噬藻体遗传多样性的研究进展

蓝藻是一类最原始、最简单的原核藻类生物,是海洋中的主要初级生产者之一。感染蓝藻的病毒称为噬藻体。噬藻体是水生微生物群落的重要组成部分,在控制蓝藻种群动力学及调节生物生产量等方面具有重要的生态学意义。研究噬藻体的遗传多样性有助于完善噬藻体的分类,为进一步探讨噬藻体之间的进化关系、噬藻体与蓝藻之间的相互关系提供理论依据,同时为探索环境变化对噬藻体进化的影响提供新的视点。本文综述噬藻体的分类、影响噬藻体遗传多样性的因素及噬藻体遗传多样性研究常用的靶基因等方面的研究进展。     

海州湾条斑紫菜养殖对浮游藻类群落结构及遗传多样性的影响

为了研究条斑紫菜(Porphyra yezoensis)养殖对江苏海州湾浮游藻类群落结构及遗传多样性的影响,于江苏省海州湾条斑紫菜养殖及非养殖海区各设置4个采样位点,采集表层海水,提取海水中浮游藻类的总DNA,PCR扩增浮游藻类核酮糖1,5-二磷酸羧化/氧化酶大亚基(rbc L)基因片段,构建了养殖及非养殖海区rbc L片段质粒文库。在文库中随机选择50个阳性克隆并测序。经比对分析,在条斑紫菜非养殖区发现8种海洋微藻,隐鞭藻占总克隆数22%,海链藻和骨条藻分别占6%和2%;养殖海区发现10种微藻,其中异丝藻占总克隆数22%,优势度明显,仅3种微藻为二海区共有(骨条藻、隐鞭藻及小球藻),表明紫菜养殖及非养殖区浮游藻类群落组成差异显著。条斑紫菜非养殖区及养殖区的浮游藻类香农指数均值分别为3.273和3.654,均匀度指数均值分别为1.090和1.040,显示养殖区浮游藻类遗传多样性较丰富,而群落的成熟度与稳定性非养殖区高。研究证实,表层海水浮游藻类群落结构及组成是动态的,条斑紫菜的养殖行为形成浮游藻类群落结构及遗传多样性较大差异性。     

以宏基因组技术探讨渤海秋冬季节病毒多样性

为研究渤海海域病毒群落总体状况,本文以渤海的B47站表层海水为代表,对两个时间点(2010年9月,2011年12月)的病毒宏基因组做出全面分析。采集海水样品后过滤并经过切相流系统浓缩,提取DNA测序,再进行生物信息学分析,包括病毒组的种群分类、功能基因分析、系统进化分析等。分析结果指明,这两个时间点的病毒群落均由双链DNA病毒(97.75%,scaffold百分比)占据优势地位,其中尤以有尾噬菌体(80.86%,scaffold百分比)居多。按宿主区分,最大的一类病毒为聚球藻噬藻体(10.29%,scaffold百分比)。渤海病毒群落最为丰富的功能基因为复制、结合和修复基因,且冬季(33.77%,ORF百分比)大于秋季(16.39%,ORF百分比)。结果表明:在渤海病毒组中,(1)存在理论上只出现在亚热带海域的原绿球藻噬藻体;(2)物种组成、物种多样性、功能基因比例呈现季节变化;(3)相比远洋病毒组有一定独特性;(4)可能存在未知的T4-like病毒分支。     

天津北大港湿地秋季浮游植物群落结构特征

2014年秋季对北大港湿地水体的浮游植物群落结构进行了初步研究。结果表明在北大港湿地共发现浮游植物57种,其中绿藻门(21种)硅藻门(17种)蓝藻门(12种)裸藻门(4种)隐藻门(2种)甲藻门(1种),优势种有微囊藻、念珠藻、席藻和螺旋藻等,螺旋藻优势度最大,为0.499;北大港湿地秋季浮游植物细胞密度介于9.35×10~5 cells/L~14694.35×10~5 cells/L,平均密度为3085.05×10~5 cells/L;北大港湿地秋季浮游植物Shannon多样性指数(H')在0.78~2.57,平均值为0.44,水质属于轻-重污染水平;北大港湿地秋季浮游植物群落可分为河口型群落、流水型群落和静水型群落3大类;各采样点生态环境及水体流速的不同是影响浮游植物群落分布的主要因素。     

实验室混合藻种的光谱分解方法研究

颗粒物吸收是海洋水色的重要因子.现有的规范方法将颗粒吸收分成浮游植物色素吸收与非色素颗粒物吸收两部分,没有对浮游植物色素吸收作进一步的分离.然而,自然界海水中存在多种藻类都会影响浮游植物的吸收.不同藻类包含的色素种类和组成比例各不相同,实际上,海水中浮游植物色素吸收是多种藻类吸收的综合反映.从不同藻种的吸收光谱特征研究入手,分析了小球藻、扁藻、裸甲藻的吸收光谱特征,研究了多藻种自然混合状态下的光谱分解方法.研究结果表明,混合藻种吸收光谱分解技术是水体藻类信息提取的一种有效方法.     

环境DNA分析大亚湾夜光藻藻华对真核浮游生物群落的影响*

夜光藻是全球广泛分布的藻华种之一, 其摄食作用对浮游生物的群落结构有着重要影响。利用环境DNA技术和Spearman相关性分析, 文章研究了2021年1月中旬大亚湾夜光藻高丰度站位浮游生物的群落结构与生物相关性。结果显示, 夜光藻高丰度站位的海水温盐条件为温度 14.4~18.3℃、盐度 32.52‰~33.14‰。夜光藻丰度较高的站位中, 卡顿藻科、海链藻科等浮游植物类群的相对丰度均值为2.41%和2.23%, 明显高于其他站位的0.75%和0.62%; 同时拟哲水蚤科与长腹剑水蚤科等类群的相对丰度均值为8.22%和4.46%, 明显低于其他站位的64.13%和11.12%。结合Spearman相关性分析表明, 夜光藻丰度增加可能导致其对拟哲水蚤科等类群摄食压力增加, 拟哲水蚤科类群丰度减少降低了卡顿藻科、海链藻科、原甲藻科、隐芽藻科等浮游植物类群的摄食压力, 使其生物丰度增加; 同时夜光藻摄食压力增加使得裸甲藻科、圆筛藻科等浮游植物丰度下降。因此, 夜光藻丰度增加影响了水域中真核浮游生物群落结构。综上结果表明, 环境DNA技术有助于认识夜光藻在浮游生物群落中的生态地位, 可用于浮游生物各类群之间的关系分析。     

山东半岛北岸不同生境潮间带浮游细菌多样性研究

通过提取山东半岛北岸不同类型潮间带海水样品的总DNA,构建16S r DNA文库,利用群落相似性分析(ANOSIM)和非度量多维尺度转换排序(NMDS),探究潮间带类型对浮游细菌群落结构的影响,并对比了与近海浮游细菌群落结构的差异。分析结果显示,浮游细菌的丰度及多样性受到潮间带类型的影响,烟台养马岛泥滩、石滩、辛安河沙滩、黄河三角洲碱蓬区和天鹅湖海草区以变形菌门占优势,而黄河三角洲米草区以拟杆菌门为优势菌,其中,天鹅湖海草区浮游细菌的丰富度和多样性最高。潮间带海水中浮游细菌的组成与近海存在显著差异,潮间带浮游细菌的丰度及多样性均显著高于近海。推测季节因素、植被类型、有机质来源可能是造成潮间带不同生境与近海浮游细菌多样性差异的重要因素。     

2000年秋季渤海的网采浮游植物群落

研究了2000年秋季覆盖渤海60个测站的网采浮游植物物种及其群落特征,共发现浮游植物3门35属64种(不包括未定名物种).物种主要以硅藻为主,但甲藻在群落中的比重也很明显,在个别站位上会成为优势类群.优势种主要为偏心圆筛藻、三角角藻、浮动弯角藻等,其中的偏心圆筛藻、浮动弯角藻、布氏双尾藻、梭状角藻和叉状角藻是秋季渤海浮游植物的关键种.细胞丰度的平面分布由浮游硅藻的分布决定,其高值区分布在渤海中北部、渤海湾南部和渤海海峡南部.浮游甲藻在渤海湾北部存在高值区.由于渤海环流的影响在渤海中北部存在浮游植物群落的交错区,此区物种丰富度高、多样性水平高和细胞丰度高.秋季渤海浮游植物群落物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和均匀度的高值区在渤海中部,但整个秋季浮游植物群落的多样性程度是较低的.     

2001—2002年粤东柘林湾浮游植物的生态学研究

2001年7月-2002年7月对粤东赤潮重灾区柘林湾进行的浮游植物周年调查表明,柘林湾共有浮游植物68属183种.其中硅藻为最优势类群,共51属143种,占总种数的 77.8%;甲藻11属34种;其它浮游植物类群6属6种.调查海区浮游植物群落的种类丰富度、细胞密度、生物多样性和均匀度的平面分布均表现为湾外高于湾内和湾内外侧高于湾内内侧的基本格局,但黄冈河河内浮游植物群落的构成却呈现种类少而密度高的特点.调查期间浮游植物的总细胞数年均值为16.9×104cells/L,周年变动模式为双峰型(高峰位于8月和4月).与上一个周年调查(2000年5月-2001年5月)的总细胞数年均值(36.0×104cells/L)和单峰型周年变动模式(最高峰位于7月)相比,差异较大.这可能是2001-2002年厄尔尼诺现象导致粤东地区气候异常、干旱少雨,以及调查海区无机磷剧减45%所致.中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为该湾的全年优势种,在群落总细胞数中的百分比年均值从上一年度的58.7%上升至本年度的71.0%,导致Shannon-Wiener多样性指数从上一年度的1.91减少至本年度的1.75.中肋骨条藻的绝对占优已在很大程度上改变了该湾浮游植物的群落结构,并使中肋骨条藻赤潮的发生机率大大增加.陆源排污、大规模增养殖业和水体交换对柘林湾高营养盐低浮游植物密度及浮游植物群落的时空分布具最重要的影响.     

大亚湾夏季浮游植物群落结构及对淡澳河输入的响应特征*

浮游植物是水生生态系统的基础生产者, 其群落结构直接影响到生态系统的健康和安全。河流输入是人类活动影响大亚湾水体环境最重要的途径之一, 淡水输入改变了水体温度、盐度、浊度和营养盐等环境因子, 对浮游植物群落结构产生影响。文章调查研究了2015年河流输入最强的夏季丰水期大亚湾的水体环境因子和浮游植物群落结构, 分析了在较强河流输入影响下浮游植物群落结构的动态变化及其对环境因子的响应。结果发现, 夏季大亚湾淡澳河的输入使湾顶淡澳河口区域形成层化的低盐、高温、低透明度、高营养盐的水体, 湾中部表层水体则受一定强度河流羽流影响, 而湾口和湾中部底层水体主要受外海水影响。淡澳河淡水输入是夏季大亚湾外源性氮、磷营养盐的主要来源, 而硅酸盐除河流输入外, 外海水也输入较多的营养盐使得底层水体硅酸盐浓度较高。夏季大亚湾水体营养比例失衡较严重, 溶解无机磷是限制浮游植物生长的重要因子。硅藻是大亚湾夏季浮游植物的优势类群, 调查发现3种优势种[极小海链藻(Thalassiosira minima)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和圆海链藻(Thalassiosira rotula)]均为硅藻。通过聚类分析, 可将大亚湾夏季浮游植物群落主要分为3种类型, 分别为: 浮游植物丰度较大的极小海链藻藻华暴发的群落, 位于淡澳河口, 受河流输入影响明显; 中肋骨条藻占据优势的群落, 分布在受一定强度的河流及其羽流影响的湾顶和湾中部区域; 浮游植物丰度较低的群落, 无明显优势种, 主要分布在湾口海水影响区域。淡澳河口的水体环境有利于小型链状硅藻极小海链藻的快速繁殖并暴发了藻华, 藻华发生时的海水环境条件为: 温度30~31°C, 盐度17‰~31‰, 水体透明度0.45~1.2m。硅藻对不同营养盐利用的差异以及随后的生物碎屑和颗粒沉降过程导致藻华发生区域Si∶N值略降低, N∶P值显著升高。河流输入影响下, 单一物种大量生长使得浮游植物群落种类组成丰度分布极不均匀, 从而导致淡澳河口浮游植物群落的种类多样性和均匀度指数降低, 种类多样性和均匀度指数均从淡澳河口向湾口逐渐增大。