海洋生物资源开发研究概况与展望

对各类主要的海洋生物资源开发研究作了简洁概述,从海洋生物体内获取的各种活性物质,除可研究海洋药物外,还可开发海洋生物功能性保健品,海洋生物化工产品等;此外,尚可利用其特异的化学结构作为先导物,设计合成治疗疑难病的创新药物。可以预言,２１世纪将是人类研究、开发、利用海洋生物资源的黄金时代     

卷首语

<正>海洋,约占地球表面积的71%,蕴藏着巨大的资源与财富。在我国,海洋国土面积有300万平方公里,约占陆地国土面积的三分之一。海洋是生物多样性最丰富的地区,地球上80%的生物生存于海洋中,开发利用与保护海洋生物资源是解决21世纪人类资源匮乏的重要途径,海洋生物技术(marine biotechnology)作为有效利用与保护海洋生物资源的关键技术应运而生,海     

海洋生物技术

我国海洋生物经分类鉴定的有２０２７８种,分属４４个门,其中１２个门是海洋中所特有的。１９９６年,我国政府将海洋技术列入８６３计划。目前海洋生物技术一方面应用于天然资源的开发,另一方面利用细胞融合、染色体操作进行海洋生物的育种,海洋微生物与微藻类的研究。海洋生物具有耐盐、耐寒、耐热、耐压、光合成、固氮、硝酸还原、浮游、发光和吸磁等机能,人们期待在基因水平上阐明这些机能并加以利用,同时开展与海洋生物技术有关的设施、传感器、遥测等方面的研究。海洋天然生物复合素——ＯＴＧ免疫活素是中国已开发出的海洋生物…     

海洋生物资源与可持续利用对策研究

海洋生态环境恶化和不合理的开发利用,使我国海洋生物资源严重衰退。开展海洋生物资源学相关基础研究,重点进行海洋环境与生物资源保护,运用海洋生物技术等高新技术,科学、合理地开发利用生物资源,是实现海洋生物资源可持续利用和长久发展的可行策略。着重分析了海洋生物资源状况及其生态环境问题,提出了未来我国海洋生物资源的发展对策。     

新书介绍

《海洋生物技术原理和应用》海洋是生命的摇篮,是全球生命支持系统的重要组成部分。它约占地球表面积７１％,其中蕴藏着种类繁多数量巨大的生物资源。海洋生物资源是人类生存和发展的宝贵财富。目前世界各沿海国家都十分重视海洋生物资源的研究、开发和利用。海洋生物资...     

海洋生物抗肿瘤活性物质的研究进展

海洋生物抗肿瘤活性物质的研究进展缪辉南,戴建凉（海军医学研究所上海２００４３３）海洋生物技术是生物技术领域的新生长点和海洋高技术的重要组成部分,是当今国际科技界关注的竞争热点之一,发达国家竞相投入巨资进行海洋生物技术的研究与开发。我国是海洋大国,海洋生物资源十分丰富,海洋生物技术是开发这片蓝色＂原野＂的金钥匙。由于我国海洋生物技术研究起步较晚,总体水平与发达国家相比有较大距离。     

宁波大学海洋学院海洋生物技术研究团队简介

宁波大学海洋学院海洋生物技术研究团队成立于2007年,目前有教授3人,副教授4人,具有博士学位研究人员9人。主要研究方向包括海洋生物基因资源和活性物质的研究与开发,主要研究领域涉及动物行为学、病理学、分子免疫学和海洋药物学等。团队先后主持国家及省部级科研项目20余项,     

海洋生态资本理论框架下海洋生物资源的存量评估

海洋生态资本是能够直接或间接作用于人类社会经济生产、提供有用的产品流或服务流的海洋生态资源。海洋生态资源包括海洋生物资源及其生境资源。海洋生态资源的存量价值由海洋生物资源存量价值和海洋生境资源存量价值构成。针对我国海洋生物资源的特征,在海洋生态资本理论框架下,提出了鱼类、贝类、甲壳类、头足类、大型海藻等主要海洋生物资源的存量价值评估技术方法,包括物质量评估和价值量评估。探讨了海洋生物资源单位价格确定、评估价值修正、评估方法的适用性、成本扣除等问题。     

现代生物技术在海洋功能性食品开发中的应用

海洋功能性食品是以海洋生物资源为原料开发的具有多种生理活性的功能性食品,其开发已成为实现海洋生物资源高效利用的重要途径之一。近几年来,随着现代生物技术的快速发展和进步,对海洋资源的探究越来越深入,在海洋功能性食品的研发方面取得了较大的进展。本文主要介绍了现代生物技术如发酵工程、基因工程、酶工程、蛋白质工程、代谢工程等在海洋功能性食品如脂质功能食品、活性糖功能食品、多肽功能食品及角鲨烯、虾青素开发中的应用,为现代生物技术在海洋功能性食品领域的应用提供参考。同时指出了海洋功能性食品开发中存在的构效关系不明确、效率低下等问题,并提出为进一步加快海洋功能性食品的开发与应用,需要加强对海洋生物新型代谢途径的探索,加深对海洋生物活性成分机理的分析,开发更加快速高效的制备海洋功能性食品的方法。     

可持续发展理论与我国海洋生物资源的开发利用

我国海洋生物资源极为丰富,种类繁多,是我国海洋经济发展的物质基础,近20年来沿海经济发展引起环境污染和环境变化,影响海洋生物资源的可持续利用,从可持续发展的角度探讨了海洋生物资源的开发利用和资源保护问题。     

Comparative genomic analysis of selenium utilization traits in different marine environments

Selenium (Se) is an essential trace element for many organisms, which is required in the biosynthesis of proteins with selenocysteine, tRNAs with selenouridine, and certain enzymes with Se as a cofactor. Recent large-scale metagenomics projects provide a unique opportunity for studying the global trends of Se utilization in marine environments. Here, we analyzed samples from different marine microbial communities, revealed by the Tara Oceans project, to characterize the Se utilization traits. We found that the selenophosphate synthetase gene, which defines the overall Se utilization, and Se utilization traits are present in all samples. Regions with samples rich and poor in Se utilization traits were categorized. From the analysis of environmental factors, the mesopelagic zone and high temperature (> 15°C) of water are favorable, while geographical location has little influence on Se utilization. All Se utilization traits showed a relatively independent occurrence. The taxonomic classification of Se traits shows that most of the sequences corresponding to Se utilization traits belong to the phylum Proteobacteria. Overall, our study provides useful insights into the general features of Se utilization in ocean samples and may help to understand the evolutionary dynamics of Se utilization in different marine environments.     

基于生态系统管理理论的海域集约利用评价——以河北沿海地级市为例

基于生态系统管理理论,从海洋投入强度、海洋利用强度、海洋经济效益及海洋生态环境质量层面,构建海域集约利用评价的指标体系,运用模糊决策分析理论计算各指标权重,得到河北省沿海地级市2005—2014年的海域集约利用综合指数,并利用聚类分析法及协调度指数对河北省海域集约利用的区域差异特征进行了分析。研究结果表明:2005—2014年河北省海域集约利用综合水平不断提高,除海洋生态环境质量准则层指数呈下降趋势外,海洋投入强度、海洋利用强度、海洋经济效益3个层面指数均呈上升趋势,其中持续增加趋势最明显的是海洋经济效益准则层;河北省沿海三市海域集约利用综合指数及各准则层指数的时序变化特征基本一致,但各区域之间仍体现着不同的变化特点,沧州市海域集约利用程度较高,唐山市海域集约利用经历了由低到高的过程,秦皇岛市海域集约利用的状况整体处于一般水平;河北省及沿海三市海域集约利用总体保持了较高的协调度,但各地区不同时段的变化特征有所不同。     

Trends in selenium utilization in marine microbial world revealed through the analysis of the global ocean sampling (GOS) project

Selenium is an important trace element that occurs in proteins in the form of selenocysteine (Sec) and in tRNAs in the form of selenouridine. Recent large-scale metagenomics projects provide an opportunity for understanding global trends in trace element utilization. Herein, we characterized the selenoproteome of the microbial marine community derived from the Global Ocean Sampling (GOS) expedition. More than 3,600 selenoprotein gene sequences belonging to 58 protein families were detected, including sequences representing 7 newly identified selenoprotein families, such as homologs of ferredoxin–thioredoxin reductase and serine protease. In addition, a new eukaryotic selenoprotein family, thiol reductase GILT, was identified. Most GOS selenoprotein families originated from Cys-containing thiol oxidoreductases. In both Pacific and Atlantic microbial communities, SelW-like and SelD were the most widespread selenoproteins. Geographic location had little influence on Sec utilization as measured by selenoprotein variety and the number of selenoprotein genes detected; however, both higher temperature and marine (as opposed to freshwater and other aquatic) environment were associated with increased use of this amino acid. Selenoproteins were also detected with preference for either environment. We identified novel fusion forms of several selenoproteins that highlight redox activities of these proteins. Almost half of Cys-containing SelDs were fused with NADH dehydrogenase, whereas such SelD forms were rare in terrestrial organisms. The selenouridine utilization trait was also analyzed and showed an independent evolutionary relationship with Sec utilization. Overall, our study provides insights into global trends in microbial selenium utilization in marine environments.     

海洋微生物多样性及其分子生态学研究进展

海洋微生物多样性的深入研究将有助于微生物资源更好的开发和利用,海洋微生物多样性有很大的研究价值和研究空间。海洋中大多数微生物处于未可培养状态,在分子生态学基础上对海洋未可培养微生物进行研究是当今微生物多样性研究的主要方向。近年来相关研究进展迅速,研究方法不断更新。主要从分子生态学角度对微生物多样性研究现状进行概述并详细分析探讨了相关的研究方法,而且从分子生态学与海洋微生物多样性研究相结合的层面,对本领域的研究进行展望。旨在为海洋微生物多样性的研究及海洋资源的可持续开发与利用提供参考。     

海洋贝类蛋白资源酶解利用研究进展

海洋贝类蛋白资源的高效利用是我国海洋生物资源可持续利用中重要研究方向,酶解技术已经成为海洋贝类蛋白资源高值化、资源化、生态化开发的重要手段,具有重要的理论意义和实践意义。贝类酶解采用的主要商品酶为中性蛋白酶、风味酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、胃蛋白酶等,酶解效果评价的主要参数为蛋白水解率以及抗氧化、清除自由基等生理功能指标,酶解产物主要用途为调味品、营养功能制品、饲料蛋白产品、医药品等。从商品工具酶的选择,酶解优选工艺、酶解产物应用等角度,综合论述了海洋贝类蛋白资源酶解利用的发展现状,展望了其发展趋势,为我国商品酶制剂在海洋贝类乃至整个海洋生物蛋白资源的高值化开发中的利用提供参考。     

Utilization of Heme as an Iron Source by Marine Alphaproteobacteria in the Roseobacter Clade

The bioavailability and utilization of porphyrin-bound iron, specifically heme, by marine microorganisms have rarely been examined. This study used Ruegeria sp. strain TrichCH4B as a model organism to study heme acquisition by a member of the Roseobacter clade. Analogs of known heme transporter proteins were found within the Ruegeria sp. TrichCH4B genome. The identified heme uptake and utilization system appears to be functional, as the heme genes were upregulated under iron stress, the bacterium could grow on ferric-porphyrin complexes as the sole iron source, and internalization of ⁵⁵ Fe from ferric protoporphyrin IX was observed. The potential ability to utilize heme in the Roseobacter clade appears to be common, as half of the isolates in the RoseoBase database were found to have a complete heme uptake system. A degenerate primer set was designed and successfully used to identify the putative heme oxygenase gene (hmus) in the roseobacter heme uptake system from diverse nonenriched marine environments. This study found that members of the Roseobacter clade are capable of utilizing heme as an iron source and that this capability may be present in all types of marine environments. The results of this study add a new perspective to the current picture of iron cycling in marine systems, whereby relatively refractory intracellular pools of heme-bound iron may be taken up quickly and directly reincorporated into living bacteria without previous degradation or the necessity of a siderophore intermediate.     

远海50个站位沉积物中潜在木质素降解菌的分离与鉴定

【背景】微生物在海洋木质素的降解过程中发挥了至关重要的作用,然而来源海洋环境的木质素降解菌的相关研究报道却很少。【目的】从远海沉积物环境分离潜在的木质素降解菌,为木质素的可再生化学物质转化提供菌种资源。【方法】利用以木质素为唯一碳源的培养基,对50个远海沉积物样品中的木质素降解菌进行富集培养与纯化,并利用含苯胺蓝的脱色培养基筛选潜在木质素降解菌,继而通过16S rRNA基因测序与序列比对初步确定潜在木质素降解菌的分类地位。【结果】从50个沉积物样品中共分离获得菌株283株,其中潜在木质素降解菌263株,它们隶属于α-变形杆菌纲(Alphapreobacteria)、γ-变形杆菌纲(Gamaproteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)、放线杆菌纲(Actinobacteria)和黄杆菌纲(Flavobacteriia)中的32个属。【结论】远海沉积物环境中蕴含着丰富的木质素降解菌,为海洋生物资源的开发利用提供了新的参考。     

海洋生物蛋白资源酶解利用研究进展

海洋生物蛋白资源是海洋生物资源的重要组成部分,对其进行高值化加工利用,是海洋生物技术研究的重要内容。对海洋生物蛋白资源酶解利用的研究进展进行了综述。     

具有抑菌活性的海洋细菌的分离与鉴定

分离并筛选具有抑菌活性的海洋细菌对于开发和利用海洋微生物具有重要意义,该研究从6份海泥样品中共分离到78株海洋细菌,以6种细菌作为敏感指示菌,采用覆盖技术对分离菌株进行拮抗试验,17株海洋细菌具有抑菌活性,对其中2株具有较强抑菌活性的海洋细菌进行革兰氏染色,耐盐试验,运动性观察,过氧化氢酶测定,明胶液化试验,硫化氢产生试验,石蕊牛奶试验,糖类发酵,硝酸盐还原等特性分析,依据《伯杰氏细菌鉴定手册》进行分类鉴定,它们分别应归属为气单孢菌属（Aeromonas sp.）和假单孢菌属（Pseudomonas sp.）。