台湾海峡南部海域好氧不产氧光合异养细菌对上升流的响应

国内外关于好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)和上升流之间关系的研究甚少。本文采用“基于蓝细菌校正的时序红外显微技术”研究了台湾海峡南部近岸上升流中心区AAPB对上升流变化的响应。研究结果发现,在上升流涌升的初始阶段,AAPB和总异养细菌丰度较低;随着上升流的发展,两者丰度均增加并在上升流的成熟期达到最高值;而当上升流衰退时,AAPB和总异养细菌丰度开始下降。在上升流发展过程中,AAPB丰度与叶绿素a浓度在一定范围内呈显著正相关,但同时受环境低磷浓度的限制,总异养细菌丰度与氮、磷、硅营养盐均有显著正相关,表明叶绿素a指示的浮游植物所释放的溶解有机碳和环境中的磷限制可能对AAPB起着更为直接和重要的作用,而营养盐则可能在总异养细菌对上升流的响应中起着重要作用。本研究有助于我们理解AAPB在碳及其他生源要素循环中的作用及其调控机制。     

环境因子对好氧不产氧光合细菌脂肪酸组成的影响

对赤杆菌属(Erythrobacter)、柠檬酸微菌属(Citromicrobium)和玫瑰杆菌(Roseobacter)分支的9株好氧不产氧光合细菌(AAPB)的脂肪酸组成进行分析,并以10株非AAPB菌为参照,从脂肪酸角度考察光照、温度、营养等重要环境因子对AAPB的影响.结果显示, AAPB的脂肪酸以C18:1 w7c为主,该成分在Roseobacter分支中含量最高,不同种脂肪酸对环境因子的响应不同,低温和寡营养条件主要作用于不饱和脂肪酸(UFA);二羟基脂肪酸在寡营养和光照双重作用下有较明显的升高.此外,结合非AAPB 的比较也为 AAPB 脂肪酸研究提供了新的视角,如温度实验显示,由于不饱和脂肪酸的比例较高, AAPB 可能在寒冷海域有更好的竞争优势,而从饥饿培养试验来看, AAPB 的异养能力似乎比非AAPB更弱.     

海洋中不产氧光合细菌的研究进展

介绍了海洋中需氧的不产氧光养菌(aerobic anoxygenic phototrophic bacteria,简称AAP细菌)在全球海域的分布和丰度、光合作用能力、系统发生、多样性,以及与光合自养生物的关系、在海洋碳循环中的贡献等方面的研究进展,阐述了海洋中不产氧光合细菌在碳、氮、硫、铁等物质循环过程中的重要性和一些新种的发现及其应用,指出了目前海洋中不产氧光合细菌研究中存在的问题。     

东海大陆架异养细菌的生态分布

从海洋物质循环的观点来看,异养细菌在分解有机物质和无机化过程中起着极重要的作用。从海洋食物链的角度来看,分解各种类型有机物而得以增殖的异养细菌自身也是海洋原生动物、浮游动物及底栖动物的营养源。异养细菌在海洋生态系中占有极重要的位置。对海洋中某些细菌的代谢活动与其他海洋生物之间的相互关系的研究日益受到普遍的重视。 海洋异养细菌的生态分布资料已有不少报道。但至今尚未有人发表过东海大陆架海域海洋微生物生态调查的报告。东海大陆架海域江河交汇人海,大陆对海洋的影响极为突出,水文和底质情况复杂,水产资源丰富,因而特别富有多样化的有机物来源。调查和了解这一海域中异养细薗生态分布规律,并研究其参与物质转化过程的特异性,不仅有助于深入研究海洋生态学问题,而且对于阐述东海大陆架的特点也极有价值。本文着重讨论异养细菌在东海大陆架的生态分布特征及菌群组成的特点。     

南、北极近岸海水中好氧不产氧光合基因pufM的多样性

好氧不产氧光合(AAP)细菌因其具有利用溶解性有机物及光能的能力,在海洋碳循环及能量流动中发挥着重要的作用。该类细菌广泛分布在海洋环境中,其在不同生境中的多样性已被调查。但到目前为止,人们对于高纬度地区好氧不产氧光合细菌的认识还较为缺乏。有鉴于此,本研究基于编码光反应复合物上一个色素结合蛋白亚基的pufM基因,对北极王湾及南极乔治王岛近岸水体中夏季好氧不产氧光合细菌的多样性进行了检测。针对2个王湾站位和2个南极麦克斯维尔湾站位构建了4个pufM基因克隆文库,获得674个阳性克隆子。北极克隆子全部由α-变形细菌组成,而南极克隆子则包括α-变形细菌及β-变形细菌。来源于类似红细菌科的pufM基因在所有样品中皆占据优势。此外,与一株滴状亚硫酸盐杆菌中质粒编码的pufM基因存在亲缘关系的序列,在南、北极样品中均占优势。结果表明海洋环境中的pufM基因存在跨极甚至是环球分布。与此同时,南、北极序列之间的差异,也表明了极地地方种的存在。这些结果显示,作为好氧不产氧光合细菌的红细菌科在两极的近岸水体中具有重要的地位。     

沙尘沉降对黄海海域异养细菌丰度和活性的影响

亚洲沙尘是全球沙尘的重要组成部分,黄海是受亚洲沙尘影响较大的海域。沙尘沉降是海洋营养元素的重要来源之一,对海洋异养细菌的生长有重要影响。为研究亚洲沙尘沉降对黄海海域异养细菌丰度和活性的影响,于2014年11月在北黄海S1站位和南黄海S2站位分别进行了船基围隔培养实验,通过添加不同浓度的沙尘和无机磷研究沙尘沉降对海洋异养细菌的作用过程。结果显示,沙尘的添加在南、北黄海海域均显著提高了异养细菌丰度和高核酸菌比例(HNA%),高浓度沙尘对异养细菌丰度和活性的促进作用最显著,培养结束后使北黄海和南黄海异养细菌丰度分别增加了62%和45%;磷的添加在北黄海海域显著提高了异养细菌丰度和高核酸菌比例(HNA%),高浓度磷对异养细菌丰度和活性的促进作用最显著,培养结束后使异养细菌丰度增加了50%。研究表明,沙尘能够缓解北黄海磷对异养细菌生长的限制,促进异养细菌的生长,增强异养细菌的活性,提高异养细菌在海洋生态系统中的生态功能。南黄海海域,沙尘在短期内对异养细菌的生长表现为抑制作用,降低了异养细菌的活性;沙尘在长期内对异养细菌的生长表现为促进作用,增强了异养细菌活性。等量沙尘的沉降方式不同,对生态系统的影响结果存在较大差异。     

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。     

2009年冬、夏季南海北部超微型浮游生物的分布特征及其环境相关分析

2009年2月(冬季)和8月(夏季)在南海北部海域(nSCS)采用流式细胞术对聚球藻、原绿球藻、超微型光合真核生物3类超微型光合浮游生物和异养浮游细菌的丰度和碳生物量的时空分布特征进行了研究,并分析了其与环境因子之间的关系。结果表明,夏季聚球藻和原绿球藻的平均丰度高于冬季,超微型光合真核生物和异养浮游细菌的丰度反之,为冬季高于夏季。聚球藻、超微型光合真核生物和异养浮游细菌在富营养的近岸陆架海域丰度较高,而原绿球藻高丰度则出现在陆坡开阔海域。在垂直分布上,聚球藻主要分布在跃层以上,跃层以下丰度迅速降低;原绿球藻高丰度主要出现在真光层底部;超微型光合真核生物在水层中的高值同样出现在真光层底部,且与Pico级份叶绿素a浓度分布一致;异养浮游细菌在水体中的分布与聚球藻类似。这些分布格局的差异,取决于环境条件的变化和4类超微型浮游生物生态生理适应性的差异。在超微型光合浮游生物群落中,各类群碳生物量的贡献因季节和海域类型的不同而发生变化:聚球藻在夏季近岸陆架区占超微型光合浮游生物总碳生物量的41%,原绿球藻在陆坡开阔海成为主要贡献者(50%),超微型光合真核生物碳生物量以冬季为高(在近岸陆架区占比68%)。冬、夏季异养浮游细菌碳生物量均高于超微型光合浮游生物碳生物量。     

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。     

南海南部海域异养浮游细菌生长对外源营养物的响应

于2012年8月利用现场调查结合现场培养的方法研究了南海南部海域异养浮游细菌的生物量、呼吸速率、比生长速率和生长效率对外源营养物的响应。结果表明,南海南部海域异养细菌生物量低于北部海域;外源营养物可显著影响南海南部异养细菌生物量、比生长速率和细菌呼吸速率。在海盆区域S1站,异养细菌生长主要受DOC和氮限制,同时添加DOC、氮和磷会使细菌生物量、比生长速率和细菌呼吸速率明显增加;而在近海陆架S2站主要受磷限制,DOC和磷的添加会极大地促进异养细菌生长。分析发现,外源营养物在促进异养细菌生长的也同时也提高了异养细菌的物质转换效率,使异养细菌的异养程度进一步加大。