东海陆架表层沉积物微生物多样性初步研究

提要从东海陆架DH-13站点的表层沉积物中提取环境基因组DNA,通过PCR和TA克隆构建了细菌和古菌的16SrDNA基因文库,并对克隆子文库进行系统发育分析。结果表明:细菌序列以变形菌门(Proteobacteria,41.5%)居多,其次是浮霉菌门(Planctomycetes,10.9%)、放线菌门(Actino-bacteria,8.9%)和CFBgroup(7.9%),另外还有少量酸杆菌门(Acidobacteria)、疣微菌门(Verru-comicrobia)、硝化螺旋菌门(Nitrospira)和厚壁菌门(Firmicutes)等;古菌序列全部来自泉古生菌门(Crenarchaeota),其中Marine Crenarchaeotic Group Ⅰ(MGⅠ,93.6%)是绝对优势菌,还有少量序列属于Miscellaneous Crenarchaeotic Group(MCG)、Marine BenthicG roup C(MBGC)和Marine Benthic Group A(MBGA)。文库多样性分析结果显示东海陆架表层沉积物中有着丰富多样的微生物群落,细菌的多样性更为显著。     

印度尼西亚Padang Cermin热泉古菌多样性分析

通过印度尼西亚苏门答腊岛Padang Cermin热泉环境基因组DNA构建古菌16S rRNA基因文库,并利用PCR-RFLP技术对其古菌多样性和系统发育分析进行了研究.根据限制性内切酶AluⅠ和MspⅠ的特征性酶切图谱,将62个阳性克隆归类为14个分类操作单位(operational taxonomic unit,OTU),文库的覆盖度达90.32％.克隆文库的优势类群为OTU2和OTU1,分别占克隆文库的27.42％和20.96％.从每个OUT中选取一个代表性克隆进行16S rRNA基因的序列测定与系统发育分析,结果表明,测定的Padang Cermin热泉中的古菌均属于泉古菌门,包括热变形菌目(Thermoproteales)、硫还原球菌目(Desulfurococcales)、杂色泉古菌(miscellaneous crenarchaeotic group,MCG)和未培养泉古菌(uncultured Crenarchaeota,UC),该热泉代表性克隆与GenBank数据库已有16S rRNA序列的相似性为91.9％～97.8％,而且与其相似性最高的序列均来自未培养的古菌克隆,由结果可见,Padang Cermin热泉古菌群落与已报道的其他热泉古菌群落的相似性较低,表明该热泉可能具有某些独特的特征,存在着特殊的古菌生态类群.     

南海北部陆坡神狐海域HS-373PC岩心表层沉积物古菌多样性

利用分子生物学技术分析南海北部神狐海域天然气水合物潜力区HS-373PC岩心表层沉积物中古菌多样性,从沉积物中提取总DNA并扩增古菌16SrRNA基因序列,对克隆文库进行系统发育分析。结果显示所有古菌序列均属于泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota)。其中泉古菌以C3为主要类群,另有少量序列属于Marine Benthic Group(MBG)-B,MBG-C,Marine Crenarchaeotic Group I(MGI),Marine Hydrothermal VentGroup(MHVG)和Novel Group of Crenarchaea(NGC);广古菌以MBG-D为主,其它序列分别属于UnclassifiedEuryarchaeotic Clusters-1/2(UEC-1/2)。     

东太平洋海隆深海热液区沉积物古菌多样性分析

采用PCR-RFLP方法对东太平洋海隆深海热液区3个站位沉积物中的古菌多样性进行了初步研究.结果显示,从古菌16S rRNA基因文库中随机挑取的296个阳性克隆分属奇古菌门（Thaumarchaeota,47.64%）、广古菌门（Euryarchaeota,44.93%）、泉古菌门（Crenarchaeota,6.77%）和未分类古菌（0.68%）,其中优势菌群为奇古菌门的亚硝化侏儒菌属（Nitrosopumilus,35.47%）和广古菌门的热原体纲（Thermoplasmata,27.03%）,DHVE3、DHVE5、DHVE6、MBGB和MBGE类群在沉积物样品中也均有发现.另外,3个站位沉积物中古菌类群组成存在差异,S5-TVG1站位样品文库的97个古菌克隆分属奇古菌门（49.48%）、广古菌门（49.48%）和泉古菌门（1.03%）,S14-TVG10站位样品文库的103个古菌克隆由奇古菌门（84.47%）和广古菌门（15.53%）组成,S16-TVG12站位样品文库的96个古菌克隆包括广古菌门（71.88%）、泉古菌门（19.79%）、奇古菌门（6.25%）和未分类古菌（2.08%）.研究结果表明,东太平洋海隆深海热液区沉积物中古菌多样性丰富,存在着许多新的古菌菌群;不同站位古菌菌群结构以及多样性存在差异,这与其所处环境的热液活动密切相关.     

夏季长江口海水中自由生活和颗粒附着古菌群落的组装过程研究

长江口位于长江和东海的重要交互区域,是研究海洋微生物生态作用的典型环境,但当前对海水中不同生活方式的海洋古菌在长江口的分布和组装过程尚未见系统的研究。采集夏季长江口海水中不同生活方式的古菌样品,基于宏基因组技术分析其多样性、分布特征和环境驱动因素,利用中性模型和零模型方法对其群落组装机制进行评估。研究结果显示泉古菌门(Crenarchaeota)是长江口古菌群落中的优势菌群。在科分类水平上,不同生活方式古菌群落组成存在差异, Marine Group II在自由生活状态(FL)中更加丰富,而Bathyarchaeia在颗粒附着状态(PA)中拥有更高的相对丰度。自由生活和颗粒附着古菌之间的相似性很高,说明多数古菌具有自由生活和颗粒附着的双重生活方式。对两种生活方式下古菌群落都有显著影响的重要环境因子是温度、盐度和硅酸盐含量;亚硝酸盐显著影响自由生活的古菌群落,叶绿素a显著影响颗粒附着的古菌群落(P<0.05)。结合中性模型和零模型,发现长江口海水中古菌群落的组装由随机性过程主导,生态漂变(76%贡献度)是颗粒附着古菌群落的主要组装方式,而对自由生活的古菌群落,其组装受到扩散限制、均...     

北极深海沉积物中细菌和古菌群落结构研究

在北极深海沉积物生态系统中,微生物的群落结构由有机质输入、能量的可用性及其他环境因素决定.然而,全球气候变暖及其导致的冰盖提前融化正在影响微生物的多样性.为描述北极深海沉积物中的微生物群落结构及其与环境因素的相关性,我们利用罗氏454对北极深海沉积物样品的16S rDNA扩增子进行了测序,对细菌和古菌群落的丰富度、成分、结构及其系统发育分类地位进行了描述.硫还原和化能有机营养类是细菌群落中的主要类群;而古细菌群落主要是由微生物的关系最为密切的氨氧化奇古菌门(96.66%)和产甲烷古生菌界(3.21%).这项研究描述了北极极点附近深海沉积物(> 3500米)中的微生物多样性,将为以后研究类似环境中微生物代谢过程和途径等功能分析奠定基础.     

非培养手段分析珠江口淇澳岛海岸带沉积物中的古菌多样性

利用古菌16SrDNA特异引物对珠江口淇澳岛海岸带沉积物中古菌的多样性及垂直分布特征进行研究。结果表明珠江口淇澳岛海岸带沉积物中古菌多样性丰富,大部分为新的不可培养古菌;泉古菌在整个沉积物柱中是优势菌群,约占81%;古菌多样性随沉积物深度增加而增加,区系结构也随深度变化而呈现出明显的不同,在表层沉积物中,88%的序列属于Ⅰ型海洋泉古菌(MGⅠ),而在中层和底层检测到的古菌序列大部分与不可培养的富含甲烷的环境序列有最高的同源性,并且有15%的克隆子序列属于甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)和甲烷微菌目(Methanomicrobiales)。QC-PCR结果表明珠江口淇澳岛海岸带沉积物中古菌含量丰富[(1.93±0.60)×106~6.45±0.25×10716S rDNA拷贝/g],呈现随深度增加含量增加的趋势。     

劳盆地热液喷口沉积物微生物多样性初步研究

采用聚合酶链式反应限制性片段长度多态性分析(PCR-RFLP)技术对劳盆地热液区TVG9站位沉积物中细菌、古菌多样性进行了调查,并构建其细菌、古菌种群的16S rRNA基因文库.研究结果表明,该站位细菌包含变形杆菌(Proteobacteria)、硝化螺旋菌(Nitrospira),疣微菌(Verrucomicrobia)等3个类群,其中变形杆菌占据优势地位,由Alphaproteobactria,Gamaproteobactria,Deltaproteobactria等3个亚群组成.古菌包含泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota),其中泉古菌占优势,由MG Ⅰ (Marine Group Ⅰ)和MCG(Miscellaneous Crenarchaeotal Group)两类群组成,而广古菌主要由MBGE(Marine Benthic Group E)组成.旨在揭示深海热液区的微生物多样性,为生态环境的研究提供理论支持.     

印度尼西亚卡利安达岛近岸热泉微生物和氢酶基因的多样性

研究对2011年7月采自印度尼西亚卡利安达岛近岸热泉的样品,进行了细菌和古菌16S rRNA基因和细菌氢酶基因克隆文库的构建、序列测定和多样性分析。结果表明:热泉系统的细菌和古菌由16个门组成,Proteobacteria为热液流体和沉积物的优势类群,丰度分别为59.5%和73.3%,Cyanobacteria为菌苔的优势类群(丰度,56.5%);具有氨氧化作用的Crenarchaeota为古菌的优势类群。热泉系统中,70%以上的种类与海洋细菌的亲缘关系最近,说明该系统具有海洋特性;约20%的种类与陆地热泉中嗜热或中等嗜热细菌的亲缘关系最近,这些种类可能来源于高温地层内部,并参与了铁氧化还原、氢氧化、硫氧化和硝酸还原等过程。热泉系统中,NAD(P)-关联的双向NiFe-氢酶基因和FeFe-氢酶基因的组成分布也受到温度和盐度分布变化的影响。研究为揭示浅海热液系统提供理论参考。     

大洋表层沉积物中甲烷代谢古菌群落的组成及分布特征

海洋沉积物中的甲烷代谢微生物是甲烷循环的关键参与者,其代谢过程对大气甲烷浓度及全球气候变化具有显著影响,研究其在全球大洋沉积物中的组成及分布特征是探究微生物介导甲烷循环的基础。采用焦磷酸454高通量测序测定甲烷代谢保守功能基因mcrA(Methyl coenzyme–M reductase A)分析全球大洋沉积物中甲烷代谢微生物群落的组成和多样性;结合荧光实时定量PCR技术检测了古菌和甲烷代谢古菌的丰度分布特征。与其他海洋生境对比,大洋沉积物中甲烷代谢古菌群落结构单一,大西洋和印度洋的α多样性指数显著高于太平洋(p<0.05)。在大洋沉积物样品中鉴定到3个目的甲烷代谢古菌,即甲烷杆菌目(Methanobacteriales)、甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)和甲烷微菌目(Methanomicrobiales),其中甲烷微菌目占绝对优势,并主要由一簇未知类群(暂名Oceanic Sediments Dominant group,OSD group)组成。大洋沉积物的古菌16S rRNA基因丰度(湿重,下同)平均为8.81×10⁶ copie...     

Vertical mixing at the head of the Laurentian Channel

Temperature, salinity and velocity profiles taken over a 5-day period in the St. Lawrence Estuary at the head of the Laurentian Channel are used to describe the semidiurnal tidal period isopycnal oscillations occurring in this region. The observed variation in the degree of vertical mixing over the tidal cycle is used to support the concept of nutrification of the estuarine surface waters and suggests an explanation for the quarter-diurnal variability of primary production in this region.     

Circulation, exchange and water masses at the ocean margin: the role of physical processes at the shelf edge

The coastal ocean meets the deep sea at the continental shelf edge. Questions of global change entail elucidation of the processes that determine the quantities, transformation and fate of materials transported between the shelf and ocean, the measurement and definition of exchange processes, and the development of prognostic models of exchanges.Physical processes control the large-scale movement and irreversible small-scale mixing of water and its constituents. At the shelf edge, steep bathymetry may inhibit ocean-shelf exchange, but in combination with stratification gives rise to special processes and modelling challenges.A preliminary assessment is made of coastal-trapped waves; along-slope currents, instability and meanders; eddies; upwelling, fronts and filaments; downwelling, cascading; tides, surges; internal tides and waves as potentially influential processes in ocean-shelf exchange, water-mass structure and general circulation, according to their scales and context. For this purpose, theory and previous measurements are interpreted.Future studies needed to improve this assessment are discussed.     

前寒武纪—寒武纪边界处的海洋缺氧事件

前寒武纪—寒武纪 ( PC— C)边界处两个明显不同演化阶段的地层主要根据以下几点事区别 :1可视后生动物组合的变化 ;2化石埋藏条件的变化 ;3痕迹化石组合的变化 ;4寒武纪最早期海洋沉积物中生物扰动强度的增加。生物的这种不连续性归因于生物大量灭绝以及软体生物化石埋藏窗的关闭。有不少迹象表明埃迪卡拉动物群不断减少和有骨骼的无脊椎动物群的出现之间发生了地层超覆 ,这些迹象包括在寒武纪沉积物中发现了埃迪犬拉动物群 ,弄清了寒武纪大爆炸之前没有出现生物大量灭绝事件。另一方面 ,有人认为富营养的底层缺氧水团向上贯穿运动导致生…     

Tidal pump at the shelf edge

Material transport through the shelf edge to the deep ocean determines the fate of particulate matter generated in productive coastal seas. In stratified estuaries, onshore flow in the bottom layer generally keeps particulate matter generated in the upper layer and settled down to the bottom layer within the estuaries. AT the shelf edge of Tokyo Bay under the condition of average onshore flow in the bottom layer, we observed higher vertical sediment flux during ebb than flood tidal currents. The on-shelf and off-shelf differences in turbulent mixing and water depth mainly cause such difference in sediment flux. We propose to call this export process of particulate matter the tidal pump at the shelf edge.     

地幔边界区的钻探

近年来发现在洋中脊不同地区 ,玄武质熔岩是非均一的 ,证明地幔源的成分是不一样的。研究地球化学省之间的边界区成为当前迫切的问题 ,因为一方面这使我们能查明上地幔的成分和物理参数 ,另一方面可以弄清其中发生的过程。表现明显的此类边界之一位于澳大利亚和南极洲之间的中印度洋中脊区 ,在该区这一边界与所谓澳大利亚—南极洲不整合区相吻合。这是全球洋中脊体系最深的 (4～ 5ｋｍ)区域之一 ,这里存在着非常冷的地幔和相应的薄地壳。已进行的地质研究工作表明 ,由边界区向西和向东 ,一系列元素 (Ｓｒ、Ｎｄ、Ｐｂ)的同位素成分有着实质…     

Inclinometric Observations at the Korchagin Deposit

Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics - The aim of this work is to analyze the results of geodeformation monitoring at the Korchagin oil, gas, and condensate deposit in the Caspian Sea. The...     

陆架边缘的多波束测量

大陆架边缘和大陆坡的水深变化较快，在中国东海陆架边缘水深从100m左右快速地变化到陆坡的几千米。从系统的测程和精度考虑，在陆架边缘和陆坡区同时使用浅水型和深水型多波束系统进行测量是一种合理的作业模式。深、浅水多波束系统在i作频率、发射更新率、信号取样率以及波束宽度上都有较大的不同，这些因素直接影响到海底地形测量成果。对用Simrad EM950浅水型多波束系统和SeaBeam2112深水型多波束系统在同一陆架边缘的测量结果进行了比较。     

Scour at the head of a vertical-wall breakwater

This paper presents the results of an experimental investigation on the near-bed flow patterns, the bed shear stress amplification and scour around the head of a vertical-wall breakwater, using regular waves. The Keulegan-Carpenter number (KC), based on the diameter of the breakwater head, is found to be the major parameter that governs the flow and the equilibrium scour depth. Basic flow structures are identified as function of KC. The scour depth is found to increase with increasing the Keulegan-Carpenter number. The necessary extent of the conventional stone protection is studied. An empirical formula is worked out for the width of the protection layer as function of KC. Also, the effects of head shape, the angle of attack and the presence of a co-directional current are investigated. The results indicate that the scour depth is increased considerably in the presence of a current. Likewise, the scour depth is increased when the head shape is changed from a round shape to a sharp-edged one. It is found that the angle of attack is also an influencing factor as regards the scour depth.