基于全基因组重测序技术的浙江近岸海域耐盐金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)耐药机制解析<

金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是近岸海域海水中的主要病原菌,严重威胁接触者的安全。抗生素处理是治疗金黄色葡萄球菌感染的重要手段,其耐药性的发生受到了高度重视。采用全基因组重测序与KEGG富集分析结合的方法,对红霉素(erythromycin)、氯霉素(chloramphenicol)和万古霉素(vancomycin)处理后的耐盐金黄色葡萄球菌(S.aureus ZS01)和不耐盐金黄色葡萄球菌(S.aureus 502A)进行耐药机制研究。结果表明,S.aureus 502A经抗生素处理后发生突变的程度大于S.aureus ZS01,二者在经过氯霉素处理发生了更大程度的突变。红霉素、氯霉素和万古霉素处理主要影响了金黄色葡萄球菌的致病能力;红霉素和氯霉素可能通过影响金黄色葡萄球菌脂类的代谢引起其耐药性的变化。除此之外,三种抗生素处理均出现了较多TIGR01741家族蛋白和假设蛋白基因的突变,推测与菌株的耐药性和致病性相关。耐盐金黄色葡萄球菌可通过外排系统作用产生红霉素耐药性,不耐盐菌株因细胞壁成分相关基因的突变提高了对万古霉素的耐受性。研究结果可为耐盐和不耐盐金黄色葡萄球菌的耐药机制及抗生素对金黄色葡萄球菌致病性影响的研究提供基础数据。     

一株卓贝尔氏菌F13-1好氧反硝化特性及其反硝化基因的初步研究

为获得高效好氧反硝化细菌,并研究这些细菌的脱氮特性以及好氧反硝化机理,采集了近海表层沉积物进行富集培养,分离获得一株具有高效好氧反硝化能力的菌株F13-1.结合生理生化特征及16S rRNA基因序列分析,初步鉴定菌株F13-1为卓贝尔氏菌(Zobellella sp.).在以葡萄糖为碳源,C/N比值为15,盐度为30,摇床转速160 r/min,p H值为7,28℃的最优脱氮条件下菌株F13-1脱氮效果较好,分别能将100 mg/dm3硝酸盐和亚硝酸盐在24和16 h内彻底脱除,脱除速率分别为:5.87 mg/(dm3·h)和5.97 mg/(dm3·h).并且菌株F13-1对高浓度亚硝酸盐具有较好的耐受性,能在高浓度亚硝酸盐存在条件下正常生长及脱氮,156 h内能将400 mg/dm3亚硝酸盐脱除完全.基因组分析表明,该菌株具有完整的反硝化基因簇,包括nap、nir、nor和nos等共17个基因.研究结果表明该菌株具有高效好氧反硝化特性,在养殖废水处理中具有较好的应用潜力.     

倒立水母Cassiopea andromeda 的POU、Hox基因家族的多样性及系统发育分析

与其他钵水母相比,倒立水母具有独特行为：在生命周期的大部分时间里,它都在海底呈倒立附着、“睡眠”的状态。为探索与这一独特行为相关的遗传信息,本研究对安朵仙水母(Cassiopea andromeda)和同属于钵水母纲的海蜇(Rhopilema esculentum)、巴布亚硝水母(Mastigias papua)进行首次全基因组测序、拼接和注释,并重点分析了这3种钵水母与感觉功能、神经系统发育相关的重要转录调节因子Hox和POU基因家族的多样性与系统发育关系。遗传分析显示,刺胞动物门中Hox和POU基因家族具有明显的物种间差异性。对Hox基因的分析首次发现钵水母及水螅(Hydra vulgaris)的“前段Hox基因”产生了部分缺失,并进一步印证了刺胞动物不存在“中段Hox基因”的假说。安朵仙水母和海蜇具有相对全面的ParaHox基因种类,即GSX和XLOX/CDX基因,而巴布亚硝水母只有GSX基因。在POU基因多样性方面,安朵仙水母、海蜇、星状海葵(Nematostella vectensis)的基因组具有全部4类POU,而巴布亚硝水母、海月水母(Aurelia aurita)、水螅只有2类POU。在本研究分析的刺胞动物中,安朵仙水母的POU-1,-6亚型的核苷酸多态性最高;安朵仙水母与指形鹿角珊瑚(Acropora digitifera)、星状海葵的POU-2/3/5亚型的序列多样性较其他钵水母更高。另外,3种钵水母与水螅粘附蛋白的比较结果表明,安朵仙水母具有巴布亚硝水母和海蜇所不具有的粘附相关鼠李糖结合凝集素和一类抗氧化活性物质铁螯合物还原酶。综上所述,安朵仙水母具有更多POU编码基因和复杂POU亚型,以及具有粘附相关凝集素和还原酶的编码基因,可能是与安朵仙水母倒立附着生活方式相关的关键遗传信息。     

基于现场调查和MODIS卫星遥感下东海原甲藻主导的混合甲藻赤潮生消规律研究

浙江省南部沿海地区是赤潮灾害事件频发的海区之一.本研究通过现场调查以及利用搭载在极地轨道环境遥感卫星Aqua上的中等分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectro Radiometer,MODIS)传感器数据,研究了2016年5月浙江南部洞头和南麂列岛附近海域东海原甲藻(Pro...     

黑鱾卵巢发育的组织学研究

采用形态解剖学和石蜡组织切片方法,对黑鱾(Girella leonina)卵巢发育周期中各个时期卵母细胞的形态及组织学特征进行了研究.在此期间共采集到雌性黑鱾样本165尾,按照各个时相形态特征和卵巢周年变化情况,黑鱾卵子发生分为6个时相,卵巢发育分为6个时期.周年观察发现,8~10月大部分鱼卵巢处于Ⅱ期;9月至翌年3月进入Ⅲ期,从1月份开始,卵母细胞内出现卵黄颗粒;翌年3~4月黑鱾卵巢进入Ⅳ期,并在4月发育至V期并开始排卵,排卵后一直到当年7月,卵巢退化吸收进入Ⅵ期,随后又回复至Ⅱ期.黑鱾在3周龄达到性成熟,性腺指数低,V期卵巢时平均为2.61%,每尾雌鱼绝对怀卵量仅有5×104~10×104粒,相对怀卵量为4 026粒/克(体重).黑鱾属于分批产卵类型鱼类,一年一次性成熟.     

中国滨海湿地互花米草群落甲烷通量研究的综述

互花米草(Spartina alterniflora)具有较强的固碳作用,了解互花米草群落的甲烷通量可为评估互花米草的净碳汇功能提供重要参数。本文分析了我国滨海湿地互花米草群落CH₄通量的总体特点和机制,结果表明：①不同地区互花米草群落CH₄通量无明显规律且差异较大。不同生长环境下的环境因子对CH₄排放有综合调控作用,其中很大部分是通过影响土壤中与CH₄产生有关的微生物影响CH₄通量。②互花米草群落CH₄通量夏季最高、冬春较低;日通量则处于不规则的波动中,但总体白天通量高于夜晚。CH₄通量季节差异与温度、生物量和光照呈正相关,温度影响参与CH₄生成的微生物的活性,生物量为CH₄产生提供有机质原料,光照则通过光合作用影响有机质的合成;日通量差异除与温度和光照有关外,最主要还受到潮汐变化的影响。③无潮水覆盖时CH₄通量远大于有潮水覆盖时。有潮水覆盖时互花米草下部作为CH₄排向大气的重要通道受阻,同时CH₄被储存于土壤或排放到潮水中,落潮后才进入大气,因此CH₄通量更低。④刈割会降低CH₄通量。互花米草植株为CH₄的产生提供了重要原料,同时利用通气组织将CH₄排放到大气,刈割切断了CH₄传输途径并减少了地上生物量,因此降低了CH₄通量。     

基于转录组测序技术的海月水母足囊生殖分子机制研究

足囊生殖是海月水母(Aurelia coerulea)抵御恶劣环境的一种无性生殖方式,对维持和扩增海月水母种群具有重要作用,目前对海月水母足囊产生的分子机制尚不清楚。本研究首次构建了海月水母产囊和非产囊螅状体转录组的表达谱,并结合生物信息学比较分析,探究驱动足囊生殖的分子机制。转录组测序共检测到44 873个基因,筛选过滤后共发现200个差异表达基因,其中95个基因在产囊螅状体中显著上调,105个显著下调。本研究挖掘出了卵黄蛋白原(基因VTG-1和VTG-2)和角蛋白(基因Hornerin)等调控海月水母足囊营养储备及几丁质形成的潜在功能基因。此外,GO和KEGG分析结果显示ErbB信号通路、Hedgehog信号通路等参与细胞分裂和分化的生物学过程在产囊螅状体中显著下调,基底膜组织、运动正调节等参与细胞迁移的的生物学过程在产囊螅状体中显著富集,表明这些生物学过程在足囊形成过程中发挥着重要作用。综上,本研究为海月水母螅状体在恶劣环境下的适应机制研究提供了理论依据。     

闽江河口入侵植物互花米草对短叶茳芏的化感效应

外来植物入侵问题是当下生态安全和生物多样性的研究热点.研究其入侵机制对制定相应的防控措施具有重要意义.选用外来入侵种互花米草(Spartina alterniflora)的根、茎、叶3种构件,分别提取其水浸液为处理液(0.325 g/cm3),通过设置室内模拟实验,揭示其对闽江河口土著种短叶茳芏(Cyperus malaccensis)植株生长的影响.结果表明:互花米草的根、茎及叶浸提液对短叶茳芏的不同生长指标具有不同程度的化感作用.互花米草浸提液处理3个月后,根、茎及叶浸提液对短叶茳芏的分蘖数、叶面积均具有一定的抑制作用,但仅叶浸提液对分蘖数和叶面积的抑制作用分别达到显著水平和极显著水平,根及茎浸提液的抑制作用均不显著;茎浸提液对短叶茳芏的株高具有一定的促进作用,根及叶浸提液对短叶茳芏的株高具有一定的抑制作用,但三者的作用强度均未达到显著水平;根浸提液对短叶茳芏的根系活力具有轻微的促进作用,茎及叶浸提液对短叶茳芏的根系活力具有显著抑制作用;根、茎及叶浸提液对短叶茳芏的综合化感效应均表现为抑制作用,根与茎浸提液的综合化感效应相当,均小于叶浸提液的综合化感效应.     

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。     

16S与gyrB基因联合建树快速鉴定海水中的一株地衣芽胞杆菌

在保守序列高度相似的细菌鉴定中,单独使用16S rDNA/RNA序列进行比对和构建进化树通常无法准确鉴定到种,需要增加测序基因数并对多基因进行分析。为实现快速鉴定,课题组对16S与gyrB基因联合建树的方法进行了研究,将海洋来源的一株杆菌,分别用通用引物扩增16S和gyrB基因并测序,在GeneBank进行序列比对后,选择各菌种保藏中心16S和gyrB基因均相似的菌株,取16S和gyrB基因序列,采用Paup*4.0构建进化树。使用16S与gyrB拼接序列构建的进化树中属于同一种的菌株均很好的聚合在一枝,种间分枝自展值均高于98,分类结构准确,筛选得到的杆菌与地衣芽胞杆菌(Bacilluslicheniformis)聚合在一枝,自展值为100,鉴定为地衣芽胞杆菌。经生理生化试验验证,该菌株与地衣芽胞杆菌特征完全一致,使用16S和gyrB基因联合建树得到的鉴定结果准确且快速简便。     

海洋解木糖赖氨酸芽孢杆菌JZ008对重金属Cd2+、Cr3+和Cu2+的吸附作用

利用单因素实验对海洋解木糖赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus xylanilyticus sp.JZ008)培养条件进行了优化.优化后的培养条件:温度为35℃、pH值为7.5、接种量为3%(V/V)、装液量为50cm3/250 cm3时,菌量达到2.01×108CFU/cm3,比优化之前提高了40.6%.添加海藻寡糖可以促进菌株生长,添加量为5.0 g/dm3时发酵液中活菌数是对照组的2.51倍.研究了菌株JZ008对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Cu~(2+)3种重金属离子的吸附特性,结果表明菌株JZ008对3种重金属离子污染的水溶液吸附率效果明显,20 d吸附率分别达到95.6%、96.4%、87.0%.土壤重金属吸附实验结果表明,海藻寡糖复配菌株JZ008组对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Cu~(2+)吸附效果明显,60 d吸附率分别达到82.5%、82.0%、86.9%.菌株JZ008对重金属的优良吸附作用为进一步开发解木糖赖氨酸芽孢杆菌在重金属修复方面的应用奠定了基础.     

基于转录组数据的青蛤微卫星标记开发与验证

本研究利用青蛤(Cyclina sinensis)的转录组信息开发微卫星标记,共获得12418个微卫星位点。其中单核苷酸重复次数最多,共8422个,占比67.08%;其次是三核苷酸重复,共1501个,占比12.09%;双核苷酸的重复有1419个,占比11.43%。在所有重复单元类型中,A/T重复出现频率最高,占单核苷酸重复的48.75%。随机选取81对引物进行微卫星标记验证,最终获得27个具有多态性的微卫星标记。对30个青蛤进行多态性位点检测和评价,共扩增到等位基因99个,每个位点的等位基因数Na为2~6个,期望杂合度He为0.0333~0.8085,观测杂合度Ho为0.0000~0.6786,多态信息含量(PIC)为0.0323~0.7645,有19个位点显著偏离Hardy-Weinberg平衡(p<0.01)。本研究开发的微卫星标记为青蛤的分子遗传学研究、种质鉴定和自然种群资源保护等研究提供了基础数据。