海洋微生物的化学生态学研究进展

近年来,海洋生物的化学生态学研究已成为国际化学生态学研究的亮点之一.该领域的研究不仅为生物进化研究提供了理论依据,也对海洋生态养殖、海洋生态环境保护以及海洋资源的可持续发展具有重要意义.本文从海洋动物、植物、微生物三方面综述了它们与海洋微生物之间的化学生态学关系.海洋动物与微生物的化学生态学作用主要包括抗菌、抗附着、共生3种关系.以发现具有生态学效应的化学信号物质的分子结构为主线,介绍了海洋植物和微生物方面的研究进展,并对该领域的关键性问题和发展方向进行了展望.     

不同培养基及组成对2种小球藻生长和油脂的影响

研究了4种培养基及组成对蛋白核小球藻F-9和普通小球藻HYS-2的生长、油脂积累和脂肪酸组成的影响。结果发现knop、Provasoli、f/2、MAV 4种培养基中,f/2培养基更有利于小球藻的快速生长,而MAV培养基更适合油脂积累。在f/2培养基中F-9和HYS-2相对生长速率分别为0.156和0.171,培养9 d细胞干重为0.188 g/L和0.195 g/L。而在MAV培养基中F-9油脂含量最高可达19.67%,HYS-2油脂含量最高为21.91%,脂肪酸最高分别占干重的5.11%和8.71%。N/P为16∶1时小球藻生长最快,培养9 d后F-9和HYS-2的相对生长速率分别为0.23和0.239,最终细胞干重分别为0.107 g/L和0.143 g/L。而F-9和HYS-2在N/P为1∶1条件下积累油脂和脂肪酸含量最高,总脂含量分别占干重的为20.40%和27.39%,总脂肪酸占藻粉干重的含量为12.52%和16.94%。     

一株杜氏藻的分子鉴定与耐盐特性

杜氏藻属（Dunaliella）是绿藻门的一类极端耐盐的单细胞藻。本文通过核基因ITS序列和叶绿体基因rbcL序列确定了一株分离自舟山群岛的杜氏藻D3的分类地位,并比较了4种NaCl浓度对该藻的生长、蛋白质含量、总脂含量和叶绿素荧光参数的影响,以期为该藻在今后的科研与应用提供基础资料。结果表明,该藻与23株杜氏藻的ITS序列之间的遗传距离在0．026—0．136之间,与21株同属藻rbcL序列之间的遗传距离在0．005～0．060之间,由遗传距离和聚类图推断该杜氏藻D3属于D．viridis。不同NaCl浓度对该藻D3生长影响表明1．00mol·L^-1NaCl培养藻生长最快,培养至10d时,0．44mol·L^-1、2．00mol·L^-1和3．00mol·L^-1NaCl培养藻细胞数分别是它的85．9％、93．2％和80．7％;该藻可溶性蛋白含量在1．00mol·L^-1 NaCl培养最高;藻细胞总脂含量在0．44-2．00mol·L^-1NaCl浓度范围内随盐度升高总脂含量增加,2．00mol·L^-1 NaCl培养最高（占干重的22．3％）;叶绿素荧光参数（F√Fm、ФPSII qp）在高盐（3．00mol-LL^-1 NaCl）培养显著降低,而NPQ则升高。     

不同光照条件下外源水杨酸对浒苔响应紫外辐射胁迫的影响

为研究不同光照条件下,外源水杨酸(SA)和紫外辐射(UV)对海洋绿藻浒苔的复合效应,在两个光照强度(高光:160 μmol·m^-2·s^-1;低光:70 μmol·m^-2·s^-1)条件下,设置对照(CK)、SA、UV及UV+SA处理(UV=3.2 W·m^-2、SA=10 μg·mL^-1),处理3 d后测定浒苔生长、叶绿素荧光参数、光合放氧速率、超氧化物歧化酶活性、可溶性糖和可溶性蛋白含量等的变化,探讨光照强度、UV及SA的复合效应.结果表明: 低光无UV条件下,SA会促进浒苔生长,降低浒苔叶绿素a(Chl a)和可溶性蛋白含量;高光无UV条件下, SA会抑制其生长,但显著提高了Chl a含量、呼吸速率、光合放氧速率、可溶性糖和可溶性蛋白含量;高光和UV条件下, UV+SA显著促进浒苔生长,提高Chl a和可溶性糖含量;低光和UV条件下,与UV相比,UV+SA提高了浒苔最大光化学效率(F_v/F_m)和可溶性蛋白含量,涨幅分别为139.8%和32.2%.外源SA的加入在一定程度上缓解了UV对浒苔的胁迫作用,且在高光条件下的效果更为显著.     

龙须菜在不同盐度胁迫下的琼胶积累及相关生理生化变化的研究

为了探究不同盐度对龙须菜生长、琼胶合成及相关基因表达的影响, 研究了15、25和35三种盐度条件下龙须菜的生长速率、琼胶含量、琼胶合成酶α -半乳糖苷酶(GLA)、半乳糖苷转移酶(GAT)、α -1,3-糖脂磺基转移酶(GST)、半乳糖-2,6-硫酸化酶(GAS)的基因表达。结果表明, 盐度25时龙须菜生长速率最高, 为7.17%/d, 高于低盐(15)时的6.27%/d和高盐(35)时的3.57%/d, 低盐和高盐都表现出明显的暗呼吸速率上升和光合速率下降。龙须菜培养15d后, 在低盐条件下琼胶含量为9.27%, 盐度25和高盐分别为6.91%和8.09%。培养第3天时在低盐和高盐下龙须菜中gla基因表达量和酶活都显著高于盐度25的表达量; 15d后在盐度25条件下gla基因表达量仍然最低, 但GLA酶活无显著差异。gat基因在低盐条件下先降低后升高, 在高盐条件下表达量始终最高, 为盐度25的3.03倍。在低盐条件下gst和gas基因都在短期内出现显著下降, 但15d后恢复到与正常盐度无显著差异。龙须菜半乳糖含量在高盐条件下相对盐度25显著升高, 达到其3.27倍, 而在低盐条件下各种单糖含量相对较低, 半乳糖含量极低。研究结果说明过高和过低盐度都会对龙须菜造成一定程度的胁迫, 并促进琼胶的合成, 但其促进琼胶积累的机制存在差异, α -半乳糖苷酶和半乳糖苷转移酶在其中扮演着非常重要的角色。     

24-表油菜素内酯和盐度对浒苔生长和生理活性的影响

为探讨低温条件下外源植物激素和盐度变化对浒苔光合生理的影响,本文选取浒苔为供试材料,研究24-表油菜素内酯和盐度对其生长、光合色素、叶绿素荧光参数、抗氧化活性和可溶性蛋白含量的影响.结果表明: 与正常盐度(近岸海水盐度为25)相比,浒苔的生长在盐度10处理下显著增加,增幅为45.9%,但在盐度5处理下显著降低.盐度5处理的浒苔比其他盐度处理具有较高的Chl a和可溶性蛋白.24-表油菜素内酯(0.2 mg·L^-1)的加入显著抑制了浒苔的生长,尤其在盐度25处理下,浒苔呈现负增长的趋势,并大量释放孢子(配子),有效光化学效率、超氧化物歧化酶酶活性和可溶性糖含量明显降低,但可溶性蛋白含量显著增加.即在温度15 ℃条件下,可通过适当降低盐度促进浒苔的生长;在盐度25条件下,可通过添加24-表油菜素内酯促进孢子(配子)释放,为浒苔的大规模养殖提供原材料.     

雨生红球藻ZL-1 生长和虾青素积累条件优化

分离鉴定了一株雨生红球藻ZL-1, 比较了不同接种密度和吲哚乙酸浓度对其生长的影响; 在此基础上, 探究了不同浓度水杨酸和盐度对雨生红球藻虾青素积累的影响。结果表明: (1)接种密度为2.00×10⁴ cell·mL^–1 时, 雨生红球藻生长快速, 最终生物量达到最大值0.43 g·L^–1; 不动细胞比游动细胞更快的积累虾青素, 高光诱导不动细胞得到最高虾青素产量为8.44 mg·L^–1; IAA 终浓度为1.5 mg·L^–1 时, 雨生红球藻生长速度最快, 最终细胞密度和干重分别比对照组提高了24.28%和27.11%; (2)水杨酸具有缓解高光胁迫和促进虾青素积累的双重作用, 15 和25 mg·L^–1水杨酸诱导下, 雨生红球藻生物量较高, 虾青素产量分别比对照组提高了18.18%和18.94%; 使用4‰的盐度胁迫雨生红球藻, 虾青素产量较对照组提高了17.42%, 但盐度也会引起藻细胞的漂白、死亡, 导致生物量显著降低。     

不同盐度和Fe3+浓度对小球藻生长、硝酸还原酶活性及基因表达的影响

论文以一株紫外诱变获得的蛋白核小球藻F-9-3为材料,研究了4个盐度和5个Fe3+浓度对其生长和硝酸还原酶(NR)活性及其基因表达的影响。盐度实验结果表明在0～0.30 mol L-1NaCl浓度范围内,小球藻生长较快;NR酶活性及其基因表达量都是在0.15和0.30 mol L-1NaCl较高。铁浓度实验结果表明在0.03和0.06 mmol L-1Fe3+浓度培养小球藻生长较快,NR酶活性和基因表达量较高;而高铁浓度组(0.12 mmol L-1)其生长受抑制,缺铁情况下nr基因表达量最高。因此适合该小球藻生长的最适盐度范围是0～0.30 mol L-1NaCl和0.03～0.06 mmol L-1Fe3+浓度     

大米草对赤潮藻的抑制作用及其抑藻物质的分离鉴定

以赤潮异弯藻和海洋原甲藻为研究对象,研究了海洋滩涂植物大米草对两种赤潮微藻的抑制作用及抑藻物质.结果表明：大米草对赤潮异弯藻的影响表现为高浓度抑制生长,低浓度则有一定的促进作用,大米草新鲜组织、干粉末和提取物浓度分别为4.8、0.8和0.5 mg·ml^-1以上时对赤潮异弯藻有致死作用;大米草对海洋原甲藻则表现出明显的抑制作用,且大米草新鲜组织、干粉末和提取物浓度分别为9.6、1.6和1.25 mg·ml^-1以上时对海洋原甲藻有致死作用.对大米草提取物进行抑藻活性物质的分离纯化,从中分离鉴定了2个具有抑藻活性的黄酮糖苷类化合物：异鼠李素-3-O-槐二糖-7-O-鼠李糖苷和丁香亭-3-O-半乳糖苷.