海洋微塑料污染与塑料降解微生物研究进展

塑料垃圾在近海、大洋水体和沉积物中均广泛存在,并不断累积,对海洋生态系统构成了重大威胁,引起了国际社会的高度关注。本研究从环境生态和塑料降解微生物两个角度回顾了近几年相关方向上的研究进展,包括国内外海洋塑料特别是海洋微塑料在近海与深海等环境中的分布与丰度,以及近海、大洋等环境中降解菌多样性及其降解机制。总体而言,微塑料广泛分布在多种海洋环境,特别是在河口和近海的海水和沉积物,近岸沙滩,以及大洋环流中心;目前已报道的塑料降解菌及其降解酶主要来自陆地土壤和塑料垃圾处理环境,并以聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)降解菌和降解酶的研究最为深入。当前,中国科学家已在近海、大洋深海(深渊)以及极地等大洋环境中,开展了微塑料分布特征和丰度调查,并在生态危害方面开展了研究,但在海洋塑料降解微生物方面还鲜有报道。塑料在海洋环境中的最终归宿以及微生物在塑料降解过程中的作用亟待评估,建议在大洋深海科考中整体布局、联合开展这两个方面的相关研究。     

利用微生物开发海洋多糖降解酶的研究

近年来 ,随着海洋药物和海洋保健生物制品种的蓬勃发展 ,海洋多糖类物质的研究引起了人们的广泛重视 ,多年的科研和实践证明 ,海洋多糖及其降解产物具有多种新型的生理活性 ,在医药、化妆品、食品工业及农业等方面具有重要的应用价值。海洋微生物酶的开发和利用是实现海洋资源高值化的关键技术之一。海洋生态环境复杂 ,高盐度、高压力、低温及特殊的光照特征可能使海洋微生物的遗传结构和生理习性发生适应性的改变 ,从而产生出具有独特生理活性的酶系。利用从海洋微生物中分离提取的多糖降解酶对海洋生物多糖进行降解 ,得到具有新型生物活性…     

海洋微生物对多环芳烃的降解

从海域沉积物中富集分离出以芘作为唯一碳源和能源的海洋微生物，以ST4富集培养的混合微生物作为研究对象；该海洋混合菌株能利用菲（Phe）、芘（Pyr)、荧蒽（Fla)等多种多环芳烃；在不同浓度的芘的降解中，当芘的浓度为50mg/dm^3时，其生长水平和降解速率最高；当芘的浓度为200mg/dm^3时，其生长受到抑制，芘几乎不能被降解。外加营养盐酵母浸出液和葡萄糖促进降解微生物的生长，提高降解速率。研究表明了海洋微生物在多环芳烃污染环境的生物修复应用前景。     

海洋微生物对甲胺磷农药的降解作用

作者从沿岸海域分离了38株有机磷农药的耐药菌,用分批培养法进行富集培养,得到有机磷农药的降解菌,并着重研究了其中两株菌对甲胺磷农药的降解情况,其结果表明,在10d内,降解菌株1对甲胺磷的降解率为59．1％,降解菌株2的降解率为53．3％,在各自的安磷培养液中,降解菌株1的数量大于降解菌株2;在甲胺降解过程中,其毒性逐渐减弱,降解菌株1所引起的毒性下降幅度大于降解菌株2。     

海洋微生物对石油烃降解研究：Ⅱ.石油烃降解细菌对正烷烃的降解作用

报导使用气相色谱法测定石油烃降解细菌对柴油的正烷烃的降解作用。结果表明 ,石油烃降解细菌对正烷烃有明显的降解作用 ,混合菌株的降解率明显高于单菌株的降解率 ;在2 0℃的条件下 ,经过 2 1 d后 ,绝大部分的正烷烃被降解 ,总的降解率为 94.93% ,其中细菌的降解率为 75.67% ,理化降解率为 1 9.2 6% ;温度对正烷烃的降解率有明显的影响 ,温度在 1 0℃时 ,正烷烃降解速度较慢 ,在 2 0℃正烷烃的降解比 1 0℃快 ,在 35℃的条件下 ,正烷烃的降解速度最快。     

海洋微生物是开发海洋药物的重要资源

具有新结构或新作用机制的天然化合物不但是化学合成药物的重要依据 ,同时也是新药开发的重要内容。丰富的海洋生物资源无疑是天然药物筛选的重要来源［１］。世界上的海洋药物研究起始于５０年代末６０年代初。美国是最早开展海洋生物活性物质研究的国家 ,随后各国学者相继开展了海洋生物抗肿瘤、抗病毒、抗真菌、抗心脑血管病、抗爱滋病等活性成分的研究。在过去的几十年间 ,大约６０００多种海洋天然产物被发现 ［２４］。而海洋微生物则由于可通过发酵培养的方式“生产”生物活性海洋天然产物 ,而且属于可再生性利用生物资源 ,因而倍受…     

海洋微生物在生态环境中的作用

海洋生物学的基本目的是描述生物的分布模式，并找出形成这种模式的原因。这个工作需要建立食物链结构的模型，回答食物链作用机理方面的问题及找出海洋生产力的决定因素。由于微生物是海洋生物群的一个重要部分，因而作者根据海洋微生物学研究的新进展，对其在生态环境中的作用作一评估。长期以来，由于方法学上的原因，细菌在海洋生态系中的作用被认为是次要的。然而新近的大量研究表明，细菌的数量、生物量及其代谢活性在海洋生态系中起着相当重要的作用。对细菌在海洋生态系中作用的看法发生这种转变的原因在于海洋中细菌数量、生物量以…     

海洋微生物活性物质的研究进展

海洋微生物由于其特殊的生存环境,往往能产生结构新颖、功能多样的活性物质,海洋微生物作为活性物质的新来源,正日益受到人们的关注。综述了近几年海洋微生物产生的抗肿瘤、抗心血管病、免疫调节剂、抗生素等生物活性物质的开发利用现状及相关的研究技术和方法,展示出海洋微生物活性物质巨大的开发利用前景。     

海洋微生物多样性研究进展

海洋微生物多样性是生物多样性的重要组成部分。由于基础研究薄弱,目前对海洋微生物多样性的了解远远落后于陆地微生物,尤其是其研究方法亟待完善和提高。近年来,随着分子生物学技术的迅速发展和计算机的广泛应用,海洋微生物多样性的研究取得了一系列的研究成果。概述了海洋微生物多样性的概念和研究方法及其资源开发利用的研究进展。     

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.     

海洋石油降解菌剂在大连溢油污染岸滩修复中的应用研究

对海洋石油降解菌群DC10的降解特性进行了研究,研制了基于该菌群的降解菌剂,并用于大连实际溢油岸滩生物修复实验,考察了降解菌剂对潮间带和潮上带油污的降解作用,通过分析C17/藿烷、C18/藿烷及总烷烃和总芳烃的降解率来评价其降解效果。降解菌群DC10在实验室条件下对石油的降解率高于各组成菌株,一周时间的石油降解率比对照提高了60%左右,能降解大部分的烷烃和芳烃。以DC10冻干菌粉辅以营养盐溶液研制降解菌剂,该菌剂在大连岸滩油污生物修复试验中显示出显著的降解效果。在为期12 d的潮间带油污生物修复试验中,喷洒菌剂处理的C17/藿烷和C18/藿烷降解率相对于自然风化处理分别提高了40%和30%,而总烷烃和总芳烃降解率分别提高了80%和72%。在为期85 d的潮上带油污生物修复试验中,从C17/藿烷和C18/藿烷的降解率来看,喷洒菌剂处理对油污的降解程度仅略高于自然风化,但总烷烃和总芳烃的降解率分别提高了近30%和20%。     

Innovative processes and products involving marine organisms in South Africa

The SEAChange programme, instituted in 2007 under the auspices of the South African Network for Coastal and Oceanic Research (SANCOR), included four interdependent research themes, one of which was Marine Biotechnology. Marine biotechnology is a discipline that involves both basic and applied research, and is aimed at the commercial exploitation of marine organisms. This paper reviews the progress made in three key areas of the SEAChange programme over the first five years, namely marine aquaculture, omics of marine organisms and marine bioprospecting, and discusses these accomplishments in context to marine biotechnology internationally.     

一株多环芳烃芘降解菌的鉴定及其降解特性研究

从红树植物红海榄叶片中分离一株对芘具有较好降解作用的海洋细菌,命名为B11,并对其菌体特征、生长条件及降解效能等进行了系统研究。结果发现该菌株为革兰氏阴性菌,结合其生理生化特征和16S rDNA序列比对,表明此菌株属于交替单胞菌属(Alteromonas sp.)。菌株在芘的起始浓度为100 mg/L,pH为中性或偏碱性条件下,盐度35时对芘的降解作用最强。外加碳源对B11对芘的降解效果都具有一定的抑制作用,其中水杨酸的抑制作用更为显著。综合菌株B11的生长特性和降解效能,初步认为B11菌株较适合用于降解多环芳烃芘,可用于红树植物多环芳烃生态污染的原位修复。     

Studies on the bioactivity of marine microorganisms using Pyricularia oryzae model

1Introduction The marine environment contains a complex va-riety of plants, animals and microorganisms. Owingto their unique adaptations to the habitat, these liv-ing creatures elaborate a wide diversity of naturalproducts with specific bioactivities, whi…     

An oxygenating additive for improving the performance and emission characteristics of marine diesel engines

Diesel engines provide the major power sources for marine transportation and contribute to the prosperity of the worldwide economy. However, the emissions from diesel engines also seriously threaten the environment and are considered one of the major sources of air pollution. The pollutants emitted from marine vessels are confirmed to cause the ecological environmental problems such as the ozone layer destruction, enhancement of the greenhouse effect, and acid rain, etc. Marine diesel engine emissions such as particulate matter and black smoke carry carcinogen components that significantly impact the health of human beings. Investigations on reducing pollutants, in particular particulate matter and nitrogen oxides are critical to human health, welfare and continued prosperity. The addition of an oxygenating agent into fuel oil is one of the possible approaches for reducing this problem because of the obvious fuel oil constituent influences on engine emission characteristics. Ethylene glycol monoacetate was found to be a promising candidate primarily due to its low poison and oxygen-rich composition properties. In this experimental study ethylene glycol monoacetate was mixed with diesel fuel in various proportions to prepare oxygenated diesel fuel. A four-cylinder diesel engine was used to test the engine performance and emission characteristics. The influences of ethylene glycol monoacetate ration to diesel oil, inlet air temperature and humidity parameters on the engine’s speed and torque were considered. The experimental results show that an increase in the inlet air temperature caused an increase in brake specific fuel consumption (BSFC), carbon monoxide, carbon dioxide emission, and exhaust gas temperature, while decreasing the excess air, oxygen and nitrogen oxide emission concentrations. Increasing the inlet air humidity increased the carbon monoxide concentration while the decreased excess air, oxygen and nitrogen oxide emission concentrations. In addition, increasing ethylene glycol monoacetate ratio in the diesel fuel caused an increase in the BSFC while the excess air and oxygen emission concentrations decreased.     

海洋生物固氮作用研究进展

近年来,海洋生物固氮作用研究已成为海洋氮循环研究热点之一,因为它补充了海洋中的结合态氮,影响着海洋氮储库的收支平衡,进而调控海洋的初级生产力,并因此与海洋颗粒有机碳的迁出以及海洋对大气CO2的吸收密切相关.海洋生物固氮作用的研究主要是在近30a开展起来的,现有观点认为全球海洋生物固氮速率为100～200 Tg/a.15↑N2示踪法和乙炔还原法是最重要的生物固氮速率实测方法,而硝酸盐异常指数法、15↑N同位素收支平衡法、卫星遥测法等则是重要的间接估测方法.束毛藻曾被认为是全球海洋最重要的固氮生物,但近年来也发现了固氮生物在微微（pi-co）级和微（nano）级的分布,表明以往基于束毛藻的固氮速率可能是被低估的.海洋生物固氮作用营养盐限制的研究主要集中在铁和磷这2个元素的作用,但目前尚无定论.在中国边缘海生物固氮作用的研究还很匮乏,少数研究表明除黑潮区外,由束毛藻所支持的固氮速率并不高.就海洋固氮作用研究的未来发展,指出今后必须在更大时空尺度上开展海洋生物固氮作用研究,以弥补现有实测数据的不足,并获取固氮微生物种类组成的准确信息,在确定海洋生物固氮作用控制因素的同时,追踪新固定氮的流向,进而为海洋氮循环提供准确信息.     

若干新技术研究海洋多环芳烃生物降解的进展

综述了降解多环芳烃的海洋微生物种类及其降解途径的若干研究进展，介绍了研究中所应用到的16SrDNA、PCR、DNA－DNA杂交、变性凝胶梯度电泳、转座子诱变等分子生物学技术，分析了在海洋多环芳烃微生物降解研究中极具潜力的分子生物学技术如流式细胞技术、发光酶基因标记技术、生物芯片技术的应用前景。     

南麂岛海域沉积物中海洋放线菌的分离研究

采用稀释涂板法研究了南麂岛海域沉积物中海洋放线菌的分离技术,分析了真空干燥处理、热处理、海水浓度、培养基种类等因素对分离效果的影响;首次将羧甲基纤维素钠(CMC)溶液应用于海洋沉积物样品的预处理,探讨了不同浓度的CMC对海洋沉积物样品中放线菌分离结果的影响。结果表明:海洋沉积物经干燥处理、50℃热处理20 min均能有效地减少细菌数量,利于海洋沉积物中放线菌的分离;60%的海水配制的培养基对海洋放线菌的分离效果优于纯海水所配培养基,并且培养基中添加海泥浸出液能有效地增加海洋放线菌的出菌率;以质量浓度为2 g/L的CMC为分散剂时,不仅能良好地分散沉积物样品中的放线菌孢子,而且能明显地增加海洋放线菌的检出量及稀有放线菌的数量。