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...     

基于分源物理生态耦合模型研究东海表层溶解无机氮对叶绿素季节变化的影响

东海溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen, DIN)有四个主要外部来源,包括黑潮、台湾海峡、河流径流和大气沉降。为探究它们的共同作用对东海浮游植物时空变化带来的多重影响,利用添加分源模块的物理-生态耦合模型分析了东海表层不同来源DIN支持的浮游植物(以叶绿素a浓度chlorophylla,chla表征)季节变化与空间分布以及它们之间的响应关系,从而评估多源营养盐对东海陆架表层浮游植物的影响。各来源DIN支持的chl a浓度中,黑潮来源和河流径流来源先后占据主导地位,且除了河流径流来源chl a,其余三种来源chl a季节变化均呈双峰结构。不同来源chl a空间分布特征存在季节变化差异,并且各来源chl a在东海陆架不同季节存在不同的主导区域,这与不同来源DIN供给的物理过程,如环流、混合、层化以及温度变化等密切相关。研究不同来源营养盐对东海浮游植物的影响对理解多重压力下东海生态系统变化有重要意义。     

中太平洋北部粘土沉积物分析

微细的粘土物质是大洋沉积物的重要组分,通过对其中的粘土矿物和石英的研究,了解它们的分布和来源;通过对粘土组分与某些金属元素和锰结核富集关系的研究,发现粘土矿物是某些金属元素富集的重要载体,而且粘土和火山物质是锰结核富集的重要条件.     

深海来客

海洋广袤、幽深、神秘。有很多“大海居民”静静地生活在海底,人类并不知晓它们的存在。 在国际海洋生物普查中,科学家们陆续发现了许多新物种。它们生活在特殊的海底环境之中,人类对它们知之甚少。     

浮游植物metacaspase的分布、结构及其功能特性

精氨酸/赖氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶(Metacaspase)在浮游植物程序性细胞死亡(programmed cell death.PCD)过程中起着关键作用。本文利用生物信息学方法分析metacaspase基因在浮游植物中的分布,并以海洋球石藻(Emilianiahuxleyi)metacaspases(EhMCs)为代表分析其结构和功能,依据Uniprot和String数据库挖掘与metacaspase功能相关并参与浮游植物PCD过程的互作蛋白。结果发现:共计29条、四种类型的metacaspases分布于11种浮游植物中,它们的metacaspase蛋白一级结构存在明显差异,但位于p20的组氨酸和半胱氨酸活性位点均具有高度的保守性;EhMCs三级结构与酵母的metacaspase十分相似,暗示它们具有类似的功能;浮游植物metacaspases与多种蛋白存在直接或间接的互作关系,在细胞PCD过程、响应环境胁迫和能量代谢等方面发挥重要作用。另外.metacaspase的磷酸化修饰可能在浮游植物PCD信号转导过程中起调节作用。     

中国苏北浅滩海域定生海藻繁殖体的来源

自2007年以来,黄海海域已连续爆发大规模浒苔绿潮并造成了严重的经济损失。在苏北浅滩条斑紫菜养殖筏架上的定生浒苔被认为是漂浮绿潮藻的主要来源。然而,现阶段对筏架定生绿藻的种源基础并不清楚。因此,在本研究中,我们通过现场调查结合室内试验来揭示了筏架定生绿藻的繁殖体源。同时,为了对黄海大规模绿潮进行防控,我们对防止绿藻在紫菜养殖筏架的附着做了相关研究。结果表明,（1）包括浒苔、缘管浒苔、扁浒苔、曲浒苔以及盘苔这五种海藻的微观繁殖体共同存在于苏北浅滩海域的水体及沉积物中,而且在不同时期它们的比例变化明显。（2）经过去皮处理后的毛竹可明显抑制浒苔微观繁殖体的附着。通过本研究,我们明确分布于苏北浅滩海域的绿藻微观繁殖体是黄海大规模绿潮的种源基础。同时,我们为从源头防控黄海大规模绿潮的发生提供了一个可行的手段。     

中太平洋海盆表层沉积物类型及其主要受控因素

本文通过对中太平洋海盆４０多个表层沉积物的分析和研究，根据沉积物中各组分含量、物质来源和成因等特征，把本区表层沉积物分为六种类型。它们分布在不同区域和不同水深范围内。钙质沉积物分布在碳酸钙补偿深度（ＣＣＤ）界面以浅区。硅质粘土、深海粘土等沉积物出现在ＣＣＤ以下水深区，这些沉积物的分布具有明显的垂向分带性和横向分区性。沉积物类型的变化主要受水深与物质来源的控制，南极底层流也有一定的影响。在不同的沉积物中锰结核的丰度、品位、类型等亦有明显的差异。     

南黄海冷涡沉积和通道沉积的发现

为解决南黄海及东海北部的沉积环境和物质来源问题,１９９２年５月对黄海和济州岛西南的泥质沉积进行了多方面调查和研究,发现济州岛西南、南黄海中部和北黄海西部泥质沉积区,分别与那里的冷涡活动区相对应。因此,这些泥质沉积应属于“冷涡沉积“;而在冷涡之间又出现连接它们的“通道“,形成了具有特殊结构的“通道沉积“,它分布于黄海暖流之下,呈南北向延伸。表明冷涡沉积和通道沉积是受控于冷涡、黄海暖流及其相关的环流体     

胶州湾水域有机农药HCH的分布和残留量

根据1984年7月、8月和10月的胶州湾水域调查资料,对有机农药HCH在胶州湾水域的分布、来源和季节变化进行了分析,研究结果表明,胶州湾水域没有受到HCH污染。通过7月,HCH含量变化的水平分布,发现土壤中残留的HCH通过地表径流方式汇入近岸水域,并且HCH的含量很低,HCH来源是面来源。通过10月,HCH含量变化的水平分布,发现胶州湾水域输入的HCH只有通过外海的海流输送。HCH含量的季节变化展示了:HCH含量在7月比较高,在10月比较低。这揭示了在7月,HCH的表层含量高,通过沉降,在10月,HCH的表层含量变低。7月和10月,胶州湾水域水体中表层以及胶州湾的湾口水域水体中表、底层HCH含量水平分布表明:表层的HCH的含量减少完全依赖胶州湾潮流的稀释。在禁止HCH农药的使用后,海水中HCH含量大幅减少,这表明陆地残留量的衰减引起水域HCH的减少。而且,海水中HCH含量的快速下降,说明陆地HCH残留量的衰减也较快,下降了38.14%~212.17%。     

东太平洋中国多金属结核区锰结核样品中微生物群落结构的研究

通过非培养手段研究了东太平洋中国多金属结核区ES0303站点锰结核样品中的微生物群落结构.细菌16S rRNA基因克隆文库的研究结果表明：结核内细菌种群结构复杂,微生物种类丰富且各种群丰度不一（61个OTUs）,其中变形杆菌类群为优势种群,占所有细菌克隆子比例的64%,且主要分布于β/γ-、α-和δ-等3类变形杆菌（Proteobacteria）亚群之中,占比分别为34%、18%和12%.此外还存在包括酸杆菌（Acidobacteria）,放线菌纲（Actinobacteria）,绿弯菌门（Chloroflexi）,厚壁菌门（Firmicutes）,浮霉菌门（Planctomycetes）等在内的细菌类群的分布,克隆子比例依次为9%、7%、8%、2%和5%.古菌16S rRNA基因克隆文库的研究结果表明：古菌的群落结构单一（仅12个OTUs）,全部是由泉古菌海洋类群I（crenarchaeote marine group I,MGI）组成;其中MGI-η类群最为丰富,达到44%,而MGI-α、MGI-ζ和MGI-ε类群的克隆子比例分别为25%、18%和9%,另外还发现2个新的MGI分类类群.相关克隆子的数据库比对和系统发育树分析表明,并未发现已报道的直接参与铁锰氧化还原相关类群的存在,但它们大多数与来自多金属结核来源或深海来源的不可培养微生物具有较高的同源性.进一步的分析表明,锰结核内存在相当数量的氨氧化菌、硫酸盐还原菌、酸杆菌等能够改变pH值的细菌和古菌类群的存在,意味着它们可能在锰结核的形成过程中起到重要的作用.     

台湾海峡中、北部沉积物中有机碳、全氮及全磷的含量分布特征

从分析结果表明,有机质、氮、磷的含量分布与流的方法基本一致,它们的含量大小与沉积物粒度呈相关关系,颗粒愈细含量愈大;氮以有机氮为主要存在形式,磷则以无机磷和有机磷同时并存;闽江口附近及福建近岸沉积物中有机质的来源以陆源为主,海峡中央以海相输入为主。     

胶州湾水域有机农药六六六的分布及环境本底值

根据1988年4月、7月和10月的胶州湾水域调查资料,通过有机农药HCH在胶州湾水域的分布、来源和季节变化的分析,研究结果表明:HCH含量在这一年中都非常低0.018 8~0.209 5μg/L,水质在HCH含量方面更加清洁。而且,水体中HCH已经没有季节的变化了。HCH的水平分布表明:胶州湾水体中的HCH既有地表径流直接输入又有河流输入,HCH来源是面来源,来源于陆地。HCH的垂直分布表明:HCH的表、底层含量相接近。而且HCH表层含量几乎都是低于其对应的底层,同时,水体中表层与底层HCH的水平分布趋势一致。在HCH水域迁移过程中,整个海湾的HCH含量最大值大于或者小于0.100μg/L决定着表、底层HCH的含量变化及水平分布的一致性。通过环境本底值的结构模型,计算得到胶州湾水域HCH的基础本底值为0.018 8μg/L,陆地径流的输入量为0.00~0.190 7μg/L,海流的输入量为0.000μg/L,环境本底值为0.018 8~0.209 5μg/L。揭示了HCH从陆地到海底的过程要经过漫长的时间,虽然HCH含量已经变化得越来越低,可是HCH含量却一直存在着。HCH从陆地到海底一直存在于水体中,可以随时沿着食物链在迁移和富集,时刻对人类身体和生活环境造成了威胁和危害。     

许氏平鲉(Sebastes schlegelii)DAZ基因家族的鉴定及表达分析

高度保守的DAZ(Deleted in Azoospermia)家族成员包括Daz,Dazl(Daz-like)及Boule基因,它们是精子生成的重要调控因子并在生殖组织中特异性表达。本研究发现许氏平鲉的Daz基因家族包括Dazl及Boule基因,通过对其基因结构和氨基酸序列分析发现Dazl及Boule基因分别有两个剪接型,均具有一个相同的保守RNA识别域(RRM)和DAZ结构域。通过系统发育分析,发现它们分别与其它硬骨鱼类具有较高的同源性,与哺乳动物亲缘关系较远。根据转录组数据分析,Dazl和Boule在配子发生的表达模式类似,均在卵子不同发育时期高表达而胚胎各时期表达量降低甚至无表达,而在组织中仅表达于精巢和卵巢中且表现出明显的性别二态模式。本研究为探究Dazl和Boule基因在许氏平鲉中的生殖发育调控机制及在许氏平鲉两性配子发生过程中的调控作用奠定基础。     

东太平洋多金属结核中铁、锰元素的分形演化及其意义

运用分形理论,通过建立不同的相空间,计算了东太平洋多金属结核中的铁、锰元素的时间序列在各相空间中的关联分维,并与其在沉积物岩心中的关联分维进行了对比.通过研究发现,多金属结核中铁、锰元素和沉积物中Fe₂O₃及MnO在分形演化过程中均存在分维吸引子,认为沉积物中的Fe₂O₃和MnO可以用3个变量来描述,它们可能代表了火山、生物和陆地的三种来源,而描述结核中的铁、锰元素却需要14个变量,反映多金属结核中铁、锰元素的来源和/或赋存非常复杂,至少有14个因素在起作用,可能暗示了结核在形成过程中存在复杂的生物化学作用,为多金属结核的生物成因提供了间接的数学证据,同时也合理解释了结核生长结构所具有的自相似韵律现象.     

海洋细菌胞外蛋白酶PPC结构域序列特性与系统进化分析

PPC(Pre-Peptidase C-terminal)结构域广泛分布于分泌型海洋细菌蛋白酶的C末端,对蛋白酶的分泌,锚定及与底物相互吸附起到重要作用。对PPC结构域序列分析发现,PPC结构域存在两个较为保守序列区,且这两个保守区空间结构为β-折叠。尽管有的PPC结构域序列一致性较低,但不同结构域间存在相同的保守序列,且其三维结构相似。为了进一步对不同来源的PPC结构域的进化关系进行系统研究,本研究选取公开发表的PPC结构域,通过在NCBI数据库中搜索得到61条来自于39个细菌所分泌的不同蛋白酶的PPC的氨基酸序列进行系统发育分析。发现PPC结构域在生物进化过程中序列变异性大,保守性弱。其中,有些细菌PPC结构域可能来源于自身基因重复产生,有些细菌PPC结构域则可能由水平基因转移产生。     

胶州湾水域有机农药HCH的分布和稀释过程

根据1983年5月、9月和10月的胶州湾水域调查资料,分析了有机农药六六六(HCH)在胶州湾水域的分布、来源和季节变化。研究结果表明:在胶州湾水域没有受到HCH的污染。通过河流输入近岸水域和通过地表径流直接输入近岸水域的HCH含量是一样的,非常低。HCH来源是面来源。在夏季,输入的胶州湾水域的HCH含量与春、秋季相比,相对较高。根据HCH在胶州湾水域的分布、来源和季节变化,认为1983年HCH含量变化由胶州湾附近盆地的雨量大小所决定。在胶州湾湾口水域,表层的HCH水平分布状况与底层的HCH水平分布状况一致。HCH的含量在表层的减少完全依赖胶州湾潮流的稀释,不仅在水体表层中HCH含量会形成低值区域,而且在水体底层中HCH含量也会形成低值区域。     

中国海洋微塑料污染的研究现状与展望

塑料垃圾通过各种途径进入海洋,海洋塑料污染已成为全球性环境问题。本文系统总结了国内外塑料污染的研究历程与现状,发现直接或者间接来源的微塑料在环境中广泛积累,呈全球化分布趋势;重点探讨了我国微塑料的来源、分布以及污染形势和生态影响,发现我国微塑料污染形势严峻,覆盖范围广泛,甚至涉及食品安全领域。塑料的生物降解是受到高度关注的研究领域,本文通过对微塑料的生物降解途径的归纳,总结了塑料降解的过程、生物种类以及相关的降解酶等,以期为海洋微塑料污染的治理提供启示。目前微塑料污染已经引起世界各国的广泛关注,但对海洋环境中微塑料的鉴定以及污染物消除技术等研究极少,迫切需要开展相关研究工作。     

沉积物中碳酸盐~(14)C年龄的可靠性

本文根据放射性碳杂志上发表的300余个~(14)C年龄数据及在中国和澳大利亚进行的野外调查,对土壤碳酸盐的形成途径,稳定同位素成份,钙结核的生长速率及古气候效应等问题进行了讨论.可区别出的三个δ~(13)C丰值,看来与环境和碳的来源无关.而土壤碳酸盐~(14)C年龄分布频率揭示它们形成于相对温暖-潮湿的古气候期.“老碳”的混入及土壤碳酸盐缓慢的生长速率是主要的误差来源.δ~(13)C值不能用于校正土壤碳酸盐的~(14)C年龄.     

图门江河口附近的海洋环境污染

本文介绍了朝鲜图门江（Ｔｕｍａｎｇａｎｇ）河口附近海水和底质沉积物中污染物分布研究的海洋考察结果。尽管在松软底质沉积物中发现某些高浓度的痕量金属和有机络合物 ,但图门江并不被认为是痕量金属（除Ｃｕ和Ｚｎ外）和ＤＤＴ的主要来源。另一方面在海洋环境中发现的氯化苯同分异构物（ａ -ＨＣＨ和ｒ-ＨＣＨ）揭示其由河流径流输送。建议在俄罗斯和朝鲜专属经济区内作进一步调查。由于朝鲜与俄罗斯联邦边界的政治敏感地位 ,图门江河口附近的日本／东海很少进行过调查。尽管如此 ,因ＴＲＡＤＰ（图门江河口区开发计划）的实施而引起远…     

大亚湾西南海域尖笔帽螺2020年7月暴发期内的分布特征

尖笔帽螺是一种分布广泛的翼足类生物,在食物网与生物地球化学循环中起着重要作用。2020年7月,大亚湾出现高密度尖笔帽螺,给当地生态安全带来潜在风险。文章利用浮游生物成像仪（PlanktonScope）,以定点的方式对大亚湾西南海域的环境因子与尖笔帽螺密度进行采样,并对大亚湾高密度尖笔帽螺的分布特征进行研究。结果显示：在水平方向上,尖笔帽螺主要分布于西部湾口及长湾附近海域,其他海域分布相对较少;在垂向上,尖笔帽螺多分布于高温低盐的表层,低温高盐的下层水体分布较少;体长分布方面,湾口西部及其北侧海域尖笔帽螺体长较长,小辣甲西侧、北侧海域尖笔帽螺体长偏短,湾口中部海域体长远小于其他区域。通过分析结果发现,此次大亚湾湾内高密度尖笔帽螺存在随外海海流输入的可能;温盐分布结果表明,尖笔帽螺多出现在海水表层,其垂直分布可能也受海水分层及海流的影响。通过对尖笔帽螺分布特征的归纳与讨论,可以为后续该种生物的进一步溯源提供参考。