海洋微生物抗肿瘤活性产物研究进展

海洋环境造就了海洋微生物有别于陆地微生物的代谢途径,使他们往往能代谢生产与陆地微生物不同的结构新颖、活性独特的抗肿瘤活性产物,从海洋微生物发酵产物中已发现了很多抗肿瘤活性新化合物。本文按化合物结构类型归纳介绍近十几年研究发现的几类较重要的部分海洋微生物抗肿瘤活性产物。     

海洋链霉菌来源的天然产物*

海洋链霉菌由于其独特的生理和代谢功能,成为海洋微生物活性物质的主要来源。对2010-2013年初的海洋放线菌天然产物的统计表明,研究最多的是链霉菌放线菌,占海洋放线菌新天然产物的60%。本文综述了自1976年第一个海洋链霉菌天然产物到2016年6月的40年间报道的547个海洋链霉菌天然产物的结构、生物活性及其微生物来源。其结构包括含氮化合物（如生物碱）、聚酮、萜类、甾体等,其中含氮化合物是主要类型, 占海洋链霉菌天然产物总数的61%;而67%的海洋链霉菌天然产物表现出细胞毒、抑菌、抗疟和抗寄生虫等生物活性。     

海洋链霉菌来源的天然产物

海洋链霉菌(Streptomyces spp.)由于其独特的生理和代谢功能,成为海洋微生物活性物质的主要来源。对2010~2013年初的海洋放线菌天然产物的统计表明,研究最多的放线菌是链霉菌,占海洋放线菌新天然产物的60%。本文综述了自1976年第一个海洋链霉菌天然产物到2016年6月的40年间报道的547个海洋链霉菌天然产物的结构、生物活性及其微生物来源。其结构包括含氮化合物(如生物碱)、聚酮、萜类、甾体等,其中含氮化合物是其主要类型,占海洋链霉菌天然产物总数的61%;而67%的海洋链霉菌天然产物表现出细胞毒、抑菌、抗疟和抗寄生虫等生物活性。     

海洋底质数据库引擎技术研究

空间数据引擎是实现空间数据高效访问和管理的关键技术之一.结合海洋地理信息系统应用需求,针对海洋底质数据特点,构建了海洋底质空间数据库引擎,介绍了其数据模型和数据访问结构,并通过工程实践实现了系统功能,为海洋底质空间数据组织和管理提供一个有效的解决方案,同时为海洋地理信息系统提供了强有力数据支持.     

高温胁迫下厚壳贻贝(Mytilus coruscus)消化腺代谢组学研究

在全球变暖的背景下, 海水温度不断升高、海洋暖化逐渐加剧, 高温严重影响着海洋生物的各种生命过程, 但对于海洋双壳贝类如何应对热应激的研究仍然不足。为此, 开展了以18 °C (CT)为对照组在26 °C (ST)和33 °C (HT)下对厚壳贻贝消化腺组织进行了急性热胁迫下的代谢组学分析,以便于研究其代谢反应。采用LC-MS/MS技术, 并结合生物信息分析手段对差异代谢物进行筛选, 并分析确定相关的代谢通路的变化, 共有2 532种代谢物在厚壳贻贝消化腺中被鉴定。KEGG富集分析用于探索差异代谢物的潜在代谢途径, 共有29条代谢通路被显著富集, 与对照组相比, ST组显著富集于牛磺酸和次牛磺酸代谢、神经活性配体-受体相互作用、鞘脂类代谢和视黄醇代谢等代谢通路; HT组显著富集于酪氨酸代谢、亚油酸代谢、丙氨酸新陈代谢、酪氨酸代谢、色氨酸代谢、苯丙氨酸代谢等代谢通路。研究结果显示, 厚壳贻贝消化腺主要通过调节色氨酸代谢、酪氨酸代谢、鞘脂代谢、苯丙氨酸代谢、氧化磷酸化, 脂肪酸、赖氨酸降解等信号通路应对热应激, 从而帮助维持身体内部环境的稳定状态。上述研究为多视角探究厚壳贻贝耐热机制与应对环境中温度变化的适应性进化提供理论基础。     

南极纳尔逊冰川土壤中微生物的群落结构及其代谢特征研究

冰川土壤中的微生物是冰冻圈生态系统中的重要组成部分。南极纳尔逊冰川四周环海,临近海洋的物质输送和其他因素扰动改变了近岸土壤中部分理化因子,从而对土壤中的微生物群落产生影响。本研究采集了南极纳尔逊冰川不同近海距离处的土壤样品,并对其进行了细菌和古菌V4区扩增子测序以及宏基因组测序,探讨了不同近海距离的冰川土壤中的微生物群落结构和代谢潜能。物种多样性结果显示,不同位点的土壤微生物群落组成有所差异,但变形菌门、放线菌门、拟杆菌门等在冰川土壤样品中普遍存在且相对丰度较高。宏基因组分析结果显示,不同近海距离的冰川土壤微生物群落的功能基因分布不同,且能量代谢和跨膜运输等代谢途径的基因的丰度随着采样位点远离海洋而降低。冰川土壤中碳、氮、硫代谢分别以还原性柠檬酸循环、反硝化、同化硫酸盐还原途径为主,其中反硝化途径基因在所有样品中丰度较高。通过分箱组装获得了含有反硝化功能基因的基因组bin_71,并重构了其核心的代谢通路。本研究初步揭示了南极纳尔逊冰川土壤中微生物的群落结构及代谢潜能,为后续南极冰川土壤新物种的发现、功能基因的挖掘、以及探究全球气候变暖下海洋对沿海生态系统的影响提供了基础数据。     

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...     

海洋线虫Litoditis marina低氧胁迫响应的转录组分析

全球气候变化导致海洋氧含量降低,海水低氧胁迫对海洋无脊椎动物的生长、发育和繁殖造成了严重的威胁。以海洋线虫Litoditis marina为实验对象,观察了其在不同氧浓度(21%、3%、1%和0.5%)条件下的生长发育速率,并对不同氧浓度条件下的L1幼虫样品进行了转录组测序和分析。实验结果表明,当环境氧浓度从21%下降至3%时, L. marina的发育成熟速度明显加快,进一步下降至1%时,产卵时间延长并和21%氧浓度接近,但当氧浓度为0.5%时,L.marina的产卵时间显著延迟。比较转录组分析表明,相比于21%氧浓度环境, 3%、1%和0.5%低氧条件下L. marina的糖酵解、糖异生、硫代谢和线粒体碳代谢等通路相关基因的表达显著上调;而寿命调控通路、细胞色素P450代谢通路和ABC转运蛋白相关基因的表达显著下调。研究结果发现的海洋线虫应对氧浓度胁迫的基因表达变化模式,为深入理解海洋无脊椎动物应答低氧胁迫分子机制提供了重要参考。     

导管架式海洋平台结构极限承载力分析的 整体推进法及其软件

根据非线性有限元逐步分析的思想,以已有的结构弹性分析软件为计算核心,提出了一种近似分析结构极限承载力的方法——整体推进法;采用整体推进法,以导管架式海洋平台结构线弹性分析软件ENSA为计算核心,考虑结构构件的损伤影响和维修加固效果,编制了导管架式海洋平台结构极限承载力近似分析软件UAP,为导管架式海洋平台结构的安全度评定提供了方法和手段;最后对渤海八号生产／储油平台在1993年的状态和JZ20-2MUQ平台的完好状态进行了极限承载力分析。     

背景流中海洋内波垂向结构的计算和分析

利用了无摩擦、不可压情况下的旋转流体线性方程组,基于数值计算的方法,对背景流中海洋内波各个模态垂向结构进行了分析。结果表明:在无背景流时,海洋内波的垂向结构为简谐波;模态越高,其在垂直方向结构就越复杂,这时其模态属海洋内波的离散谱。在有垂直切变的背景流时,因受背景流的调制,其波形发生变化;此时海洋内波的前几个模态仍与简谐波类似,属海洋内波的离散谱,而此后的模态垂向结构不再光滑连续,出现了间断(奇性),该间断处即为临界层,该具有间断的模态属海洋内波的连续谱,而其积分则为海洋内波波包。正海洋内波在海洋中非常常见,是发生在密度稳定层化海水中的一种波动,其最大振幅出现在海洋内部,是重要的海洋中尺度现象。海洋内波的存在,使得海水运动以及水文要素的分布与变化更加复杂。由于内波发生机制的复杂性以及时空特征的随机性,内波成为海洋学研究中的难点。鉴于海洋内波在海洋学和军事上的意义,目前已经成为研究的活跃领域。对海洋内波垂向结构的研究不但有重要的理论意义,而且有广