海洋球石藻研究进展

海洋球石藻是一类生活于海洋中的微型浮游植物 ,基本都是单细胞结构。它是海洋中初级生产者的组成部分。另外 ,球石藻是全球分布的种类 ,尤其是在副极地较高纬度海区 ,更是优势种类 ,每年都会发生无数次水华 ,由于球石藻外覆由特殊构造和成分构成的球石粒 ,因此它的水华能够对周围环境产生诸多重要影响 :首先 ,球石粒的反光作用 ,使海水温度下降而使空气升温 ,改变环境条件 ,影响周围生物的正常生活 ;其次 ,由于球石粒的主要成分是碳酸钙 ,在它的产生过程中伴随着二氧化碳的生成 ,方程式是 :２ＨＣＯ -+Ｃａ２ +＝ＣａＣＯ３+Ｈ２Ｏ +ＣＯ２…     

富硒海洋球石藻(Emiliania huxleyi)的培养及其硒蛋白的初步分离纯化

在不同浓度亚硒酸钠(Na2SeO3)条件下培养海洋球石藻,分析其生长和富集硒情况,并采用(NH4)2SO4分级盐析、DEAE-Sepharose离子交换柱层析和SephacrylS-200凝胶过滤层析方法,对球石藻硒蛋白进行了初步分离纯化。结果表明,在本实验条件下,不添加外源硒的f/2培养基本底硒浓度(约3.2nmol/L)为海洋球石藻最佳生长和富硒的硒浓度,其细胞内硒含量可达到6475?g/g干重。离子交换和凝胶层析分离的含硒蛋白结合的最高硒含量分别达到392.3ng/mg和663.5ng/mg蛋白。SDS-PAGE纯度鉴定显示,在分子量分别约为41.3kDa和30.1kDa处各有单一电泳条带。结果提示,海洋球石藻能在环境硒浓度极低的条件下大量吸收硒并将大部分无机硒转化为硒蛋白。富硒能力较强的海洋球石藻有望作为一种新的有机硒资源,对开发含硒安全性食品具有很大的应用潜力。     

海洋球石藻(Emiliania huxleyi)通用表达载体的构建与电转化

海洋球石藻Emiliania huxleyi是一种全球广泛分布的真核浮游植物,该种不仅是海洋碳、硫循环和全球气候变化的重要指示物种,而且能够产生丰富的次级代谢生物活性物质,在生物技术领域也具有很好的应用前景。本文通过分析氨苄青霉素、卡那霉素、G418、氯霉素、链霉素、新生霉素及嘌呤霉素等7种常用抗生素对海洋球石藻生长的影响,确定G418可作为该藻阳性转化藻株的抗性筛选试剂,其对应的抗性基因neo则作为该藻表达载体构建中的抗性筛选标记。在此基础上克隆了绿色荧光蛋白基因gfp、抗性标记基因neo及E. huxleyi BOF92内源性岩藻黄素-叶绿素a/c结合蛋白基因的启动子fcp,以pUC18为基础载体,构建了pUC18-fcp-gfp和pUC18-fcp-neo两个重组表达载体,以电转化方法共转化球石藻细胞并结合选择性固体培养基筛选,成功获得了被转化的球石藻细胞。海洋球石藻遗传转化系统的建立为进一步开展该种相关的基础生物学研究及其在生物技术领域的应用奠定了基础。     

病毒感染海洋球石藻Emiliania huxleyi的转录组分析

海洋球石藻Emiliania huxleyi及其特异性裂解病毒E. huxleyi virus (EhVs)在调节海洋碳、硫循环及全球气候变化中起着重要作用,也是开展真核生物病毒–宿主相互作用研究的良好模型系统之一。为了探究病毒感染条件下E. huxleyi基因表达水平的变化,以海洋球石藻E. huxley–BOF 92及其专一性裂解病毒EhV-99B1为研究对象,利用Illumina HiSeq 2000高通量测序技术,分别对E. huxleyi病毒感染组(Exp)和非感染对照组(Con)6 h和45 h的藻细胞样品进行转录组测序分析。共得到32 909条平均长度为1 153 bp的基因。病毒感染6 h和45 h分别得到2 617和5 229个差异表达基因,其中共差异表达基因465个。随机选取10条差异表达基因,采用qRT-PCR进行实验验证,结果证实转录组分析可靠。GO功能注释和KEGG通路富集,发现大量基因与氧化应激反应、脂类代谢、碳水化合物代谢及信号转导等代谢过程相关,其中变化最显著的是谷胱甘肽代谢途径。从病毒感染球石藻转录组中筛选出部分与氧化应激反应相关的基因,其中9个基因显著上调,11个基因显著下调,表明宿主能够通过体内的氧化应激反应响应病毒胁迫。     

海洋球石藻(Emiliania huxleyi)磷脂酶C的结构特点及系统进化分析

磷脂酶C(phospholipase C,PLC)作为一种重要的细胞信号分子,是G蛋白信号转导过程中的重要调节因子之一,在动、植物环境胁迫应答及病原菌致病过程中发挥重要作用。海洋浮游植物生长代谢与环境因子之间的相互作用涉及细胞内复杂的信号通路,并最终通过调节细胞分裂过程控制浮游植物的增殖、种群生长动力及初级生产力。但对浮游植物PLC及其参与的信号通路的了解却非常少。通过NCBI基因数据库的关键词搜索、比对,发现海洋球石藻(Emiliania huxleyi)中含有30种PLC蛋白,利用SMART程序预测其结构保守域,以此将30种PLC分为四大类;对其氨基酸序列的信号肽、跨膜结构域、一级结构、二级结构、三级结构及其细胞定位等进行了生物信息学分析和预测。结果表明,海洋球石藻PLC具有丰富的多样性,它们在信号肽、跨膜区等方面均有一定的差别,其一级结构中存在多个可能的磷酸化修饰位点。二级结构中都含有α螺旋,β折叠,无规则卷曲,且都定位于线粒体,而三级结构相似度不高。从亲缘关系上看,海洋球石藻PLC与低等动物更接近。该研究补充和完善了对植物PLC信号转导网络系统的认识,并为进一步开展海洋球石藻PLC细胞定位及其参与的信号通路与环境胁迫之间关系的研究提供了重要的理论指导。     

海洋球石藻(Emiliania huxleyi)活性物质分离鉴定及其抗菌抗氧化性能研究

以海洋球石藻Emiliania huxleyi为原料,提取分离生物活性物质,为该藻活性物质的研究与开发提供理论基础。通过对球石藻75%乙醇浸提物采用乙酸乙酯进行萃取,进一步利用薄层色谱、硅胶色谱、Sephadex LH-20凝胶色谱及高效液相色谱(HPLC)等方法,对化合物成分进行逐步分离纯化,获得纯度大于95%的单体化合物;通过~1HNMR、~(13)CNMR及HRMS等波谱分析技术鉴定化合物的结构,并对其抗菌、抗氧化性能进行初步分析。结果分离鉴定出3种单体化合物,分别为叶绿醇(C_(20)H_(40)O)、棕榈酸(C_(16)H_(32)O_2)和肉豆蔻酸(C_(14)H_(28)O_2),这些化合物均为首次从海洋球石藻中分离获得。其中叶绿醇具有较强的抗氧化能力,且对肝癌细胞Hep G2的增殖有较强的抑制作用,其他两种化合物对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌及副溶血性弧菌均有不同程度的抗菌活性。另外,海洋球石藻中这些化合物除了具有一定的抗菌抗氧化性能外,可能在球石藻响应胁迫(如病毒感染)过程中也具有重要作用。     

黄东海夏、冬季颗石藻群落及其分布研究

2009年作者对中国黄东海海域夏季(7月20日至9月1日)与冬季(12月23日至2月5日)的两个季度月的颗石藻群落与分布进行调查研究。2009年夏季,中国黄东海海域调查区共发现21种颗石藻,其优势物种分别为赫氏艾密里藻(Emiliania huxleyi)、大洋桥石藻(Gephyrocapsa oceanica)、纤细伞球藻(Umbellosphaera tenuis)和深水花球藻(Florisphaera profunda)。颗石藻细胞丰度为0.23×103~17.62×103个/L,平均值为2.84×103个/L。2009年冬季,中国黄东海海域调查区共发现20种颗石藻,其优势物种分别为赫氏艾密里藻(E.huxleyi)、大洋桥石藻(G.oceanica)、深水花球藻(F.profunda)和纤细伞球藻(U.tenuis)。颗石藻的细胞丰度为0.12×103~35.35×103个/L,平均值为3.84×103个/L。本文系统地研究了颗石藻在我国黄、东海陆架海域的分布(特别是垂直分布),并对其作出了描述与分析,以期为关于中国海颗石藻群落分布等基础性研究提供可靠资料。     

南海南部中布容期颗石藻化石记录及其意义

对南海南部ODP1143站750 ka以来的颗石藻化石进行了属种鉴定及百分含量分析,结果显示,在480~260 ka的中布容期,Florisphaera profunda百分含量降低,而Gephyrocapsa caribbeanica等桥石类繁盛。同时,这一时期的海水结构发生改变,营养跃层变浅,海水表层生产力增加。研究发现,中布容时期为地球偏心率低值时期;而偏心率值最小时,最适宜颗石藻生长。因此,可以推测这一时期颗石藻群落发生的变化在很大程度上受到地球偏心率的影响。同时,中布容期大洋碳储库发生重大变化,也可能与偏心率引起的大洋浮游植物群落变化有关。     

海洋球石藻Emiliania huxleyi(Prymnesiophyceae)病毒主要外壳蛋白基因的克隆与序列分析

在实验室纯培养条件下,用过滤的海洋球石藻特异性病毒(Emiliania huxliyi virus,EhV)EhV-99B1株感染球石藻(E.huxleyi,Eh),建立病毒与宿主之间稳定的感染体系,病毒裂解滤液经卷式切向流超滤和PEG 8000浓缩、CsC1密度梯度离心,获得足量高纯度的病毒颗粒.根据已报道的其它EhV株系主要外壳蛋白(MCP)基因内保守片段设计合成一对特异引物,从EhV-99B1病毒基因组中克隆到了长度约为300bp的病毒外壳蛋白基因保守片段.该片段与pBS-T载体连接后转化Escherichia coli DH5α,对筛选到的阳性克隆进行序列测定与分析.结果表明,该克隆片段与GenBank中EhV163(AF453851)分离株的同源性最高,该区域内的核苷酸与对应推导的氨基酸序列同源性均为100%,证实获得的DNA片段是EhV-99B1的外壳蛋白基因;与EhV203(AF453855)分离株的核苷酸及氨基酸序列的同源性较低,分别为93%和100%.表明该病毒在自然海域中分布广泛并具有一定的多态性,同时在进化上也存在相当的复杂性.因此,MCP基因可以作为一种新的分子遗传标记以区分自然群落中EhV的不同基因型,对于理解海洋球石藻类病毒与宿主之间复杂的相互作用关系将是一个十分有价值的工具.     

依据减数分裂相关基因数量判别赫氏球石藻(Emiliania huxleyi)繁殖方式研究

繁殖方式是生物重要生物学特征之一。了解生物繁殖方式对遗传和育种研究具有重要意义。赫氏球石藻(Emiliania huxleyi)呈世界性分布,在生态系统中扮演重要角色,但其繁殖方式未知。本研究用分子系统学方法确定有基因组序列且行有性生殖的真核生物的减数分裂相关基因数量,建立了"减数分裂相关基因≥19个,其中减数分裂特异基因≥5个"的有性生殖判别标准;发现赫氏球石藻具有25个减数分裂相关基因,包括6个减数分裂特异基因。依据建立的标准判定赫氏球石藻行有性生殖。研究结果将有助于赫氏球石藻生活史和遗传学研究。     

华南沿海海草床分布区大型底栖动物群落特征初探

为探究华南沿海海草床大型底栖动物群落特征、地区差异及其与海草群落间的关系,2020年在华南沿海12个海草床区域开展了大型底栖动物调查。共布设33个调查断面99个站位,在主要群落参数的基础上,运用相关性分析和聚类分析、nMDS排序、相似性百分比分析等群落生态学统计方法分析了底栖动物群落特征及其与海草群落的关系。共鉴定出大型底栖动物9大门类199种,其中,软体动物种类最多,占总种类数的39.7%。各区域底栖动物的平均栖息密度为155.7 ind/m²,青葛—龙湾(琼海)的平均栖息密度最低,珍珠湾(防城港)的平均栖息密度最高;平均生物量为118.36 g/m²,最低值出现在义丰溪(汕头),最高值出现在珍珠湾。各区域底栖动物的优势种以潮间带泥沙滩常见腹足类、双壳类和多毛类为主;底栖动物的种类多样性指数(H′)平均值为1.12,最低值出现在唐家湾(珠海),最高值出现在铁山港(北海);各调查区域底栖动物主要群落参数大致呈现“北部湾>海南沿岸>珠江口及粤东”的规律。华南沿海海草床分布区大型底栖动物群落的区域性特征较为明显,地理位置相近的海草床底...     

黄河下游大野泽沉积物粒度特征及其对环境演化的指示

利用黄河下游湖泊大野泽550cm柱状岩芯沉积物粒度分析,结合高精度的AMS 14C年代测定,初步揭示了研究区近1400a来湖泊沉积及环境演化历史。应用沉积物粒度频率分布曲线和概率累积曲线分析,结合沉积物岩性特征,结果发现DYZ-1钻孔地层明显分为两个沉积阶段：550~385cm,以深黑色和青灰色黏土质粉砂和粉砂质黏土为主,属湖沼相沉积物环境;385~30cm,以棕黄色和浅黄色黏土质粉砂为主,为河流相沉积环境。综合粒度组成和粒度参数分析结果,大野泽近1400a环境演变可以大致划分为5个阶段：625—940 AD期间,为湖泊水位较低沼泽相沉积环境,气候较干冷;940—1250 AD期间,在中世纪暖湿气候背景下,湖盆频受黄河洪水入注,湖盆扩张,水位抬高;1194 AD开始,黄河河道南迁至黄海入海,大野泽逐渐演变为河流相沉积;1250—1540 AD期间,河流水动力较强,气候较湿润;1540—1860 AD期间,河流水动力表现出减弱趋势,气候转干冷,对应小冰期;1860 AD之后,黄河再次改道北迁至渤海入海,大野泽再次接受黄河洪泛注入,但由于前期湖区抬高成陆,该区域仅作为黄河泥沙承载区。     

Autumn living coccolithophores in the Yellow Sea and the East China Sea

An investigation was carried out on living coccolithophores(LCs) distribution in the Yellow Sea and the East China Sea from October 17 to November 24, 2011. A total of 223 samples from different depths were collected at 48 stations. Totally 18 taxa belonging to coccolithophyceae were identified using a polarized microscope at the 1 000× magnification. The maximum species abundance was found at the outside of Transect P. The dominated species were Gephyrocapsa oceanica, Emiliania huxleyi, Helicosphaera carteri, and Algirosphaera robusta. The abundance of coccoliths and cells ranged 0–2 965.73 coccoliths/mL, and 0–119.16 cells/mL, with the average values of 471.00 coccoliths/mL and 23.42 cells/mL, respectively. The LCs in surface layer were mainly observed on the coastal belt and middle part of the survey area. The comparison among Transects A, F, P and E indicated lower species diversity and less abundance in the Yellow Sea than those of the East China Sea. The highest abundance of LCs was found in transect F and P. The coccolith abundance increased slightly from surface to bottom in the water column, but the highest value of the cell abundance was observed in the depth of 10–30 m. Temperature, depth and nutrient concentration were suggested as the major environmental factors controlling the distribution and species composition of LCs in the studying area based on canonical correspondence analysis(CCA).     

Climatological characteristics of monsoons and tropical cyclone activities over China seas and their influences on hydrological and seasonal structures over the South China Sea

The aim of this paper is to study whether the features of perennial summer over the South China Sea remain constant all the year round or not , and whether there are any seasonal differences throughout the year or not. According to the characteristics of remarkable monsoon and frequent typhoon, the influences of monsoon and tropical cyclone on the hydrological features and the seasonal structure over the South China Sea are analysed by using examples. It may be considered that in the perennial summer area over the South China Sea, it is summer all the year round, but it does not remain constant throughout the year. On the basis of index dates of developing stages for winter and summer monsoons as well as the seasonal characteristics of typhoon frequency,the perennial summer season over the South China Sea may be divided into four periods, namely, early summer, midsummer, sweltering summer and late summer. The concrete classification and the hydrological seasonal feature of each period are discussed.     

末次冰消期以来苏拉威西海颗石藻化石记录与古海洋变化

通过对苏拉威西海MD98-2178柱状样(3.62°N、118.70°E)颗石藻化石属种相对含量的统计,重建了2万年来海水古生产力、营养跃层的变化。其中Emiliania huxleyi、Gephyrocapsa oceanica、Florisphaera profunda占颗石藻群落的80%~90%。由于G.oceanica与F.profunda存在于两种完全不同的生态环境中,两者的变化趋势完全相反。前者代表高生产力以及高营养物质的海水,后者则代表低生产力与较深的营养跃层。推测冰消期颗石藻对环境变化具有两种响应模式:以约13.5 ka的生产力峰值期为界,13.5 ka之前颗石藻古生产力变化主要响应于径流对海洋营养物质的输入,而13.5 ka之后则主要响应于海水-大气之间水循环的强度。全新世F.produnda含量及其所反映的营养跃层变化具有明显的百年尺度波动,与太阳活动的100~260 a周期具有良好的相关性。推测全新世苏拉威西海区营养跃层变化受百年尺度的类似厄尔尼诺-南方涛动(El Nino-Southern Osillation,ENSO)的变化及太阳活动的驱动。     

台州列岛海域贝类种类组成与分布特征

根据浙江省海岛资源调查资料 ,对台州列岛海域的贝类作了统计分析。结果表明 ,该区共发现贝类 46种 ,隶属 2纲 8目 2 4科。种类组成以广温广布种为主 ,其次为亚热带种 ,暖温带种和热带种所占的比例较少。全区平均生物量为 1 8.0 6g/m2 ,平均栖息密度为 2 67.1 6个 /m2 。数量季节变化显著。这些特征与海流、沉积物等环境因子密切相关。     

早渐新世钙质超微化石演变与营养盐及二氧化碳关系

南海北部早渐新世发生明显的营养供给和二氧化碳浓度的变化,相关地质记录为研究颗石藻的生理机制提供了理想的自然实验室。在本研究中,我们建立了一个新的颗石藻群落演化的指标,定义为E*比值。该比值由富营养属种和中等-贫营养属种的相对丰度计算而得（E^*=e/(e+c)×100,e代表富营养属种,c代表中等-贫营养属种）。其中富营养属种包括小Reticulofenestra, Reticulofenestra lockeri组,Reticulofenestra bisecta组和Coccolithus pelagicus组,而中等-贫营养属种包括Cyclicargolithus spp.。E^*指标与早渐新世营养盐指标具有较强的相关性,但在不同二氧化碳浓度的条件下表现不同的公变趋势。将群落组合与已发表的二氧化碳浓度数据对比,我们提出颗石藻可能在二氧化碳持续降低的环境下改变其对碳源和营养盐的利用方式,指示颗石藻的碳浓缩机制可能开始于早渐新世。     

自返式微型地热探针水下运动及贯入特性分析

自返式微型地热探针水下运动特性以及其贯入深度关系到其能否正常入泥工作,针对自返式微型地热探针的结构,对其进行简化,建立物理模型。并针对海洋流场及海洋底质,抽取关键参数,建立探针投放过程中的流场模型和底质模型。将所建立模型导入数据分析软件,先分析探针在投放过程中竖直方向和水平方向的相关运动特性,然后拟合为探针下行过程中下行深度和横向漂移的轨迹图,可见其水平方向最大位移约为106 m。在理论上论证了探针在下行过程中的姿态稳定性。通过计算论证了自返式微型探针在依靠自身重力的情况下,自动贯入海底沉积物进行热流测量工作方式的可行性。并在最后通过海上试验,对分析结果进行了实践验证。     

CTD sensor characteristics and their matching for salinitycalculations

The response characteristics of conductivity-temperature-depth (CTD) sensors used for the derivation of ocean properties from profiling instruments are discussed. The influence of design and operating conditions on the impulse response is explored with examples drawn from commercially produced cells in common use. The speed dependence of both temperature and conductivity sensor response is discussed with reference to sensor matching to reduce salinity spiking. A brief discussion is included on data processing and filtering techniques     

秦山核电站邻近水域生态特点

本文综述了1989年4月至1990年1月秦山核电站邻近水域生态调查结果,认为,该水域具暖温带强潮河口区生态特征。水体虽含丰富营养盐和充足溶解氧,由于同时存在着各种不利于生物繁殖生长的环境因子,表现为生物资源贫瘠、种类组成简单,测区所代表的强潮河口湾顶区属低生产力水域。