北极浮冰生态学研究进展

近年来随着北极地区的开放和全球变化对北极地区生态环境和海冰现存量的影响日益显现,北极浮冰生态学研究得到了广泛的重视和实质性的进展.最新研究结果显示,浮冰本身包含了一个复杂的生物群落,高纬度浮冰生物群落的初级产量远高于原先的估算,浮冰生物群落在北极海洋生态系统中的作用被进一步确认.但由于对浮冰生物群落的研究受后勤保障条件的制约,目前尚有大量科学问题有待今后进一步深入研究,预期我国科学家将在其中做出贡献.     

第六次北极科学考察海洋沉积物可培养细菌的多样性分析

【目的】研究北极海洋沉积物可培养细菌的菌种资源多样性。【方法】采用海水Zobell2216E培养基和涂布平板法对第六次北极科学考察获得的海洋沉积物开展细菌分离培养,通过16S rRNA基因系统发育分析了解可培养细菌的多样性。【结果】根据菌落形态特征,从40个站位的北极海洋沉积物样品中共分离并获得16S rRNA基因有效序列的细菌达445株;基于16S rRNA基因的相似性分析与系统发育研究结果表明,分离获得的细菌分属于细菌域的4个门、6个纲、13个目、28个科、49个属、91个种,其中γ-Proteobacteria占大多数;有12株与模式菌株的16S rRNA基因序列相似性小于97%,可能代表了6个潜在的细菌新物种;此次获得的细菌种类组成与以往第五次北极科考获得的相比,在属水平上差异较大。【结论】北极海洋沉积物中存在着丰富的微生物菌种资源,具有很多新型微生物仍未被发现,是亟待开发的微生物资源宝库。     

北极苔原土壤中可培养细菌的分离及其抗菌活性测定

【目的】北极地区具有高纬度、低温、高辐射等独特的环境条件。北冰洋及周围大面积的陆地区域鲜有人类踪迹,其中微生物数量不可低估。本研究旨在了解北极土壤中的可培养微生物的多样性及其抗菌活性。【方法】对来源于北极黄河站附近的7份不同植物根下苔原土壤进行直接涂布和富集培养后涂布。【结果】共获得细菌菌株721株,对其中608株进行细菌16S rRNA基因序列测定,归属于86个属,229个种,主要分布于变形菌门(Proteobacteria,54.3%)、放线菌门(Actinobacteria,21.2%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,12.8%)、厚壁菌门(Firmicutes,10.0%)和奇异球菌门(Deinococcus-Thermus,1.6%)。其中从16S rRNA基因序列同源性推测有22株细菌菌株为潜在新种/属。从分离菌株中筛选出16株可抑制金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)或鲍氏不动杆菌(Acinetobacterbaumannii)生长的拮抗菌。【结论】获得了北极土壤地区特有的微生物菌株资源,为进一步筛选拮抗菌的活性物质提供了菌株基础。     

北极海洋链霉菌604F的卤化酶基因克隆及特征

【目的】本研究旨在克隆来自北极海洋、具有合成卤化物潜力的链霉菌(Streptomyces sp.)604F中的一个卤化酶基因,为后续克隆卤化物合成基因簇、分离鉴定卤化物提供指导。【方法】利用琼脂块法初步测试抗菌活性,借助液相色谱-飞行时间串联质谱技术(LC-Tof MS)初步寻找Streptomyces sp.604F发酵粗提液中的卤化物,并以简并PCR扩增合成次级代谢产物的指示基因(I型、II型聚酮合酶及非核糖体多肽合成酶编码基因);根据依赖黄素腺嘌呤二核苷酸的卤化酶基因保守区设计的简并引物,扩增基因片段并测序分析;采用高效热不对称交错PCR(hiTAIL-PCR)技术扩增卤化酶基因全长。【结果】Streptomyces sp.604F具有较强的抗白色念珠菌活性,其基因组同时含有编码I型聚酮合酶、II型聚酮合酶和非核糖体多肽合成酶基因,以及卤化酶基因;通过染色体步移克隆该卤化酶基因全长,共1443 bp,编码一个新的非色氨酸卤化酶,在合成已知卤化物的卤化酶数据库中,与其同源关系最近的为一类参与合成糖肽类次级代谢产物的卤化酶。【结论】Streptomyces sp.604F具有新的非色氨酸卤化酶,且推测参与糖肽类化合物的卤化修饰,为后续寻找目的卤化物提供了指导,也为研究该合成基因簇奠定基础。     

北极岛衣共生菌藻宏基因组文库的构建

为从地衣中筛选耐寒基因,采用CTAB法提取岛衣北极变种的共生菌藻中基因组DNA,经Sau3AⅠ酶切,获得2~6 kb的DNA片段。再与经BamHⅠ酶切消化并经去磷酸化处理的质粒载体pUC19体外连接,转化至DH5α大肠杆菌(Escherichia coli)的感受态细胞中,成功构建了岛衣北极变种的宏基因组文库。     

楚科奇海及其海台区粒度分级叶绿素a与初级生产力

2003年夏季中国第二次北极科学考察期间,在楚科奇海及其海台区进行了叶绿素a浓度与初级生产力的现场观测。结果表明,观测海区叶绿素a浓度范围为0.009～30.390μg/dm3。表层浓度为0.050～4.644μg/dm3,平均值为(0.875±0.981)μg/dm3;陆架区次表层和底层的浓度高于表层,海台区深层水的浓度较低,200m层的浓度为(0.015±0.007)μg/dm3。水柱平均叶绿素a浓度区域性特征明显,陆架区高于海台区。R断面进行3趟重复观测,平均叶绿素a浓度分别为(2.564±1.496)μg/dm3,(1.329±0.882)μg/dm3和(0.965±0.623)μg/dm3,浓度呈下降趋势。观测站潜在初级生产力为0.263～4.186mgC/(m.3h),陆架区平均潜在初级生产力((2.305±1.493)mgC/(m.3h))比海台区((0.527±0.374)mgC/(m.3h))高近4倍。平均同化数为(1.22±1.14)mgC/(mgChla.h)。观测区细胞粒径>20μm的小型浮游生物对总叶绿素a浓度和初级生产力的贡献率分别为63.13%和65.16%,细胞粒径2.0～20μm的微型浮游生物和细胞粒径<2.0μm的微微型浮游生物对总叶绿素a和初级生产力的贡献率相差甚小,其对总叶绿素a浓度的贡献率分别为19.18%和17.69%,对总初级生产力的贡献率分别为20.11%和14.73%。     

北极真菌Eutypella sp.D-1中海松烷二萜类化合物的研究

采用硅胶柱、反相硅胶柱和凝胶柱等色谱技术,从北极真菌Eutypella sp.的菌体发酵液提取物中分离纯化得到2个化合物,通过1H和13C NMR、2D NMR等分析方法,并比较相关文献,鉴定这两个化合物为libertellenone C(1)和libertellenone A(2)。测试了化合物1和2对各种癌细胞株的细胞毒活性,其中化合物1对胰腺癌SW1990和胶质瘤U251有一定的细胞毒活性,此外化合物2对稻瘟霉有抑制活性。     

北极太平洋扇区海洋沉积物细菌多样性的系统发育分析

对北极太平洋扇区3个不同深度的海洋沉积物样品,采用PCR结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术进行细菌16S rRNA基因V3区序列的系统发育分析。结果表明,同一个沉积物样品不同层次的DGGE电泳图谱不完全相同。从3个沉积物样品中共获得50条序列,大部分序列与从海洋环境尤其海洋沉积物获得的细菌16S rDNA序列相似性较高(88%~100%),归属于变形细菌(Proteobacteria)的gamma亚群、alpha亚群、beta亚群、epsilon亚群、delta亚群,Cytophaga_Flavobacterium_Bacteroides(CFB)群细菌和高G C含量的革兰氏阳性细菌等系统分类群,其中变形细菌(Proteobacteria)的gamma亚群为沉积物中的优势细菌类群。     

新病毒有望成为癌症靶向治疗载体

据国外媒体报道，由于研究人员加紧保护10万种面临潜在灭绝威胁的农作物品种，位于挪威北极地区的种子库正在“扩容”。对于保护世界粮食供应免受因气候变化导致的农作物大面积减产影响，这些身处险地的种子将扮演至关重要的角色。     

北极生命：神秘的绚彩乐章

北极圈以北的陆地上，只有草原，极少树木，即所谓的苔原带。每逢严酷的冬日，冰雪覆盖，天寒地冻，暴风肆虐，生灵隐形，看上去似乎没有一点生命的迹象。然而，夏天一到，冰消雪融，太阳不落，万物苏醒，草绿花香，鹿奔鸟鸣，显出了无穷的生机与活力。若从飞机上看下去，更是蔚为壮观，一会儿是峰峦起伏，崎岖连绵，犹如梯田万亩；一会儿是绿色茵茵，沟壑交错，仿佛是