栅藻全转录组测序与类胡萝卜素合成途径相关基因分析

栅藻(Desmodesmus sp.)是一种能产生重要次生代谢产物类胡萝卜素的海洋绿藻,为了深入了解栅藻类胡萝卜素代谢途径及关键酶基因,本研究通过Illumina高通量测序平台对栅藻进行转录组测序.利用Trinity软件对转录组数据进行从头组装,共获得37 634个Unigenes,经过与Nt、Nr、Swiss、Prot、KEGG、COG、GO数据库比对,共有23 235个Unigenes获得注释.GO分类中(level 2)注释最多的分别是代谢过程(metabolic process),细胞组分(cell part)和催化活性(catalytic activity),与KEGG数据库比对发现14 123个Unigenes与128条代谢途径相对应.根据组装和注释的转录组结果,鉴定了栅藻中与类胡萝卜素生物合成途径相关的基因,构建了栅藻类胡萝卜素代谢途径,获得的栅藻转录组数据有利于进一步研究类胡萝卜素代谢途径中相关基因的功能及调控.     

海洋蛭弧菌DA5全基因组测序及序列分析

为深入挖掘和利用海洋蛭弧菌及其基因资源, 本研究利用Illumina HiSeq测序平台对一株属于嗜盐噬菌弧菌(Halobacteriovorax)的海洋蛭弧菌DA5进行了全基因组测序, 对基因组进行组装、基因预测和功能注释, 并与其他8株蛭弧菌进行了比较基因组分析。结果显示: DA5基因组大小为3.27Mb, GC含量为36.5%, 预测编码基因3175个。在DA5基因组中注释到303个基因具有直系同源蛋白簇分类, 与代谢通路相关基因1239个。比较基因组分析表明: DA5符合海洋蛭弧菌基因组的基本特征, 与其他8株蛭弧菌共有467个同源基因家族, 而DA5特有基因为266个。DA5中与细胞运动相关基因62个, 其中编码甲基受体趋化蛋白、鞭毛蛋白、鞭毛马达及其开关蛋白基因均与嗜盐噬菌弧菌BAL6_X的对应基因亲缘关系最近。对DA5全基因组序列的注释和功能分析, 为深入研究其捕食特性和作用机制, 并更有效地利用其防控海水养殖细菌病害提供了基础。     

海洋赤杆菌科菌株的类胡萝卜素合成基因分析

赤杆菌科(Erythrobacteraceae)菌株广泛分布于海洋环境,可合成类胡萝卜素等多种色素。类胡萝卜素具有光保护和抗氧化能力,对于赤杆菌科菌株适应海洋生态系统具有重要作用。本研究收集了107个海洋来源的赤杆菌科细菌基因组,分析了类胡萝卜素合成途径中关键酶的编码基因crtEBIGYZW在基因组中的分布特征,构建了基于氨基酸序列的不同编码基因系统发育树,阐明了深海和浅海来源的赤杆菌科菌株中类胡萝卜素合成基因的存在和分布规律,探究了不同的类胡萝卜素合成基因在近海与深海来源的赤杆菌科菌株进化过程中的遗传模式。研究结果显示,海洋来源的赤杆菌科菌株均含有crtEIGZ基因,约98.1%的菌株含有crtBY基因,约43.9%的菌株中存在crtW基因,其类胡萝卜素合成基因在菌株间存在分布差异,但在深海与浅海来源上并未显示特异性。此外,通过比较不同编码基因的系统发育树拓扑结构发现,赤杆菌科菌株的类胡萝卜素合成基因crtBYZW与系统发育密切相关,而crtEIG基因多通过水平基因转移获得,这有助于更好地评估类胡萝卜素合成基因家族在赤杆菌科中的进化,也为其他海洋细菌中的类胡萝卜素合成途径及基因研究提...     

瑞氏红鲂(鱼弗)(Satyrichthys rieffeli)基因组survey分析及线粒体基因组注释

为了解瑞氏红鲂(鱼弗) (Satyrichthys rieffeli)的基因组特征及线粒体基因组结构, 采用二代高通量测序技术对瑞氏红鲂(鱼弗) 进行基因组survey分析, 为研究其分子学内容提供基础信息。利用Illumina nova测序平台进行测序, 组装得到的基因组大小为813 Mb, 杂合率为0.92%, 重复序列比例为45.97%, Contigs的N50大小为712 bp。瑞氏红鲂(鱼弗)线粒体基因组长度为16 527 bp, 共38个基因(22个tRNA、12S rRNA、16S rRNA、ND1~ND6、COXI~COXIII、Cyt b、ATP8、ATP6、ND4L和1个D-loop区), 基因之间未发生重排, GC含量45.70%; 蛋白质编码基因中出现不完整的密码子T--和TA-; tRNA中只有tRNA-Ser (GCT)缺失了二氢尿苷臂(DHU臂)的简单环, 其他都是正常二级结构。此外, 联合NCBI中18个鲉形目鱼类的线粒体基因组, 利用最大似然法和贝叶斯法构建了鲉形目鱼类的分子系统发育关系。结果表明, 瑞氏红鲂(鱼弗)与同为黄鲂(鱼弗)科的须叉吻鲂(鱼弗) (Scalicus amiscus)为姐妹分支, 支持瑞氏红鲂(鱼弗)是黄鲂(鱼弗)科鱼类的形态学分类结果, 为开展黄鲂(鱼弗)科鱼类系统发育深入研究奠定了基础。     

基于全基因组重测序对ARTP诱变的一株高产淀粉酶韩国普李斯特氏菌的关键基因研究

为提高一株海洋来源的韩国普李斯特氏菌（Priestia koreensis FS 1）产淀粉酶的能力,对该株菌采用常压室温等离子体（atmospheric and room temperature plasma, ARTP）技术进行了诱变选育。结果显示：经过诱变选育后得到一株产淀粉酶活力较原始菌株提高了90%且稳定遗传的突变菌株P. koreensis FS 103。为解析该突变菌株酶活力增加的分子机制,对突变菌株P. koreensis FS 103进行了全基因组重测序及比对分析研究。相关分析显示：首先,P.koreensis FS 103的基因组中乙酰化修饰、抗氧化作用以及同义突变相关的基因发生了遗传变异;其次,对COG（clusters of orthologous groups）功能和变异基因进行富集分析,P. koreensis FS 103转录、翻译和翻译后修饰过程相关基因均上调。经过ARTP诱变以后的突变菌株P. koreensis FS 103淀粉酶活力提升的原因是以上功能基因发生上调效应。     

海洋线虫Litoditis marina低氧胁迫响应的转录组分析

全球气候变化导致海洋氧含量降低,海水低氧胁迫对海洋无脊椎动物的生长、发育和繁殖造成了严重的威胁。以海洋线虫Litoditis marina为实验对象,观察了其在不同氧浓度(21%、3%、1%和0.5%)条件下的生长发育速率,并对不同氧浓度条件下的L1幼虫样品进行了转录组测序和分析。实验结果表明,当环境氧浓度从21%下降至3%时, L. marina的发育成熟速度明显加快,进一步下降至1%时,产卵时间延长并和21%氧浓度接近,但当氧浓度为0.5%时,L.marina的产卵时间显著延迟。比较转录组分析表明,相比于21%氧浓度环境, 3%、1%和0.5%低氧条件下L. marina的糖酵解、糖异生、硫代谢和线粒体碳代谢等通路相关基因的表达显著上调;而寿命调控通路、细胞色素P450代谢通路和ABC转运蛋白相关基因的表达显著下调。研究结果发现的海洋线虫应对氧浓度胁迫的基因表达变化模式,为深入理解海洋无脊椎动物应答低氧胁迫分子机制提供了重要参考。     

3株海洋来源微生物代谢产物及其抗肿瘤活性

从3株海洋微生物发酵物的抗肿瘤活性部位分离鉴定了放线菌内酯素(1)、2-吡咯酸(2)、5,7,4'-三羟基异黄酮(3)、7,4'-二羟基异黄酮(4)、环(脯-甘)二肽(5)、N-甲酰基-星形孢菌素(6)、过氧化麦角甾醇(7)、6,9-环氧麦角甾-7,22-二烯-3-醇(8)等8个化合物。这些化合物分别产自2株放线菌L39-3(1和2)、L20-1d1(3~6)和1株真菌LJW-110(7和8)。抗肿瘤活性初步测试结果表明,除2和5以外对K562细胞均有不同程度抑制作用,在100μg/mL浓度下的抑制率约在32%~66%范围之内。     

1株产C_(50)类胡萝卜素极端嗜盐古菌的筛选鉴定及特性分析

从日晒盐场结晶池中筛选到1株产C_(50)类胡萝卜素的红色极端嗜盐古菌。该菌株为革兰氏阴性菌,短棒状,最适生长盐度为250,最适生长pH为7。表型鉴定方法结合16S rDNA序列分析判定,该菌属于极端嗜盐古菌盐红菌属Halorubrum,命名为Halorubrum sp.Sp1(16S rRNA Genbank登录号为KF697239)。根据紫外-可见光扫描特征光谱,确定该菌株主要色素为C_(50)类胡萝卜素。pH 8时单位细胞色素积累量最大,在盐度150~300范围内随盐度升高,单位细胞色素积累量逐渐降低。     

3株抗生素抗性放线菌活性突变株新产代谢产物及其抗肿瘤活性初步测试

从无活性海洋来源放线菌M15的3株抗生素抗性抗肿瘤活性突变株发酵物中分离鉴定了9个原始菌M15发酵物中没有的代谢产物,其化学结构分别鉴定为1,9-二甲酯-吩嗪(1)、过氧化麦角甾醇(2)、对-甲胺基苯甲酸(3)、染料木素(4)、大豆黄素(5)、N-(2-羟基苯基)-乙酰胺(6)、邻二羟基苯甲酸(7)、尿嘧啶(8)和2-吡咯酸(9)。在初步预试活性测试中,化合物1,2,4,5,7,8对K562细胞示有一定抑制作用,相关活性有待进一步详细测评。     

一株海洋红法夫酵母Phaffia rhodozyma RP-306产虾青素的发酵条件优化

为提高海洋红法夫酵母Phaffia rhodozyma RP-306的虾青素产量,本研究利用单因素和响应面实验对其发酵条件进行了优化。首先用单因素实验确定了蔗糖、酵母粉、硫酸铵、pH、温度和装液量6个因素的初始值,再利用Plackett-Burman实验筛选出了影响较大的3个因素:蔗糖、pH、温度,并采用最陡爬坡实验确定了因素的合理范围,最后采用响应面法中的中心组合设计进行优化,其优化发酵条件为:蔗糖29.93 g/L,酵母粉2.0 g/L,硫酸铵5.0 g/L,pH 5.27,温度19.9℃。在此条件下虾青素产量从13.46 mg/L提高到17.04 mg/L,比优化前提高了26.61%。以优化后发酵条件进行分批发酵,虾青素产量达到28.86 mg/L,为进一步发酵放大研究奠定了良好基础。     

产免疫调节活性多糖海洋放线菌的筛选

用硫酸苯酚法和实验动物模型检测分离于厦门海区潮间带的996株海洋放线菌胞外多糖产量和体内外免疫增强活性.结果表明,33%的海洋放线菌粗多糖产量大于3g/dm3;在粗多糖产量高的海洋放线菌中有3株菌株的胞外多糖在体内外均具有较好的免疫增强活性,其中链霉菌(Streptomyces sp.)2305菌株的胞外多糖具有较高的非特异性、细胞及体液免疫增强活性.研究结果表明海洋放线菌胞外多糖是免疫调节剂开发的重要资源.     

别样玫瑰变色杆菌(Aliiroseovarius sp.)Z3基因组测序及比较基因组分析

菌株Z3是一株从凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)肠道样品中分离出的细菌。本研究利用Illumina HiSeq测序平台对其进行了测序, 用SOAPdenovo等软件进行基因组组装、系统发育分析、基因预测和功能注释, 并与别样玫瑰变色杆菌属(Aliiroseovarius)已知的5个种的模式株进行了比较基因组分析。基因组注释结果显示, Z3基因组大小为3525503bp, GC(guanylate and cytidylic acid)含量为59.4%, 预测包含3509个编码蛋白基因。通过16S rRNA基因全长序列比对、平均核苷酸一致性(ANI)、DNA-DNA杂交(DDH)和共线性分析发现, 菌株Z3与Aliiroseovarius crassostreae CV919-312T的16S rRNA基因全长序列相似度最高, 为98.20%, 与Aliiroseovarius sediminilitoris DSM 29439T的DDH和ANI值最高, 分别为26.80%和84.95%, 属于Alliroseovarius属的新种, 将其命名为Aliiroseovarius sp. Z3。经比较基因组分析发现, Aliiroseovarius sp. Z3与5个近缘的模式株细菌共享2005个直系同源核心基因簇; Z3拥有的413个独立基因经注释, 主要与碳水化合物转运与代谢、氨基酸转运与代谢、复制、重组及修复等功能相关。功能注释发现Z3具有进行完整的反硝化途径的相关基因, 其利用的可能是环境中的硝酸盐、亚硝酸盐等。本研究对Z3全基因序列的注释、功能和比较基因组的分析, 不仅丰富了Aliiroseovarius属细菌基因组资源, 还为深入研究其反硝化特性等提供了基础。     

Complete genome sequence and proteomic analysis of a thermophilic bacteriophage BV1

Viruses of thermophiles are of great interest due to their roles in gene transfer, global geochemical cycle and evolution of life on earth. However, the thermophilic bacteriophages have not been studied extensively. In this investigation, a typical bacteriophage BV1 was obtained from a thermophilic bacterium Geobacillus sp. 6k512, which was isolated from an inshore hot spring in Xiamen of China. The BV1 contained a double-stranded linear DNA of 35 055 bp, which encodes 54 open reading frames (ORFs). Interestingly, eight of the 54 BV1 ORFs shared sequence similarities to genes from human disease-relevant bacteria. Seven proteins of the purified BV1 virions were identified by proteomic analysis. Determination of BV1 functional genomics would facilitate the better understanding of the mechanism for virus-thermophile interaction.     

产碱性纤维素酶海洋细菌的筛选、鉴定及酶学性质研究

用CMC平板筛选方法,从青岛近海海域海水中分离出一株产碱性纤维素酶的海洋菌株QM11,经16S rDNA鉴定,该菌株为Cytophaga fucicola.对该菌的生物学特性研究表明,其最适生长温度为27℃,生长温度范围为4～48℃,为耐冷菌;在pH7.0～8.0、含3.0%NaC1的培养基条件下,最适宜菌株生长和产酶;QM11所产碱性纤维素酶最适反应温度为40℃,最适反应pH为9.0,在碱性条件下具有较高的酶活性和较好的稳定性.Mn2+、Fe3+对酶反应具有促进作用,Cu2+、Pb2+对酶反应具有抑制作用.     

海洋渔业对海洋生态系统的影响及其管理的探讨

海洋渔业对海洋生态系统的影响越来越受到人们的重视,考虑生态系统的管理已经成为海洋渔业管理的发展趋势.作者分析了海洋渔业对海洋生态系统产生的影响,包括捕捞活动对目标和非目标种产生的危害、渔业资源栖息地和环境破坏、生物多样性降低等;分析了国际上考虑生态系统的海洋渔业管理的法律框架、国际组织和有关国家的实践及其具体措施,指出了中国在此方面存在的问题:海洋生态系统的基础科学研究缺乏系统性和全面性;基于生态系统的海洋渔业管理的理论研究比较缺乏;相关的法律框架不够完善等.讨论了应用生态系统方法的海洋渔业管理与传统的海洋渔业管理间的关系,指出生态系统方法在其实践中将存在各种问题,认为生态系统方法应有选择地应用.对中国海洋渔业管理如何应用生态系统方法,建议:(1)加强海洋生态系统的基础科学研究;(2)开展基于生态系统的海洋渔业管理理论和方法研究;(3)逐步建立相关的法律和制度框架;(4)开展广泛的多部门合作和国际合作.     

海洋围隔生态系中叶绿素a的变化及其影响因素

本文论述了在海洋围隔生态系中叶绿素a含量的变化及其影响因素。结果表明,叶绿素a含量与浮游植物细胞个数变化有较好的正相关。无机氮含量在14μmol/L以上时,对叶绿素a的影响不大,叶绿素a与活性磷含量有明显的正相关。光照是影响叶绿素a含量的重要因素之一。叶绿素a与食植性浮游动物个数变化关系密切。     

4种海洋绿藻光合放氢特征的研究

四爿藻(Tetraselmis sp．)、微绿球藻(Nannochloropsis occulata)、小球藻(Chlorella vulgaris)和扁藻(Ptatymonas subcordiformis)的放氢特点各不相同。在暗厌氧培养阶段,四爿藻和微绿球藻不释放氢气,小球藻和扁藻释放微量的氢气。随后的光照培养阶段中,4种海藻在天然海水中都释放氢气,四爿藻和小球藻在无硫海水中不释放氢气,而微绿球藻在无硫海水中释放的氢气比在天然海水中的少,扁藻在无硫海水中释放的氢气为天然海水中的10倍。在4种藻中。亚心型扁藻的光合放氢能力最高。解偶联剂CCCP(carbonyl cyanide m—chlorophenylhydrazone)对该4种藻的光合放氢的影响各不相同,并初步推测了扁藻光合放氢的速度限制因素。     

海洋大气化学及其观测工程技术展望

海洋大气化学是一门海洋化学与大气化学交叉的新兴学科,是研究海洋大气中化学物种(Chemical Species)含量、迁移变化、来源辨别及海气交换通量,以及预估人为和自然影响对全球气候变化和区域海洋生态系统影响的科学。海洋大气化学的进步也得益于海-气系统观测体系建设及其工程技术的创新,其中包括对微量要素的测量、复杂形态的辨别和原位探测等技术的突破。我国的海洋大气化学研究起步于20世纪80年代,通过中国沿海观察站、近海和大洋走航线和断面站以及南北极建立考察站等的立体观测平台,针对海洋大气化学关键过程即大气-海洋生物地球化学循环,开展碳、氮、硫、磷、铁等的迁移变化及其海气通量的观测。在碳、氮的海-气循环及海洋酸化机制,硫的海-气交换的气粒转化及气候效应等研究领域,取得了一批新的认知和引起国际学界关注的成果,促进了学科进步,建成了一个从近岸、大洋到极区的立体观测体系。     

Bioprospection of marine actinomycetes: recent advances, challenges and future perspectives

In exploring new sources for economically important products, marine environment draws particular attention because of its remarkable diversity and extreme conditions; it is known to produce metabolic products of great value. It represents untapped source for the discovery of novel secondary metabolites with varying potential such as antibiotic, anti-tumor, antifouling and cytotoxic properties. Marine actinomycetes distributed throughout the marine environment from shallow to deep sea sediments have proved to be a finest source for this discovery. Secondary metabolites derived from marine actinomycetes have proved their worth in industries based on the research on their properties and wide range applications. Spotlight of the review is range of marine based actinomycetes products and significant research in this field. This shows the capability of marine actinomycetes as bioactive metabolite producers. Additionally, the present review addresses some effective and novel approaches of procuring marine microbial compounds utilizing the latest screening strategies of drug discovery from which traditional resources such as marine actinobacteria has decreased due to declining yields. The aim is in the context of promoting fruitful and profitable results in the near future. The recent surfacing of new technologies for bioprospection of marine actinomycetes are very promising, resulting in high quality value added products, and will be de? ning a new era for bioactive compounds with medical and biotechnological applications.