氨基糖单体碳氮同位素的分析及其应用

氨基糖(AS)作为有机质中在分子水平识别的重要组分,研究其来源与转化能更好地认知微生物对有机质的调控作用。作为一种新兴技术,氨基糖单体同位素分析(CSIA-AS)为研究氨基糖各组分在自然环境中的变化特征提供了更详细的信息。本文系统总结了CSIA-AS技术的测定方法及其在氨基糖循环转化研究中的应用,气相色谱-同位素比值质谱法(GC-IRMS)和离子色谱-同位素比值质谱法(IC-IRMS)作为2种主要的氨基糖同位素测定方法,各有利弊,但进行相应的校正后均可实现可靠的测定结果。氨基糖各组分在土壤有机质中具有相对较低的周转时间,细菌来源的胞壁酸相对葡萄糖胺、半乳糖胺和甘露糖胺具有更高的矿化速率。氨基糖在环境中的来源和代谢转化受底物的影响,这与微生物群落对不同碳、氮源的特异性响应有关。CSIA-AS技术的推广需要进一步的方法优化并将其与微生物甄别等其他手段相结合,以此来更好地阐释有机质的来源、转化和归宿及其调控机制。     

海洋最小含氧带氮流失过程与机制

对全球大洋氮循环的研究发现,大洋输入和输出的氮存在严重的不平衡,所固定的氮中有相当一部分被还原为N₂或N₂O从大洋中流失,而海洋最小含氧带(OMZ)被认为是发生氮流失的最主要区域,通过反硝化作用和厌氧氨氧化作用,固定氮在OMZ海区内损失量可达40～450 Tg·a^-1.对不同海区OMZ内固定氮损失的两种主要作用总结发现,异养反硝化作用在热带太平洋东部、阿拉伯海的OMZ内以及海洋沉积物内占有显著优势,在智利、秘鲁沿岸海域及阿拉伯海域也已发现自养反硝化作用的存在;而在黑海、非洲西南部的本格拉上升流、智利北部沿岸等地,厌氧氨氧化作用强烈,且其在陆架区的作用强度和面积要大于大洋区.OMZ氮的流失除受氮流失过程自身影响外,固氮作用、硝化作用、硝酸盐异化还原作用等都可能对OMZ海区内氮收支不平衡造成影响.其中固氮作用的影响最不能忽视,其在全球OMZ内固定的氮的总量可达15～40 Tg·a^-1,是对OMZ氮流失量的重要补充.区分反硝化作用和厌氧氨氧化作用对OMZ氮流失的相对贡献,明确氮流失的另一产物N₂O的形成机制和定量评估方法是当前OMZ氮流失研究中存在的最主要问题.本文针对存在问题提出了相应的研究设想,以期为海洋最小含氧带的研究提供参考.     

鲈鱼生长激素的分离及其生物活性鉴定

运用葡聚糖凝胶Ｇ－１００过滤和反相高儿液相色谱纯化两步法,首镒从鲈鱼脑垂体中分离出鲈鱼生长激素,通过ＳＤＳ－聚丙烯凝胶电泳测得鲈鱼非还原性的和还原性的生长激素分子量分别为１９．２和２０．７ｋＤ;等电聚焦证实鲈鱼生长激素等电点为７．１５。Ｗｅｓｔｅｒｎ免疫印迹反应证实,鲈鱼生长激素具有与大麻哈鱼生长激素抗体发生特异性免疫交叉反应的特性,而与大麻哈鱼催乳素和生长催乳素抗体无免疫交叉反应。     

一株海洋好氧反硝化细菌的鉴定及其好氧反硝化特性

【目的】从处理海洋养殖循环水的生物滤器生物膜中分离到1株具有好氧反硝化活性的细菌(菌株2-8),并进一步研究了该菌的分类地位及反硝化特性。【方法】采用16S rRNA基因序列分析对菌株进行初步鉴定,采用好氧培养技术,探讨了碳源种类、起始pH、NaCl浓度、C/N、温度和摇床转速对菌株2-8好氧反硝化活性的影响。【结果】该菌株的16S rRNA基因序列与Pseudomonas segetis FR1439T(AY770691)的相似性最高,达到99.9%,因此初步鉴定菌株2-8属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.2-8)。碳源类型和C/N对其好氧反硝化作用的影响最为显著,以柠檬酸钠为唯一碳源,C/N为15时脱氮效率最高,低C/N导致亚硝酸盐的积累;其好氧反硝化的最适温度和pH分别为30℃和7.5;菌株2-8在摇床转速为160r/min下脱氮效果最好;NaCl浓度对其反硝化活性的影响不明显。【结论】在初始硝酸氮浓度为140mg/L,以柠檬酸钠为唯一碳源、C/N为15、pH为7.5、NaCl浓度为30g/L,30℃以及160r/min摇床培养的条件下,菌株2-8在48h内脱氮率可达92%且无亚硝酸盐积累。     

DH10B菌株高效电转化条件探究

以pUC19、pECBAC1、pCLD04541DNA以及3个不同大小的BACDNA为材料,研究了E.coli DH10B菌株在5个不同脉冲电场下的转化效率。研究发现,随着DNA片段大小的增加,最高转化效率和最适场强迅速减小。利用DH10B细胞转化pUC19 DNA的最适场强是21kV/cm,而190kb BAC DNA仅为13kV/cm;在最适场强下,40kb BAC DNA的转化效率约是190kb BAC DNA的50倍。通过大量数据绘制了不同因素影响下转化效率的变化曲线,优化了E.coli DH10B菌株电转化条件,为质粒的重组转化以及大片段基因组文库的构建奠定了基础。     

胶州湾放线菌的分离及其抗病原微生物的活性检测

采用涂布法,从胶州湾海泥样品中分离到224株放线菌菌株,并且从海水样品中分离到32株放线菌菌株。根据形态学特性,菌株被分成了7个组。同时利用杯碟法测定了它们的抗菌活性,其中约7％对金黄色葡萄球菌有活性,11％对八叠球菌有效,10％对大肠杆菌有效,11％对绿脓杆菌有效,2％对白色念珠菌有效,5％对隐球菌有效,6％对绿色产色链霉菌有效和6％对米赫毛霉有效。分离到的22％放线菌对所测定的病原微生物有抗性作用。我们的结果表明胶州湾放线菌能够产生对病原微生物有抗性作用的不同代谢物,这些代谢物可以作为筛选新颖天然产物的独特和丰富的资源。     

南海北部浮游桡足类对浮游植物的摄食压力

于2004年2月(冬季)和8月(夏季)在南海北部使用肠道色素法研究了浮游桡足类群落对浮游植物现存量的摄食压力。将底到表垂直拖网(网孔径200μm)获得的桡足类分为中型(>500μm)和小型(200~500μm)两个体长组。冬季:中型桡足类的丰度为103~2343(平均633)ind/m3,肠道色素为0.15~2.71(平均1.31)ng/ind,肠道排空率为0.011(A4)~0.019(C1)min-1,个体摄食率为3.13~58.48(平均28.36)ng/(ind.d),群落摄食率为1902~62369(平均18679)ng/(d.m3),对浮游植物生物量的摄食压力为每天0.25%~6.39%(平均3.04%)。小型桡足类的丰度为418~6250(平均1691)ind/m3,肠道色素为0.18~3.44(平均1.19)ng/ind,肠道排空率为0.012(A4)~0.016(C1)min-1,个体摄食率为3.67~70.04(平均24.34)ng/(ind.d),群落摄食率为1540~158561(平均44227)ng/(d.m3),对浮游植物生物量的摄食压力为每天0.44%~15.70%(平均6.59%)。浮游桡足类群体对浮游植物生物量的摄食压力为每天1.02%~20.10%(平均9.63%)。夏季:中型桡足类的丰度为111~1298(平均621)ind/m3,肠道色素分别为0.22~1.58(平均1.03)ng/ind,肠道排空率为0.017min-1,个体摄食率为5.52~39.92(平均25.95)ng/(ind.d),群落摄食率为4411~26667(平均12878)ng/(d.m3),对浮游植物生物量的摄食压力为每天0.23%~6.52%(平均2.52%)。小型桡足类的丰度为756~8804(平均2990)ind/m3,肠道色素含量为0.09~2.92(平均0.87)ng/ind,肠道排空率为0.020min-1,个体摄食率为2.73~87.77(平均26.26)ng/(ind.d),群落摄食率为9309~139817(平均47191)ng/(d.m3),对浮游植物生物量的摄食压力为0.86%~37.79%(平均10.99%)。浮游桡足类群体对浮游植物生物量的摄食压力为1.09%~39.95%(平均13.51%)。数据表明,2月份和8月份桡足类群体对浮游植物现存量的摄食压力较低,桡足类摄食不是南海北部浮游植物死亡的主要原因。     

中国鳃虱科一新纪录属(甲壳动物亚门,等足目,寄生亚目)

记述了中国等足目寄生亚目鳃虱科真虾鳃虱亚科1新纪录属,即深海鳃虱属Bathygyge Hansen,1897,该属唯一的种巨深海鳃虱Bathygyge grandis Hansen,1897是真虾下目镰虾的鳃腔寄生物.标本保存于中国科学院海洋研究所海洋生物标本馆.     

东海原甲藻(Prorocentrum donghaiensis)对原生动物群落结构影响的现场船基实验

2005年在长江口赤潮频发海域调查期间,分别于4月27日、5月4日和5月8日,在zzf1、zc18a和ra5站位利用现场船基培养的方法,研究了添加到赤潮密度10^6cells L^-1的东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）对原生动物群落结构的影响。结果发现,赤潮密度的东海原甲藻抑制了小型无壳纤毛虫的种群数量,而没有抑制中大型砂壳纤毛虫和夜光虫（Noctiluca scintillans）的种群数量,从而使得原生动物群落向中大型种类演替,这种影响的程度与原生动物本身的群落组成和浮游植物的组成密切相关。添加东海原甲藻72h后,在以小型无壳纤毛虫管游虫（Cyrtostrombidium sp．）为优势种的zzf1站位,演替为以大型原生动物夜光虫为优势种的群落;在以中大型原生动物百乐拟铃虫（Tintinnospsis beroidea）和夜光虫为优势种的zc18a站位,仍然是以此为优势种,且大型原生动物夜光虫在群落中的比例上升;在以小型无壳纤毛虫急游虫2（Strombidium sp．2）为优势种的ra5站位,演替为以中大型原生动物百乐拟铃虫和亚速岛网纹虫（Favella azorica）为优势种的群落。zzf1和ra5站位实验组中原生动物的总丰度都呈下降趋势,而zc18a站位变化不明显,这是由于前两个站位的最优势种管游虫（zzf1站位）和急游虫2（ra5站位）的丰度迅速下降,而zc18a站位的优势种百乐拟铃虫和夜光虫的丰度比较稳定造成的。在zzf1和zc18a站位,对照组和实验组中原生动物的总生物量在实验前后都没有大的变化,而在ra5站位却均呈下降的趋势。这可能与浮游植物的组成有关,zzf1和zc18a站位是以无毒的锥状斯氏藻（Scrippsiella trochoidea）和螺旋环沟藻（Gyrodinium spirale）为主,而ra5站位是以有毒的亚历山大藻（Alexandriumsp．）为主。综上可见,可预测当东海大规模赤潮爆发时,会使原生动物群落向中大型种类演替,进而可能影响海洋生态系统的结构和功能。     

夏眠对刺参(Apostichopus japonicus (Selenka))能量收支的影响

夏眠是刺参最重要的生理特征;水温升高是其夏眠的主要诱发因子,而夏眠的临界温度与刺参体重密切相关。为揭示刺参夏眠对其能量利用对策的影响,测定了2种体重规格(134.0±13.5)g和(73.6±2.2)g刺参在10、15、20、25℃和30℃5个温度梯度下的能量收支。结果表明,温度和体重及其交互作用对刺参能量的摄入均有显著影响;而温度是影响其摄食能分配的主要因素。研究发现,刺参在非夏眠期、夏眠临界期和完全夏眠期的能量利用对策有所不同:在非夏眠期,刺参摄食能支出的最大组分是粪便能,占摄食能的比例超过50%,其次为呼吸耗能,占19.8%～39.4%,而生长能和排泄能占的比例较小,分别为5.7%～10.7%和2.9%～3.7%;在夏眠临界温度下,呼吸和排泄耗能占摄食能的比例均显著增大(分别为88.3%和13.6%),而生长能所占比例降为负值(-55.3%),刺参表现为负生长;而在夏眠期,刺参的摄食能和排粪能为零,为维持其基本生理活动,不得不动用以往贮存于体内的能量,消耗于呼吸和排泄等生理过程,供维持生命之用。总之,从能量生物学的角度看,夏眠的主要生态学意义在于刺参长时间处于相对高温环境,进而导致摄食受阻条件下的一种能量节约方式。