影响南极海洋石油烃低温降解菌希瓦氏菌NJ49生长和降解率的环境因素研究

以柴油为唯一碳源和能源,从南极海水海冰微生物资源库中筛选到一株石油烃低温降解菌希瓦氏菌NJ49,并对影响其生长和降解率的环境因素(pH、温度、盐度、营养盐和表面活性剂)进行了初步研究。结果表明:希瓦氏菌NJ49可作为低温海域石油烃污染生物修复的菌源,其生长和降解的最适条件为:初始pH7.5,温度15℃,盐度6%,摇瓶装量80ml,最佳氮源硝酸铵,最佳磷源为磷酸二氢钾和磷酸氢二钾的混合物,添加表面活性剂可促进希瓦氏菌NJ49的生长和生物降解率。     

南极菲尔德斯半岛土壤可培养细菌多样性分析

对中国第29次南极科学考察采自南极菲尔德斯半岛区域16个站位的土壤样品进行了细菌的分离培养。经细菌16S r DNA序列测定及系统发育分析,共鉴定得到3个门,13个属的67株细菌。其中优势门为放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria),优势属为节杆菌属(Arthrobacter)和假单胞菌属(Pseudomonas)。对受到不同外界动物因素影响的4个典型站位的土壤理化性质进行了测定,初步分析了土壤理化因子对可培养细菌群落结构的影响。结果表明在菲尔德斯半岛人活动对土壤中可培养细菌群落的影响显著区别于企鹅和海豹。研究还对产淀粉酶的菌株进行了筛选,发现8株产淀粉酶的菌株。     

南极普里兹湾可培养浮游细菌群落结构研究

针对南极普里兹湾内达恩利角附近海域的3个测站共12份海水样品,采用寡营养培养基分离培养极地浮游细菌,通过PCR方法获取其中95株细菌的16S rRNA基因序列。序列分析结果表明,分离获得的95株细菌分属α-变形杆菌纲(Alphaproteobactia)、γ-变形杆菌纲(Gammaproteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)3个类群下的35个不同分类单元,其中α-变形杆菌纲为优势细菌,在不同水层中所占的比例为52.6%—62.5%。通过Shannon多样性指数分析发现,南极普里兹湾陆架区测站P2-14多样性指数较陆坡区两测站P2-11和P2-8的高,细菌多样性与浮游植物量和生产力水平呈现正相关。表层细菌Shannon多样性指数最低,50 m水层最高,100和200 m水层多样性指数变化不明显,真光层水体中细菌垂直分布与营养盐和溶解氧浓度存在关联。此外,采用寡营养陈海水培养基,还获得了一些与已报道的16S rRNA基因序列相似性较低的菌株,它们代表了微生物新物种,可能也是南极真光层特有的细菌。研究工作表明,南极普里兹湾真光层水体中蕴藏着丰富的浮游细菌资源,它们有待保护、开发和利用。     

南极欺骗岛土壤细菌群落结构和多样性分析

采用基于16S r DNA克隆文库的非培养方法和传统培养方法相结合的手段,对南极欺骗岛土壤细菌群落结构及多样性进行了初步分析。对来自16S r DNA克隆文库的118个阳性克隆进行测序和序列比对,结果显示细菌来自放线菌门(Actinobacteria)、变形杆菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)3大门的39个操作分离单元(OTU),其中优势菌群为放线菌门和变形杆菌门,分别占65.25%和28.81%。放线菌门的主要优势属为鱼孢菌属(Sporichthya)、类诺卡式氏菌属(Nocardioides)、束缚菌属(Conexibacter)、Gaiella和节杆菌属(Arthrobacter)。变形杆菌门的主要优势属为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、硫杆菌属(Thiobacillus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和热单胞菌属(Thermomonas)。采用6种培养基对细菌进行培养和分离,共得到57株菌,来自放线菌门、变形杆菌门、拟杆菌门和厚壁菌门4大门的13个OTU,其中优势菌群为放线菌门和变形杆菌门,分别占57.89%和31.58%。优势属是放线菌门的节杆菌属(Arthrobacter)、雷夫松氏菌属(Leifsonia)和变形杆菌门的假单胞菌属(Pseudomonas)。本论文为研究欺骗岛土壤细菌多样性以及有益菌种资源的开发和利用奠定了基础。     

南极菌Pseudoalteromonas sp．S-15-13产胞外多糖的研究及其分子鉴定

本文对影响南极细菌S-15-13生长和胞外多糖产量的主要环境因子进行了研究,同时采用16S rDNA序列分析及系统发育分析方法对其进行了分子鉴定。结果表明：菌株S-15-13最佳产糖条件为：培养时间,56h；培养温度,8℃；碳源,1．0%葡萄糖；NaCl浓度,3．0%；pH,6．0-7．0。16S rDNA序列分析和系统发育分析表明,菌株S-15-13属于假交替单胞菌属(Pseudoaltero- monas)。     

南极普利兹湾夏季不同层次海冰及冰下海水古菌丰度和多样性

为了解南极普里兹湾夏季不同层次海冰及冰下海水中古菌丰度及群落组成,利用荧光原位杂交(filter in situ hybridization, FISH)技术对海冰及海水样品中古菌进行定量研究,通过构建16S rRNA基因文库对不同层次海冰及冰下海水中古菌进行多样性分析,并结合环境因子进行相关性分析。荧光原位杂交结果表明,古菌的平均丰度随着海冰层次的下降呈下降趋势,初步推断可能受海冰中铵离子影响所致;16S rRNA基因文库分析结果表明,仅在海冰底部样品中检测到古菌,且全部16S rRNA基因序列为泉古菌（Crenarchaeota）,与来源于北极海水、海冰中古菌16S rRNA基因序列相似性最高,属于泉古菌海洋类群I（Marine Group I Crenarchaeota）;冰下海水古菌多样性较高,主要归属于泉古菌Marine Group I和广古菌（Euryarchaeote）Marine Group II 、III。     

南极冰雪晶的形态分析

1985年11月～1987年1月中国第二次南极考察期间,在长城站设立了冰雪晶观察点,对长城站区全年的雪情进行了监测。共捕捉到6次与冰雪晶有关的降雪过程,收集到4大类19个亚类的303张不同晶形的冰雪晶显微照片。对这些样片的时间序列分析表明,长城站上空云体中具有泡状结构,过冷水密度也存在某种分布。     

南极阿德雷岛不同基底中真菌的分离培养及初步鉴定

为了探索南极真菌的多样性,进一步揭示其生态学角色和筛选有特定酶活性菌株,本研究对中国第27次南极科学考察采集自阿德雷岛的6份样品进行了真菌的分离培养及其胞外酶活性测定。从6份样品中共分离得到168株真菌,其中大型海藻腐烂物样品中分离到的真菌种类和数量最多,占所分离菌株总数的34.6%;对选取的15株代表菌株进行了真菌ITS1-5.8S-ITS2序列鉴定,结果表明它们分属于4个纲,8个属,其中青霉属5株,假散囊菌属、地丝菌属和枝孢属各2株,生赤壳属、曲霉属、出芽短梗霉属和unclassified Onygenales各 1株,该结果表明南极地区具有丰富的真菌物种多样性,其优势类群青霉菌。胞外酶测定显示产淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶产生菌分别占供试菌株的64.6%、45.1%、14.6%,产纤维素酶的菌株可能在南极物质能量循环中扮演着重要角色。     

南极长城湾及邻近海域的烃类氧化菌的分布及变化研究

本文报道了南极长城湾及邻近海域烃类氧化菌的变化和分布状况。烃类氧化菌在所有站位都检出,经初步鉴定分属黄杆菌（Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、库特氏菌（Ｋｕｒｔｈｉａ）和不动杆菌（Ａｃｔｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）四属;数量介于３～１１００ｃｅｌｓ／Ｌ之间。各考察站附近的测值高;长城湾内湾高于内湾口及湾外;对各海域在１９９３年１２月、１９９４年１月及２月的变化情况和原因进行了分析。     

可停泊南极机器人的小型新能源充电保温房设计

世界各国在南极开展的科学考察活动中,大多数科考任务的开展均基于自动化设备。而针对机器人在南极难以长期续航工作以及机器人与其设备长期在低温下使用导致使用寿命缩短、敏感度下降的问题,提出一种可停泊南极机器人的小型新能源充电保温房。该设计包括上位机控制系统和以Arduino芯片为核心的主控制系统。本设计通过OpenMV摄像头识别机器人且能与Arduino通讯,同时在内部搭载温度控制系统和无线充电系统,从而保障机器人的长时间高效运行。经过仿真和实验测试,本设计能够在寒冷环境下保持合适的温度,同时能使用无线充电对机器人锂电池进行充电,解决了南极科考机器人的续航问题,实现了对南极科考机器人的充电工作和对其传感器设备的保温工作。     

北极斯瓦尔巴群岛冰川流域可培养细菌的系统发育多样性及固氮菌初步研究

从北极斯瓦尔巴群岛冰川流域的上、中、下游采集了5种代表性土壤和冰川融水样品(MT、AT、TN、BT、MS),采用常规LB和严格无氮培养基低温培养方法,对其中的可培养细菌和潜在固氮细菌进行了总菌计数以及菌株的富集、分离与纯化。经菌落菌体形态观察、16S r RNA基因初步测序排重、固氮基因nif H的PCR检测,分别选取48株可培养分离细菌和31株潜在固氮菌进行了基于16S r RNA基因全序列测定的系统发育分析。目的是初步了解该特殊生境中可培养细菌(包括潜在固氮菌)的多样性及其分布状况,为进一步研究它们在此生境中的生态功能奠定基础。实验结果表明,可培养细菌在5个采集样品中的总菌数为BTTNATMT=MS,严格无氮培养基分离菌总菌数为BTATMTTNMS。48株可培养代表菌分属于Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes 4个门的7纲、14属之中,它们在5个样品中的多样性程度为BT(6纲、6属)MT(4纲、6属)AT、MS(均为3纲、3属)TN(2纲、3属),优势菌群主要分布在γ-proteobacteria纲的Pseudomonas属(20.8%,集中在AT、BT、MS样品中)和β-proteobacteria纲的Janthinobacterium属(35.4%,集中在MS样品中),表现出一定程度的系统发育多样性。潜在固氮菌实验结果表明,能在严格无氮培养基上生长且可检测到nif H的31株代表菌具有极为单一的系统发育多样性。其中90.32%菌株集中在γ-proteobacteria纲的Pseudomonas属,仅在MT和MS样品中有3株菌分布在α-proteobacteria纲的Rhizobium属、β-proteobacteria纲的Janthinobacterium属和Actinobacteria纲的Arthrobacter属,它们与分离自其他极端环境的相关标准菌株具有高度16S r RNA基因同源性。另外,本实验还发现有8株菌的16S r RNA基因序列与相关标准菌株的相似度低于98.50%,推测它们具有成为该特殊生境下新种的潜质。     

南极罗斯海沉积物中可培养菌株的分离及胞外水解酶活性检测

研究了南极罗斯海地区沉积物中可培养微生物多样性,并检测了菌株胞外酶活性,为开发利用南极资源奠定基础。采用Zobell2216E培养基、土豆培养基(PDA)及稀释平板划线法分离并获得纯培养的细菌和真菌,分别通过16SrDNA、18S/ITS序列鉴定分析了可培养微生物的多样性和系统发育。从南极罗斯海沉积物样品中获得78株细菌和54株真菌,细菌、真菌的优势菌株分别为嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、枝孢属(Cladosporium);78株细菌菌株中有2株与模式菌株的16SrDNA基因序列相似性小于97%,可能是潜在的细菌新物种。细菌API20NE生理生化和真菌产胞外酶活性结果表明,获得的细菌和真菌大多数可检测到胞外水解酶活性。本研究丰富了南极可培养微生物资源,为南极罗斯海地区可培养微生物的多样性研究以及南极微生物资源的应用研究奠定了基础。     

南极乔治王岛六种苔藓植物的X荧光分析

在无标样条件下 ,我们利用微束 X荧光分析法对南极乔治王岛的 6种苔藓植物的叶和茎进行重元素分析。它们是 :Andreaea regularis,Bryum muehlenbeckii,Drepanocladus uncinatus,Brachythecium subpilosum,Tortula saxiola,Ditrichum austro- georgicum。研究结果发现 ,不同苔藓植物对各种不同重元素的吸收能力不同 ,即使是同一种植物 ,叶和茎中的重元素成分也有差异。在 6种苔藓中 ,Andreaea regularis体内的重元素种类最少 ,但其对 Fe有较强的吸收。由于南极环境条件优越 ,在苔藓植物体内 ,尚未发现大量有毒重金属元素的存在     

应用GPS资料反演南极大气可降水量的试验分析

本文研究的主要内容是从对流层天顶延迟来反演大气中的可降水量。利用我国长城和中山两站 1 998、1 999、2 0 0 0年参加全南极GPS国际联测所取得的南极地区的GPS数据 ,组成各期GPS网 ;采用高精度的GAMIT/GLOBK软件进行基线解算和网平差处理 ,使用多种数据处理方案 ,得到各时段两站对流层的天顶总延迟值 ,采用了Saastamonien和Hopfield两种模型分别进行天顶静力学延迟的解算来分离天顶静力学延迟。从两站的历史气象资料出发 ,通过回归计算得到适合两站 1、2月份的转换系数K ;然后进行天顶湿延迟至可降水量的转换 ,结合现场的气象资料进行对比分析。各期数据均取得了较为满意的结果。     

南极内陆冰盖表面地貌特征监测系统设计及应用分析

南极内陆冰盖表面的特征与冰盖表面年际降雪量、冰盖表面风速有关,冰盖表面地貌特征主要包括雪面粗糙度、雪层软硬度,这些特征对内陆车队行进过程中的设备运输具有重要的参考价值。文中提出了车载自动化监测冰盖雪面特征的方法,并进行了监测系统的设计与数据分析;该系统包括以雪地车颠簸幅度代表的雪面凹凸程度(即雪面粗糙度),以GPS模块监测车辆行进距离,以激光测距监测雪地车车辙深度来表征雪面软硬度。通过数据采集系统的实时监测软件平台,实现了冰盖表面地貌特征的监测;该系统分别于2012年11月和2014年11月在中国第29次南极和31次南极考察中进行了监测应用,通过对以上监测数据的分析,初步给出了中山站至昆仑站沿途的冰盖表面粗糙度及雪面软硬度结果。     

南极菲尔德斯半岛表层土壤样品中细菌多样性的系统发育分析

通过PCR结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对从南极长城站附近表层土壤样品中获得16SrDNA序列特征片段V3区序列进行分离。对其中的主要12条DGGE条带进行胶回收,获得的DNA片段经测序以及计算机比对分析发现,它们分别属于β、γ、δ-变形细菌(Proteobac-teria)、噬纤维菌-屈挠杆菌-拟杆菌(Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides,CFB)群细菌、放线细菌(Actinobacteria)、蓝细菌属(Cyanobacteria)、酸杆菌属(Acidobacteria)和绿屈挠菌属(Chlo-roflexi)等系统分类群。南极表层土壤样品中的大部分16S rDNA序列与从其他土壤或沉积物样品中直接获得的序列相似性较高(93%-100%)。     

中国南极磷虾产业专利技术布局与趋势分析

通过对在中国申请的南极磷虾产业相关专利进行了检索与统计,主要对总体趋势、专利类型、IPC类别、申请人国别与地域、申请人关注重点领域、法律状态与生命周期以及运作自由等进行分析,认为南极磷虾产业专利技术研发处于技术发展期,布局已稍显落后,并出现国外申请人布局势头明显等特征,提出开展南极磷虾产业技术创新战略研究,有效规避产业开发专利壁垒风险。     

内蒙古河套灌区湿地芦苇根际可培养细菌多样性

以内蒙古河套灌区湿地植物芦苇(Phragmites australis)根际土壤为材料,采用分离培养法对天然湿地和退化湿地的芦苇根际细菌多样性进行了研究。16SrRNA基因系统发育分析的结果显示,分离自天然湿地芦苇根际的45株细菌分属于γ-变形菌纲(44.44%)、厚壁菌门(Firmicutes)(42.22%)和放线菌门(Actinobacteria)(13.33%)3大类群,其中,γ-变形菌纲为最优势类群,芽孢杆菌属(Bacillus)(42.2%)为最优势菌属;分离自退化湿地芦苇根际的44株细菌分属γ-变形菌纲(13.63%)、β-变形菌纲(6.82%)、厚壁菌门(47.73%)及放线菌门(Actino-bacteria)(31.82%)4大类群,其中厚壁菌门为最优势类群,芽孢杆菌属(40.9%)为最优势菌属。研究结果表明,天然湿地和退化湿地芦苇根际细菌都具有较丰富的多样性,但天然湿地与退化湿地芦苇根际细菌群落结构存在一定差异。     

南极菲尔德斯半岛六种藻类和地衣植物的X荧光分析

为了研究南极的植物与环境间的关系 ,探讨植物在南极环境监测中的作用 ,在无标样条件下 ,利用微束 X荧光分析法对南极菲尔德斯半岛的 6种藻类和地衣植物进行了元素分析。其中藻类植物有孔石莼 (Ulva pertusa)、海膜 (H alymenia sp.)和大型鞘丝藻 (Lyngbya major) ,地衣植物有筛石蕊 (Cladonia borealis)、喇叭石蕊 (C.fimbriata)和松萝 (Usnea sp.)。研究结果发现 ,不同的藻类植物对各种元素的吸收能力不同 ,在 XRF(X射线荧光 )谱中 ,孔石莼比海膜含有更多的元素 ,象 As、Br和 Rb,Cu和 Zn的含量也较高。在大型鞘丝藻中 ,K比 Ca少 ,Zn的含量较高。在 3种地衣植物中 ,其 XRF谱中的元素种类组成非常相似 ,只是 Mn、Fe、Cu和 Zn等元素的相对含量有些差异