大连长山群岛海岸带沉积物微生物群落结构特征

【目的】为揭示海岸带微生物群落结构在人类活动影响下的分布差异及对环境因子变化的响应趋势,【方法】本实验采用t-RFLP和DGGE技术,对大连长山群岛不同功能类型海岸潮间带沉积物中的微生物群落结构特征进行比对和分析,并通过16S rRNA基因文库解析养殖污染站位的微生物群落结构特征。【结果】T-RFLP的t-RF分析显示,养殖污染严重站位的微生物丰度、香农指数和均匀度明显高于其它站位。通过对t-RFLP色谱峰和DGGE图谱聚类分析发现,处于旅游区的2个站位微生物群落结构相似度较高,养殖区随污染程度加重与旅游区的群落结构差异增大。对污染严重站位建立的克隆文库显示变形菌门(Proteobacteria)为优势菌群,其中γ-变形菌门是主要存在的亚门微生物。【结论】T-RFLP和DGGE技术从不同方面反映了环境中的微生物群落结构特征,研究结果表明养殖污染区的微生物群落结构发生明显变化,其影响大于地理隔离效应,污染严重区域的微生物群落中存在大量肠杆菌属,且多个物种与富营养化和赤潮相关联,如拟杆菌门和α-变形细菌红细菌目的细菌。     

降雨对秦皇岛西浴场细菌总数和可培养菌群组成的影响

【目的】研究降雨条件对浴场细菌总数和优势菌群组成的影响。【方法】2014年8月强降雨前后采集秦皇岛西浴场3个站位的海水样品,采用荧光显微镜计数法和平板计数法分别对细菌总数和可培养细菌总数进行计数;对群落结构组成进行分析,并对可培养细菌进行鉴定。【结果】雨前3个站位细菌总数和可培养细菌总数平均值分别为5.6×10~9 CFU/L和8.3×10~7 CFU/L,雨后分别为9.2×109 CFU/L和2.1×10~8 CFU/L。在可培养菌群中,变形菌门(Proteobacteria,雨前占80%,雨后占73%)是主要的微生物类群,其次为拟杆菌门(Bacteroides,雨前占12%,雨后占13%)、厚壁菌门(Firmicutes,雨前占7%,雨后占11%)等;肠杆菌属(Enterobacter spp.,21株)、海杆菌属(Marinobacter spp.,13株)、弓形菌属(Arcobacter spp.,13株)、假单胞菌属(Pseudomonas spp.,10株)、芽孢杆菌属(Bacillus spp.,10株)和弧菌属(Vibrio spp.,6株)为雨前可培养细菌优势属,而雨后可培养细菌优势属为肠杆菌属(22株)、海杆菌属(21株)、芽孢杆菌属(14株)、不动杆菌属(Acinetobacter spp.,11株)、假单胞菌属(9株)和弓形菌属(5株)等。【结论】降雨对细菌总数有显著的影响,同时降雨后浴场微生物群落结构发生了改变。     

深圳近海表层浮游细菌分布特征及其环境影响因素

于2015年3月、5月、8月和10月在深圳市近岸海域(珠江口、深圳湾和大亚湾)采集表层水样,利用流式细胞仪测定总浮游细菌、高DNA含量亚群细菌(HNA)、低DNA含量亚群细菌(LNA)的丰度,分析它们的时空分布特点,阐释环境因子对浮游细菌时空分布格局的影响。结果表明,珠江口、深圳湾和大亚湾海域表层浮游细菌的平均丰度依次降低,分别为3.82×10~6个/mL、7.67×10~6个/mL和3.38×10~6个/mL。珠江口海域浮游细菌丰度由远岸到近岸递增,深圳湾海域湾内各站位浮游细菌丰度差异较小,大亚湾海域浮游细菌丰度空间差异不显著(P0.05)。浮游细菌丰度时间差异主要受温度影响,空间差异主要受营养盐和叶绿素a影响。HNA亚群丰度时空差异性比LNA亚群的大,HNA亚群受温度影响显著(P0.01),而LNA亚群与温度相关性不显著(P0.05)。环境对HNA和LNA亚群丰度的影响有许多相似之处,但两者对某些环境因子有着不同的响应,说明它们在近海表层生态系统中可能扮演着部分重叠但略有不同的角色。     

单细胞原生生物在海洋碳汇研究中的重要性和展望

海洋是地球上最大的碳库,通过对CO~2的固定以及与大气物质和能量的交换,海洋对全球气候的变化起到关键的调控作用。随着全球气候变化的加剧,增加海洋碳汇已经成为应对全球气候变化的热门研究课题和主要途径之一。海洋微型生物在海洋的固碳过程及碳循环中起到关键的作用,对海洋碳汇意义重大。本文综述了一类重要的海洋微型生物——单细胞原生生物在海洋碳汇研究中的重要性,分析了其中的代表——网粘菌门(Labyrintholomycota)原生生物在海洋碳循环和次级生产中的意义,并从清楚地认识海洋碳汇的过程和机制方面,提出未来该领域急需解决的科学问题和可能的研究方案,为丰富海洋碳汇研究的生物学基础提供理论依据。     

秦皇岛新开河河口邻近海域细菌多样性及其影响因子

【目的】分析秦皇岛新开河河口及其邻近海域3个站位的细菌多样性,了解入海口污染对微生物多样性的影响,为该海域微生物的生态功能研究提供理论基础。【方法】于2014年8月选取秦皇岛新开河入海河口(XKH)及其邻近海域(W1,W2)共3个站位采集水样,采用荧光显微镜计数以及构建16S rRNA基因克隆文库的方法,分析细菌群落结构多样性与海水环境条件的关系。【结果】邻近海域W1站位的细菌总数(2.62×10~6 cells/m L)和多样性均高于新开河河口XKH站位(细菌总数:6.62×10~5 cells/m L)和W2站位(细菌总数:2.02×10~6 cells/m L);从XKH、W1、W2 3个站位的16S r RNA基因克隆文库中分别获得57、89、87条有效序列,按97%的序列相似性分别划分为46、51、56个OTU,分别属于Proteobacteria、Cyanobacteria、Bacteroidetes、Firmicute、Actinobacteria、Planctomycetes和Verrucomicrobia七个门。其中在XKH和W2站位中,Proteobacteria门的克隆子分别占总克隆数的50.9%和75.9%,是最优势的类群,分属于Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Deltaproteobacteria和Epsilonproteobacteria纲;在W1站位中,Cyanobacteria门的克隆子占总克隆数的38.2%,是该站位的最优势类群,这些优势类群可通过利用水体中的氮等营养来调节水体生态环境。影响细菌群落分布的环境因子主要为溶解氧、p H和氮营养盐。【结论】秦皇岛新开河河口及其邻近海域的细菌具有丰富的多样性,处于河口海域过渡带的水样具有更高的多样性,细菌群落多样性的分布受氮营养盐的影响更为显著。     

大洋最小含氧带生物地球化学循环及微生物多样性研究进展

大洋的最小含氧带(oxygen minimum zones,OMZs)具有特殊的水动力和氧含量特征,该区域是氮流失的主要场所,也是各类生化反应发生的重要区域。OMZs的存在会对浮游生物的丰度、多样性、分布模式及呼吸方式产生较大影响。大洋OMZs中存在广泛的反硝化、厌氧氨氧化、甲烷厌氧氧化和隐性厌氧硫氧化作用等都是海洋物质循环的关键环节。全球海洋OMZs的规模在人类活动和全球变暖等因素的影响下也呈现出逐渐扩大的趋势。低氧环境的变化可以通过微生物多样性和群落结构稳定性进行判断,因此了解该区域的多样性水平是十分必要的。现有研究虽然对海洋OMZs的生物地球化学循环、微生物多样性和生态效应有了一定的认识,但对该区域总体情况和微生物生态学研究现状的系统性综合论述还较少,对海洋低氧环境的微生物活性、群落结构稳定性和分子代谢过程的研究还有较大的探讨空间。本文介绍了海洋低氧环境的分布情况和生态环境效应,全面且详细地论述了OMZs内各物质循环过程和微生物多样性的研究现状,指出尚未很好解决的生态学问题。     

诱变育种在产油微生物生产DHA中的研究进展

二十二碳六烯酸(DHA)对维持人体正常的生理功能至关重要,具有极高的生物医学价值。产油微生物是指具有很强的脂肪酸合成能力,DHA占总脂肪酸含量相对较高的一类微生物,是获取DHA的新途径。诱变育种作为一种有效的变异手段在产油微生物选育与改良中显示了极为重要的作用和十分诱人的前景。综述了通过物理和化学诱变选育高产DHA菌株的机理及方法,其中物理诱变包括γ射线、紫外线、离子束和常压室温等离子体等;化学诱变包括甲基磺酸乙酯、亚硝基胍和硫酸二乙酯等;主要介绍了不同诱变育种方式在产油微生物生产DHA研究方面取得的成就,探讨了诱变育种的发展方向,提出了不同诱变育种方式相结合的复合育种的思路,以期对今后产油微生物生产DHA的研究有所启发。     

破囊壶菌利用工农业废弃物生产脂肪酸的研究进展

破囊壶菌因具有高产脂肪酸的特性而受到广泛关注,然而传统的培养方式需要的原料成本很高,很大程度上阻碍了破囊壶菌的工业化进程,因此,寻找可被破囊壶菌高效利用、来源广泛并且廉价易得的生产原料成为该领域的研究重点。本文以破囊壶菌及其生产脂肪酸为切入点,综述了近年来破囊壶菌利用工农业废弃物生产脂肪酸的研究现状,总结并提出了其发展前景,以期对今后的研究有所启发。     

利用环境胁迫提高破囊壶菌二十二碳六烯酸生产的研究进展

破囊壶菌由于具备生产多种高值天然活性物质的能力，如二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid, EPA)、二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid, DHA)、角鲨烯和类胡萝卜素等，目前已被视为商业脂质生产的优质来源。本文首先对破囊壶菌的生态作用和生物技术价值进行介绍，并概述了脂肪酸的两条生物合成途径；其次重点阐述了NaCl、温度、溶氧和pH这4种环境胁迫因子对破囊壶菌生长、脂质积累、脂肪酸组成和DHA生产的影响；随后总结了当前利用环境胁迫因子的渗透调节策略、分段发酵策略和缓解氧化应激策略提升破囊壶菌DHA生物合成能力的研究现状；最后指出了破囊壶菌在环境胁迫的分子调控机制、分段式发酵策略、菌株进化及代谢工程等方面存在的问题，并对如何改进这些问题以及未来可能的发展方向进行了展望。该综述旨在为破囊壶菌实现高效工业化生产DHA提供有效的参考。