北极海洋沉积物高抗氧化活性菌株的筛选及其多样性分析

利用过氧化氢耐受性实验对北极海洋沉积物中具有高抗氧化活性的菌株进行初筛,通过其对DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)自由基、羟自由基和超氧阴离子清除能力的测定进一步验证其抗氧化能力;并对其进行了分子鉴定与系统发育分析。根据过氧化氢耐受性实验,从145株供测菌株中筛选出25株对过氧化氢具有较强耐受性的抗氧化活性菌株,占总供测菌株的17.2%;其对DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子均具有较强的清除能力,可分别高达84.15%,88.61%和45.77%。基于16SrRNA基因的分子鉴定与系统发育分析表明,筛选出的25株活性菌株多样性较高,分别属于细菌域的5个纲,15个属,20个种;其中以γ-Proteobactria纲的菌株数量最多。北极海域的海洋沉积物中存在着丰富的具抗氧化活性的菌株资源,将为了解极地微生物的抗氧胁迫机制及极地来源的新型生物活性物质的研发打下一定的基础。     

南太平洋环流区底层水可培养细菌多样性研究

为研究南太平洋环流区底层海水可培养细菌的多样性,通过IODP 329航次获得了该区域7个站点的底层海水样品,利用传统的分离培养法获得菌株后,进行16SrDNA测序及系统发生分析。结果表明,从南太平洋环流区7个站点的底层水中分离出174株深海细菌,这些菌株属于4个门,30个属,78个种。其中γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)有143株,在数量和种类方面均占主导地位;α-变形菌纲(α-Proteobacteria)7株,β-变形菌纲(β-Proteobacteria)2株,厚壁菌门(Firmicutes)11株,放线菌门(Actinobacteria)6株,拟杆菌门(Bacteroidetes)5株。优势属有假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、交替单胞菌属(Alteromonas)、弧菌属(Vibrio)、盐单胞菌属(Halomonas)等10个属;优势种有居珊瑚假交替单胞杆菌(Pseudoalteromonas paragorgicola)、子午盐单胞菌(Halomonas meridiana)、坎氏弧菌(Vibrio campbellii)、西班牙交替单胞菌(Alteromonas hispanica)、河豚毒素假交替单胞菌(Pseudoalteromonas tetraodonis)、琼氏不动杆菌(Acinetobacter junii)等12个。在7个站点中,位于环流边缘的U1371站点分离出的菌株数量明显多于其他站点,且是7个站点中唯一1个包含了分离出的所有6个门类的站点,多样性最高;而U1369和U1370站点都只分离出γ-变形菌纲1个门类。此外,9株细菌可能为海洋细菌新属或新种。     

广西北部湾可培养黏细菌资源初探及其抗菌活性研究

采用大肠杆菌诱导法和滤纸诱导法对广西北部湾不同海洋生境采集的样品进行黏细菌的分离纯化,基于菌落形态特征结合16S r RNA基因序列分析对黏细菌纯培养物进行初步鉴定。从21份海洋生境样品中共分离纯化得到38株黏细菌,隶属于4属10种,其中黏球菌属和珊瑚球菌属分别占菌株总数的63.16%和26.32%,属于优势菌属。采用VY/2培养基进行固体培养发酵,利用丙酮提取浓缩获得提取物,进一步利用滤纸片琼脂扩散法对菌株粗提物进行抗菌活性初步筛选。结果发现24株黏细菌提取物对9种指示菌具有不同程度的抑制作用,抗菌阳性率达63.16%,其中Myxococcus macrosporus (1H01)的提取物对肺炎克雷伯菌的抑制活性显著,优于阳性药(氨苄青霉素钠,1mg·mL-1)。研究结果表明广西北部湾特殊海洋生境黏细菌多样性丰富,分离出的黏细菌具有良好的抗菌活性,为新型抗生素应用研究奠定了物质基础。     

Khai岛和Pathiu岛珊瑚礁沉积物细菌多样性及细菌粗提物延缓秀丽隐杆线虫衰老活性研究*

在Khai岛和Pathiu岛珊瑚礁生长海域采集2份珊瑚礁沉积物样品, 将样品预处理后采用6种分离培养基进行分离培养, 获得活性海洋细菌菌株, 通过PCR扩增和16s rRNA基因序列测定, 分析物种多样性, 并构建系统发育树。以模式生物秀丽隐杆线虫为模型考察菌株发酵提取物延缓衰老的作用。实验结果表明, 从4种样品中分离鉴定出22株细菌, 分别属于11目13科14属。16S rRNA基因序列相似性低于98.65%的细菌有2株, 疑似为潜在新种。GXIMD014 (Vibrio galatheae)和GXIMD112 (Kocuria kristinae)的500μg·mL^-1细菌粗提物具有延缓线虫衰老的活性, 能不同程度的延长线虫寿命, 提高线虫产卵量、运动能力、热激损伤能力、抗氧化损伤能力、体内酶活性以及改善虫体表皮形态。Khai岛和Pathiu岛珊瑚礁沉积物细菌具有较高的物种多样性, 蕴藏着丰富的微生物资源, 且部分细菌菌株具有延缓衰老的生物活性。     

海南新村湾海草促生菌株分离及多样性

海草植株共附生大量具有合成植物激素、促进植物营养物质吸收和拮抗病原菌作用的促生菌,对海草的健康生长具有重要作用。本研究利用固氮、溶磷培养基从海南省新村湾泰来草(Thalassia hemperichii)和海菖蒲(Enhalus acoroides)植株中获得细菌131株,分布于36属61种,其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势属。通过可培养细菌的多样性分析发现,从泰来草分离获得细菌的OTU(Operational Taxonomic Unit)数目、Chao和Shannon指数均高于海菖蒲,其具有更高的细菌多样性;而三种培养基中,应用PSM培养基获得的细菌的多样性最低。另外,对包括17株溶磷菌和12株固氮菌在内的61株菌进行促生特性分析,结果显示菌株L-2以C_2H_4计的固氮酶活性达14.27nmol/(h·m L),有3株菌溶磷活性在29.91～44.86 mg/L之间,6株菌产铁载体能力很强,8株菌氨化能力很强,10株菌吲哚乙酸(IAA)产量在50μg/m L以上。基于促生能力的综合分析,我们筛选出5株具有较强促生潜能的菌株,16S rRNA鉴定结果显示其中2株为芽孢杆菌(Bacillus sp.),1株克雷伯氏菌(Klebsiella sp.),1株拉乌尔菌(Raoultella sp.)和1株Breoghania sp.。它们适合进一步开发研制为微生物菌剂,可应用于促进移植海草生长发育和退化海草床生态保护修复中。     

海洋光合细菌的分离鉴定及其生长条件的研究

用红色硫细菌培养基从青岛沿海潮间带海泥中分离出8株光合细菌,经鉴定菌株HD_1属最小着色菌(Chromatium minutissimum),HD_2、HD_4为细着色菌(Chromatium gracile);菌株SL_1、SL_1x、PL_1和PL_2为嗜酸红假单胞菌(Rhodopseudomonas acidophila),菌株HCx为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)。分离菌株均具运动性,不需生长因子。菌株HD_1、HD_2和HD_4在厌氧光照条件下利用硫化物,且在细胞内贮存硫粒。菌株HD_1、HD_2的最适盐度为4.0％,最适pH为7.0,8.0。当培养基中硫化物含量为0.01—0.04％时,菌株HD_1、HD_4生长良好。菌株PL_2在初始pH为6时生长最好。酵母膏对菌株HCx具有明显的促生长作用。     

深海沉积物中龙须菜降解菌群的筛选与鉴定及多样性分析

以龙须菜为唯一的营养源对深海沉积物进行富集和筛选,获得一个可降解龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)、紫菜(Porphyra umbilicalis)和海带(Laminaria japonica)产生还原性寡糖的菌群.通过16S rRNA序列及16S rRNA-RFLP分析对该菌群中的细菌多样性进行了研究.结果表明,降解菌群中的细菌组成主要为弧菌属(Vibrio,8株)、火色杆菌属(Flammeovirga,7株)和希瓦氏菌属(Shewanella,5株),其中希瓦氏菌属和火色杆菌属的细菌在菌群中的丰度较高.采用龙须菜为唯一营养源的筛选培养基对菌群中的细菌进行分离,获得4株具有琼胶酶活力的细菌,包括2株火色杆菌属和2株希瓦氏菌属细菌.培养和未培养的结果均表明火色杆菌和希瓦氏菌这2个属为所研究的深海沉积物主要的龙须菜降解菌.对原始降解菌群和所分离的关键菌株进行了龙须菜酶解产糖能力的比较,结果发现菌群中的弧菌属菌株虽然自身没有酶解龙须菜的能力,但可能可以协助关键菌株,提高菌群对龙须菜的降解效率.因此本研究中所获得的菌群和菌株有望在琼胶寡糖的绿色生产中得到广泛应用.     

4株米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)藻际异养细菌的分离鉴定

采用分子生物学方法,对分离的米氏凯伦藻4株藻际异养细菌进行分子鉴定和功能分析。结果表明,经16S rRNA序列分析,4株藻际异养细菌分别隶属于Formosa、Erythrobacter、Shewanella和Marinobacter四个属,P1菌株与Formosa的16S rRNA核苷酸序列的同源性为95%,P2、P3和P4菌株与Erythrobacter、Shewanella和Marinobacter的同源性在99%以上。通过4株异养细菌及其同源性大的24株细菌构建进化树得出,28株细菌在系统发育树中主要分成4个分支,与同源性分析相符。     

南海细菌胞外多聚物的神经保护活性筛选

本文采取传统的醇沉水溶的工艺提取了深海细菌的胞外聚合物(extracellularpolymericsubstance,EPS),使用过氧化氢作为损伤剂建立SH-SY5Y人神经母细胞瘤体外氧化损伤模型。在安全剂量下评价EPS的体外神经保护活性,确定16种活性良好(细胞活力>90%)的EPS。16种EPS的成分分析结果如下:1)16种EPS的分子量分布呈三段式,分别为>200 kDa, 10～200 kDa和<10 kDa; 2)16种EPS单糖组成中除甘露糖、葡萄糖外,还有稀有单糖氨基葡萄糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、氨基半乳糖、半乳糖、岩藻糖; 3)EPS的总糖含量为14.06%～21.40%,蛋白含量为10.66%～31.05%,硫酸基含量为2.91%～26.53%。通过对相应菌株进行16SrDNA全序列分析并与GenBank比对,完成了活性菌株的鉴定,通过MEGA7.0和Figtree构建系统进化树。鉴定结果表明,16株深海细菌归属于3门8科9属16种,分布在三个门类:厚壁菌门(Firmicutes, 9/16),变形菌门(Proteobacteria, 6/16)和...     

热带太平洋活性微生物菌株的筛选和鉴定

从热带太平洋的生物、海水、沉积物样品中分离到细菌、酵母和霉菌共475株．选择8个指示菌并采用圆形纸片法对分离菌株的发酵液进行抗菌和抗肿瘤活性筛选，获得20个具有抗菌和／或抗肿瘤活性的微生物菌株．细菌、酵母和霉菌活性菌株的筛选得率都比较低，分别为5．4％、2．2％和3．4％，其原因可能与纸片的发酵液的添加量较少和菌株发酵条件的控制有关．同时采用分子生物学方法鉴定了活性菌株，除4株未有结果外，其余菌株分归为9个属，其中芽孢杆菌属7株、占活性菌株的35％，盐单胞菌属2株、占10％，其它菌属各1株、占5％．抑菌谱分析表明，大多数活性菌株对革兰氏阳性细菌具有抑制作用，而来源于鱼体的菌株抑菌谱较广，对细菌、真菌均有拮抗作用，另外还发现一株酵母（Rhodosporidium toruloides）可抑制金黄色葡萄球菌．作者提出“活性指示（activity index）”参数，对活性菌株的抗菌谱和活性强度进行综合评估，也表明源于鱼体的菌株的活性指示值较高．这4株芽孢杆菌尤其是DY-Y-11A1A菌株，具有潜在的后续开发价值．     

Characterization of a thermostable manganese-containing superoxide dismutase from inshore hot spring thermophile Thermus sp. JM1

A thermostable superoxide dismutase (SOD) from the inshore thermophile Thermus sp. JM1 was purified to homogeneity by steps of fractional ammonium sulfate precipitation, DEAE-Sepharose chromatography and Phenyl-Sepharose chromatography. The specific activity of the purified native enzyme was 1 656 U/mg. A sod gene from this strain was cloned and overexpressed in Escherichia coli (E. coli). The prepared apo-enzyme of the purified recombinant SOD (rSOD) was reconstituted with either Fe or Mn by means of incubation with appropriate metal salts. As a result, only Mn 2+ - reconstituted rSOD (Mn-rSOD) exhibited the specific activity of 1 598 U/mg. SOD from Thermus sp. JM1 was Mn-SOD, judging by the specific activities analysis of Fe or Mn reconstituted rSODs and the insensitivity of the native SOD to both cyanide and H 2 O 2 . Both the native SOD and Mn- rSOD were determined to be homotetramers with monomeric molecular mass of 26 kDa and 27.5 kDa, respectively. They had high thermostability at 50 ° C and 60 ° C, and showed striking stability across a wide pH span from 4.0 to 11.0.     

一株具有体外细胞毒抑癌作用的海洋放线菌

从厦门海区潮间带江蓠植物中分离到一株链霉菌,其发酵液经体外MTT法和BIA法(生化诱导法)测定,表明具有很高的抑制肿瘤活性,该菌的生物量和抑癌活性与海水基质有关.对分类学特征的研究显示,该菌不同于目前已知的其他放线菌种类,将该菌定为公牛链霉菌海洋变种(Streptomyces tauricus var.marinus).     

海洋真菌Neosartorya fischeri 1008F1的次级代谢产物抑菌及抗肿瘤活性的研究

通过抑菌及抗肿瘤活性实验,明确海洋真菌Neosartorya fischeri 1008F1次级代谢产物中的活性有效组分。应用对峙培养法和生长速率法,对菌株的抑菌活性进行测定。应用MTT法,对菌株的抗肿瘤活性进行测定。应用凝胶(Sephadex LH-20)柱层析的方法,对菌株发酵产物的提取物进行分离。结果发现,海洋真菌Neosartorya fischeri 1008F1的水溶性提取物对番茄早疫菌(Alternaria solani)具有一定的抑制活性。菌株的粗提物浸膏经Sephadex LH-20柱梯度洗脱后,得到的组分B、C、D、E和F。在0.5 g/L的供试浓度下,组分B、C和D对胃癌细胞SGC-7901的抑制率均高于80%,而组分B、C、D、E和F对肝癌细胞BEL-7404的抑制率均高于70%。     

源自生物絮团产絮凝剂的异养硝化-好氧反硝化菌xt1的鉴定及其脱氮特性

为了高效进行水体脱氮,本实验从形成于凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖水体的生物絮团中分离到一株具产絮能力的脱氮菌xt1,经16S r RNA基因测序与生理生化分析确定菌株xt1为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。在此基础上,本文研究了该菌的脱氮特性。结果表明:菌株xt1最佳碳源为葡萄糖,以其为底物对氨氮、硝态氮去除率分别达95.56%和57.40%。以蔗糖为碳源亦具较高脱氮率,对氨氮、硝态氮去除率分别达69.95%和49.50%;该菌能利用有机氮加速生长,添加0.25%、0.5%、1%和2%的蛋白胨能促进OD600,分别达到0.925、1.034、1.103和1.314,均高于未加蛋白胨下的生长,且氨氮去除率均超过90%,硝态氮去除率均超过88%;该菌能适应20—200mg/L无机氮浓度;该菌能以NH4+-N、NO2–-N或NO3–-N为唯一氮源进行异养硝化-好氧反硝化,反应84h去除率分别达到94.16%、47.60%和91.17%。其中,该菌的硝化形式是将氨氮转化为气态氮脱除,其硝态氮反硝化形式是先将硝态氮转化为亚硝氮,再以气态氮脱除。在进行异养硝化-好氧反硝化同时,菌株xt1体现絮凝特性,絮凝率最高分别达到82.28%、73.15%和75.60%;此外,添加该菌于养殖水体中能加速生物絮团形成,同时提高脱氮率。各项结果表明,菌株xt1可作为水产养殖水体脱氮的备选菌株。     

黄海绿潮浒苔提取物的化感效应及化感物质的分离鉴定

化感作用是浒苔绿潮暴发的重要原因之一，目前，对于浒苔产生化感物质的结构、种类以及产量的研究鲜有报道。本文针对黄海浒苔绿潮致灾藻种，利用毒性鉴别程序（TIE）对其体内的化感物质进行分离提取及结构鉴定，明确了浒苔产生化感物质的主要成分。首先用石油醚、乙酸乙酯和甲醇3种有机溶剂分别对新鲜浒苔进行提取，得到3种不同溶剂粗提物，其中乙酸乙酯粗提物的抑藻活性最强，对测试物种中肋骨条藻的半数有效浓度（96h-EC₅₀）值为22.25 mg/L；其次对乙酸乙酯粗提物进行萃取分离得到初步提纯物，其对中肋骨条藻的96h-EC₅₀值为21.12 mg/L；然后用硅胶层析柱对上述初步提纯物进行分离，共得到6种组分，其中抑藻活性最强的组分对中肋骨条藻的96h-EC₅₀值为10.57 mg/L；最后，对新鲜浒苔提取物用红外光谱和气相色谱-质谱联用仪进行检测，实验结果表明主要化感物质为:4，7，10，13，16，19-二十二碳六烯酸、2-十六碳烯酸、棕榈酸、5，8，11，14，17-二十碳五烯酸、9，12-十八碳二烯酸、9，12，15-十六碳三烯酸、花生四烯酸、13-二十二碳烯酸等8种脂肪酸。研究结果对于系统阐释浒苔绿潮暴发机制具有重要意义。     

海洋石油烃降解细菌T1和T2的分子鉴定分类

从天津滨海潮间带被石油烃严重污染的沉积物(千样含油量0.2g/g)中, 筛选分离出能够以柴油为唯一碳源生长的细菌, 对其中生物量大、单株菌降解效率较高的两株细菌T₁和T₂进行16S rDNA克隆, 通过测定和比较16S rDNA的部分序列对这两株细菌进行分子鉴定, 以期用于石油污染的微生物修复中。结果表明,T₁与深红红螺菌(Rhodospirillum rubrum)的同源性为89%,T₂与施氏甲单抱杆菌     

铀、钍在碳酸钙-海水界面的附着行为研究

运用实验模拟的手段,对铀(U)、钍(Th)在碳酸钙-海水界面的附着行为进行了初步研究,通过测定相关的分异系数(D)定量评估了文石和方解石两种碳酸钙矿物对U和Th的捕集作用。实验结果显示,不仅U和Th之间存在显著差异,而且两种碳酸钙矿物之间也存在明显不同。U介于碳酸钙和海水之间的分异系数(DU)分别在1.5~3.5(文石)和0.04~0.19(方解石)区间内变化,分异行为非常微弱但其分异系数随着碳酸钙沉淀速率的增加而逐渐上升。这表明U元素主要是以共沉淀的方式进入到文石或方解石沉淀中,但由于其在海水溶液中主要以2 22 3UO(CO)nn的形式存在,因而只能以占据晶格缺陷的方式进入碳酸钙。与之相反的是,文石和方解石都对Th表现出极强的捕集能力,所测定的分异系数(DTh)分别在240~6 330(文石)和430~6 160(方解石)范围内变化,但DTh与碳酸钙沉淀速率之间无明显关联。Th在碳酸钙表面的附着行为可界定为单纯的吸附作用,这一行为应与Th主要以Th(OH)4的形式赋存于溶液中有关。     

绿潮藻浒苔微生物高效降解及生物乙醇制备

从绿潮藻暴发海域的底泥和腐烂浒苔(Ulva prolifera)中,筛选出一株可高效降解浒苔纤维素的微生物菌株(F菌株),通过刚果红染色实验以及真菌的ITS分析,鉴定为曲霉属真菌。以浒苔为诱导培养基制备F菌株的粗酶液,测得其滤纸纤维素酶活为34.79 U/m L。在发酵实验中,当酶解条件为6%的粗酶液添加量、反应温度为38℃、反应时间为60 h、pH为6.8时,浒苔纤维素降解效果最好,酶解液发酵乙醇产量最高达到28.98 g/L。     

浒苔对NH+4-N与NO-3-N吸收的相互作用

在国内首次研究了大型海洋绿潮藻浒苔(Ulva prolifera)对NH4+-N与NO 3--N两种氮源的选择吸收作用。结果表明:当两种氮源等浓度比例存在时,随着NH4+-N与NO3--N浓度升高,藻体对NH4+-N的吸收速率逐渐升高,而对NO3--N吸收受到抑制;当NO3--N和NH 4+-N高浓度比存在时,藻体对NH4-N的吸收速率随着NO3--N/NH4+-N比例的升高和NH4-N浓度的下降而降低;当NO3--N和NH4+-N低浓度比存在时,藻体对NH+4-N保持较高的吸收速率,而对NO3--N的吸收效率随着NO3--N浓度的降低而降低;浒苔具有同时利用水体中较高浓度的NH+4-N和NO3--N的能力,只有当NH4+-N或NO3--N浓度较低时,才以吸收相对应的氮源为主。这说明浒苔能够快速、大量地吸收水体中氮源,为爆发性增殖贮备物质条件。同时,即便两种氮源同时存在,浒苔对NH+4-N的吸收速率也远高于对NO3--N的吸收速率,因此,控制NH4+-N的大量输入仍是预防浒苔绿潮爆发的关键。     

细胞的氧化还原状态对浒苔孢子囊形成的影响

浒苔(Ulva prolifera)是我国黄海海域绿潮暴发的主要成因种,其孢子囊的形成和孢子的释放是浒苔大量、快速增殖的基础。本文以浒苔为研究材料,比较分析了还原剂(DTT)和氧化剂(H_2O_2)对直径为1 mm的圆形藻片从营养细胞形成孢子囊过程的影响。研究结果表明,DTT对浒苔孢子囊的形成具有明显的抑制作用,用H2O2处理的浒苔藻片与对照组相比没有显著性的差异,因此浒苔细胞处于还原状态时不利于孢子囊的形成。研究结果为探究浒苔孢子形成的调控机制提供了科学依据。