不同无机氮浓度下三角褐指藻藻际细菌群落变化研究

藻际环境细菌和微藻间存在着独特的生态关系,它们可以通过转化和交换浮游植物分泌的有机质来影响其生理和代谢。尽管一些功能微生物在藻际环境的营养循环中具有重要作用,例如氮代谢,但是关于细菌群落与共生藻类如何响应环境中氮营养条件的改变目前并不十分清楚,其对于我们了解全球营养物质循环、藻华的形成以及生态系统功能至关重要。本文基于16S rRNA基因的高通量测序技术,分析了不同形态、不同浓度无机氮培养条件下三角褐指藻藻际环境中相关细菌群落的多样性和群落结构。系统发育分析结果表明,变形菌（Proteobacteria）和拟杆菌（Bacteroidetes）是所有样品中的优势菌,占序列总数的99.5%。同时发现,不同氮浓度培养条件下,细菌群落结构随微藻丰度的变化而改变。氮浓度及形态的变化对菌群结构的影响不显著。此外,γ-变形菌纲中三种细菌（Marinobacter;Algiphilus;Methylophaga）的相对丰度在氮限制培养条件下明显增加,它们可能在共生体系的氮转化过程中具有重要作用。     

微生物复合改性粘土去除东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)初探

近年来,随着对抑藻微生物认识的深入,利用藻-菌相互作用控制有害藻华展现出极大的应用前景。在前期改性粘土治理有害藻华方法的基础上,首次将不同种类的微生物与传统的改性粘土复合,研究了不同的复合比例、制备方式等对典型有害藻华生物——东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)去除效率的影响,初步探讨了其作用机制。结果表明:菌密度1.5×1010 cells/L的EM菌(effectivemicroorganisms,有效性微生物)及其滤液可以有效去除东海原甲藻;利用EM菌对粘土进行复合改性处理可以进一步提高改性粘土的除藻能力,呈现出1+12的效果。在适宜范围内,增加熟化时间与温度有利于复合改性粘土除藻效率的提升。文章进一步分析探讨了EM菌复合改性粘土的除藻机制,认为改性粘土通过富集EM菌和分泌的抑藻物质,增加了其对微藻的直接和间接除藻作用;适宜的熟化温度和熟化时间可促进EM菌的繁殖及其在改性粘土上的吸附,有利于复合改性粘土去除效率的提升。上述研究结果为改性粘土治理有害藻华技术的进一步提升和完善提供了新的探索。     

甾醇在海洋微藻中的分布研究

对29种(株)海洋微藻进行不充气培养,用Bligh-Dyer法提取总脂,皂化后氯仿和正己烷(体积比为1:4)提取甾醇,BSTFA衍生后用岛津QP2010气相色谱-质谱分析仪进行GC/MS分析.从29种海洋微藻中共检测到47种甾类化合物,鉴定出36种甾醇和一种甾酮.其中,4位无甲基Δ5甾醇在所有的微藻中均有分布,一些高等生物中常见的甾醇如胆甾醇、菜子甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、谷甾醇和褐藻中常见的岩藻甾醇等,在微藻中均有广泛的分布.相对而言,4位无甲基5位饱和甾(烷)醇、4-甲基甾(烷)醇和双羟基甾醇的分布则相对较少,其中许多甾醇如甲藻甾醇、巴夫甾醇、C_27:2(Δ5,22/24Me)和C_28:3(Δ5,7,22/24Me)等,只在一种藻或同一纲的微藻中被检测到,可以作为对应微藻或对应纲微藻的特征甾醇.认为海洋微藻甾醇的研究可以为海洋微藻化学分类学及饵料营养学研究提供重要参考依据.     

有毒藻产毒过程中海洋细菌的作用

海洋微藻藻际中 (Ｐｈｙｃｏｓｐｈｅｒｅ)聚集着大量的细菌。由于藻菌间的相互作用及选择 ,可形成具有独特结构与功能的藻际细菌群落［１］。可见 ,海洋微藻与细菌间所具有的密切关系 ,使得海洋细菌在有害藻赤潮生消及有毒藻产毒过程中发挥着重要的作用。有关工作既是赤潮科学研究中的热点 ,也是目前藻菌关系研究中的重点。１海洋细菌的自主产毒研究据Ｇａｌｌａｃｈｅｒ，Ｓ．等１９９６年报道 ,最初认为赤潮藻毒素只能由微藻细胞本身产生。但是随着工作的深入 ,发现了一些特殊现象 ,如在麻痹性贝毒的研究过程中 ,人们发现了产毒和不产毒…     

不同海洋微藻对石油污染的响应差异

微藻对油污染物的不同响应,势必造成其群落种类组成和结构的变化,进一步影响海洋生态系统的变迁。由于油污染对于浮游植物的影响具有污染源及生物响应的多样性、多维度性和复杂性,产生影响的时效长但可显示度低等特点,造成该研究领域的极大限制。作者以石油标准品20-3和3种石油化学品(双酚、对苯二甲酸、对二甲苯)作为油污染源,利用多孔板高通量检测方法及大数据处理分析软件Simca-P,对中国沿海常见单种微型藻类的种群消长受油污染影响进行了研究。以石油标准品20-3为油污染源,分析了31株微藻增殖对不同油标浓度的不同响应;利用Simca-P软件对3种不同浓度的石油化学品对4种典型微藻(柔弱角刺藻(Chaetoceros debilis)、球等鞭金藻(Isochrysis galbana)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、剧毒卡罗藻(Karlodinum veneficum))增殖的影响进行了比较分析。研究结果显示:不同种类微藻因油污种类及其浓度不同,其响应存在显著差异。利用多孔板以及微藻的吸光特征,可以高通量快速筛查不同微藻对不同油污及其不同浓度的响应差异,并利用计算机软件对大数据的分析能力,挖掘和比较不同微藻与不同油污之间的相互关系,从而就油污染对微藻影响这种多维度复杂关系进行研究。     

固定化微藻对改善养殖水质和增强对虾抗病力的研究

引入固定化波吉卵囊藻(Oocystis borgei)和微绿球藻(Nannochloris oculata)于凡纳对虾(Penaeus vannamei)养殖环境中,检测与凡纳对虾抗病力有关因子的变化和测定主要水质因子,研究固定化微藻改善养殖水质对对虾抗病力的影响。结果表明：引入固定化波吉卵囊藻和微绿球藻的藻珠能改善水质,凡纳对虾的血细胞数目,血清蛋白的含量以及酚氧化酶、溶菌酶、抗菌酶的活性都较对照组显著提高。固定化波吉卵囊藻对氨氮的吸收能力较强,而固定化微绿球藻对亚硝酸盐氮的吸收能力较强。试验期间固定化波吉卵囊藻和微绿球藻的褐藻胶藻珠中的生物量分别增加了约10倍和17倍,证明它们的生理活性不会因固定化而受干扰。因此,固定化微藻可应用于虾池微藻生态调控防病。     

不同氮源对微藻增殖的影响

采用室内实验的方式研究了无机氮和有机氮对不同微藻增殖的影响情况。比较了不同氮源(氯化铵和尿素)对纤细角毛藻(Chaetoceros gracilis)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo Hada)、亚历山大藻(Alexandrium sp．)、隐藻(Chroomonas salina f.adolenscens)4种海洋微藻生长的不同影响。结果表明,有机氮尿素对海洋微藻增殖的影响比无机氮的复杂。由微藻最适生长的氮、磷浓度得到N：P值,讨论了该值对微藻增殖的影响,以及影响N：P值的可能情形。     

海山微生物多样性研究进展

随着深海海山区域生物多样性的发现,人们越来越关注深海微生物的研究。海山山脉火山活跃部分具有非常广泛的特殊微生物栖息环境,因此成为人们研究海山微生物多样性的热点。但从现有报道来看,我们对海山微生物的了解还很少。作者主要针对海山、尤其是西太平洋深海海山的类型及其微生物群落(包括对铁、硫循环起指示作用的特殊群落)的研究进展进行综述。在这些研究中,通过基于SSU rDNA克隆测序、T-RFLP、系统发育比较等培养与非培养分析手段发现,西太平洋深海火山活跃海山周围具有比较高的环境多样性与特殊微生物类群多样性,其中ζ变形菌纲(ζ-proteobacteria)和/或ε变形菌纲(ε-proteobacteria)微生物是最普遍的类别。这些研究对于进一步开展其他海山的地质形成过程及微生物栖息环境与类群研究具有较大的指导意义。     

多氯联苯在两种海洋微藻中毒性效应及富集效应的研究

通过分析2,2',3,4,4',5'-六氯联苯(PCB_(138))对牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleri)和亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)生长的影响,以及PCB_(138)对两种微藻超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性的影响,研究多氯联苯对海洋微藻的毒性效应,并采用气相色谱法研究了两种微藻对PCB_(138)的生物富集效应。结果表明,PCB_(138)对牟氏角毛藻和亚心形扁藻均有明显的毒性效应作用,对2种藻类的96 h半抑制质量浓度(96hEC_(50))分别为0.057 mg/和0.354 mg/L,与亚心形扁藻相比,牟氏角毛藻对PCB_(138)更敏感,耐受性更差;低浓度的PCB_(138)对两种微藻SOD酶活性有诱导作用,但当PCB_(138)浓度过高时,SOD酶活性下降;两种微藻对PCB_(138)均有明显的富集作用,随着培养时间的延长,牟氏角毛藻中富集的PCB_(138)含量呈上升趋势,而亚心形扁藻中PCB_(138)含量呈现先上升后下降趋势。     

海洋微藻β-葡聚糖的生物活性分析

为研究微藻来源的β-葡聚糖生物活性以及是否存在种间差异,从6种海洋硅藻和定鞭藻(Haptophyte)中制备了β-葡聚糖,进行了抗肿瘤、抗氧化、抑菌活性的分析和比较。6种微藻分别为:中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)、柔弱角刺藻(Chaetoceros debilis)、球等鞭金藻(Isochrysis galbana)、颗石藻(Pleurochrysis sp.)。研究结果显示:1.微藻β-葡聚糖对Hela肿瘤细胞有细胞毒性:浓度为50—100μg/mL时,假微型海链藻β-葡聚糖的活性最高;200μg/mL时,颗石藻的最高,但活性均未超过50%。2.以DPPH和DCFH-DA两种方法检测抗氧化活性发现,6种微藻β-葡聚糖均有浓度相关的抗氧化活性,并且对氧自由基的清除率相对较高;当β-葡聚糖浓度为400μg/mL时,其清除率可达72%—74%。3.对不同菌的作用有差异:有浓度相关的抑制大肠杆菌的作用,浓度为400μg/mL时,抑菌率可达60%;有促进金黄色葡萄球菌生长的作用,其中,仅中肋骨条藻的β-葡聚糖有浓度相关的作用。结果表明,几种硅藻和定鞭藻的β-葡聚糖生物活性功能相同,都具有抗肿瘤、抗氧化以及抑菌或促菌作用,活性大小与浓度有明显的相关性。相同浓度或作用时间下,其活性大小及活性饱和性具有微藻种间差异。这为研究和利用微藻及其天然产物提供了参考。     

几种海洋微藻的无菌化培养

纯种培养对研究海洋微藻的营养学、生理学及生物化学等是必不可少的。迄今国内研究和水产养殖中应用的海洋微藻藻种基本上未经无菌化 ,不是纯种 ,这使得研究工作难以深入 ,是造成在上述领域研究中同国际存在差距的原因之一。因此 ,无菌纯藻种的获得 ,具有重要的现实意义。笔者利用微藻比细菌具有更强的抗生素耐受性的特点 ,以抗生素为工具排除微藻培养液中的细菌 ,成功获得了几种无菌海洋微藻纯藻种 ,并对除菌中应注意的问题进行了初步探讨。１材料与方法１．１藻种来源及培养方法供除菌用藻种于１９９４年７月至１９９９月３月取自本所种质…     

海洋微藻除菌及除菌与自然带菌微藻生长特点比较

于1995年4—12月在中国科学院海洋研究所进行微藻除菌及比较除菌与自然带菌微藻生长特点的研究。经平板培养排除霉菌后,利用组合抗生素(青霉素+卡那霉素+链霉素+庆大霉素)获得除菌球等鞭金藻、三角褐指藻及小球藻,对抗生素处理前后的微藻生长特点进行比较研究。结果表明,与未除菌时相比,除菌后的球等鞭金藻及小球藻不易老化(可保持良好悬浮30d以上);回加细菌于除菌藻,藻细胞下沉附底,说明细菌可促使微藻细胞老化。无维生素时,除菌后的球等鞭金藻生长更差,暗示未除菌的球等鞭金藻培养液内可能存在产(类)维生素细菌。除菌后三角褐指藻细胞形态发生一定变化,回加细菌后藻细胞形态有部分恢复。与未除菌时相比,除菌后三角褐指藻更能耐受高温(如30℃)。另外,某些抗生素能够刺激球等鞭金藻的生长。     

厦门筼筜湖潟湖底栖微藻光合色素的时空变化特征及与环境因子的关系

2010年7月至2011年7月,利用高效液相色谱分离分析技术研究了厦门筼筜湖潟湖表层沉积物的底栖微藻生物量(以叶绿素a计)和光合色素组成,探讨了其与环境因子的关系.结果表明,表层沉积物中检出岩藻黄素、别藻黄素、玉米黄素、叶绿素b四种光合色素,对应的微藻类群包括硅藻、隐藻、蓝藻和绿藻.底层(表层沉积物)与水层(水体)微藻叶绿素a生物量呈显著负相关关系(p＜0.05),但底层-水层对应的光合色素不存在显著相关关系,此暗示底层光合色素主要是底栖微藻的贡献,而非来自水层浮游微藻的沉降.底栖微藻生物量随时间变化明显,夏季(6～8月)较低(1.30 mg/m2),冬季(12月至翌年2月)较高(86.16 mg/m2).各测站底栖微藻生物量存在空间差异,随湖区的水深增加而降低,与沉积物表层光辐照度呈显著的正相关关系(p＜0.05).岩藻黄素与降雨量呈显著负相关,别藻黄素与水体无机氮含量呈显著正相关,玉米黄素分布主要受温度影响,除玉米黄素外,其他光合色素含量与光辐照度呈正相关.初步估算表明,底栖微藻占该浅水潟湖生态系统水层-底层微藻叶绿素a生物量和固碳量的27.64％和12.56％.     

海洋微藻的无菌化处理及对其生长特性和生化组成的影响

利用常用抗生素(氨苄青霉素、链霉素、氯霉素和卡那霉素)对4株海洋微藻(1株金藻和3株小球藻)进行了无菌化处理,并对这4株微藻在带菌和无菌培养时的生长特征和生化组成进行了比较。结果表明:中高浓度(≥100 mg/dm3)的单种抗生素或抗生素组合可抑制微藻的生长,个别低浓度(50 mg/dm3)的抗生素或抗生素组合可促进微藻的生长;氨苄青霉素、链霉素和卡那霉素各200 mg/dm3联合使用处理球等鞭金藻,氯霉素100, 50, 50 mg/dm3单独使用分别处理小球藻C95, CV和C146,可获得这4株微藻的无菌藻系;无菌培养的4株海洋微藻的稳定期持续时间由除菌前的4~5 d延长到15~20 d,藻液悬浮性增强,藻细胞不易老化;除菌后微藻的主要生化成分发生明显变化,球等鞭金藻的叶绿素A、叶黄素和总脂含量显著增加,小球藻C95和CV的总蛋白含量显著增加,3株小球藻的脂肪酸组成如EPA, PUFA等的含量发生显著变化。     

高固碳、高油脂产率微拟球藻筛选

随着全球经济快速发展,化石能源日益短缺、全球气候变暖问题日益突出,微藻生物柴油作为可再生能源逐渐取代传统化石能源,其研究已成为热点领域之一。微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)生长速度快、油脂含量高且能固定一定浓度的CO_2,已经实现了规模化养殖。本研究通过向柱状光生物反应器中通入10%CO_2,从41株微拟球藻中筛选得到4株高固碳藻株,编号分别为E-099、Z-211、Z-213和Z-214。批次培养条件下,5株藻(4株高固碳藻株和出发藻株)分别通入空气、2%和5%CO_2,随着CO_2浓度升高,5株藻的生物量和固碳速率呈下降趋势,但总脂含量和油脂产率有所提高,总蛋白含量无显著差异。空气组(Air)中,出发藻株(WT)的生物量产率、固碳速率和油脂产率显著高于其它藻株,分别为0.07 g·L~(-1)·d~(-1)、0.16 g·L~(-1)·d~(-1)和49.012 mg·L~(-1)·d~(-1);2%CO_2下,藻株Z-213和Z-214的平均生物量产率、固碳速率和油脂产率显著高于其它藻株,分别为0.06 g·L~(-1)·d~(-1)、0.14 g·L~(-1)·d~(-1)和44.124 mg·L~(-1)·d~(-1);5%CO_2下,出发藻株的生物量产率、固碳速率和油脂产率显著低于其它藻株,而总蛋白含量却高达24%。本研究对藻株的固碳能力及经济价值进行了综合评价,为实现规模化利用提供参考。     

适合海洋微藻活体染色的方法评价

为了评估一种快速简单用以确定海洋微藻细胞活性的技术,针对船舶压载水中常见的3个门类中11种10～50μm单细胞微藻用中性红(NR)、5-氯甲基荧光素二乙酸酯(CMFDA)、荧光素二乙酸酯(FDA)三种染料进行染色,通过光镜和荧光显微镜对染色结果进行测定。结果表明,NR(中性红)是检测本实验中全部海洋微藻藻株细胞活性的最佳染料,染色最佳浓度为1/10 000,染色时间为30min;5-氯甲基荧光素二乙酸酯(CMFDA)、荧光素二乙酸酯(FDA)和双荧光染色对海洋微藻藻株活细胞着色时间短,染色效果明显,但其应用具有局限性,适用于检测本实验中甲藻门(塔玛亚历山大藻、链状亚历山大藻、微小原甲藻、利玛原甲藻、东海原甲藻、米氏凯伦藻)和绿藻门(青岛大扁藻和杜氏盐藻)的活性,染色最佳浓度为5μmol/L FDA+2.5μmol/L CMFDA,染色时间为10min,但不适用于检测硅藻门的细胞活性。因此,中性红更适合检测船舶压载水中微藻活细胞,根据光镜下微藻细胞着色情况而判断细胞活性。     

三角褐指藻及其藻际细菌对不同无机氮源的响应

海洋生态系统中,浮游植物和细菌之间的相互作用是影响营养盐供应和再生、海洋初级生产力和生物地球化学循环的基本生态关系.为研究营养盐、浮游植物和细菌之间的关系,在实验室内培养条件下,通过改变氮源的形态(硝态氮和铵态氮)和浓度,研究海洋浮游植物三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的藻际细菌在不同营...     

三苯基氯化锡对等鞭金藻细胞超微结构的影响

有机锡对海洋微藻的毒性效应研究主要侧重于对各种微藻生长半抑制浓度的比较(赵丽英等,1990)和富集能力的测定(Beaumant and Newmen,1986),以及对微藻固碳能力(Callow and Evans,1981)和色素含量的影响(高尚徳等,1994),而对海洋徽藻的细胞器损伤方面的研究相对较少。本文以半抑制浓度的TPTC处理等鞭金藻细胞,观察其超微结构的变化,为研究有机锡对海洋微藻的毒性效应提供了细胞学方面的基础资料。     

微拟球藻优化培养模式及其在光生物反应器高密度培养中的应用

微藻是水产养殖动物终生或特定发育阶段的饵料(或饵料的饵料)作为重要基础之一,很大程度上支撑着水产养殖产业。目前,在水产育苗过程中,由于生物污染和气候等原因,时常出现饵料微藻数量不足现象,人们不得不选用人工饲料代替,这在很大程度上限制了水产养殖业发展。同时,微藻饵料质量的优劣也直接影响着水产动物孵化率、成活率及生长率等,也决定着水产养殖的成败。因此选择生长快、颗粒大小适宜并富含营养物质的饵料微藻是水产养殖的基础。 科学家们研究发现,水产饲料中多不饱和脂肪酸[如二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等]对海鱼和对虾影响效果明显(陈晓林等,2004刘镜恪等，1997，2002，2004，2005，2001； Liu et a12002，2004；邱小琮等,2004)多数海洋微藻具有增加ω3和ω6系列脂肪酸链长和去饱和能力,是多不饱和脂肪酸含量最多的 生物类群(樊云真等，1998；李文权等,2003；刘建国等,2002),在水产中,微藻饵料的缺乏常常成为限制水产动物育苗的关键因素,因此提供优质海洋微藻饵料是促进水产业发展的重要措施。微拟球藻是海洋微藻大眼藻纲中的主要种群(Hibbeed,1981),能高产不饱和脂肪酸(特别是EPA)(Zou et al,1999；魏东,2000；王秀良,2002)并具有生长迅速、细胞颗粒小(Hu et al,2003)的特点。作者利用微拟球藻培养轮虫,投喂牙鲆幼苗的实验数据显示,该藻培育的轮虫对牙鲆幼苗生长有明显促进作用,也有利于提高幼苗的成活率(刘建国等,2007)。 本文作者利用微拟球藻在天然海水中的人工优化配方以及光温等重要参数、总结出优化培养模式，利用不同光生物反应器对优化模式进行了高密度培养验证,并研究了比生长速率与生物产量等问题,为该藻的海水饵料培养和水产应用提供基础。     

米氏凯伦藻(Km02)共培养细菌群落的研究

米氏凯伦藻作为我国沿岸典型的有毒赤潮甲藻,近年来赤潮频度越来越密,赤潮规模越来越大,持续时间也越来越长,造成了严重的经济损失,并且威胁到海洋生态系统的健康。众多研究表明藻际细菌可能是影响赤潮生消与有毒藻产毒的关键生物影响因子。为揭示米氏凯伦藻共培养菌群的物种多样性信息,本文通过高通量测序技术手段,分析了我国沿岸产米氏凯伦藻(Km02)共培养菌群的种类、丰度、多样性及系统发育信息。结果显示,米氏凯伦藻(Km02)共培养菌群共有40个种与已有数据库匹配,隶属于4个门(Phylum),11个纲(Class),21个目(Order),26个科(Family),37个属(Genus)。其中优势菌属有8个(5%),分别为Balneola(20.28%)、 Marinobacter(19.25%)、Rhodobacteraceae科下的未知属(13.15%)、Alteromonas (8.88%)、Methylophaga (8.17%)、Thalassospira(6.24%)、Reichenbachiella (5.92%)及Mesoflavibacter (5.41%)。研究结果表明我国沿岸产米氏凯伦藻(Km02)含有生物多样性较高的共培养菌群,且具有探寻未知海洋细菌的潜力,同时该研究结果也为未来更进一步研究细菌群落对米氏凯伦藻赤潮暴发与消亡,以及产毒特性等机制的研究提供了实验方法与奠定了理论基础。