青岛多种天气下生物气溶胶中细菌群落特征

为探究雾、霾、沙尘等多种天气下生物气溶胶中细菌群落结构特征,于2017年12月—2018年4月采集了青岛晴天和多种特殊天气下的大气生物气溶胶样品,运用16S rRNA高通量测序方法分析了样品中细菌群落结构。结果表明,在雾、霾、沙尘天均检测到对人体健康存在潜在危害的条件致病菌,其中变形菌门(Proteobacteria)均是优势细菌门,不受天气条件变化影响;霾天时其相对丰度最大。除此以外,沙尘和霾发生时,细菌群落结构显著变化,丰富度和多样性高于晴天,但随霾污染程度的加剧,群落丰富度和多样性下降;雾天多样性下降,丰富度变化不显著。在霾天,不同气团来源中细菌群落结构也存在显著差异。属水平上,霾天不动杆菌(Acinetobacter)和鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)占主导地位;雾天微球菌(Micrococcus)、副球菌(Paracoccus)和假单胞菌(Pseudomonas)占主导地位;沙尘天的优势菌为芽孢杆菌(Bacillus)。RDA分析显示O₃是影响菌群的主要环境因子。     

青岛陆上观测点的气溶胶光学厚度特征分析及与渤海气溶胶光学厚度的比较

阐述了气溶胶散射对太阳光衰减的影响和对观测数据的统计分析.作者使用手持式五波段太阳光度计和臭氧监测仪对青岛崂山区陆域和渤海海域的大气衰减进行了较长时间的观测.分析表明,对可见光和近红外波段电磁渡的大气衰减贡献最大的是气溶胶散射,气溶胶散射的光学厚度随波长的增大而减小,但是它在大气总光学厚度中占的比例随波长的增大而增加.在青岛崂山区冬季,对应于440nm波长的气溶胶散射光学厚度主要分布在0.4～0.6和1.5～1.6区间,浑浊度系数α主要分布在0.15～0.45区间,埃斯特朗指数β主要分布在1.0～1.4区间.从时间上看,α和β在1d内的变化不大,但逐日变化非常显著.与晴天相比,青岛崂山区冬季雾天的气溶胶散射光学厚度增加了大约一倍,较大的浑浊度系数和较小的埃斯特朗指数表明,雾天的大气具有气溶胶散射的光学厚度大、粒子浓度大和粒径尺度大的特点.通过与海上观测数据的比较可见,青岛崂山区陆地冬季在雾天时的气溶胶分布与渤海夏季时相似,青岛崂山区陆地冬季在晴天无云时的气溶胶分布与渤海秋季时相似.     

雾霾天对青岛PM2.5中铁、磷浓度及溶解度的影响

大气气溶胶中铁(Fe)和磷(P)溶解度决定了其沉降入海后对海洋初级生产及固碳能力的影响。本文分析了2017—2018年冬季在青岛采集的PM2.5样品中总态、溶解态Fe(Total Fe,TFe;Soluble Fe,SFe)和总态、溶解态P(Total P,TP;Soluble P,SP)浓度,讨论了雾、雾霾、霾和晴天对Fe和P浓度及溶解度的影响。平均而言,TFe浓度在雾天和雾霾天显著低于晴天,霾天则与晴天基本相当;SFe在雾天和雾霾天显著高于晴天,霾天也高于晴天,但二者无显著差异。Fe溶解度在雾天时最高,为16.8%,其次是雾霾天,平均为8.9%,霾天和晴天基本相当,为3.5%左右。TP与TFe和SP与SFe具有显著相关关系,其浓度变化趋势一致,但不同天气下P浓度的差异明显小于Fe。P溶解度在雾天和雾霾天约为80%,霾天时为45%,均显著高于晴天时的27%。PM2.5中Fe和P主要来自地壳源的贡献,未受人为活动影响时,Fe、P溶解度分别为1.5%~2%和16%~18%。大气酸化作用和相对湿度(Relative humidity,RH)的协同作用是不同天气条件下Fe、P溶解度产生差异的主要机制。霾天时气溶胶Fe、P溶解度明显低于雾霾天,其原因是霾天时低于60%的RH限制了大气酸化作用对溶解度的影响。     

大气颗粒物中细菌群落结构的区域差异性研究

为分析大气细菌群落结构区域差异性,本研究采集了2014—2015年黄海、青岛和兰州大气生物气溶胶样品,对其进行了16S rRNA基因高通量测序分析,探讨环境因子(温度、风速和相对湿度)对大气细菌群落结构可能的影响。结果表明,3月黄海、青岛和兰州以及青岛不同采样时间的生物气溶胶中细菌群落结构在区域(p0.01)和时间(p0.05)分布上具有差异性,即黄海气溶胶中细菌群落多样性均高于陆地(p0.01),3月青岛细菌群落的多样性高于兰州(p0.01),且青岛春季大气生物气溶胶中细菌群落的丰富度和多样性高于冬季和夏季(p0.05)。物种注释结果表明,变形菌(Proteobacteria)、厚壁菌(Firmicutes)、放线菌(Actinobacteria)和拟杆菌(Bacteroidetes)为这3个区域大气中的优势菌门。由于粗、细颗粒耐受环境变化的能力不同,不同区域粗粒径和细粒径样品的细菌群落的组成发生变化。例如,Bacteroides在黄海粗粒径样品中的相对丰度高于细粒径;Psychrobacter和Paenibacillus分别是3月青岛粗粒径和细粒径样品中的优势菌;沙尘发生时,兰州细粒径样品中的优势菌由Bifidobacterium转为Acinetobacter,粗粒径样品中的优势菌仍是Bifidobacterium但相对丰度值增大。典范对应分析表明,风速对细菌群落结构具有显著影响(p0.01)。     

厦门近岸水域海洋附着细菌的群落结构及其动态变化

为研究海洋附着细菌的群落结构及动态变化,在厦门近岸海区进行挂板实验.将无菌玻璃板浸没于海水中,连续放置14 d.分别于放置1 h和7、14 d后取玻璃板上附着生物样品.用细菌通用引物构建16S rRNA基因克隆文库,每个克隆文库随机挑选约40个克隆子测序,序列同源性分析和系统进化分析结果表明,所有的克隆子可分为六大类群:γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、α-变形菌纲(α-Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和真核硅藻类叶绿体,各类群分别占42.0%、4.5%、2.2%、2.2%、1.1%和45.0%.γ-变形菌纲变形斑沙雷氏菌(Serratia proteamaculans)为优势附着细菌,占测序克隆子的31.5%.这类细菌在1 h样品中的比例超过一半,说明变形斑沙雷氏菌在生物膜形成初期发挥着重要作用.随着挂板时间延长,检测到的细菌类群有所增加:附着7 d后检测到拟杆菌门细菌,附着14 d后检测到厚壁菌门细菌.γ-变形菌纲细菌所占比例随挂板时间的延长而逐渐降低,从挂板1 h的81%降至7 d的21%,14 d的18%.另外,在各阶段的附着样品中,都检测到较多的真核克隆子序列,约占16%～64%.本研究为进一步阐明海洋附着细菌的附着动态及其在生物膜形成过程中的作用奠定了基础.     

WRF-Solar模式对山东太阳总辐射的模拟效果检验

利用专门为太阳能资源评估应用的 WRF-Solar数值模式系统,结合 MODIS 气溶胶光学厚度（AOD550 nm）数据,设置了5种山东区域总辐射模拟方案,使用山东济南、福山、吉县3个太阳辐射站总辐射观测数据,对晴天、阴天、雨天以及四季代表月等逐时总辐射模拟结果进行了对比检验。 结果表明：WRF-Solar数值模式对总辐射模拟能力在晴天和少云天最好,阴雨天较差,四季代表月中,天气过程较少的秋季和冬季模拟效果较好,春季次之,夏季相对较差;晴天和少云天、阴天和雨天以及不考虑天气过程的四季代表月所有日条件下,长、短波辐射方案分别采用RRTMG方案、new Goddard 方案,积云对流参数化方案均采用Grell 3D集合方案,同时使用AOD550 nm的气溶胶数据的总辐射模拟能力最强;WRF-Solar模式中加入 MODIS 气溶胶光学厚度资料后,山东区域晴天总辐射模拟结果明显改善,秋季、冬季代表月亦明显改善,但阴天和雨天总辐射模拟结果改善不明显,低能见度日总辐射模拟结果有所改善。     

2006年春季青岛气溶胶光学厚度与气溶胶指数、能见度的关系分析

由多波段天空辐射计观测的太阳直接辐射和散射辐射计算得到2006年春季22个晴天的大气气溶胶光学厚度(AOD),利用OMI(臭氧监测仪)的气溶胶指数(AI)线性插值得到相应22 d的气溶胶指数,说明AOD与AI具有较好的相关关系,并拟合出两者的线性关系式.分析AOD与实测水平能见度的关系,说明春季在少云或无云天气,大气中气溶胶含量高是导致能见度水平下降的主要原因.根据2个不同的能见度公式,分别由浑浊度系数和消光系数来计算22 d的水平能见度,并与实际观测值做相关,得到相关系数分别为0.764,0.760.当气溶胶标高取1.3 km时,由消光系数计算得到的水平能见度整体小于实测水平能见度;由浑浊度系数计算得到的能见度有11 d大于实测水平能见度,另外11 d小于s实测水平能见度.     

黄海测区空气微生物含量估计

本文对黄海测区空气微生物作了一次测定 ,结果表明空气中海洋性细菌、真菌的检出率分别为 52 .4 %和 4 7.6 %。陆源性细菌、真菌的检出率分别为80 .0 %和 6 0 .0 %。陆源性微生物出现机率大于海洋性的。空气微生物以细菌为主。测区平均的海洋性空气细菌、真菌、总菌量及真菌 /总菌 %分别为 592 .6 ,32 9.1 ,92 1 .7CFU·m-3 及 35.4。平均的陆源性空气细菌、真菌、总菌量及真菌 /总菌 %分别为 6 89.1、377.9、1 0 6 7.0CFU·m-3 及 35.7。文章分析了空气微生物的时空分布状态。指出测区空气微生物状态反映了海 -气、海 -陆、人和自然的相互作用。     

人工饲料饲养的对虾肠道菌群和水体细菌区系的研究

对人工饲料饲养的凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei成虾肠道菌群组成及其水体细菌区系组成进行了研究.分离纯化后的革兰氏阴性菌鉴定到种的水平.对虾肠道菌群主要由弧菌Vibrio spp.、希瓦氏菌属Shewnella spp.、嗜氢菌属Hydrogenophaga spp.、伯克霍尔德氏菌Burkholderia spp.、气单胞菌Aeromonas spp.、食酸菌Acidovorax spp.和芽孢杆菌Bacillus spp.组成.水体细菌区系主要包括弧菌Vibrio spp.、希瓦氏菌属Shewnella spp.、艾肯菌Empedobacter spp.、无色杆菌Achromobacter spp.和芽孢杆菌Bacillus spp..肠道菌群和水体细菌区系的优势菌是副溶血弧菌Vibrio parahaemolyticus和芽孢杆菌Bacillus spp..利用Shannon-Wiener指数进行多样性分析,发现虾肠道多样性指数（H）和均匀度（J）高于水体细菌区系,而丰度（D）较低.     

海洋微藻除菌及除菌与自然带菌微藻生长特点比较

于1995年4—12月在中国科学院海洋研究所进行微藻除菌及比较除菌与自然带菌微藻生长特点的研究。经平板培养排除霉菌后,利用组合抗生素(青霉素+卡那霉素+链霉素+庆大霉素)获得除菌球等鞭金藻、三角褐指藻及小球藻,对抗生素处理前后的微藻生长特点进行比较研究。结果表明,与未除菌时相比,除菌后的球等鞭金藻及小球藻不易老化(可保持良好悬浮30d以上);回加细菌于除菌藻,藻细胞下沉附底,说明细菌可促使微藻细胞老化。无维生素时,除菌后的球等鞭金藻生长更差,暗示未除菌的球等鞭金藻培养液内可能存在产(类)维生素细菌。除菌后三角褐指藻细胞形态发生一定变化,回加细菌后藻细胞形态有部分恢复。与未除菌时相比,除菌后三角褐指藻更能耐受高温(如30℃)。另外,某些抗生素能够刺激球等鞭金藻的生长。     

利用遥感技术估算南海北部表层异养细菌丰度*

常规异养细菌监测方法精度高但费时费力且不能连续观测, 而卫星遥感成本低、可以大面积同步、长时间周期观测, 可与常规方法互补。文章利用南海北部10个航次采集的表层异养细菌丰度和卫星遥感反射率, 采用统计回归的方法建立了异养细菌丰度的遥感模型, 其模型决定系数为0.81, 均方根误差为2.44×10⁸个·L^-1, 平均相对误差为21%, 具有较好表现。利用该模型估算南海北部表层异养细菌丰度, 结果显示: 从珠江河口到南海北部开阔海域, 异养细菌丰度逐渐减小。夏季河口地区平均异养细菌丰度最高, 春季最低; 近岸海域靠近珠江河口西侧的平均异养细菌丰度高于东侧; 冬季陆架地区平均异养细菌丰度最高, 夏季最低; 开阔海域的异养细菌丰度变化幅度较小。     

Rise of the Dormant: Simulated Disturbance Improves Culturable Abundance,Diversity, and Functions of Deep-Sea Bacteria of Central Indian Ocean Basin

The abundance of baroduric bacteria from nine sediment cores (0–10 cm below sea floor) was examined for their response to simulated benthic disturbance in the Central Indian basin (CIB). While the total counts of bacteria decreased from 10⁹ to 10⁶ g^?1 dry wt sediment, the average retrievable counts (CFU-colony forming units) improved by two orders of magnitude, i.e., from 10² 10⁴ g^?1 dry wt sediment. The baroduric retrievable forms were dominated by Acinetobacter and Moraxella sp before the disturbance. After the disturbance the generic diversity was represented by Staphylococcus sp, Enterobacter sp, Micrococcus sp, Coryneforms sp, and Pseudomonas sp in addition to Acinetobacter. These observations were corroborated by changes in enzymatic activities of the retrievable bacteria, which could lead to changes in the biochemical characteristics of the sediment. Thus the simulated disturbance brought about an increase in culturable abundance, taxonomic and functional diversity of deep-sea sediment of the CIB.     

海水中致病菌检测研究进展

海水中致病菌种类繁多、致病性强,对水产养殖和人体健康存在着潜在危害。传统的检测方法培养过程复杂繁琐、耗时长、效率低,难以满足实际工作的需求。因此,建立海水中致病菌的快速、灵敏、准确的检测技术势在必行。本文综述了流式细胞技术、分子生物学方法、免疫学方法和生物传感器技术等在海水致病菌检测中的应用,总结了上述方法在海水致病菌检测中的研究现状。     

珠江口异养细菌时空分布特征及其调控机制

河口是海陆相互作用的重要地带, 往往呈现出独特的生物地球化学过程, 是研究碳循环过程的重要场所。在春季(2015年5月)、夏季(2015年8月)和冬季(2016年1月)分别对珠江口海域异养附生细菌和游离细菌时空分布及其各自高核酸(HNA)、低核酸(LNA)类群的相对贡献进行了调查研究, 并对其调控因子进行了相应探讨。结果表明, 珠江口异养细菌分布具有明显的时空差异。空间分布上, 珠江口异养细菌丰度自河口上游至下游呈递减趋势, 主要与上游污水输入以及珠江径流与高盐外海水在河口内的混合有关; 在雨季, 河口中下游盐度锋面区出现异养细菌丰度和叶绿素a质量浓度的高值区, 锋面区使营养物质停留时间增加, 促进浮游生物生长。垂直方向上, 表层异养细菌丰度略高于底层。时间尺度上, 异养细菌总丰度在春季最高(表层均值为2.94±1.23×10⁹个 •L^-1, 底层为2.81±1.50×10⁹个 •L^-1), 夏季次之(表层均值为2.32±0.43×10⁹个 •L^-1, 底层为1.90±0.50×10⁹个 •L^-1), 冬季最低(表层均值为1.06±0.33×10⁹个 •L^-1, 底层为9.76± 3.44×10⁸个 •L^-1)。珠江口海域异养细菌以附生细菌为主, 占异养细菌总丰度的16.56%~96.19%, 整体分布较稳定, 冬季最高(平均78.65%)、夏季(70.32%)与春季相近(68.17%)。附生细菌以代谢活跃的HNA类群为主, 游离细菌则主要以LNA类群为主, 代谢活性整体相对较低。     

青岛地区海雾分布及大气边界层条件分析

青岛地区海雾多发,观测表明海雾对沿海地区影响范围不尽相同,特别是海雾影响内陆的机理尚缺乏研究。本文利用观测资料及数值模式统计了青岛地区4月-7月海雾分布特征,并对不同影响范围海雾典型个例进行对比分析,结果表明:海雾发生日数自沿海向内陆递减。胶州湾沿岸雾日数比黄海沿岸明显减少,胶州湾东北部的雾日数要少于胶州湾西北部。海雾多发生于高空形势稳定,低层偏南流场的天气条件下。大气边界层内逆温层的的范围大致影响着海雾的分布。只影响沿海的海雾,地面为偏南风,风速在3~8 m/s之间,内陆风力减弱不明显。500 m以下大气边界层内风速切变大。湍流作用使海雾向内陆推进过程中倾斜抬升为低云,地面雾区减弱。能够影响内陆地区的海雾,多出现在地面风力较弱的情况之下,大部分在1~3 m/s之间。500 m以下大气边界层内风速切变小,大气边界层内湍流强度不强,使沿海到内陆的逆温层能够始终维持,沿海海雾在弱南风影响下延伸影响内陆地区。     

The occurrence of pathogenic bacteria in some ships' ballast water incoming from various marine regions to the Sea of Marmara,Turkey

The composition and frequency of antibiotic resistance of pathogenic bacteria, the abundance of heterotrophic aerobic bacteria (HPC) and possible in-situ use of chromogenic agar were investigated in the ships' ballast water coming from different regions of the world to the Sea of Marmara, Turkey for the first time. The samples that were taken from 21 unit ships coming from various marine environments of the Southern China Sea, the Atlantic Ocean, the Mediterranean and the Black Sea to the Sea of Marmara, Turkey in 2009 and 2010 were tested. 38 bacteria species, 27 of them pathogenic bacteria belonging to 17 familia, were detected. Vibrio cholera was not detected in the samples. However, the presence of a high number of HPC, including a cocktail of pathogenic bacteria showed that the ships carry a potential risk for the Sea of Marmara.     

基于浒苔暴发海水池塘的微生物生态特征研究

为研究浒苔对海水养殖环境微生物生态的影响,采用Illumia高通量测序技术测定冬季垦区进水区、浒苔暴发的池塘和排水区水体以及底泥中菌群结构,分析进水区、池塘养殖区和排水区的环境微生物结构演变过程。结果表明:（1）γ-变形细菌、α-变形细菌、放线菌、拟杆菌和δ-变形细菌为海水养殖区的优势细菌门类;（2）进水区水体和底泥微生物种类和多样性指数均高于浒苔池塘和排水区;浒苔暴发的池塘和排水区微生物群落结构较为相似;（3）浒苔池塘的水体微生物以异养细菌为主,底泥以脱硫杆菌等厌氧细菌为主,增加了底泥潜在产生硫化氢的危害;（4）进水区水体含有丰度较高的弧菌和鱼立克次氏体等条件致病性病原菌,而浒苔池塘中含量较低,说明浒苔对弧菌等有一定的抑制作用;但浒苔暴发的池塘和排水区中另一种潜在致病菌黄杆菌类的丰度较高,养殖品种务必防患此类病菌感染疾病的发生。本文从微生态学角度全面揭示浒苔对近岸海区、海水池塘和排水区微生态演变过程的影响,发现了浒苔具有抑制和增加不同致病菌的双重作用,这对水产养殖有一定指导,也为浒苔发生原因、预报、预防等研究提供一定理论参考。     

基于低压变频电场技术对带鱼(Trichiurus lepturus)保鲜过程中微生物群落影响分析

带鱼(Trichiurus lepturus)在低温条件运输和贮藏过程中,易受微生物和内源性蛋白酶的影响而产生胺类和醛类物质导致腐败。为了研究低压变频电场对微冻带鱼在贮藏过程中的微生物群落特征,采用Miseq基因组测序技术,对贮藏至40d的舟山带鱼的微生物群落进行碱基信息测序。将产生的碱基序列通过OTU聚类、多样性分析、相关性分析等手段分析了影响带鱼保鲜效果的微生物群落组成和发育信息。在此基础上,研究了不同强度电场(0,2,2.5,3 kV/m)处理对带鱼微生物群落组成的影响。根据菌属相对丰度结果,推测希瓦氏菌属(Shewanella)、假单胞菌属(Pseudomonas)、紫色杆菌属(Janthinobacterium)是带鱼微生物腐败主要致腐菌。结果表明,40 d后,经3 kV/m处理的样品其OTU6嗜冷菌属和OTU13假单胞菌属c的相对丰度均小于1%,而且OTU7、OTU14、OTU8、OTU9等菌属未被OTU聚类。结果表明,经3kV/m电场强度的低压静电场处理的抑菌保鲜效果最好,表现为在贮藏过程中杂菌种类最少,样本微生物群落物种丰度和多样性均最低,腐败程度最低。