基于低压静电场技术(LVEF)对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)的保鲜效果及微生物菌落影响分析

为研究低压静电场对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)在贮藏过程中微生物群落特征,采用高通量测序技术对贮藏至30 d半滑舌鳎的微生物群落碱基信息测序,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,探讨影响半滑舌鳎保鲜效果的微生物群落组成和发育信息。研究不同低压静电场(2 000、2 500 V/m)对半滑舌鳎贮藏期间微生物群落组成的影响。结果表明:半滑舌鳎有效序列范围为76 735～103 583,平均长度为428.39～429.17 bp, OTU数目在45～218。贮藏期间样品的微生物多样性和相对丰度均有所下降。在门水平上共鉴定出四种微生物菌门,分别为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota)和其他。在属水平上鉴定出11种微生物菌属,分别为不动杆菌属(Acinetobacter)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、希瓦氏菌属(Shewanella)、环丝菌属(Brochothrix)、漫游菌属(Vagococcus)、发光杆菌属(Photobacterium)、Myroi...     

基于低压静电场及高通量测序技术对中华管鞭虾(Solenocera crassicornis)保鲜过程中微生物群落影响分析

中华管鞭虾(Solenocera crassicornis)隶属于十足目、管鞭虾科、管鞭虾属, 主要分布于我国东南沿海。其富含多种必需氨基酸和矿物质, 高蛋白低脂肪, 但易受微生物污染而发生腐败变质, 需引用基于16S rRNA的高通量测序技术准确测定其微生物群落组成成分变化。以中华管鞭虾为试验材料, 采用高通量测序技术对虾肉的微生物群落碱基进行基因测序, 将产生的碱基序列通过OTU聚类、多样性及相关性分析手段研究了贮藏过程中电场处理后影响中华管鞭虾品质的微生物发育信息和群落组成变化规律。分组为新鲜样本(G0), 2 kV、3 kV及对照组贮藏中期(G1、G2、G3), 2 kV、3 kV、对照组贮藏末期(G4、G5、G6), 通过物种韦恩图、Alpha和Beta多样性以及物种组成分析, 研究不同强度电场环境对中华管鞭虾微生物群落组成的影响。结果表明, OTU聚类分析中优势菌群从属水平看为假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)和热杀索丝菌属(Brochothrix)等, 其中假交替单胞菌属能够适应高盐浓度环境, 是中华管鞭虾微生物腐败主要致腐菌。贮藏中期微生物物种多样性顺序为3 kV组>2 kV组>对照组(0 kV), 电场能够有效抑制优势菌的生长; 贮藏末期3组物种结构相近, 此时电场对虾肉菌群结构无明显影响。PCoA主成分分析图中发现, 在坐标系中贮藏中期的G1、G2、G3组距离较为接近, 贮藏末期的G4、G5、G6组距离较为接近, 说明在同一贮藏期间的各组微生物种群结构类似。综上, 贮藏前中期低压静电场能够抑制优势菌的生长, 维持微生物物种间平衡并使其物种多样性较高, 且3kV更佳, 贮藏末期时由于优势菌更适应环境, 热杀索丝菌属和肉食杆菌属占比增加, 电场对物种多样性的影响不大。研究结果可为深入探讨影响中华管鞭虾贮藏保鲜效果的微生物群落组成和基础发育信息提供有效依据。     

基于低压核磁共振(LF-NMR)技术对东海带鱼(Trichiurus lepturus)保鲜品质及水分迁移特性的研究

为探究东海带鱼(Trichiurus lepturus)在低压核磁共振(LF-NMR)技术下的品质变化及水分迁移特性,以挥发性盐基氮(TVB-N)含量、pH、水分含量为指标,并分析NMR横向弛豫时间T₂反演谱图和MRI成像,研究不同电场强度(DY₁~DY₄分别为0,2,2.5,3kV/m)对带鱼内部水分迁移及品质的影响。分析TVB-N数据发现,DY₃(E=2.5kV/m)、DY₄(E=3kV/m)在贮藏后期表现出更佳的保鲜优势。在0~40d贮藏期内,不同电场强度条件下的带鱼pH值均呈先降后升趋势。电场的添加能降低自由水的流动性,抑制微生物生长,减少带鱼体内水分流失。分析NMR横向弛豫时间T₂反演谱图发现,T₂₁、T₂₂、T₂₃峰面积均有不同程度减小,其中T₂₂信号幅度变化最大,表明电场的添加能改变带鱼体内水分迁移路径,维持较高的水分含量,增加带鱼持水性和保水性。MRI成像图表明在贮藏期间,电场处理后带鱼水分保有率得到了提升,保鲜效果优于未施加电场带鱼,且电场强度越大,体外迁移水分越少。实验表明低压核磁共振(LF-NMR)技术对东海带鱼具有良好的保鲜效果,对低压核磁共振(LF-NMR)技术的保鲜应用提供一定的理论指导作用。<     

青岛海泊河污水处理厂缺氧池中微生物群落动态变化

通过高通量测序考察了不同月份青岛海泊河污水处理厂缺氧池中微生物群落的动态变化。研究结果表明,在8和10月缺氧池中微生物群落丰度较高,1月缺氧池污泥中微生物群落丰度较小。缺氧池微生物群落多样性在12月较高,在6月微生物群落多样性较小。不同月份缺氧池中共有分类操作单元(OTU)中占优势地位的门包括Proteobacteria(42.3%)、Bacteroidetes(21.0%)、Chloroflexi(6.5%)、Firmicutes(6.3%)、Actinobacteria(4.0%)和Planctomycetes(3.8%),大部分微生物一直存在于缺氧池中。污泥样品中微生物群落的主成分分析和主坐标分析表明,8和10月缺氧池中微生物群落比较相似,但与1月污泥样品中的微生物群落之间存在着明显的差异。进水水质和环境温度的变化导致在门、纲和属水平上缺氧池内微生物的种类和相对丰度在不同月份呈现明显的变化。     

青岛近海样品中聚丙烯微塑料降解微生物的富集培养及活性研究

本文以PP为唯一碳源对青岛近海海水和沉积物样品中的微生物进行实验室富集培养,对不同富集时间的富集水样及微塑料附着细菌的群落结构进行分析并对富集40 d的PP附着细菌进行分离、鉴定及PP降解活性检测。通过16S rRNA基因高通量测序及分析,发现PP附着细菌出现明显的群落演替,群落多样性随富集时间的延长而增大。PP附着细菌在富集过程中,γ-变形菌纲假单胞菌属(Pseudomonas)和不动杆菌属(Acinetobacter)细菌占绝对优势,其次为α-变形菌纲扎瓦尔金氏菌属(Zavarzinia)及拟杆菌纲(Bacteroidia)细菌。富集培养获得的铜绿假单胞菌LXI681(Pseudomonas aeruginosa)和反硝化无色杆菌LXI668(Achromobacter denitrificans)对PP具有降解活性。本研究为缓解PP微塑料污染提供了潜在的微生物菌种资源。     

高通量测序分析涠洲油气田开发区的微生物群落结构

基于16S r RNA基因,采用Illumina Mi Seq高通量测序技术分析和比较了涠洲油气田开发区表层海水和沉积物中微生物群落结构。Shannon多样性指数表明涠洲油气田微生物多样性较高,并且表层海水的微生物多样性要高于沉积物。表层海水中微生物以芽孢杆菌Bacilli居多,其次为蓝细菌Cyanobacteria、α变形菌Alphaproteobacteria和γ变形菌Gammaproteobacteria;而沉积物中微生物群落主要类群为γ变形菌。维恩图表明涠洲油气田表层海水的微生物组成或沉积物的微生物组成各自具有一定的相似性,热图和主成分分析则发现该两类环境介质之间的微生物结构差异较大。Illumina Mi Seq高通量测序还发现涠洲油气田存在潜在石油类降解菌假单胞菌属Pseudomonas、鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas、红球菌属Rhodococcus和分枝杆菌属Mycobacterium,并且沉积物中该四类微生物相对比例要高于表层海水,这一现象可能由环境中石油类含量决定。研究将为评价油气开发活动对微生物群落的影响提供依据,并为海洋环境中石油污染的生物修复提供基础数据。     

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。     

南极菲尔德斯半岛土壤微生物在富集传代培养中对菲的响应

为揭示富集传代培养过程中南极多环芳烃降解菌群的演替规律,以菲为唯一碳源和能源对南极菲尔德斯半岛不同地理位置的6份土壤样品进行了富集和连续传代培养,并采用高通量测序技术分析了富集传代培养过程中菲降解菌群的群落结构及生物多样性。Alpha多样性分析结果表明,在富集培养阶段南极菲降解菌的物种丰富度显著高于传代培养阶段(P0.05),但传代培养阶段的代际物种丰富度无显著差异(P0.05)。Beta多样性分析结果表明富集培养阶段与传代培养阶段的群落结构具有显著性差异(P0.05),但传代培养阶段菲降解菌群趋于相对稳定,代际间群落结构无显著性差异(P0.05)。大量微生物在富集培养阶段丰度较高,但因不能适应实验室培养条件或不能利用菲而在传代培养阶段被淘汰。反之,假单胞菌属(Pseudomonas)、鞘氨醇菌属(Sphingobium)、贪噬菌属(Variovorax)、甲基娇养杆菌属(Methylotenera)和产碱杆菌属(Alcaligenes)等适应了该选择压力并在传代培养阶段形成了动态平衡的优势种群。此外,Pseudomonas、Sphingobium和Variovorax等在富集传代培养过程中具有显著性差异的优势种在维持群落的动态平衡中也发挥着重要的作用。该研究有助于加深人们对南极土壤环境中持久性有机污染物的降解潜力以及关键微生物动态变化的认识,为下一步充分挖掘利用南极环保功能微生物资源提供重要的依据。     

北戴河退化滨海湿地土壤微生物多样性研究

滨海湿地退化是全球关注的一个热点研究问题,其中湿地退化对土壤细菌群落结构和生态学功能的影响程度目前知之甚少。对北戴河大潮坪滨海湿地植被区和退化区土壤细菌多样性、环境因子和共现性关系的研究显示,滨海湿地植被区微生物香农指数显著高于退化区的,细菌OTU注释结果表明变形菌门(Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)是主要的细菌类群,它们相对丰度共占群落的85%～95%。厚壁菌门的芽胞杆菌纲(Bacilli)在退化区丰度显著高于植被区的,浮霉菌门的Planctomycetia和Phycisphaerae在植被区的丰度明显高于退化区的。环境因子分析表明,退化区域微生物群落结构受土壤多环芳烃(PAHs)质量比和土壤含盐量的影响,其中土壤PAHs质量比高于1.273 mg/kg时,微生物多样性呈现下降趋势,土壤含盐量和细菌的丰富度呈负相关关系。属间共现性关系(Co-occurrence)研究表明随着滨海湿地的退化,土壤中固碳细菌的生态学功能逐渐增强。对滨海湿地退化影响土壤细菌群落结构和生态学功能的进一步认识,为滨海湿地生态修复和效果评价提供了科学依据。     

池塘内循环流水养殖下太湖鲂鲌(翘嘴鲌(♀)×三角鲂(♂))肠道微生物群落变化的研究

为研究池塘内循环流水养殖(In-pond Raceway, IPR)模式下太湖鲂鲌(翘嘴鲌(♀)×三角鲂(♂))肠道微生物群落结构的变化,以传统池塘养殖作为对照组,采用16SrRNA高通量测序方法分析了IPR养殖模式下太湖鲂鲌肠道的菌群结构及环境水体微生物多样性的变化。试验结果表明, IPR模式下太湖鲂鲌肠道微生物群落发生了明显的变化,在门分类水平,梭杆菌门(Fusobacteria)成为绝对优势菌,所占丰度为92.47%;对照组的优势菌由梭杆菌门、变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)组成,三者所占的丰度分别为34.45%、33.30%和21.30%。在养殖水环境中,两种养殖模式的微生物群落数均大于肠道样本,且二者优势菌不同;IPR水环境的优势菌为蓝细菌(Cyanobacteria,36.53%),其次为放线菌门(Actinobacteria,24.67%);对照组水体中的优势菌为放线菌门和变形菌门,分别占细菌总数的38.99%和28.15%。多样性指数结果表明,水环境中的微生物群落Shannon多样性指数、Chao1指数高于肠道样本,IPR养殖对象肠道微生物群落多样性最低。本研究结果揭示,池塘内循环流水高密度养殖模式下,太湖鲂鲌的肠道微生物结构发生了一定的改变,微生物群落多样性降低,应注意该模式下养殖对象的肠道健康,加强养殖管理。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)黑色壳表面微生物多样性的研究

为探究自然海区与室内养殖环境对软体动物壳色及壳表面细菌群落多样性的影响，以黑色壳长牡蛎（Crassostrea gigas）为研究对象，在自然海区与室内环境分别暂养30 d后，对长牡蛎的壳色及壳表面细菌群落的多样性和差异细菌功能进行分析。结果表明，室内养殖的黑壳长牡蛎出现较为明显的壳褪色现象，其黑色素含量显著下降，远低于自然海区养殖的黑壳长牡蛎。16S rRNA基因测序结果显示，变形杆菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、蓝细菌（Cyanobacteria）为长牡蛎壳表面的主要优势菌，其中变形杆菌的丰度超过50%。在门水平上，放线菌（Actinobacteria）、俭菌超门（Parcubateria）和Bacterial rice cluster 1（BRC1）在室内、外养殖长牡蛎之间存在较为显著的差异（P<0.05），而具有降解作用的放线菌和俭菌超门细菌在室内养殖的黑壳长牡蛎壳表面丰度较高。在属水平上，两组之间存在显著差异的细菌共计67种。该研究揭示了不同生境条件下，黑壳长牡蛎壳表面的微生物群落物种组成及差异，为解析长牡蛎壳色的形成机制提供了新的分析视角。     

不同饲养方式对乌鳢(Ophiocephalus argus)肠道微生物群落结构差异及种类多样性的影响

以乌鳢(Ophiocephalus argus)为研究对象,采用不同日粮饲喂,试验W1组饲喂冰鲜鱼,试验W2组饲喂畜禽内脏。12周后,取肠道内容物,利用16S rDNA技术研究投喂不同饲粮的乌鳢肠道生物群落结构差异和微生物多样性,分别获得W1组和W2组乌鳢肠道细菌有效序列51124和39298条。结果分析表明;W1组和W2组物种注释(operational taxonomic unit,OTU)数目分别为2631和4114条,分类地位明确的细菌种类分别隶属5个属和49个属,W1组和W2组乌鳢肠道细菌种类差异很大。W1组乌鳢肠道细菌的优势类群是邻单胞菌属(Plesiomonas)、狭义梭菌属(Clostridium sensu stricto)、鲸蜡菌属(Cetobacterium);W2组乌鳢肠道细菌的优势类群是狭义梭菌属(Clostridium sensu stricto)、邻单胞菌属(Plesiomonas)、Spartobacteria、甲基副球菌属(Methyloparacoccus)、杆菌属(Alsobacter)、Saccharibacteria、分支杆菌属(Mycobacterium)。W2组乌鳢肠道细菌香农指数高于W1组乌鳢肠道细菌,表明前者肠道细菌多样性大于后者。本实验揭示了畜禽内脏饲喂乌鳢肠道细菌的群落种类多样性、OTU丰富度和物种总数均高于冰鲜鱼饲喂乌鳢;W1组肠道有益菌OTU丰富度大于W2组,且W2组还存在一些潜在致病菌。本研究为乌鳢的健康养殖和后续肠道微生物资源的挖掘提供了理论依据。     

米氏凯伦藻(Km02)共培养细菌群落的研究

米氏凯伦藻作为我国沿岸典型的有毒赤潮甲藻,近年来赤潮频度越来越密,赤潮规模越来越大,持续时间也越来越长,造成了严重的经济损失,并且威胁到海洋生态系统的健康。众多研究表明藻际细菌可能是影响赤潮生消与有毒藻产毒的关键生物影响因子。为揭示米氏凯伦藻共培养菌群的物种多样性信息,本文通过高通量测序技术手段,分析了我国沿岸产米氏凯伦藻(Km02)共培养菌群的种类、丰度、多样性及系统发育信息。结果显示,米氏凯伦藻(Km02)共培养菌群共有40个种与已有数据库匹配,隶属于4个门(Phylum),11个纲(Class),21个目(Order),26个科(Family),37个属(Genus)。其中优势菌属有8个(5%),分别为Balneola(20.28%)、 Marinobacter(19.25%)、Rhodobacteraceae科下的未知属(13.15%)、Alteromonas (8.88%)、Methylophaga (8.17%)、Thalassospira(6.24%)、Reichenbachiella (5.92%)及Mesoflavibacter (5.41%)。研究结果表明我国沿岸产米氏凯伦藻(Km02)含有生物多样性较高的共培养菌群,且具有探寻未知海洋细菌的潜力,同时该研究结果也为未来更进一步研究细菌群落对米氏凯伦藻赤潮暴发与消亡,以及产毒特性等机制的研究提供了实验方法与奠定了理论基础。     

湛江湾沉积物中反硝化和厌氧氨氧化细菌的丰度、多样性及分布特征

采用实时荧光定量PCR、高通量测序等方法对湛江湾沉积物中四个月份的反硝化细菌与厌氧氨氧化细菌的多样性和丰度进行了分析。结果表明:湛江湾沉积物中反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌丰度在四个月份的变化和空间分布趋势为:nirS型反硝化细菌在二月份最高,四月份最低,且其平均丰度有从湛江湾湾内向湾口附近呈现先升高再降低的趋势;nirK型反硝化细菌丰度在九月份最高,十一月份最低;nosZ型反硝化细菌在四月份最高,其余月份变化不大;厌氧氨氧化细菌丰度在九月份最高,二月份最低。通过相关性分析结果表明,亚硝酸盐、铵盐等共同调控着湛江湾沉积物中反硝化和厌氧氨氧化细菌丰度变化。系统发育分析表明:湛江湾中存在着一些广泛分布的反硝化细菌,但也生活着一些新奇的nirK型和nosZ型反硝化细菌。对于厌氧氨氧化细菌而言,其主要属于浮霉菌门及Candidatus Scalindua属,具有较高的耐盐性,另外湛江湾海区的厌氧氨氧化细菌也生活着一类在其他地方没有的新分支。典范对应分析分析结果表明:硝酸盐显著影响湛江湾反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌的群落结构。湛江湾沉积物中反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌存在特殊的竞争与共存的关系,且由亚硝酸盐、硝酸盐、pH等多种环境因子共同驱动。     

采水量对寡营养海域浮游真核微生物分子多样性评价的影响

真核微生物是海洋生态系统中生物多样性高且功能重要的组成部分，但因个体微小且形态特征不明显，传统的分类学方法很难全面评估其多样性。环境DNA结合高通量测序技术为真核微生物多样性研究提供了可靠技术支撑，然而采水量对于评估寡营养海域浮游真核微生物多样性的影响仍知之甚少。本研究在吕宋海峡及菲律宾海盆中设置5个采样点，每个站点各取4个10 L表层海水样品用于真核微生物高通量测序分析。对各站每个重复所获得的真核微生物多样性进行研究，并分析了采水量与真核微生物OTU数量、群落结构及优势种和稀有种之间的关系。研究发现，采水量和真核微生物OTU数量之间呈正相关关系，10 L水所获得的平均OTU数量为40 L水的64%，20 L水可获得82%，30 L水为92%。10 L样品所获得的群落多样性指数显著低于30 L和40 L样品检获的群落，而20 L样品与30 L和40 L样品在多样性指数上无显著差异。随着采水量增加，更多的稀有OTUs被检获，而丰富OTUs数量变化不明显。但统计分析显示，10 L与40 L组样品检获的真核微生物群落结构无显著差异。因此，综合考虑样品的可得性和现场处理时间，最低20 L的采水量可用于评估这一寡营养海域的真核微生物多样性和群落结构特点。     

两种混养方式对异枝江蓠(Gracilaria bailinae)生长性能、表面附生细菌群落及抗生素抗性基因的影响

为揭示"鱼-藻"和"鱼-虾-藻"混养对异枝江蓠(Gracilaria bailinae)生长性能、表面附生细菌群落和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的影响,阐明异枝江蓠表面附生细菌群落与生长性能、ARGs之间的关系,利用16S rDNA高通量测序技术和Real-time qPCR技术分析了异枝江蓠表面附生细菌群落和ARGs的组成与差异,冗余分析(RDA)探讨细菌群落与生长性能、ARGs之间的关联。结果表明:(1)"鱼-虾-藻"混养会促进异枝江蓠的生长性能,增加表面附生细菌群落的多样性。(2)异枝江蓠表面附生细菌群落主要属于变形菌门、蓝藻门、浮霉菌门和拟杆菌门,不同混养方式中优势菌属组成不同,"鱼-虾-藻"混养优势菌属多样性较高。(3)"鱼-虾-藻"混养的异枝江蓠ARGs/MGEs的相对丰度大多高于"鱼-藻"混养。(4)RDA分析表明,生长性能主要与Ralstonia、Blastopirellula等显著相关,ARGs/MGEs主要与Nitrosomonas、Alteromonas、Pleurocapsa;CC-7319等显著相关。"鱼-虾-藻"混养能够增强异枝江蓠的生长性能,提高异枝江蓠表面附生细菌群落的多样性。但"鱼-虾-藻"混养能够增加异枝江蓠ARGs/MGEs的相对丰度,存在一定的生态风险。因此,在注重经济效益的同时也要关注可能存在的对人类健康的危害。研究结果将有助于海水养殖环境的优化,为大型海藻在海水养殖业中的应用与推广提供理论基础。     

Filter-feeder macroinvertebrates as key players in culturable bacteria biodiversity control: a case of study with Sabella spallanzanii (Polychaeta: Sabellidae)

The present study investigates the effect of the filtering activity of Sabella spallanzanii on the culturable heterotrophic bacterial community through the comparison of the bacterial diversity in transplanted polychaetes and the surrounding seawater. For isolation of culturable heterotrophic bacteria, seawater samples as well as polychaete homogenates were plated in triplicates onto Bacto Marine Agar 2216 (Difco). All the colonies grown were isolated, subcultured and identified by several morphological, biochemical and cultural methods. Some bacterial genera showed higher average abundances in polychaetes than in seawater (i.e. Lucibacterium and Photobacterium). Aeromonas represented a conspicuous component of the bacterial community both in S. spallanzanii and seawater. The presence of Cytophaga and Pseudomonas was also relevant in the examined seawater samples. The selective concentrations of some bacterial genera inside S. spallanzanii either by grazing on bacteria or their capability as bacterial reservoirs, provides evidence for the role of macrobenthic invertebrates as key determinants for microbial diversity.