溶藻微生物的研究进展

溶藻微生物在防治有害藻类水华中的作用和潜力,已受到学者的广泛关注.综述溶藻微生物(主要是溶藻细菌和噬藻体)的溶藻作用机制,量效关系及分子生物学.阐述溶藻微生物对蓝藻水华治理存在的问题,并对溶藻微生物作为潜在的控藻因子进行展望.     

噬藻体研究进展

噬藻体（Cyanophage）是以蓝藻为寄主的浮游病毒类群,因其能特异性地感染蓝藻而具有重要的生态地位,是蓝藻＂水华＂潜在的控制因子。噬藻体的生物学、生态学特征是了解噬藻体的一扇窗,分子生物学研究仍将是主要的研究方向之一。同时,噬藻体研究手段也在不断更新。该文从这几个方面综述了噬藻体相关研究进展。     

不同自然环境下噬藻体g20基因多样性研究进展北大核心CSCD

随着分子生物学技术发展与病毒基因组测序的推进,对地球上数量最大且广泛存在的病毒及其基因多样性的研究备受科学家们关注。迄今为止,仍未发现类似于细菌16S rDNA和真菌18S rDNA的病毒通用分子标记,但利用病毒某些家族的保守氨基酸序列设计简并性引物可研究环境中病毒多样性,并取得了一系列突破性成果。本文以编码噬藻体壳组装蛋白基因g20为目标,综述了噬藻体在海洋、湖泊和稻田中噬藻体基因多样性的研究进展,讨论了噬藻体g20基因分布与生存环境的相关性,发现不同的自然环境中都存在着独特的类群。同时指出了针对环境中噬藻体g20基因研究存在的问题及未来研究发展的趋势。     

紫外光和日光对噬藻体PP活性的影响

分别研究了实验室条件下紫外灯照射及不同季节中日光照射对噬藻体PP活性的影响.结果表明紫外光(UV-A和UV-B)对噬藻体PP有较强的致失活作用,并且其致失活作用强弱与波长有关.日光的作用下,夏季时噬藻体PP的日失活率为88.60%,冬季时为58.86%.同时发现不同季节中,尽管在某些时段的日光强度相似,但噬藻体PP失活率的差别却较大,这一现象可能是由于光质不同引起的.上述结果有助于解释淡水环境中噬藻体种群大小的季节性波动.     

营养条件对噬藻体PP感染席藻动力学的影响

本试验设计了从正常的AA培养基(CK组)到N和P含量只有正常AA培养基1/600的6种培养基.在25 ℃、2000 lx条件下将宿主席藻在6种培养基中培养8个月后,用显微直接计数法测定了席藻的生长曲线以及噬藻体PP感染宿主席藻的裂解周期与致死率,用离心法测定了噬藻体PP对宿主席藻的吸附率,用一步生长曲线法测定了噬藻体PP的释放量和裂解周期.结果表明: 提高N和P含量会促进宿主席藻的生长,统计分析也显示,在对数中期(第6天),高营养盐浓度中细胞密度显著高于低营养盐浓度中的密度;提高营养盐浓度噬藻体PP的吸附率会显著增高,主要表现为在AA中噬藻体PP的吸附率极显著高于其他组;同时6种培养基条件下噬藻体PP对席藻的致死率变化不大;随着营养水平的升高,噬藻体PP的潜伏期和裂解周期明显缩短,平均释放量显著增加,但裂解宿主的效率却没有显著变化.上述结果说明噬藻体PP对宿主藻的感染力会随着营养水平的提高而明显增强,并可能在水体富营养化进程中发挥着调控藻类种群更替的作用.     

一种浓缩噬藻体的反冲超滤技术

噬藻体(Cyanophage)是一类感染蓝藻的病毒,形态上同于噬菌体[1],近期的研究表明,噬藻体作为水体环境中活跃的动态因子,在控制水体初级生产力和有害藻类水华(Harmful Algal Bloom,HAB)方面可能发挥着重要的作用[2,3],甚至影响水体生态系统中食物链的结构[4],因此研究水体中噬藻体的生理生态学特性对于了解其生态功能是非常重要的,但是由于自然水体中的噬藻体浓度往往较低,难以直接对其进行定性或定量研究,所以对天然水样中的噬藻体进行高效、快速的浓缩是研究噬藻体生态地位和功能的关键和难点.     

噬藻体感染相关基因的研究进展

噬藻体是感染蓝细菌(蓝藻)的病毒,能调控蓝细菌种群的丰度和多样性,在许多水生生态系统的食物网动态变化和生物地球化学循环中起关键作用。噬藻体与宿主细胞发生各种相互作用,包括吸附、入侵和复制,参与感染过程,从而完成噬藻体的生命周期。本文在综述噬藻体生命周期与基因组结构相互关联的基础上,重点介绍噬藻体与宿主蓝细菌相互作用的蛋白,如噬藻体吸附蛋白、内肽酶、穿孔素、DNA聚合酶、藻胆体降解蛋白A(NblA)、毒力因子、抗CRISPR蛋白(Acr)和小分子热休克蛋白等,分析它们的分子特性,阐述它们在噬藻体感染蓝细菌以及噬藻体-蓝细菌相互作用的分子机制。为了更好地认识驱动不同噬藻体与宿主及水生环境相互作用的策略、感染效率及生态学影响,本文不仅对这些与噬藻体感染相关的重要基因研究动态进行综述与讨论,还在了解噬藻体丰富的多样性和复杂性的基础上,提出应用新技术对噬藻体感染相关基因的功能进行广泛研究,以期扩展全球水生病毒数据库,进一步认识噬藻体与宿主的相互作用机理。     

感染丝状蓝藻的噬藻体的裂解周期和释放量的测定

近年来,随着浮游病毒的认识的深入,人们认识到浮游病毒对水体中初级生产力的影响是巨大的[1],其主要证据就是发现噬藻体在海洋蓝藻的种群控制上发挥着重要作用[2]. 噬藻体的释放量和裂解周期是衡量噬藻体感染力的重要指标,很多重要的生态指标如病毒在生态系统中对宿主的致死率、病毒种群得以维持的阈浓度等都需要使用病毒的释放量和裂解周期来加以推算[3,4], 因此准确地测定这两个基本参数是十分重要的.在自然界,很多丝状蓝藻,如颤藻、鱼腥藻、螺旋藻、席藻等是能够形成水华的,其中有些还具有产毒的功能[5].丝状蓝藻的形态特征有别于单细胞蓝藻, 在被噬藻体感染时,丝状蓝藻的感染周期和光合生理也与单细胞蓝藻有较大的差异[6],因此研究裂解丝状蓝藻的噬藻体的方法可能不同于感染单细胞的噬藻体.本次试验以一种感染丝状宿主的噬藻体为材料,探讨了确定其裂解周期和释放量的研究方法.     

噬藻体PP对野生宿主——丝状蓝藻的吸附率、裂解周期及释放量的影响

研究在日光光照条件下,以自然水体中存在的丝状蓝藻作为噬藻体PP的野生宿主,用离心法测定了噬藻体PP对野生宿主藻的吸附率,用一步生长曲线法获得了噬藻体PP对野生宿主藻的裂解周期及释放量。结果表明:噬藻体PP对野生宿主藻在60min时能够达到的吸附率为1.79‰,吸附系数为8.09%,噬藻体PP感染野生宿主藻的潜伏期介于45～75min之间,平均释放量为34.32PFU·Cell-1。上述结果一方面说明,噬藻体PP感染野生宿主藻的吸附系数、潜伏期及释放量均远小于以实验室培养的鲍氏织线藻作为宿主所得到的数据;另一方面也说明,噬藻体PP具有较强的吸附和裂解野生宿主的能力,这将有助于解释噬藻体PP在淡水富营养化水体中具有广泛分布的现象。     

云南不同高原湖泊噬藻体psbA基因多样性

【目的】噬藻体(cyanophage)广泛存在于自然水体生态系统中,通过侵染蓝藻进而调控蓝藻种群及群落结构,具有重要生态功能和生态地位,在控制蓝藻水华方面有巨大开发潜力。本研究旨在探究云南高原湖泊噬藻体psbA基因多样性,分析其系统进化地位,为深入了解高原湖泊生态功能、开发利用噬藻体资源奠定理论基础。【方法】以云南高原主要湖泊滇池、抚仙湖和星云湖等为研究对象,以psbA基因作为分子靶标,对湖泊水体中噬藻体遗传多样性进行研究。【结果】从不同湖泊中共获得100条环境噬藻体psbA基因序列,系统发育分析表明,湖泊的噬藻体psbA基因序列与中国东湖、中国东北稻田、日本稻田等淡水中的环境噬藻体psbA基因亲缘关系较近,与海洋环境噬藻体psbA基因亲缘关系较远;抚仙湖中的噬藻体psbA基因多样性高于滇池、星云湖和异龙湖中的噬藻体psbA基因多样性;云南高原湖泊中存在新的噬藻体类群;各湖泊秋冬季节噬藻体psbA基因遗传多样性差异不明显。【结论】云南主要高原湖泊噬藻体psbA基因遗传多样性高,与淡水环境噬藻体psbA基因亲缘关系较近,且存在独特的噬藻体类群。