趋磁细菌基因组和磁小体成链机制研究进展

趋磁细菌能够形成纳米级的磁小体,磁小体排列成链作为生物磁针使细菌沿氧化还原梯度在地磁线上移动。磁小体独特的晶体和磁性特征使其在生物技术、医药和地质生物学应用等领域有巨大的潜力,磁小体的细胞生物学特征也使其成为原核生物细胞器研究的理想模型。本文介绍了近年来在趋磁细菌基因组和磁小体链形成机制方面的研究进展。     

黄海冷水团可培养细菌的多样性研究

本文研究了2008年7月黄海冷水团海域可培养细菌的多样性。AODC和DVC计数总菌数和活菌数分别为(1.3~4.8)×105/mL和(0.6~1.6)×105/mL;2216E平板以菌落计数法可培养细菌浓度为(0.56~2.2)×103cfu/mL。从分离到的475株中选取163株进行16S rDNA扩增,并用HhaⅠ酶进行ARDRA(扩增性rDNA限制酶切片段分析)多态性分析,取114株不同带型测序。结果显示,冷水团细菌归为4个细菌类群:变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Acti-nobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes),共24个属,其中包括α-,β-,γ-变形菌纲;非冷水团细菌也归为这4个门类,共15个属,但未分离到β-变形菌纲。γ-变形菌纲在冷水团和非冷水团区域的不同深度都是优势菌群,不同的是冷水团区域α-变形菌纲比例较高(26.8%),而非冷水团区域α-变形菌纲比例相对较低(15.6%)。这表明黄海冷水团和非冷水团区域细菌多样性都很丰富,但其群落组成和优势菌群有所不同。此外,16S rDNA测序结果表明,6株细菌可能为海洋细菌新种。     

海洋趋磁细菌研究进展

海洋趋磁细菌是近年来研究的热点之一,趋磁细菌和磁小体的研究具有重要的理论意义和应用价值。本文对海洋趋磁细菌的研究进行了回顾和展望。1 简介 趋磁细菌(Magnetotactic bacterium)是一类能够沿着磁力线运动的特殊细菌。趋磁细菌最早是1975年     

三亚天涯海角潮间带趋磁细菌特性

在三亚天涯海角潮间带沉积物中发现了一定量的海洋趋磁细菌,最大丰度可达100个/cm3。透射电子显微镜(TEM)观察发现该区域趋磁细菌绝大多数为趋磁球菌。磁小体形状单一,皆为棱柱形;磁小体排列方式多样,以链状排列为主,包括单链、双链,也有少数成簇排列。高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)与X-射线能谱仪(EDXS)结果表明,磁小体成分为Fe3O4。趋磁细菌的铁含量平均为2.05%(0.70%~7.53%)。通过16S r RNA基因文库的构建与测序,在78个阳性克隆中得到了16个趋磁细菌序列,分属9个OTU。系统发育分析结果表明,其中8个OTU属于α-变形菌纲,1个OTU属于γ-变形菌纲。在全部9个OTU中,有8个OTU与已知趋磁细菌序列的相似性低于97%,有5个OTU与已知趋磁细菌序列的相似性低于93%,说明该区域存在可观的趋磁细菌资源。     

夏季北黄海冷水团多年变化特性分析

本文根据横贯北黄海冷水团的大连一成山角断的４２年观测资料，采用“相似系数”方法分析了北黄海冷水团的分布范围、低温中心位置、厚度、相对体积、温、盐等特征等多年变化特征。根据诸特征的标准离差，将这４２年北黄海冷水团划分为强、弱和平年三种情况。     

黄海冷水团对海洋变动的响应

本文利用历史资料,分析了黄海夏季底层冷水团水温的冷暖变化与海洋变动之间的关系.结果发现,黑潮大弯曲的第二年为黄海冷水团的暖年、埃尔尼诺事件出现的当年为黄海冷水团的冷年,最后讨论了冷暖年黄海冷水团环流特征.     

黄海冷水团的变化特征

本文根据1957—1967,1972—1973和1975—1985这24年的温、盐度资料,利用“相似系数”法分析了夏季(8月)黄海冷水团分布范围、低温中心、体积和温、盐特性的多年变化。结果表明,黄海冷水团的分布范围具有比较明显的年间变化,强年的“相对体积”约为弱年的2.2倍。黄海冷水团的温、盐性质比较稳定,多年最大变幅分别为7.7℃和2.58‰。三个低温中心温、盐度的多年变幅,盐度以北黄海低温中心为最大(约1‰),温度以南黄海西侧低温中心最显著(3.51℃);而南黄海东侧低温中心温、盐度的变幅最小,分别为1.58℃和0.63‰。     

黄海冷水团的环流结构

运用定性分析和数值模拟，对黄海冷水团的环流结构进行了探讨，结果表明黄海冷水团的垂向环流结构为双环结构：跃层以上区为中心上升，边缘下降的弱环流;跃层以下区为中心下降，边缘上升的强环流；在冷水团的中心区域，流动很弱，且无穿越温跃层的垂向流动。同时也对以往有关黄海冷水团垂向环流结构的工作进行了讨论。     

荣成月湖潮间带单细胞趋磁细菌的多样性研究

Marine magnetotactic bacteria were collected from the intertidal sediments of Yuehu Lake(China), where their abundance reached 103–104 ind./cm3. Diverse morphotypes of magnetotactic bacteria were observed, including cocci and oval, vibrio-, spirillum-, rod-, elliptical-, handle- and bar-shaped forms. The magnetococci were the most abundant, and had flagella arranged in parallel within a bundle. The majority of magnetosomes were arranged in one, two or multiple chains, although irregular arrangements were also evident. All the results of high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM) analysis show that magnetosome crystals were composed of Fe3O4, and their morphology was specific to particular cell morphotypes. By the 16 S r RNA gene sequence analysis, we found fourteen operational taxonomic units(OTUs) which were related to magnetotactic bacteria. Among these, thirteen belonged to the Alphaproteobacteria and one to the Gammaproteobacteria.Compared with known axenic and uncultured marine magnetotactic bacteria, the 16 S r RNA gene sequences of most magnetotactic bacteria collected from the Yuehu Lake exhibited sequence identities ranging from 90.1% to96.2%(97%). The results indicate that microbial communities containing previously unidentified magnetotactic bacteria occur in the Yuehu Lake.     

黄海冷水团海域微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌摄食作用的初步研究黄海冷水团海域微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌摄食作用的初步研究

2006年10月在黄海冷水团海域的三个站点开展了微型异养鞭毛虫、异养细菌和蓝细菌的密度和生物量调查,进行了微型异养鞭毛虫的现场摄食实验,通过荧光标记细菌法和消化系数法获得该海区微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌的摄食率,并估算了微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌现存量及生产力的摄食压。结果显示,微型异养鞭毛虫、异养细菌和蓝细菌的密度分别为036×103~113×103,039×106~113×106和004×104~374×104cells/cm3,温跃层以上明显高于底层。微型异养鞭毛虫对异养细菌的摄食率为533~1489个/（HF·h）,对蓝细菌的摄食率为026×102~2310×10-2cells/（HF·h）,摄食率随深度而下降。微型异养鞭毛虫每天能消耗927%~3308%的异养细菌现存量和812%~1609%的蓝细菌现存量。同时,微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌的日摄食量各占它们生产力的266%~1310%和812%~1609%。研究表明微型异养鞭毛虫的摄食可能不是秋季黄海冷水团海域浮游细菌及其生产力的主归宿。     

北黄海冷水团季节变化特征分析

基于2006至2007年“908”项目执行期间春夏秋冬共四个航次的CTD温盐数据,针对四个季节底层大面及大连一成山头断面温度和盐度的分布特征,分析了北黄海冷水团的季节变化,初步探讨了其消长过程,并与历史资料相比较,发现了关于北黄海冷水团的新问题。研究表明：夏季,北黄海冷水团温度和盐度与历史资料相比,低温中心位置存在东偏,但低温中心温度和盐度变化不大。春季,32．8psu高盐水舌主轴位置较冬季偏西约75km,123．5°E以东的原冬季盐度高值区的范围向北延伸的势力大减,退化为较弱的小高盐水舌冬。冬季,北黄海冷水团已经消失,黄海暖流呈舌状向北延伸。秋季,减弱的北黄海冷水团存在两个中心温度约9℃的低温中心。     

冬、夏季渤黄海表层沉积物粒度特征差异及其成因分析

对渤海、黄海海域冬、夏两季表层沉积物取样,通过激光粒度仪得出粒度参数,进而分析讨论冬季强的沿岸流的作用、黄海暖流、夏季冷水团的影响以及地形、海底地貌特征、物源特征等对表层沉积物分布造成的影响。结果表明,冬、夏两季渤黄海表层沉积物粒度特征总体上相差不大,但部分海域如渤海中北部、渤海中南部、北黄海西北部近渤海海峡北部海域、山东半岛东北部海域、南黄海中部沉积物粒度特征存在明显季节性差异。表层沉积物粒度特征季节性差异与地形地貌、沿岸流、黄海暖流、黄海冷水团及物源密切相关。本研究对于探讨渤黄海不同季节表层沉积物沉积特征的影响机制、了解渤黄海区海洋动力过程的季节差异有积极意义。     

2007年春季南黄海中层冷水特征及成因

本文根据2007年南黄海的CTD调查资料,分析了南黄海中层冷水的10个示性特征及其分布特征,指出2007年春季中层冷水主要出现于35°N以北的海域,核心区主要位于50 m等深线附近,中心深度位于25～40 m,宽度约为100 km,厚度为10～25 m,跃变强度为0.04～0.14℃/m。对比分析冬季与夏季温度、盐度及实测海流资料,南黄海春季出现的中层冷水主要是黄海暖流、沿岸冷水以及春季表层升温等过程的综合作用结果。     

北黄海冷水团季节变化特征分析

利用2006—2007年春、夏、秋、冬4个航次的CTD数据,对北黄海冷水团的季节变化及其消长过程进行了分析.结果显示:春季,冷水团特征开始出现,6℃冷水占据了调查区域的1/3,冷水团中心的盐度值大于32 psu.成山头以东的高盐水舌主轴从冬季的124°E西移至123.3°E处;夏季,北黄海冷水团特征最为明显,核心温度约6℃,盐度高于32 psu,盘踞在50 m等深线以深的深槽中,温、盐呈现明显的双峰结构.与前人的结果相比,本文低温中心的位置偏东;秋季,北黄海冷水团强度减弱,但仍存在2个低温中心,并且高盐中心位于38.5°N,122.5°E附近;在垂直方向上,冷水团与上层水之间以温跃层为分界:温跃层春季时形成,位于20～30m;夏季达到最强,跃层在10～20m;秋季减弱,跃层深度降至30～40m;至冬季温跃层完全消失.     

北黄海温盐分布季节变化特征分析

利用2006～2007年夏冬春秋4个季节北黄海的大面调查资料,分析了4个季节北黄海温度和盐度大面以及典型断面分布特征,得出以下结论:2007年冷水团势力范围强于2006年,北黄海冷水团的形成受地形影响.黄海暖流冬春季较强,冬季最强,夏季最弱,秋季开始形成.鲁北沿岸流冬季最强,春季减弱,夏秋季消失,但夏季鲁北沿岸存在冬季鲁北沿岸流水的残余体,即鲁北沿岸水.辽南沿岸水4个季节都以低盐为特征,除夏季低盐中心位于庄河口外,其它3个季节低盐中心均位于调查区域的东北角.渤海与北黄海之间的水交换4个季节都存在.春季,断面盐跃层形成滞后于温跃层;秋季,断面盐跃层消失滞后于温跃层.     

北黄海小型底栖生物丰度和生物量时空分布特征

分别于2006年7月和2007年1,4和10月在北黄海陆架浅海水域进行小型底栖生物调查.结果表明,4个航次的小型底栖生物平均丰度分别为(1 099±634),(664±495),(1 601±837)和(524±378) ind·10 cm-2;平均生物量分别为(1 446.34±764.66),(428.63±294.84),(1 580.53±1 041.23)和(793.50±475.83) μg·dwt·10 cm-2.共鉴定出18个小型底栖生物类群,按丰度,自由生活海洋线虫为最优势类群,4个航次的优势度分别为72%,90%,85%和74%,其他优势类群依次是桡足类、多毛类、动吻类和介形类;按生物量依次是线虫、桡足类、多毛类、介形类和双壳类.97%的小型底栖生物分布在0～5 cm的表层沉积物内,线虫和桡足类分布在0～2 cm沉积物的比例分别为86%和87%.二因素方差分析(two-way ANOVA)表明:小型底栖生物丰度和生物量在由4个航次所代表的春、夏、秋、冬各季节之间存在显著差异(春、夏高于秋、冬),在4个航次的5个相同取样站位之间也有显著差异.小型底栖生物的丰度和生物量与水深和底盐呈负相关性.北黄海冷水团对小型底栖生物丰度和生物量时空分布有一定的影响.     

夏季北黄海水体浊度分布特征的初步研究

应用2007月7月国家908专项北黄海区块水体调查获取的浊度资料,与同步获得的悬浮物质量浓度进行拟合分析,结果表明,中底层水的相关系数在0.94以上,表层相关度较差.根据调查海域浊度的水平大面分布及选取的6个典型断面的垂直分布,初步阐述了夏季北黄海水体浊度的分布特征——近岸高和底层高,山东半岛北部沿岸、成山角海域和老铁山水道以及庄河河口附近海域为高浊度区.夏季北黄海冷水团对水体浊度分布具有控制性影响:调查海域水体垂向层结稳定,北黄海冷水团海域中下层表现为高盐、低温、高密特征,水体浊度小,且浊度锋面的分布与温度较为相近.同时,夏季北黄海冷水团对悬浮物的分布起到了屏障作用——在山东半岛北部沿岸和辽东半岛南部沿岸阻止了近岸悬浮物的经向输送,而在山东半岛东部沿岸则阻止了近岸悬浮物的纬向输送.     

夏季南黄海悬浮体粒度分布及其影响因素

南黄海是东亚海区陆源物质向西太平洋扩散的重要通道,阐明该海区悬浮体粒度特征及其分布规律对于深入揭示中国东部陆架海区源汇沉积体系形成机制具有重要意义。利用2012年夏季在南黄海调查获取的水文环境资料和悬浮体现场粒度（LISST）观测数据,分析悬浮体粒度分布特征及其影响因素,探讨其在南黄海中部泥质区成因机制中的作用。结果表明：夏季,南黄海悬浮颗粒中≤128 μm的细颗粒主要是由无机矿物颗粒组成,而＞128 μm的粗颗粒则由有机颗粒主导。无机颗粒主要分布在混合作用较强的近岸浅水区以及远岸的近底水层,有机颗粒在水体层化较强海域的密度跃层处占据主导地位。再悬浮的海底表层沉积物是海水中无机颗粒的主要来源,潮混合过程是引起再悬浮作用的主要动力因素。潮混合锋阻挡了近岸高浓度无机悬浮颗粒物沿近底层向远岸扩散,但跨锋面的表层离岸流可以将近岸区的部分无机细颗粒物输运至南黄海中部。密度跃层阻碍了冷水团内营养盐进一步向海表扩散,导致浮游植物在密度跃层处富集;大量浮游生物及其分泌物与细小的无机颗粒相结合形成絮集体是海水中＞128 μm粗颗粒的主要来源。絮集体的形成促进了表层无机细颗粒向海底沉降,促进了泥质区的形成。     

黄海北部海域沉积物反硝化细菌数量及反硝化速率的季节变化

用乙炔抑制法和最大或然数(most probable number, MPN)法对黄海北部海域沉积物反硝化速率及反硝化细菌数量的季节变化进行了研究, 结果表明, 该海域反硝化速率在夏季最大, 范围在3.2～7.5μmol/(m²·h)之间, 平均值为4.85μmol/(m²·h); 而在春、秋季其范围分别为0.26～2.65μmol/(m²·h)和1.21～4.12μmol/(m²·h)。该研究海域3 个季节反硝化细菌数量差别较大, 春、夏、秋季分别在1.78×10⁴～8.12×10⁴, 1.18×10⁶～6.18×10⁶ 和0.72×10⁵～4.50×10⁵ 个/g 之间。春、秋两季反硝化速率和反硝化细菌数量之间呈显著性正相关, 相关系数分别为0.759 和0.750(P<0.05)。本结果可为黄海北部海域氮循环机制研究提供重要参考。