深海热液喷口金属硫化物中甲烷菌的多样性研究

对两个来自太平洋洋脊胡安·德富卡的两个热液烟囱的金属硫化物4136-2和4148-B1进行甲烷菌甲基辅酶 M 还原酶的编码基因 mcrA 的序列扩增,构建克隆文库并进行分子进化分析.结果表明在这个甲烷富集的热液喷口周围含有丰富的甲烷产生菌,没有任何甲烷氧化菌存在.两个硫化物样品的甲烷产生菌种类完全不同.在4136-2硫化物中的甲烷产生菌都与热液口的高温环境有关系,主要属于甲烷球菌目的甲烷暖球菌(Methanocaldococcus),少部分属于甲烷火菌目甲烷嗜高热菌属的坎氏甲烷嗜高热菌(Methanopyrus kandleri).与这两个属的可分离菌株的氨基酸同源性为89%~97%,核苷酸同源性高达92%~100%.4148-B1硫化物中发现的一类疑似甲基辅酶 M 还原酶的编码序列,它们与已知的甲烷菌 mcrA 序列核苷酸同源性为69%~72%,氨基酸同源性仅为43%~47%.这可能是由于4148-B1来自于正在喷发的超高温热液喷口相关.由于与已发表的甲烷菌克隆子或菌株同源性较低,有可能是热液口特有的以前未发现的甲烷菌     

印度洋深海热液区贻贝足丝结构和性能特征研究

贻贝营半固着生活,依靠足丝将自己牢固地黏附在底物上.足丝的结构和性能对贻贝的正常生命活动至关重要.为研究热液区极端环境下深海贻贝足丝的结构和性能,采集了印度洋龙旂深海热液区的贻贝(Bathymodiolus marisindicus)足丝,对其力学特性、结构特征和组分进行了分析.力学性能测试发现与近海贻贝(Mytilu...     

西南印度洋深海热液区铠甲虾初探

简述了深海热液区铠甲虾的分类研究现状,整理出铠甲虾总科下属科的形态分类检索表,并对2008年10月-2009年2月中国大洋科考第20航次在西南印度洋深海热液区获得的铠甲虾样品进行详细的形态描述和分类,初步鉴定为5种,隶属于2科5属,分别是:劣柱虾科(Chirostylidae)的折尾虾(Uroptychus sp.),...     

基于光学技术的水下气泡探测实验研究

热液/冷泉溢出含有硫化氢、甲烷、二氧化碳等化学成分的气泡。实验室模拟海底热液/冷泉资源溢出气泡环境搭建了实验平台,以甲烷气体为实验气体,在黑暗环境下用高速光电探测器对气泡后向散射光进行接收,用拉曼光谱仪实现甲烷气体气泡后向散射光的拉曼检测,并与计算拉曼光谱比较。由结果可知激光拉曼光谱可以探测到气泡后向散射光,并识别气泡中含有的气体成分。通过探测气泡成分,从而判定这些气泡是否来自海底热液/冷泉等甲烷资源溢出。这样的探测方式,探测准确率高,缓解探测深度,同时避免探测设备直接与海底资源直接接触而造成的寿命缩减,为将来的海洋探测与实际应用打下了良好的基础。     

深海热液区底栖生态环境探测技术研究进展

针对热液区生态科学研究和海底硫化物可持续开采所需的底栖生态环境探测,本文阐述了热液区的生态环境特点,以及热液区多金属硫化物开采存在的潜在环境问题。之后,归纳海底取样和光学影像调查等常用方法并指出存在调查点原有生态的破坏问题。梳理国内外发展的光学类和化学类深海原位生态环境探测传感器及国内投入海洋科考的深海着陆原位探测平台。对比当前应用于海洋发声物种识别的模式识别算法,分析虾蟹类栖息地声信号的探测方法。最后,对降低取样及影像调查对环境的影响、深海生态环境原位探测传感器的性能优化和虾蟹类栖息地生境声学探测技术等进行展望。本文将为热液区底栖生态环境探测方法研究提供参考。     

东太平洋海隆深海热液区沉积物微生物多样性的研究

提取东太平洋海隆区深海热液系统沉积物样品的总DNA,构建沉积物中的细菌16S rDNA 克隆文库,通过PCR-RFLP分析与序列测定,对沉积物中的微生物类群及其与环境的关系进行了分析.结果表明,该海区沉积物中的36个克隆代表的22种基因型分别属于7个主要类群,其中变形菌(Proteobacteria)的γ-亚群为优势菌群,α-和β-亚群也均有分布;而硫氧化相关共生菌的属(sulfur-oxidizing symbionts)为优势种属.系统发育分析表明,在该沉积物中细菌主要是跟共生有关、跟C、S代谢相关,大多还能在无氧和高温环境的条件下生存,说明采样点具有典型的深海热液生态系统的特点,甲烷代谢和硫代谢在该区域的深海物质能量循环中占据着重要地位.另外大量新的极端微生物的存在,预示着该区域的微生物资源有着非常大的开发潜力.     

深海热液喷口生物群落的研究进展

深海热液喷口生物群落并不依赖光合作用获取能量,它们是一类独特的生物类型,其食物链的基础是化学合成细菌,这些细菌依靠喷口热液中的还原无机物氧化．利用CO。合成有机碳,它们共生于大个体动物的软组织或绍中,向寄主提供生存必需的有机碳。地质时期古热液喷口生物群落的研究还表明,该类生物群落在古生代（可能更早）即已出现。此外,现代热液喷口与古热液喷口生物群落的比较研究,在探索该生物群落乃至早期生命的起源、演化方面也取得了可喜进展。     

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.     

印度洋深海热液区可培养细菌的分子鉴定与系统发育分析

采用MMJHS寡营养培养基从印度洋深海热液区沉积物和热液硫化物中分离获得16株细菌,通过16S rDNA序列比对和生理生化分析,对它们进行了鉴定并构建了系统发育树.结果表明,12株细菌属于γ-变型菌(γ-Gammaproteobacteria),其中6株属于盐单胞菌属(Halomonas),4株属于嗜冷杆菌属(Psychrobacter),2株属于食碱菌属(Alcanivorax);其余4株属于芽孢杆菌(Bacillus),其中1株为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis).分离获得的16株细菌中,4株为革兰氏阳性细菌,12株为革兰氏阴性细菌;H2S反应、吲哚测定反应、M.R和V-P均呈阴性.本研究为深入认识和开发利用深海热液区微生物资源奠定了基础.     

深海热液环境中脂肪酸组成的研究进展

1977年科学家们在东太平洋拉帕戈斯裂谷发现了深海热液喷口,揭示了以化能合成为基础的一个新的生命世界。围绕喷口的热液环境不同于一般深海环境,具有异常的化学特征:高温、高压且硫化物含量丰富,因此,接近热液的生物,     

深海潜器耐压圆柱壳结构计算和校核方法研究

文中比较了中美两国潜器规范中各特征量的计算方法和校核准则,分析了异同点,并给出数值算例。针对潜器特性,对目前我国潜器规范中可能需要修改的地方进行了初步分析。     

用于测量海水温度和压力光纤传感器

文章从理论上分析了布里渊散射光的频移和强度与海水温度和应力的关系,针对分布式布里渊散射光纤传感器测量海水温度和压力的测量原理进行了论述,对该测量系统的构成以及测量的实现进行了探讨。     

中原文209井区高温高盐油藏聚合物驱室内实验的评价

聚合物驱作为油田开发晚期的一种重要的技术手段,得到了大规模的推广应用。但是目前聚合物驱主要用于中低温、中低盐油藏,而对于很多高温高盐的油田应用比较少,因此,开展适合于高温高盐油藏聚合物的室内实验研究,进而拓宽聚合物驱的应用领域,实现聚合物在高温高盐油藏的实际应用,为聚合物驱在高温高盐油藏的应用和推广提供了技术和实践依据有着非常重要的意义。     

印度洋深海热液区一株盐单胞菌Halomonas sp.YD-7的分离鉴定及研究

从印度洋深海热液区沉积物中筛选到一株耐盐菌,菌株形态呈杆状,长1.5～2.0 μm,宽0.5～0.7 μm,属革兰氏阴性菌,生长适温为4～55 ℃,最适为35 ℃;pH测试范围为4.0～10.5,最适为7.0;测试NaCl浓度为0～5.13 mol/L,最适为0.86 mol/L,该菌属于兼性厌氧菌.经16S rDNA鉴定该菌属于γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)盐单胞菌属(Halomonas),命名为Halomonas sp. YD-7.该菌与菌株Halomonas sp. ANT9086在进化位置上最为接近,同源性达98.1%,有可能是新种.对该菌株的生理生化特性进行了研究,发现该菌具有很强的适应能力,对温度、盐度和氧气的适应范围广.该菌株还具有很强的耐受和去除Mn2+的能力及一定的耐受和去除Cr6+的能力.表明该菌在污水处理与生物修复方面可能具有重要的应用价值.     

太平洋中低纬海水中的二氧化碳分布特征及其与海洋环境条件的关系

根据1986年11月至1990年6月进行的中美热带西太平洋海-气相互作用(TOGA)联合考查和1995年10月至1996年6月“中日副热带联合调查”期间获得的14个航次大气和海水CO₂的观测资料,给出了主要观测海区CO₂的源与汇的分布特征:在赤道地区5°N~5°S,130°~165°E观测到的表面水中二氧化碳分压的值超过了大气中二氧化碳分压1.5~4.5 Pa,结果表明该海区对大气CO₂而言是源,但是该值远小于在中赤道测到的+9.1 Pa和在东赤道太平洋所测的+15 Pa的值.由此表明热带太平洋CO₂源的强度是向西减弱的.副热带海区在秋季对大气CO₂而言是较强的源,春季是汇.对影响海水CO₂变化的主要因素温度、盐度等进行了讨论,表明CO₂的分布变化直接受海流、水团、黑潮和ENSO事件影响.     

高温乳化压裂液的研制及性能评价

室内研制了一种配制W/O型乳化压裂液所需的乳化剂,并讨论了乳化剂加量、油水比、搅拌强度对乳状液稳定性的影响,得到了不同温度（90℃、120℃和130℃）条件下油包水乳化压裂液配方,并对乳化压裂液配方进行耐温耐剪切性能、流变参数、滤失性能及地层伤害性进行了工程评价.实验证明该配方的流变性能满足压裂液对液体的要求,滤失量较小,针对南堡油田东一段储层岩心,与水基压裂液相比,可降低压裂液对地层的伤害率达20％以上.在130℃条件下,170s-1的剪切速率下,剪切120 min后,表观黏度为88 mPa·s,可满足中、高温深井、水敏性储层压裂改造.     

耐高压高精度快速时间响应温度传感器的封装技术

文章详细阐述了耐高压高精度快速时间响应温度传感器的设计方法和封装工艺,并给出了温度传感器测试时间响应的方法以及目前达到的水平。对该项技术应用作了介绍。     

基于预应力钢丝缠绕技术的深海超高压试验装置研制与应用

深海超高压环境模拟试验装置是深海关键技术与装备研究中必不可少的测试装置。采用传统的一体式压力筒研制大直径、超高压试验装置时难以克服应力集中的问题,安全性较低且造价昂贵。采用预应力钢丝缠绕技术研制的深海超高压环境模拟试验装置克服了其局限性,该装置是目前国内工作压力最高、可实现筒内环境数据监测且升降压自动控制的压力试验装置。文中简要介绍了该装置的系统组成及研制过程中主要关键技术问题及解决方法,最后介绍了典型实验应用,为深海超高压环境模拟试验装置的研制与应用提供参考。     

Ecological aspects of hydrothermal vent animals in captivity at atmospheric pressure

Hydrothermal vent animals were kept and displayed at atmospheric pressure with an artificial hydrothermal vent system in Enoshima Aquarium, Fujisawa, Kanagawa, Japan. The artificial hydrothermal vent system was composed of a main rearing tank, a heating tank, a hot water outlet with added Na₂S as the source of H₂S, and added CO₂ for chemosynthetic bacteria and pH regulation. When the need arises, a dissolved oxygen control unit and submersible heaters can be attached. We are now rearing hydrothermal vent crabs (Austinograea yunohana), hydrothermal vent galatheid crabs (Shinkaia crosnieri), vestimentiferan tubeworms (Lamellibrachia satsuma), hydrothermal vent shrimp (Opaepele spp.), hydrothermal vent barnacles (Ashinkailepas seepiophilia and Neoverruca sp.), and tonguefish (Symphurus sp.). In the artificial hydrothermal vent tank, shrimp and crabs have been observed to cluster close to the artificial hydrothermal vent. In particular, large (adult) crabs needed a heat source to live in the aquarium over a long term. Additionally, some species (A. yunohana, S. crosnieri, Opaepele sp. and Symphurus sp.) have spawned and hatched in captivity. It is likely higher water temperatures are needed for egg and larval development compared with temperatures for adult requirements.     

高温胁迫对三角褐指藻和纤细角毛藻叶绿素荧光动力学的影响

研究高温胁迫(35~50℃)对三角褐指藻和纤细角毛藻叶绿素荧光动力学的影响。利用调制式叶绿素荧光仪(Wa-ter-PAM)测定了:PSⅡ的最大光能转化效率(Fv/Fm);PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo);PSⅡ的实际光能转化效率(ΦPSⅡ=yield);光合电子传递效率(ETR);光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)等主要参数。结果表明,与对照组相比,高温胁迫下2种硅藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR和qP均明显降低,并且随着胁迫温度的升高,胁迫时间的延长,下降幅度也逐步增大;NPQ则先升高后下降。另外,还对高温胁迫下2种硅藻的响应机制以及叶绿素荧光技术在筛选耐高温微藻品系中的应用进行了初步探讨。