浮游病毒遗传多样性的研究进展

浮游病毒是指游离在水体中的各类病毒,被认为是水体微生物群落中的重要成分.浮游病毒在微食物环、生物地球化学循环、群落结构及多样性等方面起着重要作用.浮游病毒的遗传多样性极其丰富,如何对其进行检测和分析是近几年国际上的研究热点.本文综述了浮游病毒主要类群藻病毒、噬藻体和噬菌体的遗传多样性;分析了宿主、水层、季节等对浮游病毒遗传多样性的影响;介绍了浮游病毒遗传多样性研究中常用的DNA聚合酶基因、结构蛋白基因等靶标基因及PFGE、RFLP、DGGE、DNA微阵列和宏基因组等分子生物学分析技术.     

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。     

渤海网采浮游植物群集的季节变化

研究了渤海2011年夏、冬季节和2012年春、秋季节共50个站位的网采浮游植物物种组成、群落结构特征及主要优势种与环境要素的关系。共鉴定浮游植物3门33属67种,其中硅藻和甲藻是渤海主要浮游植物类群,物种数分别占总物种数的80.6%和17.9%,金藻在部分站位出现,占总物种数的1.5%。物种数目以秋季最多,春冬季其次,夏季最少。优势种的组成有季节性差异,但差异并不大。具槽帕拉藻(Paralia sulcate)、圆筛藻(Coscinodiscus sp.)、格氏圆筛藻(Coscinodiscus granii)、星脐圆筛藻(Coscinodiscus asterompha)在全年都作为优势物种出现。对调查区浮游植物群落组成及甲藻硅藻比分析,2011年夏季渤海海域出现甲藻赤潮,赤潮种为夜光藻(Noctiluca scintillans)。典范对应分析结果表明,浮游植物在不同季节受不同影响因素控制。在春季受温度、盐度和营养盐的共同影响,夏季主要受硝酸盐、亚硝酸盐和氨氮的影响,秋季主要受温度、盐度和磷酸盐影响。     

2009 年春季辽东湾网采浮游植物群落结构

分析了2009 年春季(5 月)渤海辽东湾网采浮游植物物种组成, 丰度分布, 生物多样性指数及群落相似性。春季共鉴定出浮游植物3 门23 属32 种, 主要隶属硅藻门和甲藻门, 生态类型多为温带近岸型和广布型种类, 少部分为暖海性物种或大洋性物种。优势种有夜光藻(Noctiluca scientillans)、翼鼻状藻(Proboscia alata)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、巨圆筛藻(Coscinodiscus gigas)和尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)等。浮游植物在各站位的细胞丰度分布不均匀, 其平面分布呈现由沿岸海域向海湾中部海域递减的趋势。Shannon-Wiener 指数、Pielou 指数较低, 群落结构简单, 稳定性较差。聚类分析结果表明群落之间的相似性较高。     

2014年秋季渤海网采浮游植物群落结构

基于2014年秋季在渤海进行的水文、化学和生物方面的综合大面调查，研究了渤海网采浮游植物群落的结构特征，并结合文献资料，分析影响浮游植物群落结构形成的原因。结果显示:2014年渤海秋季共鉴定浮游植物3个门42属96种，其中以硅藻为主，为34属79种，占总物种的82%；甲藻门7属16种，占总物种的17%；金藻门1属1种。其中，角毛藻属的种类最多，共17种；其次为圆筛藻属，共13种。浮游植物总细胞丰度介于(0.71～72.15)×104 cells/m3，平均为13.88×104 cells/m3，硅藻与甲藻细胞丰度比值为2∶1，硅藻在莱州湾的细胞丰度极显著高于其他海区，甲藻在渤海中部海区的细胞丰度显著高于其他海区。浮游植物优势种主要为星脐圆筛藻(Coscinodiscus asteromphalus)、威氏圆筛藻(C. wailesii)、具槽帕拉藻(Paralia sulcata)、梭状角藻(Ceratium fusus)和夜光藻(Noctiluca scintillans)。渤海秋季浮游植物群落多样性水平分布不均，局部海域由于单一优势种过量繁殖多样性降低，低值区分布于辽东湾和渤海海峡海域。与历史同期资料对比，渤海海域浮游植物群落出现明显的物种演替现象，甲藻中的角藻逐渐兴起，其在渤海中部及辽东湾的优势地位已经超过角毛藻属和圆筛藻属，渤海秋季局部海区浮游植物群落结构已经由硅藻控制转为硅藻和甲藻共同控制。     

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。     

秦皇岛海域秋季石花菜(Gelidium amansii)附生大型海藻的实验分类学研究

秦皇岛海域属于我国渤海区域典型的大型海藻分布区,该海区资源丰富,在我国大型海藻区系中占有较为重要的位置。于2021年秋季在该海域采集石花菜(Gelidium amansii)样品进行活体培养,对其藻体附生的其他季节大型海藻的状况加以观察研究。通过实验生物学方法对石花菜附生藻生殖特征和生态习性进行了观察,结合附生藻形态特征进行物种分类鉴定。经过培养与鉴定,确定该水域石花菜的附生大型海藻共有7种,其中红藻4种,即丛出旋体藻(Audouinelladaviesii)、旋体藻(Auduinella sp.)、茎丝藻小枝变型(Stylonema alsidii f. ramosum)和日本新管藻(Neosiphonia japonica);绿藻2种,即苍白刚毛藻(Cladophora albida)和浒苔[Enteromorpha (Ulva) prolifera];蓝藻1种,即丝状鞘丝藻(Lyngbya confervoides);丛出旋体藻、茎丝藻小枝变型和苍白刚毛藻为河北海域的新记录物种。研究结果表明,室内人工培养可作为个体微小的附生大型海藻分类鉴定的有效补充方法,也能为分子鉴定提供纯净的...     

哈维氏弧菌VIB645毒性相关质粒的结构解析

哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)是水产养殖动物的常见致病菌。前期研究发现,哈维氏弧菌致病性最强的菌株VIB645含有2个核苷酸序列非常相似的溶血素基因—vhhA和vhhB,分别位于染色体DNA和1个大小约为65.6 kb的质粒上(命名为pVH1)。本研究用碱裂解法提取该菌株的毒性相关质粒pVH1,利用多种限制性内切酶进行酶切,构建随机DNA文库并测序。合计测序97.63 kb,覆盖度为148.3%,鉴定出125个ORF(开放阅读框,>150 bp)。这些预测的ORF,根据其功能主要分为以下几类:(1)毒力相关基因,包括RTX毒素钙离子结合蛋白、转铁蛋白结合蛋白A前体、外膜粘附蛋白;(2)结合转运相关基因,包括TraC、-D-、F-、G-、H-、I-、K-、N-、U-、W、TrbB-、C;(3)转座相关基因;(4)其他功能基因,如甲基转移酶,DNA结合蛋白,DNA复制蛋白DnaC等;(5)未知基因。本研究结果对揭示哈维氏弧菌的致病机理具有重要意义。     

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年冬季渤海的浮游植物群落结构特征

研究了2001年冬季覆盖渤海56个测站的浮游植物物种及其群落特征。共发现浮游植物3门37属72种(不包括未定名物种)。物种主要以温带近岸型硅藻为主，优势种主要尖刺伪菱形藻、浮动弯角藻、偏心圆筛藻、具槽帕拉藻(Parnlia sulcata)和环纹劳德藻。其中的尖刺伪菱形藻、偏心圆筛藻和具槽帕拉藻是冬季渤海浮游植物的关键种。分析认为：细胞丰度的平面分布由浮游硅藻的分布所决定。同1983年同期资料相比发现，优势种没有较大变化，但其优势程度顺序和细胞丰度发生了一定的改变，整个浮游植物群落的细胞丰度有大幅度增加。冬季渤海浮游植物群落的多样性程度是低的。     

Picocyanobacterial abundances and diversity in surface water of the northwestern Pacific Ocean

To understand picocyanobacterial distribution patterns in the northwestern Pacific Ocean, their abundances and genetic diversity were studied using flow cytometry and a barcoded amplicon pyrosequencing approach. At open ocean stations affected by the North Equatorial Current, Prochlorococcus was the predominant picocyanobacteria, and a high-light-adapted ecotype (HLII) made up most of the population. In contrast, at stations in shelf areas of the East China Sea (ECS) and South Sea, Synechococcus was the predominant picocyanobacteria and clade II was dominant. At other ECS stations affected by the Kuroshio Current, both Prochlorococcus and Synechococcus made up similar proportions of the picocyanobacterial community. These results indicate that picocyanobacterial diversity differs among oceanic regions, and that physicochemical properties related to dominant water masses, seem to be important in determining picocyanobacterial diversity.     

黄、东海夏季浮游植物群落特征及其影响因素分析

黄海和东海是西北太平洋重要的边缘海，复杂的海洋环流和丰富的陆源物质输入共同影响着海域环境和生态系统。为了解黄、东海浮游植物群落组成、分布状况及其影响因素，本研究于2015年8—9月期间，通过流式细胞仪和形态学观察等方法，调查了该海域微型真核藻类、微微型真核藻类、聚球藻（Synechococcus）、原绿球藻（Prochlorococcus）以及浮游植物优势种的组成、丰度与分布情况，并基于浮游植物种类和丰度状况进行了聚类分析。结果表明，黄、东海浮游植物群落组成存在明显差别，黄海海域微型浮游植物丰度高于东海，而微微型浮游植物丰度低于东海，原绿球藻主要分布在东海海域。黄、东海海域浮游植物群落组成及分布状况与海域环境特征密切相关。夏季黄海海域相对封闭，受黄海冷水团控制，表层海水中高丰度的微型真核藻类主要出现在冷水团西侧边缘锋面区。东海海域受到长江冲淡水和黑潮水向岸入侵的强烈影响，在长江口邻近海域出现硅藻赤潮，而原绿球藻呈现出自外海向近岸输送的分布态势。相关结果可望为进一步探讨陆源物质输入和邻近大洋对我国近海生态系统的影响及机理提供依据。     

Microbial dynamics in an oligotrophic bay of the western subtropical Pacific: Impact of short-term heavy freshwater runoff and upwelling

This two-year study investigates the possible factors that determine spatial and temporal dynamics of picoplankton (heterotrophic bacteria, autotrophic picoplankton—Synechococcus spp., Prochlorococcus, and picoeukaryotes) and nanoflagellate abundance in the subtropical Ilan Bay, Taiwan, where the inner bay is affected by freshwater run-off from the Lanyang River and the eastern outer bay by the Kuroshio Current. In the inner bay, there was more rain and freshwater discharge in 2005 than in 2004 during the warm season (>24° C, June–September). The abundance of bacteria, Synechococcus spp., Prochlorococcus, and picoeukaryotes and the percentage contributions of pigmented nanoflagellate (PNF %) were two- to eight-fold greater during this period (July in 2005) than for other sampling periods. Relatively low abundance of heterotrophic nanoflagellates (HNF) in the presence of abundant picoplankton prey suggests that top-down control determined HNF abundance in the Ilan Bay, Taiwan.     

菲律宾海三种微微型浮游生物颗粒丰度及其光散射作用

2004年秋季在菲律宾海取得了微微型生物颗粒样品和光衰减剖面资料,然后对三种常见的微微型颗粒(原绿球藻,聚球藻和自养真核细胞)丰度及其光学性质做了初步分析和估算。研究结果表明,菲律宾海原绿球藻的丰度最高,其次为聚球藻,自养真核细胞的丰度最低。3种微微型颗粒的光散射系数同水体剖面的光衰减系数(cp)具有明显的相关关系。3种微微型颗粒的散射作用仅占总光衰减系数的5.1%,其中原绿球藻、自养真核细胞和聚球藻分别占2.6%,2.2%和0.3%。     

獐子岛海域和胶州湾表层微微型浮游植物丰度和生物量的季节变化比较

为全面了解黄海典型海区微微型浮游植物的季节变化特征,于2009年7月至2010年6月在北黄海獐子岛海域和2010年1~12月在南黄海胶州湾进行逐月调查采样,利用流式细胞仪检测了表层海水中微微型浮游植物(picophytoplankton)的丰度,包括聚球藻(Synechococcus,SYN)和微微型真核浮游植物(picoeukaryotes,PEUK),并分析了其与环境因子的关系。獐子岛海域和胶州湾SYN和PEUK全年广泛分布,獐子岛海域SYN丰度范围在0.05×10³~120.00×10³cells/mL之间,丰度在秋季最高;胶州湾SYN丰度范围在0.02×10³~61.80×10³cells/mL之间,丰度在夏季最高。獐子岛海域PEUK丰度范围在0.01×10³~18.76×10³cells/mL之间,丰度在秋季最高;胶州湾PEUK丰度范围在0.25×10³~95.57×10³ cells/mL之间,丰度在春季最高。獐子岛海域微微型浮游植物丰度组成以SYN为主;而胶州湾以PEUK为主。PEUK是两海区微微型浮游植物生物量的主要贡献者。相关性分析结果表明,温度是影响两海区SYN丰度季节变化的最主要因素;影响PEUK季节分布的因素不完全一致,獐子岛海域PEUK丰度主要受温度调控;胶州湾PEUK丰度主要受温度和营养盐浓度影响。与已有研究比较,这两个海区的微微型浮游植物生物量对浮游植物生物量的贡献明显高于其他温带沿岸海域,预示微微型浮游植物在獐子岛海域和胶州湾生态系统中的重要作用,值得进一步深入研究。     

Seasonal appearance ofProchlorococcus in Suruga Bay,Japan in 1992–1993

Seasonal appearance ofProchlorococcus was studied by flow cytometry in Suruga Bay, Japan in 1992–1993.Prochlorococcus cells were in high concentrations (>1×10⁴ cells ml^–1) from July to October 1992 and September 1993, when the water temperature was over 20°C. The 16S rRNA of the isolated cells showed 98.5% sequence homology with that ofP. marinus (Sargasso strain), indicating that they are the same species. The former has a high divinyl-chlorophyll (DV-Chl.)a/b ratio similar to the Mediterranean strain and different from the Sargasso strain. Maximum concentration ofProchlorococcus at the surface water was 2.5×10⁴ cells ml^–1 in August 1992 and their DV-Chl.a accounted for 4.0% of the total chlorophylla. A decrease in cell density to less than 5×10³ cells ml^–1 was observed from December to May with an exceptional rise in January 1993. WhileProchlorococcus showed a maximum concentration of 3.6×10⁴ cells ml^–1 at 10 m depth in September 1992, phycoerythrin (PE)-richSynechococcus spp. were dominant with their maximum concentration of 2.2×10⁵ cells ml^–1 in the same water body. On the other hand, phycocyanin (PC)-richSynechococcus spp. and the larger phytoplankters showed maximum concentrations in the surface waters in May and June. BothProchlorococcus and PE-richSynechococcus showed their lowest concentrations in April. A significant positive correlation was obtained between cell concentrations of the PE-richSynechococcus andProchlorococcus.     

黄、渤海地区青蛤(Cyclina sinensis)种群的ITS序列遗传变异与遗传结构分析

利用核糖体RNA的转录间隔区（ITS1）序列分析方法，以日本青蛤种群为外群，初步讨论了黄、渤海地区6个野生青蛤种群遗传变异和遗传结构。采用AMOVA方法对获得的24种单倍型序列进行了遗传变异水平和等级剖分。结果表明，ITS序列核酸多态性参数Pi为0．01973，Eta值为0．04624。青蛤各种群内的遗传变异水平较高，约占总变异的37．8％。但遗传变异的主要来源于不同组团（日本海与黄、渤海），其变异达到总量的61．36％。黄、渤海地区青蛤种群间的遗传距离在0．00311-0．14914之间，P检验没有出现显著差别，说明该地区青蛤种群没有出现遗传分化，并存在7种共享单倍型序列，种群间有一定的基因交流。日本种群与黄、渤海地区各种群的遗传距离在0．44803-0．54122之间，经P检验均出现了显著性差异，形成了明显的地理隔离及遗传分化格局。     

Picoplankton community structure on the Atlantic Meridional Transect: a comparison between seasons

Samples collected from 10 depths at 25 stations in September–October 1996 and 12 depths at 28 stations in April–May 1997 on an Atlantic Meridional Transect between the British Isles and the Falkland Islands were analysed by flow cytometry to determine the numbers and biomass of four categories of picoplankton: Prochlorococcus spp, Synechococcus spp, picoeukaryotic phytoplankton and heterotrophic bacteria. The composition of the picoplankton communities confirmed earlier findings (Zubkov, Sleigh, Tarran, Burkill & Leakey, 1998) about distinctive regions along the transect and indicated that the stations should be grouped into five provinces: northern temperate, northern Atlantic gyre, equatorial, southern Atlantic gyre and southern temperate, with an intrusion of upwelling water off the coast of Mauritania between the northern Atlantic gyre and equatorial waters. Prochlorococcus was the most numerous phototrophic organism in waters of both northern and southern gyres and in the equatorial region, at concentrations in excess of 0.1×10⁶ml⁻¹; it also dominated plant biomass in the gyres, but the biomass of the larger picoeukaryotic algae equalled that of Prochlorococcus in the equatorial region; higher standing stocks of both Prochlorococcus and picoeukaryotes were present in spring than in autumn in waters of both gyres. In temperate waters at both ends of the transect the numbers and biomass of picoeukaryotes and, more locally, of Synechococcus increased, and the Synechococcus, particularly, were more numerous in spring than in autumn. There was a pronounced southward shift of the main populations of both Synechococcus and Prochlorococcus in April–May in comparison to those of September–October, associated with seasonal changes in solar radiation, the abundance of Prochlorococcus dropping sharply near the 17°C contour, while Synechococcus was still present at temperatures below 10°C. Picoeukaryotes were more tolerant of low temperatures and lower light levels, often being more abundant in samples from greater depths, where they contributed to the deep chlorophyll maximum. Heterotrophic bacterial numbers and biomass tended to be highest in those samples where phototrophic biomass was greatest, with peaks in temperate and equatorial waters, which were shifted southwards in April–May compared with September–October.     

2018年6月渤海大型水母分布特征

2018年6月使用渔业底拖网采样，对渤海大型水母进行了全面调查，调查船舶为"中渔科102"渔业科考船。本研究分析了渤海大型水母的种类组成、渔获密度与伞径大小，并对其源地进行了探讨。结果表明：本次调查共采集到海月水母、沙海蜇、海蜇、多管水母四种大型水母，其中海蜇、多管水母数量较少，各采集到一只。海月水母在渤海三湾均有分布，各海区伞径大小无显著差异且多为幼体（<10cm），密度高值区出现在渤海湾东南侧海域，可达38-221.21ind./（net·h），辽东湾海月水母出现于湾南，密度<5ind./（net·h），湾北未见；作者推测，海月水母在渤海沿岸可能存在多个源头，诸如：莱州湾与渤海湾交界近岸海域、河北近岸、辽东湾大连近岸以及北部近岸。沙海蜇在渤海分布较广，辽东湾为密度高值区，均值为（35.32±21.64）ind./（net·h），但伞径较小，均值为（12.15±6.52）cm；与此相对，渤海湾与莱州湾外侧海域沙海蜇密度虽小[<20ind./（net·h）]，但伞径要显著大于辽东湾，最大伞径均值可达（33.86±7.40）cm；作者推测，沙海蜇在渤海海域发源地主要集中于辽东湾近岸，渤海湾与莱州湾，外海出现的沙海蜇可能源于辽东湾，随海流运输至此。海月水母、沙海蜇在渤海发生时间要晚于黄、东海。本研究结果可为深入分析渤海大型水母的种群动态变化、暴发机理提供基础。     

夏季南黄海浮游甲壳动物死体比例的初步研究

浮游动物死体是海洋沉降碳通量的重要组成部分,研究浮游动物死体对于准确评估特定海区生物泵碳通量具有十分重要的意义。为了解夏季南黄海浮游甲壳动物在自然海区的死亡情况,采用2019年7~8月在南黄海获取的浮游动物样品,使用中性红染色法分析了浮游甲壳动物死体的平面分布及其受控环境因素。结果表明,夏季南黄海浮游甲壳动物平均丰度为(1 378.3±929.84) ind./m³,其死体比例在5.0%~68.8%之间,平均为33.3%±16.6%。桡足类是浮游甲壳动物的主要类群,平均丰度为(1 202.9±937.4) ind./m³,死体比例在3.6%~69.7%之间,平均为38.6%±17.0%,与全球海域浮游桡足类的平均死体比例相当。不同浮游甲壳动物优势种的死体比例存在差异。其中,拟长腹剑水蚤(Oithona similis)死体比例最高(62.0%),鸟喙尖头溞(Penilia avirostris)最低(17.9%)。与环境因子的相关性分析结果表明,海水温度和盐度是影响夏季南黄海浮游甲壳动物死体比例的主要影响因子。小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)死体比例和表层温度显著正相关,拟长腹剑水蚤和近缘大眼剑水蚤(Corycaeus affinis)的死体比例与表底温差具有显著的正相关;而表层盐度与克氏纺锤水蚤(Acartia clausi)的死体比例存在正相关关系。该研究结果可为深入认识南黄海海洋生态动力学过程和海洋碳通量等相关研究提供重要的参考资料。