东海低氧区及邻近水域浮游植物的季节变化

根据2011年5月、8月、11月在东海低氧区及邻近水域(25°00'—33°30'N,120°00'—127°30'E)进行的多学科综合调查,对东海低氧区及邻近水域浮游植物群落结构特征及季节变化进行了相关研究。经Utermhl方法初步分析共鉴定出浮游植物4门74属248种(含变种、变型,不含未定种),主要由硅藻和甲藻组成,此外还有少量的金藻和蓝藻。春季优势种主要为具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum)、柔弱伪菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissim)、骨条藻(Skeletonema sp.)和具槽帕拉藻(Paralia sulcata);夏季主要是中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和海链藻(Thalassiosira sp.);秋季主要是具槽帕拉藻、圆筛藻(Coscinodiscus sp.)和柔弱伪菱形藻。调查区浮游植物平均细胞丰度在夏季最高,达到85.002×103个/L,春季次之,秋季最低。在水平方向上,春、夏两季,表层浮游植物细胞丰度在近岸出现高值,由近岸到外海细胞丰度逐渐降低;而在秋季则相反,在调查海域的东北部出现高值,随离岸距离的增加细胞丰度逐渐增加。在垂直方向上,春、夏两季,浮游植物细胞丰度在表层出现最大值,随着深度的增加细胞丰度逐渐降低;而在秋季细胞丰度分布比较均匀,随水深变化不明显。调查区表层浮游植物ShannonWiener多样性指数和Pielou均匀度指数的平面分布基本一致,并且与细胞丰度的分布大致呈镶嵌分布。调查浮游植物群落的演替规律是:从春季的甲藻(具齿原甲藻、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)等)为主,硅藻(柔弱伪菱形藻、骨条藻等)为辅;演替至夏季的硅藻(中肋骨条藻、海链藻等)为主,甲藻(主要是梭状角藻(Ceratium fusus)和叉状角藻(Ceratium furca))为辅,到秋季进一步演替为硅藻(具槽帕拉藻、圆筛藻、柔弱伪菱形藻等)为主,铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebaultii)为辅。浮游植物物种组成、优势种、细胞丰度及多样性指数均表现出明显的时空变化。低氧区与非低氧区浮游植物群集存在明显差异。     

绿色木霉对小球藻细胞壁的酶解作用

【目的】探讨绿色木霉分泌液能否分解小球藻细胞壁。【方法】用海藻酸钠和氯化钙固定绿色木霉,游离绿色木霉和固定化绿色木霉分别培养一段时间,离心培养液,用分光光度计法检测上清液中纤维素酶活性。在上清液中加入浓缩的小球藻悬浮液,用显微镜计数细胞壁破碎的小球藻。【结果】绿色木霉能同时分泌内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶及β-1,4葡萄糖苷酶3种纤维素酶,其中外切葡聚糖酶活性最高。固定化绿色木霉反复使用5次后,分泌的纤维素酶活性能保持到初次的67.4%。市售纤维素酶、游离绿色木霉、固定化绿色木霉初次及第5次分解小球藻细胞壁的效率分别为47.3%、86.5%、81.5%、52.1%。【结论】市售纤维素酶、游离绿色木霉、固定化绿色木霉都能分解小球藻细胞壁,其中固定化绿色木霉因可重复使用,具有潜在的应用前景。     

海洋浮游植物与生物碳汇

系统描述了浮游植物与海洋碳汇相关的几个过程:初级生产、浮游植物沉降、浮游动物粪球打包沉降、经典食物链碳汇、溶解有机碳生产和转化、透明胞外聚合颗粒物(TEP)凝聚网,和CO₂分压升高(海水酸化)影响下浮游植物功能群转变及中国海可能的生物碳汇前景展望。提出海洋初级生产过程和TEP凝聚网过程是中国海生物碳汇的关键过程,而中国海的黄海中部及长江口区域是生物碳汇研究的重点区域,建议将硅藻及其碳汇过程作为今后研究的重点。     

甲藻的异养营养型

综述了甲藻的异养类型。目前已知异养营养型在甲藻中广泛存在,只有很少几种甲藻营严格自养营养方式。有近一半的甲藻物种是没有色素体的,还有很多甲藻即使具有色素体也会有异养营养需求,称为兼养营养类型。这些兼养类群不一定主要以有机物作为其获取碳的来源,而仅仅是补充一些生长必需的有机物如维生素、生物素等。兼养类群以渗透营养和腐食营养方式进行,同时也可以寄生方式和共生方式进行兼养生活。无色素体的甲藻以有机物作为碳的唯一来源,仅仅依靠异养方式生存,属于严格异养营养方式,又称有机营养型。它们是甲藻异养营养型的主体,其主要类型有寄生、渗透营养和吞噬营养。由于吞噬营养是甲藻异养的主要类型,因此论述了3种吞噬营养型:吞噬营养方式、捕食茎营养方式和捕食笼营养方式。吞噬营养方式在无甲类和具甲类甲藻中都有存在,主要通过甲藻细胞的纵沟或底部对猎物进行吞噬,也有研究发现吞噬部位为顶孔或片间带。捕食茎营养方式是通过捕食茎刺穿猎物细胞膜并吸食其细胞质来获取营养,在异养甲藻中也较常见。捕食笼营养方式只在原多甲藻属(Protoperidinium)和翼藻属(Diplopsalis)里发现,是甲藻通过鞭毛孔分泌细胞质到胞外形成捕食笼将猎物包裹并进行消化来摄食的。甲藻摄食对象尺寸范围变化较大,小至几微米,大至几百微米。有些甲藻具有摄食选择性,通过感应猎物释放的化学物质来判断猎物的位置并进行摄食,摄食完成后由于体积的增加经常会发生细胞分裂和蜕鞘。对于甲藻异养的其他形式如拦截摄食营养方式、伪足摄食营养方式、口足摄食营养方式、触手摄食营养方式等只作简单介绍。还就甲藻异养的研究方法、其生态学意义和进化学意义进行简要论述,并对相关研究进行展望。     

生物制氢及其与以海水为介质的高盐有机废水处理的耦合研究

当前,全球能源系统的主体是＂碳基能源＂——石油和煤等。这些不可再生的资源已日渐枯竭,而且大量使用会破坏地球生态系统。因此,用＂氢基能源＂逐步取代＂碳基能源＂已成为发达国家能源战略的首选目标,有的国家甚至将这一目标定在本世纪中叶。对于中国等发展中国家,大力开发生物质能等新的可再生＂碳基能源＂,同时加速发展＂氢基能源＂,争取提前进入氢能时代,才能实现可持续发展,甚至跨越式发展。制氢技术包括非生物制氢和生物制氢。非生物制氢目前已小量生产和应用,生物制氢的研究也有相当长的时间,其中影响生物制氢进入实用的主要因素是能耗和生产成本过高。因此,如果作为一个孤立的技术系统,生物制氢只能作为战略性项目。首先介绍了生物制氢的主要原理、目前限制生物制氢产业化的关键限制因子;提出了从系统论的原理出发,通过技术集成,突破生物制氢成本的＂瓶颈＂,达到环保和资源利用的双重目的,使其提前实用化;最后,重点阐述了以海水为介质的高盐有机废水的生物制氢技术的研究进展,尤其介绍我国在相关方面的研究进展。     

葡萄糖浓度对转人肿瘤坏死因子-α鱼腥藻IB02培养过程的影响

目的：通过在培养基中添加葡萄糖的方法,提高转基因鱼腥藻的产量和人肿瘤坏死因子（hTNF）-α的表达率。方法：在葡萄糖浓度为0～300mmol／L的范围内,进行了转hTNF-α鱼腥藻IB02的摇瓶混合营养培养,用比浊法和酶联免疫法测定转基因鱼腥藻的生长和hTNF-α的表达。结果：添加葡萄糖的藻液最高生长密度是未添加葡萄糖的3．5倍,且hTNFa的表达率也提高至4倍。结论：在各种葡萄糖浓度下,葡萄糖的利用都不明显。     

鱼腥藻7120遗传转化的研究进展

鱼腥藻7120作为模式生物被广泛用于光合、固氮、进化、代谢等基本生命现象的研究。近几年, 对其基因工程的研究使人们看到它在医药、环保、能源等方面的应用潜力, 但表达效率低是其发展的瓶颈。为了提高其表达效率, 研究者从鱼腥藻7120的载体(包括启动子、复制子、选择标记基因等)的改进、目的基因的优化(密码子和SD序列)、宿主的改善、转化方法的改变等方面进行了大量探索, 除了用于功能基因的研究, 已经有几十个外源基因在鱼腥藻7120中表达。除了研究载体, 诱变鱼腥藻7120形成有利于外源基因表达的突变体和摸索转基因蓝藻最佳生长条件和表达条件, 可能是新的发展方向。     

蓝藻基因工程应用研究进展

作为新的基因工程表达宿主,蓝藻以其独特的优势正逐渐引起人们的关注,自20世纪90年代以来,蓝藻已经形成了一套稳定的基因转化体系,20多年来已有30多种外源基因在蓝藻中表达成功。蓝藻表达系统将来有希望在制备重组药物、治理环境污染、农药生产等方面得到广泛应用。对蓝藻基因工程的发展及其在医药、环保、农业、生物传感器等方面的应用研究作一综述。最后分析了蓝藻基因工程发展的瓶颈表达效率低的问题,总结了研究者所作的努力：基因和剂型的选择、转录翻译元件的调控、宿主生理状态的调控等。     

DNA双螺旋结构是怎样开始研究的?——回忆与诺贝尔奖获得者维尔金斯教授的交往

ＤＮＡ双螺旋结构的发现,已被公认为20世纪生物学研究中最伟大的科学成就。这种与生物遗传变异密切有关的大分子结构被阐明,揭示了生命本质的特性,使生物学研究进入了分子水平,导致人类社会进入了基因时代。我在学习和工作中经常与朋友、同事们津津乐道地议论这项杰出的创新成果,总想搞清楚,这项划时代的研究是怎样开始的?为什么这些学者能想到要进行这项研究?他们是怎样获得这项重大研究成果的?虽然许多报刊书籍中...     

2010秋季东海今生颗石藻的空间分布

根据2010年11月东海29站位所采集108个样品偏光镜检分析结果显示:调查区共发现26种今生颗石藻,优势种为赫氏艾密里藻(Emiliania huxleyi)、大洋桥石藻(Gephyrocapsa oceanica)、卡特螺旋球藻(Helicosphaera carteri)和粗壮环翼球(Algirosphaera robusta)等.水体中今生颗石藻丰度为0-76.562个/mL,平均值为18.641个/mL;颗石粒丰度0-4506.47个/mL,平均值为613.44个/mL,今生颗石藻在表层和底层均呈斑块状分布,海盆区站位丰度较近岸站位下降明显,但物种丰富度明显增多;颗石球丰度最大值站位发生在硅藻水华站位.将研究区域划分为3个断面进行分析:PN断面、沿岸流断面和黑潮断面.比较显示,PN断面的空间分布差异性较大,赫氏艾密里藻具有最高丰度的颗石粒和颗石球.沿岸流断面颗石粒/颗石球、黑潮断面中颗石粒(除底层外),自表至底随水深增加有轻微增加趋势,黑潮断面颗石球丰度高值区集中于25-80 m之间.结合历史环境资料,分析得出东海调查期水体混合、泥沙再悬浮以及硝酸盐浓度是控制今生颗石藻物种丰富度与物种特异分布的主要因子;今生颗石藻在不同环境中具有不同的生活策略,其空间分布特征随取样季节和海区不同有较大变化.