ)的阳性克隆子进行聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)分析,得到了23,25和13个OTUs,文库的覆盖率分别为90.3%,87.5%和94.1%,多样性指数Shannon-Wiener指数(H)分别为2.28,3.02和2.08,Evenness指数(E)分别为0.5,0.65和0.56。研究结果表明:1)3个文库重要组成部分都是绿菌门(Chlorobia)和变形菌门(Proteobacteria)α-亚门、γ-亚门、δ-亚门细菌;2)3个文库绝大部分OTUs的最相似序列来自珊瑚礁、海绵、水体、沉积物等环境中的不可培养细菌,反映鹿角杯形珊瑚组织和粘液可能蕴含着丰富的尚未被培养的固氮菌资源;3)发现了两大重要的类群——分别与绿菌门和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)细菌序列最相似的类群,它们通过为珊瑚共生体提供有机氮源参与到珊瑚白化的调节或恢复过程中,在珊瑚共生体营养物质的循环中充当重要角色;4)从多样性指数分析可以看出,SYZ的固氮微生物多样性高于SYN,SYZ的固氮微生物多样性高于XSZ,反映了鹿角杯形珊瑚生活的地理位置不同,固氮菌共附生的生态位不同(如珊瑚粘液、组织等不同部位),都将导致珊瑚共附生固氮菌多样性的差异。     

海草床生态系统固氮微生物研究现状与展望

海草床生态系统是三大典型海洋生态系统之一,具有较高的生产力水平和十分重要的生态意义,其海草附着物中包括许多固氮微生物,通过生物固氮提供该生态系统"新"氮源,在一定程度上缓解了氮对初级生产力的限制.通过对近些年来固氮活性的测定方法、固氮群落组成以及影响因素等的研究进展进行了综合分析,较全面地分析了海草床生态系统的固氮微生物研究现状,并在次基础上对海草床固氮微生物的系统研究进行了展望.     

海洋固氮微生物与环境因子关系综述

海洋微生物的固氮作用是海洋氮素循环中一个关键的环节,对海洋生态系统的氮素供给和初级生产力的提高有着重要的意义。本文从海洋生物固氮的研究历史着手,详述了海洋固氮微生物的多样性及固氮活性研究方法,同时从环境因子的角度,总结了CO2浓度、季节变化、营养盐浓度、污染物及生物物种等环境因子对固氮微生物固氮活性的影响,并对海洋固氮微生物的研究前景进行了展望。     

一株珊瑚礁-海草床复合生态系统固氮菌的分离与鉴定

三亚珊瑚礁自然保护区部分珊瑚礁退化后逐渐演替为以泰来藻(Thalassia hemprichii)为优势种的海草床群落,采用选择性无氮培养基从泰来藻植株的根际,分离得到一株固氮菌,编号为G33-1,经形态学、生理生化鉴定和16SrDNA及固氮基因nifH的序列分析,初步鉴定为成团泛菌(Pantoea agglomerans)。该菌为革兰氏阴性菌,以周生鞭毛运动,呈直杆状,菌落圆形,半透明乳白色,比较湿润,有光泽,直径约1mm,低凸,光滑,边缘比较整齐。最适培养条件为:氯化钠浓度25‰,生长温度为37°C,起始pH值为8。与成团泛菌标准菌株(ATCC27155TM)相比较,在碳源利用、精氨酸双水解、苯丙氨酸脱胺酶、鸟氨酸脱胺酶、以及生长温度和盐度等方面都具有较高的相似性,以16SrDNA为基础构建的系统进化树分析结果,表明其与成团泛菌属Pantoeaag-glomeransWAB1870进化距离最近,相似性大于99%。此外,利用乙炔还原法对固氮活性进行测定,其具有较高的固氮活性,达299.16nmolC2H2/(mL.h)。     

1株红树林来源枝孢属真菌的分离鉴定及纤维素酶性质分析

利用水解圈法从三亚红沙河红树林区分离得到1株纤维素降解真菌SCSIO 43503。分子生物学鉴定表明,该菌ITS序列与菌株Ochrocladosporium frigidarii CZ549(FJ755255)的相似度为96%,β微管蛋白(β-tubulin)序列与Shiraia bambusicola(AB355003)的相似性为86%,钙调蛋白(calmodulin)与Paramyrothecium viridisporum CBS 873.85(KU846278)序列相似性为89%;综合其形态学特征,推测其为枝孢属(Gladaxporism)真菌,命名为Gladaxporism sp.SCSIO 43503(KY224732)。进一步对该菌株分泌的纤维素酶进行分析,结果显示该菌株维素酶活性的最适反应温度为50℃,在45~50℃范围内活性较高;最适pH为5.0,在3.0~7.0范围内具有较高的活性,最适发酵时间为3 d。在最优条件下,酶活力达到最高,为23.46 U。本研究发现了一株纤维素降解真菌,对纤维素酶的生产和利用具有重要价值。