南海三沙永乐龙洞古菌群落结构与多样性特征

海洋蓝洞作为一种独特的海洋地貌单元,洞内的生物群落结构与生态系统特征一直是国内外同行学者关注的热点问题之一。南海三沙永乐龙洞是世界上最深的海洋蓝洞(300m),其独特的生态特征更为引入瞩目。本研究以古菌16S rRNA基因序列为目标,采用Illumina高通量测序技术对西沙永乐龙洞内水体与沉积物中的古菌群落结构进行了研究。结果表明,本研究所获得的古菌类群可归为4门、21纲、29目、42科、45属,广古菌和奇古菌是丰度最高的两种古菌。龙洞内表层水体中古菌群落多样性与洞外水体相差不大,但随深度增加,洞内古菌群落多样性显著降低,深水层古菌群落结构与浅水层差异显著。龙洞内沉积物中的古菌生存环境与水体差异巨大,为大量特殊物种提供了生存空间。侧壁沉积物中的古菌群落多样性随深度增加显著降低,而150m平台处古菌群落多样性则远高于侧壁沉积物。水温对龙洞内水体中的古菌群落结构具有显著影响(P0.01)。研究结果显示永乐龙洞古菌群落有很高的多样性,其垂向分布与洞内环境多要素的变化密切相关。本研究对认识三沙永乐龙洞内的生态系统特征有显著意义。     

山东省渤海海洋保护区典型海域表层海水微生物群落多样性分析

海洋微生物在生态系统循环中发挥重要作用。为系统了解山东省渤海海洋保护区表层海水微生物群落多样性,作者利用Illumina高通量测序及生物信息学分析技术研究了12个水体样本的菌群构成和多样性特征。实验结果表明,山东渤海海洋保护区典型海域表层海水微生物群落丰富,12个水体样品OTU分属于25门、56纲、103目、163科、227属;门、纲、目、科、属分类等级上的优势类群分别为变形菌门(Proteobacteria)(57.95%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)(21.88%)、黄杆菌目(Flavobacteriales)(4.31%)、红细菌科(Rhodobacteraceae)(10.68%)、Candidatus portiera(7.94%);保护区内表层海水微生物具有其独特的菌群特征和多样性。本研究结果为进一步认识海洋微生物多样性与海洋生态环境保护的关系奠定了基础。     

大洋表层沉积物中甲烷代谢古菌群落的组成及分布特征

海洋沉积物中的甲烷代谢微生物是甲烷循环的关键参与者,其代谢过程对大气甲烷浓度及全球气候变化具有显著影响,研究其在全球大洋沉积物中的组成及分布特征是探究微生物介导甲烷循环的基础。采用焦磷酸454高通量测序测定甲烷代谢保守功能基因mcrA(Methyl coenzyme–M reductase A)分析全球大洋沉积物中甲烷代谢微生物群落的组成和多样性;结合荧光实时定量PCR技术检测了古菌和甲烷代谢古菌的丰度分布特征。与其他海洋生境对比,大洋沉积物中甲烷代谢古菌群落结构单一,大西洋和印度洋的α多样性指数显著高于太平洋(p<0.05)。在大洋沉积物样品中鉴定到3个目的甲烷代谢古菌,即甲烷杆菌目(Methanobacteriales)、甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)和甲烷微菌目(Methanomicrobiales),其中甲烷微菌目占绝对优势,并主要由一簇未知类群(暂名Oceanic Sediments Dominant group,OSD group)组成。大洋沉积物的古菌16S rRNA基因丰度(湿重,下同)平均为8.81×10⁶ copie...     

夏季长江口海水中自由生活和颗粒附着古菌群落的组装过程研究

长江口位于长江和东海的重要交互区域,是研究海洋微生物生态作用的典型环境,但当前对海水中不同生活方式的海洋古菌在长江口的分布和组装过程尚未见系统的研究。采集夏季长江口海水中不同生活方式的古菌样品,基于宏基因组技术分析其多样性、分布特征和环境驱动因素,利用中性模型和零模型方法对其群落组装机制进行评估。研究结果显示泉古菌门(Crenarchaeota)是长江口古菌群落中的优势菌群。在科分类水平上,不同生活方式古菌群落组成存在差异, Marine Group II在自由生活状态(FL)中更加丰富,而Bathyarchaeia在颗粒附着状态(PA)中拥有更高的相对丰度。自由生活和颗粒附着古菌之间的相似性很高,说明多数古菌具有自由生活和颗粒附着的双重生活方式。对两种生活方式下古菌群落都有显著影响的重要环境因子是温度、盐度和硅酸盐含量;亚硝酸盐显著影响自由生活的古菌群落,叶绿素a显著影响颗粒附着的古菌群落(P<0.05)。结合中性模型和零模型,发现长江口海水中古菌群落的组装由随机性过程主导,生态漂变(76%贡献度)是颗粒附着古菌群落的主要组装方式,而对自由生活的古菌群落,其组装受到扩散限制、均...     

海洋亚硝酸盐氧化细菌的多样性分布及其生态功能研究进展

微生物介导的硝化过程是全球氮循环的一个重要环节, 其中催化亚硝酸盐氧化过程的功能菌亚硝酸盐氧化菌(NOB)受到越来越广泛的关注。目前已鉴定的NOB涵盖4个菌门, 分属7个菌属。其中, 亚硝化螺旋菌属(Nitrospira)由于多样性高、分布广泛成为近年来的研究热点。文章综述了NOB多样性组成、系统进化关系、生态分布特征以及亚硝酸盐氧化和自养固碳的过程机制, 阐述了其在海洋碳氮生物地球化学循环中的功能, 并展望了本领域的研究热点。     

辽河口沉积物中参与主要生物地化循环的微生物功能基因分析

辽河口区域丰富的生物多样性在生物地球化学循环和维持生态系统功能等方面发挥着极其重要的作用。研究辽河口表层沉积物中参与常见地球化学循环的功能基因及其关键影响因子,对揭示和预测辽河口沉积物微生物的功能代谢潜力和受环境变化的影响具有重要意义。应用功能基因芯片(GeoChip 4.0)技术开展微生物功能基因多样性研究。结果表明:在6个沉积物样品中,检测到各类型功能基因48742个,反映了9个微生物介导的关键生物过程。其中,碳循环相关功能基因最多,其次是氮循环和硫循环,而磷循环相关功能基因较少。各站位生物过程相关的功能基因数量和荧光信号值整体呈由远海到近海上升的趋势,即河相区的微生物功能基因较海相区与混合区普遍丰富。碳循环中参与碳固定的基因荧光信号值最高。氮循环中反硝化功能基因荧光信号值最高。总磷与硝酸盐是影响微生物功能基因多样性分布格局的重要因素。该研究有助于了解环境变化对辽河口沉积物生态系统结构和功能的影响,为研究辽河口表层沉积物微生物介导的生物地球化学循环提供科学依据。     

浙江镇海潮间带沉积物中可培养微生物初步研究

针对浙江镇海潮间带沉积物样 品,采用纯培养法分离培养海洋微生物,并基于16S rRNA基因序列,开展系统发育学研究,分析沉积物细菌群落结构及多样性。分离获得细菌39株,16S rRNA基因序列分析表明,这些菌株分别属于厚壁菌门Firmicutes(51. 3%)、变形杆菌门Proteobacteria(30.8%)、拟杆菌门Bacteroidetes(15. 4%)和放线菌门Actinobacteria(2. 6%)4个类群。厚壁菌门和变形杆菌门的菌株主要归属于芽孢杆菌纲Bacilli和a-变形杆菌纲Alphaproteobacteria,它们可能在近海海洋生态系统的元素地球化学循环中发挥了重要作用。此外,部分菌株16S rRNA基因序列与已报道物种的相似性较低,可能代表了新的分类单元。研究丰富了浙江近海微生物种质资源,并拓展了对浙江近海可培养细菌多样性的认识,为今后开发利用海洋微生物资源积累了资料。     

辽河口沉积物中古菌和细菌群落结构分析

本研究旨在了解辽河口表层沉积物中古菌和细菌的群落结构组成、多样性及其与环境因子之间的相关性。采用构建古菌和细菌16S rRNA基因文库的方法，应用Illumina Miseq测序技术进行序列分析。结果表明:辽河口表层沉积物中细菌多样性高于古菌多样性，近岸细菌和古菌多样性高于远岸，即河相区（0.8~7.04）细菌多样性高于混合区（13.1~20.7）和海相区（24.2~31.5）；主要古菌群落为奇古菌门（Thaumarchaeota，72.73%）和广古菌门（Euryarchaeota，25.05%），其中泉古菌门（Crenarchaeota，0.001%）只在河相区站位被发现；细菌群落组成中变形菌门（Proteobacteria，61.94%）为该河口的优势菌群，其次为拟杆菌门（Bacteroidetes，11.21%）和酸杆菌门（Acidobacteria，5.59%），其他门类如蓝藻门（Cyanobacteria，3.03%）等比例较小。与环境因子的冗余度分析表明:影响表层沉积物中古菌群落分布的主要环境因子依次为氨盐、泥、酸碱度、盐度、电导率和砂，而细菌群落的分布主要受到溶氧、泥、砂、黏土和总磷的影响。由此可见，不同环境条件下微生物的群落结构存在空间异质性，不同微生物对同一环境条件的响应亦不同。     

海洋细菌SAR86研究进展

变形菌门是海洋环境中最主要的微生物类群,其中属于γ-变形菌门的海洋细菌SAR86成为近来研究的热点之一。本文从海洋细菌SAR86的系统发育多样性、生态分布、基因组学以及在海洋生物地球化学循环中的作用等四个方面对相关研究进行回顾与展望。     

泰国海域儒艮发声分类及特征

为研究近海扇贝养殖水域水质、细菌种群分布规律以及微生物群落多样性对环境因子的响应,2019年5月至10月采集了青岛市崂山湾青山村近海栉孔扇贝养殖水域不同站位的海水样本,通过高通量测序方法分析了不同月份海水样本微生物群落结构和多样性的差异,探讨了环境因子与微生物群落结构的相关性。结果表明:①检测到变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门 (Firmicutes)等 52 个 细 菌 门,115 个 纲,其 中 变 形 菌 门 为 优 势 菌 门,主 要 包 括 γ-Proteobacteria 和α-Proteobacteria纲;②2019年9月,养殖区水样中细菌多样性升高,弧菌多样性下降,且细菌细胞数量达到最高点,说明该 养 殖 区 存 在 爆 发 弧 菌 病 的 可 能 性;③RDA 冗 余 分 析 表 明,浊 度 (P =0.027)对 养 殖 密 区 细 菌 OUT(OperationalTaxonomicUnits)水平的物种组成和群落结构具有显著的影响,硝酸盐(P=0.017)、浊度(P=0.033)对养殖疏区 OTU 水平的物种组成和群落结构具有显著的影响;④不同区域细菌门水平环境因子相关性 Heatmap图分析表明,养殖活动会影响近海细菌群落结构与环境因子的作用程度,从而增加病害发生的可能性。本研究可为贝类疾病的防治及近海海域生态系统的健康发展提供一定的理论基础。     

我国近岸海洋生物多样性空间分区方法与应用探讨

划区管理工具被国际社会公认为生物多样性养护和可持续利用最为有效的手段,广泛应用于各国管辖范围内和公海及国际海底区域。本研究在探讨划区管理所依据关键生物地理要素的基础上,以我国管辖范围内的近岸海域为研究对象,根据海洋生物多样性分区原则与分区要素,开展基于生物地理要素的海洋生物多样性管理分区,将我国近岸海域划分为一级分区6个:黄海、渤海、东海、台湾海峡过渡区、南海和三沙岛礁区;二级分区16个:北黄海近岸海域、南黄海近岸海域、辽东湾、渤海湾、莱州湾、渤海中央水域、苏北及旧黄河口、长江口及杭州湾、浙江东南沿海、台湾海峡过渡区、珠江口及广东沿海、环海南岛沿海、北部湾及广西沿海、西沙岛礁区、南沙岛礁区、中沙岛礁区;三级分区101个:黄海14个,渤海10个,东海20个,台湾海峡过渡区16个,南海38个,三沙岛礁区3个。探讨了分区要素对结果的影响,为海洋生物多样性保护和管理提供参考。     

黄河三角洲泥质沉积区表层沉积物古菌分布特征

通过古菌16S rDNA 基因文库技术, 在黄河三角洲泥质沉积区6 个站位共获得568 个克隆, 经处理得到73 个OUTs(Operational Taxonomic Units), 在此基础上进行系统进化树以及统计学分析。结果显示, 在本次研究的6 个站位的表层沉积物中, 古菌序列均来自于泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota): 其中以Marine Crenarchaeotic Group I(MGI)为主, 仅含少量的Miscellaneous Crenarchaeotic Group (MCG), Marine Benthic Group B(MBGB)等其他种属。研究结果表明, 6 个不同站位的沉积物中只有5 个古菌类群, 群落分布较为均匀, 多样性不高。研究结果揭示了黄河三角洲表层沉积物中古菌横向分布特征, 并为今后在黄海区域开展古菌生态学研究提供了数据信息, 特别是在当前古菌研究主要集中在深海区域的背景下, 对相应的近海区域古菌研究具有一定的参考意义。     

长江口及其邻近海域营养盐的分布特征和输送途径

根据黄海、东海的最新现场调查资料,探讨了长江口及其邻近海域营养盐分布特征与输送途径.调查结果表明,在长江口以东及其东北部海域终年存在一个范围很大的营养盐高值区.分析表明,这些营养盐主要来自长江冲淡水的扩展及苏北沿岸流的输送.此外,还获得了1998年长江流域特大洪水期间,迄今被观测到的长江冲淡水中营养盐的最大扩展范围.     

小清河河口邻近海域口虾蛄(Oratosquilla oratoria)COI序列特征及遗传多样性分析

受河流沿岸工农业发展以及人口急剧增加影响,小清河河口及邻近海域受到严重污染。口虾蛄(Oratosquilla oratoria)作为小清河河口及邻近海域重要渔业资源之一,承受着巨大的捕捞和生存压力。为了掌握口虾蛄种群在该区域的种群遗传多样性,本研究于2020年6—10月在小清河河口及邻近海域采集口虾蛄生物样本,进行了基于线粒体COI基因的种群遗传多样性分析。研究结果表明,基于216条长度为655bp的COI基因片段,共定义90个单倍型,63个多态位点,其中包括59个转换位点,1个颠换位点和3个转换与颠换同时存在的位点,核苷酸多样性指数和单倍型多样性分别为0.9700和0.0051。与其他海域相比,小清河河口种群遗传多样性处于相对较高水平;同时遗传结构分析发现黄渤海与东海及南海分布的口虾蛄种群遗传变异较大,但黄渤海海域内遗传变异较小。通过本研究基本掌握了小清河河口及邻近海域口虾蛄种群遗传多样性背景,也可为口虾蛄资源管理以及种质资源库建立等提供科学的基础理论依据。     

非培养手段分析珠江口淇澳岛海岸带沉积物中的古菌多样性

利用古菌16SrDNA特异引物对珠江口淇澳岛海岸带沉积物中古菌的多样性及垂直分布特征进行研究。结果表明珠江口淇澳岛海岸带沉积物中古菌多样性丰富,大部分为新的不可培养古菌;泉古菌在整个沉积物柱中是优势菌群,约占81%;古菌多样性随沉积物深度增加而增加,区系结构也随深度变化而呈现出明显的不同,在表层沉积物中,88%的序列属于Ⅰ型海洋泉古菌(MGⅠ),而在中层和底层检测到的古菌序列大部分与不可培养的富含甲烷的环境序列有最高的同源性,并且有15%的克隆子序列属于甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)和甲烷微菌目(Methanomicrobiales)。QC-PCR结果表明珠江口淇澳岛海岸带沉积物中古菌含量丰富[(1.93±0.60)×106~6.45±0.25×10716S rDNA拷贝/g],呈现随深度增加含量增加的趋势。     

中国黄、渤海海水中溶解镉的形态研究

黄、渤海是我国重要的海洋经济渔业开发区域,海水中痕量金属的含量及其存在形态会对海洋环境、海洋渔业产生重要影响。随着近年我国痕量金属采集与分析测试技术的发展,数据的准确性有了新的提升。2016-06—07采集黄、渤海40个站位的海水样品,测定其溶解态金属Cd的总浓度,并应用电化学方法(阳极溶出伏安法)分析Cd存在形态。结果表明,渤海海水中的总溶解态Cd浓度是南黄海海水中的2~3倍,这可能与渤海海水停留时间较长,水深较浅,周边较多河流输入有关。20%~92%以上的溶解态Cd是以有机络合物形态存在,以自由离子态存在的Cd浓度不超过100 pmol/L,低于Cd对浮游生物的毒性阈值。渤海比黄海的金属配体浓度高出2倍以上,高值出现在黄河口周围海域,表明黄河水携带较多有机配体输入。推测我国近海有机配体来源可能包括陆源输入、沉积物再悬浮的解析过程以及藻类分泌。研究还表明,黄、渤海海水中溶解态Cd的有机配体络合常数较其他海域的稍高,这与我国近海废、污水排放的有机络合配体类型有关。     

瓯江口温州区域开发建设的规划探索

瓯江口温州区域地处瓯江与东海的交汇处,主要包括正在开发的灵昆岛、温州浅滩、洞头列岛及相应海域,是温州市海洋资源最为富集的地区之一.随着国际以石油化工、装备制造、金属冶炼等为代表的产业转移进入高峰期,国内沿海地区兴起以重化产业发展为动力的新一轮开发热潮,浙江着力推进温台沿海产业带建设,区域的开发建设条件日趋成熟,将成为未来一个时期东南沿海地区的建设热点,温州城市从"瓯江时代"走向"东海时代"的战略要地,必须要从更高层面的战略视角上加以审视和谋划.要确立科学的发展定位,从沿海地区重组整合、省域开发总体格局、温州城市整体发展的高度,明确中国民营经济创新试验区、东南沿海城市群的重要开放门户、浙江省临港产业基地的重要组成、温州大都市的滨海城市拓展区等四大功能.要构筑高效的开发框架,把握"一提升、二先导、三强化、四联动"的发展方针,构建"一轴两圈"的空间开发格局,即"聚力一轴",集中力量建设灵昆岛-温州浅滩围垦-状元岙港区发展轴,主要布局优特钢、装备制造、高新技术、港口物流、现代服务等产业,形成瓯江口温州区域开发和温州大都市东拓的"主骨架";"做特两圈",北部临港产业发展圈要充分发挥大、小门岛深水岸线长、产业发展空间大、环境自净能力强和毗邻国际国内主航道优势,着力引进大型石化和钢铁工业项目,配套发展炼化、物资储运配送等临港产业,成为国内沿海产业带的重要基地;南部海洋旅游休闲圈要以洞头本岛为中心,联合周边岛屿,依托优越的海岛生态环境和独特滨海景观,形成以海景房产、滨海休闲、中心渔港为特色的海洋休闲产业圈,成为浙南沿海重要的海岛旅游休闲基地之一.要培育临港型产业体系,把握国际产业转移高级化趋势,着眼温州现有产业基础和升级需求,发挥瓯江口温州区域港口、滩涂等资源优势,着力建设石化、钢铁、装备制造、船舶修造、高新技术、生态农业等六大产业基地,大力培育港口物流、滨海旅游休憩、现代生产性服务业三大服务中心,构筑起以临港产业为主体的新型产业体系.要构建统筹型保障机制,着力强化区域统筹协调,高效筹措区域开发资金,有力推进重大工程建设,高度重视生态环境建设.     

黄、东海春季海水胞外酶活性水平分布特征研究

海水胞外酶活性可以指示有机物的分布特征以及微生物的营养状况。我们测定了2017年3月25日至4月15日黄海和东海44个大面站以及2018年4月28日至29日胶州湾湾口附近海域10个站位表层海水中的8种胞外酶活性并研究了其分布特征。2017年春季黄、东海表层海水中碱性磷酸酶和脂肪酶活性较高，高值区出现在苏北沿岸和南黄海中部，碱性磷酸酶与磷酸盐浓度之间呈正相关。其余6种酶(肽酶、几丁质酶、纤维素酶、α-D-葡萄糖苷酶、β-D-半乳糖苷酶、木糖苷酶)活性高值区出现在长江口以东的外海，东海的β-D-半乳糖苷酶、木糖苷酶平均酶活性显著高于黄海。8种酶活性平均值排列顺序由大到小为:碱性磷酸酶、脂肪酶、肽酶、几丁质酶、α-D-葡萄糖苷酶、β-D-半乳糖苷酶、纤维素酶、木糖苷酶，其中α-D-葡萄糖苷酶和β-D-半乳糖苷酶的活性基本一致。2018年春季胶州湾附近海域海水中碱性磷酸酶、脂肪酶、木糖苷酶活性分布为近岸高于远岸，几丁质酶活性为近岸低于远岸。8种酶活性平均值排列顺序由大到小为:碱性磷酸酶、脂肪酶、肽酶、木糖苷酶、α-D-葡萄糖苷酶、β-D-半乳糖苷酶、几丁质酶、纤维素酶，其中几丁质酶和纤维素酶的活性基本一致。黄海的碱性磷酸酶和脂肪酶平均酶活性均显著高于东海和胶州湾附近海域。糖类水解酶(几丁质酶、纤维素酶、α-D-葡萄糖苷酶、β-D-半乳糖苷酶、木糖苷酶)平均酶活性在黄海最低。本文的结果对于理解中国近海海水有机碳的分布、浮游植物及异养细菌对有机碳的降解具有重要意义。     

数字经济助推海洋渔业高质量发展——基于产业结构升级的中介效应检验

数字经济与海洋渔业的融合发展是海洋渔业高质量发展的重要动力。文章选择2012—2019年我国11个沿海地区的相关数据,实证研究数字经济对海洋渔业高质量发展的影响及其内在的作用机理和潜在的异质性。研究结果表明：从直接效应来看,数字经济对沿海地区海洋渔业高质量发展具有显著的正向推动作用,其影响强度由长三角地区、珠三角地区、黄渤海地区依次减弱;从中介效应来看,沿海地区和三大地区的产业结构升级在数字经济助推海洋渔业高质量发展的过程中都具有中介效应;就分地区样本来看,长三角地区、珠三角地区和黄渤海地区产业结构升级的中介效应以及产业结构升级对海洋渔业高质量发展的影响强度依次减弱。基于此,文章从大力发展数字经济、因地制定数字经济发展战略和促进产业结构升级等方面,为推动海洋渔业高质量发展提供政策建议。     

黄、渤海几种溶解态痕量金属(Cu、Ni、Co、Zn)分布特征及其影响因素

海水中的痕量金属在海洋生物地球化学循环中至关重要。本研究在严格采用痕量金属洁净(trace-metalclean)采样和分析测试技术的前提下,于2016年7月采集了渤海与黄海表、底层海水水样,获得黄、渤海几种痕量金属(Cu、Ni、Co、Zn)的空间分布特征。研究结果显示,黄、渤海海水中痕量金属的空间分布具有近岸高、远岸低的特点,体现了人类活动对近岸海域的影响,而其在局部海域的分布则受到沿岸流、冷水团、沉积物再悬浮过程以及生物过程等因素的影响。Cu、Ni、Co在黄、渤海海水中的分布特征较为类似,平均浓度由高到低依次为渤海北黄海南黄海,而溶解态Zn的分布则与其他几种金属不同,在黄、渤海平均浓度类似,整体偏低,具有其特殊性。本研究测定的几种痕量金属在黄、渤海海水中的浓度较以往报道数据偏低,其中易污染的痕量金属Zn的浓度更是低近1—3个数量级,体现了痕量洁净采样和测试方法的重要性。