黑潮源区沉积物微生物多样性初步研究

从黑潮源区采集上层沉积物,进行DNA提取,以细菌和古菌的16S rDNA通用引物PCR扩增黑潮源区沉积物中细菌和古菌群落的16S rDNA,并构建细菌和古菌的16S rDNA文库,经限制性片段长度多态性分析(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP),DNA序列测定和系统发育分析,对黑潮源区表层沉积物的细菌和古菌多样性进行了研究。研究结果表明:黑潮源区细菌包括了变形杆菌(Proteobacteria)、酸杆菌(Acidbacterium)、浮霉菌(Planctanycene)、疣微菌(Verrucomicro-bia)和Candidate division OP8和拟杆菌(Bacteroidetes)共6个类群,其中变形杆菌是优势类群。古菌包括了泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota),其中泉古菌占优势;泉古菌包括MCG、C3、MBGA和MGI 4个类群,而广古菌包括SAGMEG、MBGE和MEG 3个类群,其中MBGE是优势类群。     

甘肃西峰黄土中细菌16S rDNA 文库的构建与组成初步分析

对黄土高原西峰地区黄土沉积物中的有机质进行了总DNA 提取和PCR（聚合酶链式反应）扩增,通过克隆测序技 术构建了含有44 个克隆子的细菌16S rDNA 文库。对16S rDNA 系统发育的分析表明,西峰地区的黄土沉积物中细菌可分属 13 个类群,包括：酸杆菌（Acidobacteria）、变形菌（Proteobacteria）、放线菌（Actinobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）、厚壁菌（Firmicutes）、疣微菌（Verrucomicrobia）、浮霉菌（Planctomycetes）、芽单胞菌（Gemmatimonadetes）、异常球菌-栖热菌（Deinococcus-Thermus）、硝化螺旋菌（Nitrospirae）、蓝细菌（Cyanobacteria）、拟杆菌（Bacteroidetes）和Candidate divisionTG1。其中酸杆菌为最主要优势类群,变形菌为次优势类群,二者占黄土细菌总克隆数的70%,且大多为不可培养的基因型。     

不同类型冰川雪中可培养细菌多样性变化及其与环境因子关系研究

通过荧光显微计数和恢复培养,分析了东天山和卓奥友峰冰川区雪的细菌数量及可培养细菌多样性.结果表明:不同地点不同深度雪中微生物数量都与可溶性离子Ca2+、Mg2+和NO3等的浓度显著相关,两种不同类型冰川雪坑中可培养细菌多样性存在明显差异.从卓奥友样品中培养得到高G+C(67%)、低G+C(22%)、α-Proteobacteria(4%)、β-Proteobacteria(4%)、γ-Proteobacteria(1%)和Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides(CFB)(2%)6种不同类群细菌,但从东天山雪样中仅分离得到β-Proteobacteria(48.5%)、α-Proteobacteria(25.5%)、低G+C(25%)和高G+C(1%)4种不同类群细菌.冰雪微生物的数量及种类与环境密切相关.     

污水处理系统中活性污泥细菌多样性研究

采用分子生物学手段16S rDNA克隆文库方法对北京高碑店污水处理厂回流污泥中的细菌进行了多样性研究。结果表明,活性污泥系统中细菌群落具有高度多样性,所有克隆子分属5个不同的细菌类群,优势细菌类群为变形菌(proteobacteria),占克隆文库的76.7%;细菌类群优势依次为β-变形菌类群(β-proteobac-teria,占39.8%)、不可培养菌类群(uncultured bacteria,占22.33%)、γ-变形菌类群(γ-proteobacteria,占20.15%)、α-变形菌类群(α-proteobacteria,占6.79%)和δ-变形菌类群(δ-proteobacteria,占4.85%);活性污泥中起硝化作用的主要是亚硝化单胞菌(Nitrosomonas sp.,占1.94%)和硝化螺旋菌(uncultured Nitrospirae bacterium,占11.65%),由于这2种硝化菌自身生长缓慢,难以与异养细菌竞争,以致其在文库中的比例较低;而作为反硝化细菌的陶厄氏菌属在文库中的比例却高达27.18%,可见该活性污泥具有较强的反硝化能力;克隆文库中还发现了少量的玫瑰单胞菌属(占4.85%),推测它的存在和有机磷的降解有关。     

西太平洋深海沉积物古菌多样性垂直分布

以提取并纯化的西太平洋深海沉积物DNA为模板,利用古菌PCR特异性引物扩增出样品中古菌的16S rDNA片段,构建其克隆文库,建立阳性克隆子RFLP(Restriction Fragment Length Polymor-phism)酶切图谱。据酶切图谱对所获得的120个克隆进行测序,并与数据库中的序列进行比对,从而进行古菌的多样性和系统发育分析。结果表明,沉积物中扩增的16S rDNA古菌序列分别来自泉古生菌(Crenarchaeota)和广古生菌(Euryarchaeota),以Marine Benthic Group B(11.8%)、Marine Benthic Group D(13.6%)、Marine Crenarchaeotic Group(68.69%)为主。少量序列为South African Gold Mine Euryarchaeotic Group(1.07%)、Deep-Sea Hydrothermal Vent Euryarchaeotic Group(1.61%)、UIIB(1.25%)、VALIII(1.79%)、Marine Benthic Group E(0.18%)。以上结果表明西太平洋深海沉积物中有丰富多样的古菌群落。     

西太平洋深海沉积物古菌多样性分析

以提取并纯化的西太平洋深海沉积物DNA为模板,利用古菌PCR特异性引物扩增出样品中古菌的16S rDNA片段,构建其克隆文库,建立阳性克隆子RFLP(Restriction Fragment Length Polymor-phism)酶切图谱。据酶切图谱对所获得的90个克隆进行测序,并与数据库中的序列进行比对,从而进行古菌的多样性和系统发育分析。结果表明,沉积物中扩增的16S rDNA古菌序列分别来自泉古生菌(Crenarchaeota)和广古生菌(Euryarchaeota),以Marine Benthic Group B (11.8%)、Marine Benthic Group D (13.6%)、Marine Crenarchaeotic Group (68.69%)为主。少量序列为South African Gold Mine Euryarchaeotic Group (1.07%)、Deep-Sea Hydrothermal Vent Euryarchaeotic Group (1.61%)、UIIB（1.25%）、VALIII（1.79%）、Marine Benthic Group E (0.18%)。以上结果表明西太平洋深海沉积物中有丰富多样的古菌群落。     

热带东太平洋中国多金属结核开辟区深海成矿环境的氨基酸表征

为了解中国多金属结核开辟区沉积物有机质活性及深海成矿沉积环境特征，使用高效液相色谱（HPLC）法分析了表层沉积物氨基酸的组成状况。结果显示该区表层沉积物中氨基酸与氨基糖含量(干样)均较低，分别在0.30～0.59 mg·g-1及 0.10～0.17 mg·g-1之间。其中以中性氨基酸占绝对优势，占50%以上，其次为酸性氨基酸和含氢氧基氨基酸，分别占17%和11%，碱性氨基酸占9%，芳香与含硫氨基酸均在5%以下,表明深海沉积环境为氧化环境，且偏碱性条件。表征有机质活性的Asp/β Ala、Glu/γ Aba及DI值（（Glu+Phe+Leu+Ala+Val）/ (β Ala+γ Aba)）分别为1.1～1.9，0.8～2.2和1.4～2.9，表明该区有机质成熟度已很高。蛋白氨基酸/非蛋白氨基酸的比值为1.0～2.0，葡萄糖胺/半乳糖胺比值则在1.7～3.0之间变化，表明该海区有机质经过强烈的细菌改造，即海区存在强烈的细菌活动，活性较低，表征了多金属结核有机—微生物成矿的可能性。     

瓜伊马斯深海热液口古菌分布及多样性研究

深海热液口由于剧烈的温度(可达到400℃以上)、pH和化学梯度,成为地球生命起源和演化研究的焦点,海底热液口生命系统为人类提供了一个探索深部生命及生命起源和进化的窗口.本文主要开展了瓜伊马斯深海热液口高温环境下沉积物和烟囱样品中古菌多样性的研究.采用实时荧光定量PCR首先对样品中古菌进行了定量,发现沉积物和烟囱两个样品都含有高丰度的古菌,沉积物和烟囱中古菌分别达到1.47×109拷贝数/g和5.29× 108拷贝数/g(湿重).通过核糖体小亚基16S rRNA基因的PCR扩增,文库构建和系统发育分析,发现沉积物和烟囱样品中的古菌类群多数是嗜热和超嗜热微生物,但两个样品中的古菌群落组成差异很大:沉积物以泉古菌门为主,优势菌群为Miscellaneous Crenarchaeota Group (MCG)和Hot Water Crenarchaeota Group Ⅰ(HWCG Ⅰ);烟囱样品则主要是广古菌门类群,其中以Thermococcales,Marine Benthic Group D (MBGD)/Deep Hydrothermal Vent Euryarchaeota 1(DHVE 1)为主.在沉积物样品中发现了一个新的MCG类群,命名为MCG-H,可能是MCG的高温独特类群.研究揭示,在瓜伊马斯深海热液口烟囱和沉积物中都包含有丰富的古菌类群包括未被发现的新类群,对瓜伊马斯深海热液口古菌分布和多样性的研究将为进一步深入的古菌生理功能和演化的研究提供基础.     

石油污染地下水中细菌分子生态学研究

采集了某废弃炼油厂的石油污染地下水样品,提取水中微生物总DNA,构建细菌16S rDNA克隆文库,并通过16S rDNA序列的系统发育分析,对样品中的细菌种群多样性以及群落结构进行了研究。结果表明,文库中阳性克隆的16S rDNA序列分属11个细菌类群,分别为Betaproteobacteria(381％),Alphaproteobacteria(353％),Gamaproteobacteria(51％),Deltaroteobacteria(52％),Bacteroidetes(40％),Verrucomicrobia(25％),Epsilonproteobacteria(19％),Nitrospira(13％),Planctomycetes(13％),Candidate Division OD1(13％),Unclassified Bacteria(38％)。在这一生态系统中,Betaproteobacteria和Alphaproteobacteria类细菌占据主导地位,二者所占比例均在三分之一以上。群落中最主要的降解菌是噬氢菌属(Hydrogenophaga)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)细菌,它们在文库中所占比例达239％和195％。该石油污染地下水样品中细菌与许多其他已知的降解菌亲缘关系较近,如Sulfuricurvum kujiense、Trichlorobacter thiogenes、Rhodoferax ferrireducens以及红细菌属(Rhodobacter)、甲基单胞菌属(Methylomonas)和涅瓦菌属(Nevskia)细菌等。此外,文库中克隆的16S rDNA序列与许多类似的污染场地中发现的环境克隆相似性很高,如煤焦油污染的地下水、苯污染的地下水、原油污染的土壤、溴甲烷和氯甲烷污染的土壤、抗生素生产废水以及活性污泥等,证明该石油污染地下水中有大量降解菌群的存在。石油污染物的种类对降解菌群的组成有一定的选择作用。     

南海北部九龙甲烷礁邻区沉积物层中垂向细菌群落结构特征研究

本研究应用微生物16S rRNA-DGGE和T-RFLP技术,结合环境参数,对我国天然气水合物潜在区南海九龙甲烷礁附近973-4柱状样沉积物中3个层位12个不同深度(表层20 cm至382 cm,中层552 cm至796 cm,深层862 cm至1 196 cm)细菌群落结构及其分布进行了对比研究.其中T-RFLP实验表明,细菌丰度、香农指数和均匀度变化趋势相同,由深层到716 cm处先降后升,中层716 cm深度范围处微生物群落丰度、均匀度、香农指数相对较高,716 cm至表层先降后升.DGGE图谱和T-RFLP色谱峰聚类分析表明:表层20 cm至192 cm相似性较高,表层236 cm至382 cm与深层1 082 cm、1 196 cm群落结构相似性较高,但中层沉积物中微生物群落结构与表层及深层均有较大差异.环境参数表明中层甲烷含量较高,推测甲烷是影响微生物群落结构差异的主要因素之一.T-RFLP色谱峰与微生物数据库比对及DGGE条带测序也表明了:本区变形杆菌(Proteobacteria)为优势菌群,其中α-、γ-、δ-变形杆菌(Proteobacteria)为主要的细菌亚群,其他细菌包括放线菌(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)为次优势菌群.甲烷含量较高的中层,甲烷氧化菌(Methanotrophs),硫还原菌(Sulfate-reducing bacteria)等与甲烷密切相关的细菌均有被检测到,表明该区域存在与天然气水合物的分解释放相关的微生物群落.     

海域岛礁桥梁地基岩体质量分级体系研究

跨海大桥由于受地形限制,桥基只能布设在单薄的海域岛礁上,而岛礁岩体质量及其边坡稳定将控制桥基型式及埋深。结合在建舟山大陆连岛工程西堠门大桥桥基所在的老虎山岛礁,针对其大跨度、高塔柱桥梁地基赋存的地质环境条件,综合考虑不同部位(即水上、水下及潮间带三个不同位置),提出以岩石力学性质、岩体结构类型、结构面发育特征(尤其是软弱结构面控制)、风化状况、地下水(受海水频繁潮涨潮落影响)等分级控制因素,并分别相应采用岩石单轴饱和抗压强度Rs、岩石质量指标RQD、岩体完整性系数Kv、风化程度系数KY及地下水影响修正系数U对上述分级控制因素进行量化,建立了反映海域岛礁岩体总体质量综合指数Z=Rs×RQD×Kv×KY+U,并相应得出不同级别岩体质量分级体系。     

豫西济源地区早三叠世和尚沟组湖相遗迹化石及遗迹组构

豫西济源地区早三叠世和尚沟组滨浅湖沉积中动物遗迹化石共鉴定出9个遗迹属10个遗迹种。包括Arenicolites isp., Beaconites coronus, Cylindricum isp., Palaeophycus heberti, Palaeophycus tubularis, Planolites isp., Psilonichnus isp., Scoyenia gracilis, Skolithos linearis和Taenidium barretti等。根据遗迹化石分布特征及沉积环境分析,可识别出三种遗迹组构1）Scoyenia遗迹组构,反映了干旱气候条件下的滨湖沉积环境;2）Planolites—Taenidium遗迹组构,属于湖泊水体逐渐变浅的浅湖沉积环境;3）Psilonichnus遗迹组构,代表了水动力由弱到强的湖泊三角洲沉积环境。     

云南省玉龙雪山表土花粉垂直散布与植被关系研究

对云南省玉龙雪山地区8个垂直植被带下采集的49个表土样品进行表土孢粉的垂直散布研究,同时选择43个受人类活动干扰较少的样品和20个主要木本花粉类型进行了降维对应分析(DCA)。结果表明,玉龙雪山地区不同垂直植被带的孢粉组合具有不同的代表性成分与变化特征,能够较好地反映相应的植被带类型。在植物稀疏、花粉产量低的高山杜鹃灌丛植被带中,孢粉组合以外来的松属、冷杉属、落叶松属、云杉属和铁杉属等为主;   冷杉林、落叶松林、云杉林和铁杉林等植被带孢粉组合的指示性成分分别是冷杉属、落叶松属、云杉属和铁杉属花粉,它们对应的峰值分别为13.6％,4.7％,39.4％和11.5％;   针阔混交林、中山湿性常绿阔叶林的孢粉组合分别以高含量的常绿栎类、栲/石栎属为特征,并都含有多种落叶阔叶乔木和灌木的花粉,但后者比前者所包含的阔叶乔木与灌木成分更多,且蕨类孢子的峰值也出现在中山湿性常绿阔叶林中;   云南松林的孢粉组合中除松属外很少有木本花粉出现。DCA排序结果较好地反映了现代植被与环境之间的相互关系,认为温度是决定不同植被带样点分布的最重要因素,这与垂直植被带随着海拔升高、温度逐渐降低而发生更替的规律是一致的。     

黔南晚石炭世礁相地层中造礁生物Tubiphytes研究

广泛分布在黔南晚石炭世礁相地层中,具有多样的生物形态。其造礁作用以粘结方式为主,可以集中密集形成粘结岩礁块,也可以与其它造礁生物共同建造礁体。其建造的礁体分布局限,礁体一般规模不大。Tubiphytes在工作区除形成礁体外,还通过包覆其它生物碎屑和粘连灰泥和碎屑颗粒形成粘结岩,构成珊瑚礁体的基底,起到固结基底的作用;也可以在其它礁体内部粘结充填在礁骨架中的灰泥和碎屑颗粒形成块状粘结岩,起到加固礁体的作用。Tubiphytes与其它生物碎屑一起作为碳酸盐岩造岩的重要组成部分,在礁相地层中也广泛存在。Tubiphytes在黔南晚石炭世礁相地层中是一类具有特色的生物。     

柴达木盆地东北缘中新统遗迹化石组合及其沉积环境

研究遗迹化石对于恢复古生物活动方式、习性和古环境具有重要意义。在柴达木盆地东北缘双湖地区中新统发现了遗迹化石。经鉴定,研究区的遗迹化石主要包括2大类4属4种:居住迹Palaeopycus heberti（赫伯特古藻迹）,Skolithos verticalis（垂直石针迹）;进食迹Scoyenia gracilis（纤细斯柯茵迹）和Taenidium satanassi（箱形条带迹）。根据研究区的遗迹化石分布及沉积环境分析,该地可划分出一个遗迹组合:Scoyenia-Taenidium-Skolithos遗迹组合, 代表了潮湿气候条件下的浅湖环境。当前化石的发现填补了柴达木盆地东北缘双湖地区中新世遗迹化石研究的空白。     

云南西部施甸泥盆纪疑缘类及其古环境

云南西部施甸泥盆纪疑缘类研究对重建该地区泥盆纪古地理和沉积环境有十分重要的意义。首次报道了云南西部保山地区施甸泥盆纪疑缘类21属35种。根据疑缘类特征及其在地层中的分布和演化规律,自下而上可以划分2个疑缘类组合带: 相当施甸何元寨剖面的西边塘组上部泥岩段的疑缘类组合带; 马鹿塘疑缘类组合带。该区的疑缘类可与国内外同时代的疑缘类比较。微古植物（疑缘类）和孢子含量的比例关系及其特征性的属种证明,西边塘组属正常浅海沉积,马鹿塘组较西边塘组略深,为陆棚浅海沉积。     

砾间接触氧化反应器中填料表面细菌多样性及其主要功能

采用分子生物学手段,通过构建16S rDNA基因文库,对新型剩余污泥减量化处理系统—生物砾间接触氧化反应器 (GCOR) 中载体表面附着细菌多样性进行了系统发育分析,并讨论了多种细菌共存对剩余污泥减量化的贡献。结果表明,附着细菌可分为好氧呼吸菌群、兼性厌氧菌群、厌氧水解发酵菌群和生长缓慢菌群等4大类。其中,优势菌群分别是以兼具呼吸/发酵代谢方式的β变形菌、嗜水气单胞菌及以发酵为主要代谢方式的拟杆菌属。此外,好氧菌群中还发育有假单胞菌属、硝化螺菌属细菌和黄杆菌属细菌等。慢速生长菌群包括Caldimonas taiwanensis strain On 1和Ideonella sp.。填料表面生物膜微生态环境复杂,微生物多样性较高,好氧、厌氧菌群以及慢速生长菌群等多种细菌共同作用,为在降解污水有机物的同时,达到剩余污泥减量化做出巨大贡献。结果分析表明,细菌的主要功能可归纳为：能量解偶联、共代谢作用、生物溶胞作用和慢性生长种群的影响。     

深海热液口化能合成共生作用的研究进展

海洋无脊椎动物和细菌间的化能合成共生作用的发现,改变了人们对深海热液口初级生产力主要来源的认知.近年的研究表明,营化能合成共生的动物隶属于纤毛门、软体动物门、环节动物门和节肢动物门;其中无脊椎动物作为宿主在与共生菌的长期共生过程中,伴随着部分器官和功能的退化或消失,逐渐形成和演化出了与此相适应的形态结构,并产生了一些特殊的行为;在深海热液口发现的所有化能合成共生菌都属于革兰氏阴性菌,它们的宿主大致可以分为2个群体;通过16 SrRNA基因编码分析,不同代谢类型的共生菌在系统发育中通常处于不同分支,形态也有所差异;共生菌独特的传播方式和进化模式也使其更加适应共生生活;由无脊椎动物和化能合成细菌构成的共生体系与环境相互作用,影响了深海热液口生态系统的演化.对共生菌蛋白质及代谢组学的研究,以及对宿主生理和代谢机制的研究将成为未来热液口化能合成共生作用研究的新热点.     

IODP 311航次底栖有孔虫碳稳定同位素对天然气水合物地质系统的指示

为了探索海洋天然气水合物背景下有孔虫特征的响应,对综合大洋钻探计划(IODP) 311航次岩芯沉积物中底栖有孔虫Uvigerina peregrina和Bulimina mexicana进行了初步研究。通过对冷泉站位U1328和毗邻的非冷泉站位U1327沉积物中底栖有孔虫Uvigerina peregrina和Bulimina mexicana的显微形貌特征和碳、氧稳定同位素测试等,证实有孔虫壳体未受到后期成岩作用的改造和自生碳酸盐岩的交代影响,有孔虫壳体的碳稳定同位素呈现明显的负偏。其中U1327站位中U.peregrina δ¹³C为-0.67‰～-2.75‰（PDB）,B.mexicana δ¹³C为-0.51‰～-1.52‰（PDB）;U1328站位中U.peregrina δ¹³C为 -0.72‰～-2.71‰（PDB）,B.mexicanaδ¹³C为 -0.58‰～-1.45‰（PDB）。底栖有孔虫壳体的碳稳定同位素负偏成因可能与水合物不稳定分解释放的甲烷厌氧氧化作用和食物源有关,因而可较好地指示海底天然气水合物系统地质背景。