南海深海氮循环微生物的原位培养与多样性分析

借助自主研发的深海水体原位定植培养系统,在南海3 300 m的深海水体中进行了氮循环微生物的原位培养.通过向富集仓中投加缓释肥(铵盐、硝酸盐和尿素)进行了为期17个月的原位富集.结合高通量测序技术和分离培养的方法,对深海原位富集物及实验室二次富集物进行了微生物多样性分析. 16S rRNA基因高通量测序结果表明,在南海原位富集样品中,细菌以变形菌门丰度最高,富集仓内脱脂棉附着介质和仓内水样中的最优势属分别为希瓦氏菌属(Shewanella)和科韦尔氏菌属(Colwellia);古菌以奇古菌门为主,其中氨氧化古菌(AOA)所占比例很高.通过平板培养分离到17株细菌,主要包括盐单胞菌属(Halomonas)、海杆菌属(Marinobacter)和亚硫酸盐杆菌属(Sulfitobacter)等.通过不同起始氮源(氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐)和培养温度(28℃和10℃),对原位富集样品进行实验室二次富集,获得了5个富集菌群.分析发现,它们均具有较好的脱氮效果,可以产生N_2O或N_2;这些菌群均以盐单胞菌属占绝对优势,其次为海源菌属(Idiomarina)或海杆菌属,其中盐单胞菌和海源菌成功获得分离.单菌功能验证表明,分离获得的盐单胞菌具有好氧反硝化能力,其在原位环境下反硝化活性尚有待确认.     

深海沉积物中龙须菜降解菌群的筛选与鉴定及多样性分析

以龙须菜为唯一的营养源对深海沉积物进行富集和筛选,获得一个可降解龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)、紫菜(Porphyra umbilicalis)和海带(Laminaria japonica)产生还原性寡糖的菌群.通过16S rRNA序列及16S rRNA-RFLP分析对该菌群中的细菌多样性进行了研究.结果表明,降解菌群中的细菌组成主要为弧菌属(Vibrio,8株)、火色杆菌属(Flammeovirga,7株)和希瓦氏菌属(Shewanella,5株),其中希瓦氏菌属和火色杆菌属的细菌在菌群中的丰度较高.采用龙须菜为唯一营养源的筛选培养基对菌群中的细菌进行分离,获得4株具有琼胶酶活力的细菌,包括2株火色杆菌属和2株希瓦氏菌属细菌.培养和未培养的结果均表明火色杆菌和希瓦氏菌这2个属为所研究的深海沉积物主要的龙须菜降解菌.对原始降解菌群和所分离的关键菌株进行了龙须菜酶解产糖能力的比较,结果发现菌群中的弧菌属菌株虽然自身没有酶解龙须菜的能力,但可能可以协助关键菌株,提高菌群对龙须菜的降解效率.因此本研究中所获得的菌群和菌株有望在琼胶寡糖的绿色生产中得到广泛应用.     

海洋石油降解菌深海弯曲菌的种类多样性及地理分布特征分析

深海弯曲菌(Thalassolituus)是一类海洋专属的石油降解菌.为认识其多样性与地理分布、获取石油降解菌资源,本研究对西太平洋和厦门近海的表层海水分别通过石油烃富集和直接涂布石油烃平板,对获取的菌株进行了分离鉴定.在此基础上,对Gen Bank数据库中该属的可培养和未培养菌株信息,进行了系统进化与物种多样性分析.结果表明,从西太富集菌群分离得到的32个菌株中,主要优势菌为假单孢菌(Pseudomonas)和海杆菌(Marinobacter);其次是食烷菌(Alcanivorax)和弧菌(Vibrio).深海弯曲菌仅有2株,但它们代表1个潜在的新种,它们与模式菌株T.marinus IMCC1826T的同源性仅为96.9%和97.0%.从厦门表层海水中分离到1株深海弯曲菌,与模式菌株T.marinus IMCC1826T的相似度为99.66%.基于本研究分离菌株及Gen Bank可培养及未培养菌株的16S rRNA基因序列开展的系统发育分析表明,该属存在3个明显的进化分支,即2个模式种T.oleivorans与T.marinus分别代表的2个分支和1个独立分支;此外,不同分支呈现明显的地理分布特征,即来自同一纬度范围的菌株或序列多聚类于同一分支中.我们推测,深海弯曲菌在进化过程中,可能因适应不同纬度海域的温度等环境因子,逐步进化出3个不同环境适应性的分支.本研究加深了对深海弯曲菌在不同温度海洋环境中种类多样性分布特征的认识,为海洋石油污染生物修复提供了新资源.     

南沙深海沉积物中石油降解菌的分离鉴定和多样性分析

为了解我国南沙海域中石油降解菌的多样性,认识其在环境自净中作用并获得用于石油污染生物修复的菌种资源,以不同链长烷烃及支链烷烃对南沙深海沉积物样品进行富集与烃降解菌的分离鉴定,并结合16S rRNA基因文库和DGGE技术对降解菌群的结构进行了分析.结果表明：通过16S rRNA基因文库构建及PCR-DGGE分析发现,不同链长烷烃富集后的菌群中,食烷菌（Alcanivorax）在各降解菌群中都是绝对优势菌;另外,除烃海杆菌（Marinobacter hydrocarbonoclasticus）、海绵假单胞菌（Pseudomonas pachastrellae）,以及Idiomarina与Kangiella属的细菌也是菌群中较重要的优势菌.此外,通过2种平板培养基从烷烃富集的降解菌群中分离获得了8个不同属的细菌.本研究还首次发现Kangiella属（食烷菌科）的细菌可能参与了烷烃降解.南沙沉积物烷烃降解菌多为γ-Proteobacteria;其中,食烷菌科（Alcanivoraceae）（Alcanivorax与Kangiella属）的细菌在降解菌群中是绝对优势菌,假单胞菌与海杆菌在烷烃降解过程中也起着重要作用.     

雅浦海沟深海沉积物可培养真菌多样性及其反硝化能力研究

自雅浦海沟4个站位的12个沉积物样品中分离得到38株真菌菌株,基于形态观察和ITS序列信息对所得菌株进行分类鉴定,发现它们分别属于青霉属(Penicillium,17株)、曲霉属(Aspergillus,7株)、篮状菌属(Talaromyces,1株)、枝孢属(Cladosporium,6株)、赭霉属(Ochroconis,1株)、Meyerozyma属(1株)、梅拉菌属(Meira,1株)、Cystobasidium属(2株)、Wallemia属(1株)和红酵母属(Rhodotorula,1株)等10个属.其中青霉属、曲霉属和枝孢属菌株为优势菌株,分别占分离菌株总数的44.7%、18.4%和15.8%;而Wallemia属(节担菌纲)菌株是首次从深海环境中分离到.利用PCR技术在分离的深海真菌菌株中检测nir K和P450nor两种反硝化关键酶基因,结果显示nir K基因可在黄曲霉(Aspergillus flavus)、黑曲霉(Aspergillus niger)、杂色曲霉(Aspergillus versicolor)、枝孢菌(Cladosporium sp.)、枝状枝孢(Cladosporium cladosporioides)和产黄青霉(Penicillium chrysogenum)等6种真菌菌株中检测到,而P450nor基因仅在黄曲霉菌株中检测到.同时还通过富集培养方法从上述沉积物样品中分离获得两株反硝化枝孢菌.结果表明,雅浦海沟深海沉积物环境中存在着丰富的真菌资源,它们在深海环境氮循环中起着一定作用,这将增强人们对深海环境可培养真菌多样性及其生态作用的认识.     

红树林根际土壤中耐高盐苯酚降解菌的分离鉴定

苯酚对海洋生态环境具有较大的威胁,从红树林根际土壤中分离获得对环境具有高适应性的高效芳烃降解菌具有重要的意义.本研究对北部湾红树林根际土壤中的苯酚降解菌进行富集培养,经过分离纯化得到30株菌株,筛选得到5株菌株FGYS1、FGYS7、FGYS11、FGYB1和FGYB5,可耐受70 g/L NaCl的高盐环境,最高可降...     

南海深海氮循环微生物的原位培养与多样性分析

目的：探讨中焦宣痹汤对痛风性关节炎患者血清及关节滑膜液炎性因子水平的影响。方法：将90例痛风性关节炎患者随机分为2组,每组各45例。对照组采用依托考昔片治疗,治疗组在对照组治疗基础上加中焦宣痹汤治疗。对比2组综合疗效及血清、关节滑膜液炎性因子水平。结果：总有效率治疗组为95.56%,对照组为60.00%,组间比较,差异有统计学意义（P<0.05）;2组血清及关节组织滑膜液中各项炎性因子水平治疗前后组内比较及治疗后组间比较,差异均有统计学意义（P<0.05）。结论：中焦宣痹汤治疗痛风性关节炎可有效改善患者临床症状,降低血清及关节滑膜液炎性因子水平。     

深海热液区超嗜热古菌太平洋古球菌Palaecoccus pacificus DY20341T 高温淀粉酶系分析

热球菌目古菌是深海热液区极端高温环境下的主要古菌类群,其具有丰富的胞外水解酶系以获得营养物质。本研究对来源于深海热液区的太平洋古球菌Palaecoccus pacificus DY20341~T的高温淀粉酶系进行了分析。基于酶活测定、SDS-PAGE复性胶检测和保守位点、结构域、信号肽等序列分析,解析其种类及特点。结果显示,菌株DY20341~T的高温淀粉酶系包括胞外淀粉酶(PAP00275)、胞外环糊精葡糖基转移酶(PAP01075)、胞内淀粉酶(PAP09095)和胞内4-α-葡聚糖转移酶(PAP09225)。4种酶在60～110℃温度范围具有酶活性,且100℃时酶活性最高。研究表明,DY20341~T含有多个耐高温淀粉酶及转运系统,有助于其在深海热液区适应高温和摄取营养,是一种重要的环境适应机制。     

深圳杨梅坑海域造礁石珊瑚共生藻分类和遗传多样性研究

通过核糖体ITS(Internal Transcribed Spacer)的核苷酸序列研究了深圳杨梅坑海域20种47个造礁石珊瑚样本的共生藻。通过ITS序列分析,与GenBank上的4种不同的共生藻构建Neighbor-Joining聚类树,进行石珊瑚共生藻分类和遗传多样性分析。结果表明,该海域的造礁石珊瑚共生藻属于2种不同的种类(亚系群),19个样品属于C1亚系群共生藻,1个样品属于C15亚系群共生藻,C1和C15两个亚系群共生藻之间的遗传距离为0. 01。将深圳杨梅坑海域得到的ITS序列与NCBI数据库上的福建东山海域、广东徐闻地区的C1系共生藻进行比对,只有深圳杨梅坑海域藻类样本平均(A+T)碱基含量为49. 4%,(A+T)含量小于(G+C)含量。构建Neighbor-Joining聚类树表明,深圳杨梅坑海域石珊瑚共生藻与福建东山海域的亲缘关系较近,而与广东徐闻地区的亲缘关系较远,地理隔离是主要的因素。     

福建闽南地区与广西北海地区波纹巴非蛤的形态差异与遗传多样性分析

本研究采用形态学和微卫星分子标记对福建闽南地区（厦门、云霄、惠安）及广西北海4个野生波纹巴非蛤群体进行形态学与遗传多样性分析。主成分与聚类分析结果表明：惠安与北海群体的形态最为相近,其次为云霄群体,而厦门群体的趋异度最大。构建了两个主成分PC1和PC2,其中PC1的贡献率为36.134%,PC2的贡献率为21.443%,累计贡献率为57.577%。建立了4群体的判别函数,判别准确率P₁为43.3%~93.5%,P₂为44.8%~88.0%,综合判别率为66.1%。4个波纹巴非蛤群体的整体遗传多样性较高,群体间遗传分化微弱,属于同1个自由交配组群,NJ系统发育树聚类结果未检测到与地理位置相对应的谱系结构,这可能与人为引种、贸易及增殖放流等活动导致波纹巴非蛤不同群体间频繁基因交流有关。建议今后在波纹巴非蛤的资源管理和开发利用时,加强本地种质资源的保护。     

一株深海耐嗜压菌的细胞毒活性次生代谢产物研究

通过CCK8法检测分离自深海一株深海耐压菌Shewanella piezotolerans WP3次生代谢产物的细胞毒活性,研究了温度、压力、噬菌体对WP3次生代谢产物细胞毒活性的影响.发现WP3次生代谢产物具有良好细胞毒活性.低温因素可提高其细胞毒活性,在100μg/cm^3的含量下,代谢产物对肿瘤细胞Bel7402、CNE2、A549、HT1080细胞毒活性均有提高,其中对A549细胞毒活性提高了1.3倍.在最适温度（20℃）情况下,高压可降低其细胞毒活性.20 MPa培养条件下,代谢产物对4株肿瘤细胞均未表现出明显活性,而常压培养条件下对SW 480具有93.3%的抑制率,对HT1080抑制率表现出87.5%,对CNE2抑制率是79.8%.在低温情况下,压力因素对其细胞毒活性无影响,噬菌体对细胞毒活性影响不大.HPLC指纹图谱分析发现不同温度条件下,其次生代谢产物指纹图谱有变化,结合细胞毒活性结果分析,为后期分离鉴定细胞毒活性化合物提供指导.     

深海沉积物宏基因组文库中产蛋白酶克隆CAPRO2的筛选及酶学性质分析

利用选择性筛选培养基从所构建的深海沉积物宏基因组文库中筛选得到一株产蛋白酶的克隆（CAPR0002）,对其进行了酶学性质分析．结果表明该酶的最适作用温度为65cc,最适作用pH值为9．0．该蛋白酶具有较好的热稳定性,在40cC以下的温度中可长期保持稳定,在50℃中处理6h后仍能保持60％的活力,在60℃下保温30rain后仍能保持约60％的活力．Ca^2＋、Mg^2＋、sr^2＋、co^2＋对该蛋白酶有明显的促进作用,而且ca^2＋的存在可明显提高该蛋白酶的热稳定性,ca^2＋、sr^2＋、c0^2＋这3种离子均在3．0mmol／dm^3。浓度时具有最高的促进作用,当浓度高于3．0mmol／dm’时,这3种离子对酶活力的促进作用减弱．Hg^2＋、Fe^2＋、cu¨对酶有明显的抑制作用．CAPR02蛋白酶在pH值为7。5～9．5时活力较高,pH值为7。5时可保持约80％的活力,pH值为9．5时保持60％的活力,而在pH值高于9．5的条件下酶活力下降较快,pH值为10．0时活力降为约15％,表明CAPR02属于碱性蛋白酶．丝氨酸蛋白酶抑制剂PMSF、E一64和AEBSF对CAPR02蛋白酶均无抑制作用,显示该酶不属于丝氨酸蛋白酶,而EDTA对酶有明显的抑制作用,表明该酶属于金属蛋白酶．     

红树林生境产嗜热纤维素酶芽孢杆菌的筛选及其活性分析

本研究从红树林沉积物样品中筛选获得一株具有较高纤维素酶活性的菌株ms-2,通过革兰氏染色、生理生化试验,以及16S r DNA基因片段比对鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ms-2。对其产酶性质进行研究表明该菌株所产纤维素酶为胞外酶而非膜锚定酶,该酶具有良好的嗜热性,且在弱酸条件下酶活性较高,最适宜温度和pH分别为65℃和6. 0,在此条件下最高酶活性为0. 655 7 U/cm3;另外,在浓度为1 mmol/dm3Cu2+、Mg2+、Zn2+、Fe3+和Mn2+条件下,Cu2+对酶活性无显著影响,Mg2+、Zn2+、Fe3+和Mn2+对酶活性均有不同程度的抑制作用,其中Mn2+的抑制最为明显,酶活性下降了29. 96%。由于产业应用中酶解纤维素时通常需要在55～60℃的温度下进行,研究获得的嗜热纤维素酶不仅适合这样的温度环境,还能维持较高的酶活性水平,并且对Cu2+、Mg2+、Zn2+、Fe3+较不敏感,有利于产业开发应用。     

泰来草WOX转录因子的筛选与结构分析

WOX转录因子家族是植物中特有的一类转录因子家族,其主要参与调控干细胞多能性、侧生器官的发育、花器官的形成和胚发育等多种生物学功能,同时是一类比较古老的转录因子,因此也有以此为基准进行进化分析的研究。目前,WOX转录因子家族在大多数陆生植物和淡水生植物中被发现,在海洋植物中,这一类转录因子的研究尚较少。泰来草(Thalassia hemprichii)是一种热带区域常见的海洋单子叶植物,具有重要生态功能。本研究利用高通量测序技术获得泰来草的转录组信息,从中筛选获得了一个WOX基因(命名为ThWOX8),CDS序列全长597 bp,编码198个氨基酸,对其进行三维结构建模,显示其具有典型的HB结构,属于WOX转录因子家族中的中间分支。由于对海洋植物的WOX基因研究较少,本研究收集了93个位于中间进化支的WOX转录因子进行了同源比较分析和进化树分析,结果显示了泰来草与豆科和毛茛目莲科植物的亲缘关系较为接近,这可能暗示了泰来草在水生植物和陆生植物之间存在演化关系。鉴于泰来草是一种重要的潮间带植物,对于平衡海洋生态环境较为重要,深入研究泰来草WOX转录因子家族基因有助于我们进一步认识泰来草在进化中的关系,以及为针对性地改进泰来草的人工繁育提供理论依据。