极地深层冰川微生物研究的现状与意义

极地冰芯的研究对于揭示过去环境的变化规律和预测未来气候环境具有重要意义 ,我国科学家在此领域取得了一系列丰硕成果 ,跨入了国际领先行列。冰芯微生物的研究在国外近年来才刚刚开始 ,并且日益受到重视。南北极和低纬度地区高山冰川深层冰芯中封藏着几千年甚至几十万年的微生物 ,对它们的研究将为微生物多样性研究、过去环境的变迁、生物基因的进化甚至生命起源的研究开辟新的途径     

极地微生物基因组挖掘现状与展望

测序技术的快速发展极大地促进了微生物基因组相关研究。极地微生物基因组的测序与研究虽然启动略晚,但迅速成为极地微生物研究的一个重要内容。极地微生物基因资源具有重要的战略意义与社会效益,但针对极地微生物基因组的深入研究以及基因资源的深度挖掘仍然非常有限,没有真正发挥基因组测序的作用与价值。本文总结了国际上极地微生物基因组相关研究现状与主要的研究方向,分析了极地微生物基因组挖掘潜力与目前研究的不足之处,并在此基础上提出了重点需要突破的方向。极地微生物基因资源潜力巨大,加强对极地微生物基因资源的挖掘将为未来生物技术的发展提供更多可能性。     

极地微生物菌种数据库的设计及其功能简述

极地微生物菌种数据库,在功能设计上不仅考虑到共享中国极地科学数据库系统的元数据管理、用户权限认证和后台数据管理功能模块与部分数据,而且考虑到新开发的用户管理模块、数据管理与维护模块、数据查询模块,以及文献信息要求等的特殊性。其技术架构采用基于WEB的浏览器/服务器模式。数据库设计中除考虑到管理的主体对象--菌种资源信息外,还考虑用户、资源利用和成效跟踪等相关信息,并通过相关联的用户与权限系统、数据管理与维护系统和数据发布系统,实现用户与操作、资源与利用的一体化管理。该数据库不仅实现多种信息的综合管理与实时发布,而且提供定制式、人性化管理与用户界面以及综合统计和报表等多项功能。     

极地海洋石油烃污染物的生物降解研究进展

随着南极考察活动的发展和北极地区的开发利用,极地海洋中的石油烃污染逐渐增多。由于这些地区常年处于低温状态,石油烃的自然降解非常缓慢。生物降解是修复污染的一个主要机制,具有经济、高效的特点。极地海洋环境中存在着大量烃降解菌,它们在清除当地石油烃污染中发挥了很大作用,并显现出了低温修复的潜力。本文从极地海洋环境中的石油烃降解菌、影响低温降解的因素、降解基因和低温生物修复四个方面介绍了国外对该领域的研究成果。     

南极低温微生物研究及其应用前景

南极由于其独有的地理及气候特征,蕴育了丰富的低温微生物资源。这些低温微生物具有独特的分子生物学机制和生理生化特性,它们不但在南极生态环境系统中占有重要的地位和作用,在基础研究和生物工程应用方面同样也具有相当大的潜在价值。本文从开发利用南极微生物资源的角度出发,简述了近年来国内外有关南极低温微生物的研究状况及取得的研究成果（重点在微生物生理生化方面和遗传方面）,并进一步探讨了南极低温微生物在环境保护、食品、化工及医药等多个领域中的开发应用前景。     

极地环境污染物的微生物降解及其生物修复研究进展

随着人类社会的发展及其对未知世界探索能力的提高,环境污染目前已演变成为全球性问题,即使是远离人类居住地的南北极地区也不能幸免。任何污染在极地这样一个生态系统组成单调、环境承载能力脆弱的地方都可能带来严重后果,因此极地环境的污染治理尤为迫切。生物修复技术作为环境治理的重要方法与手段,受到了普遍关注。本文简要介绍了极地环境的污染现状以及近年来应用微生物开展极地环境污染物降解与生物修复的主要进展,并就研究中的一些潜在问题展开讨论。极地环境的污染治理与生物修复,将是21世纪环境微生物学研究人员的一项重要使命。     

极地酵母菌的发现与应用

极地酵母菌要适应极地的极端环境,需以独特的适冷策略来维系生命,包括产生抗冻蛋白、不饱和脂肪酸、胞外多糖、色素和冷活性酶等.这些产物蕴含着巨大的开发潜力和商业价值,用于食品、农业、医药、纺织和卫生等领域.尽管关于极地酵母的研究已持继一个多世纪,但人们对其地理分布、多样性和生态功能的认识还存在明显不足,有待进一步的探索开发...     

楚科奇海和白令海的海洋低温微生物调查

在 1 999年北极夏季期间对楚科奇海和白令海的海洋低温微生物进行了调查。在楚科奇海 ,海洋细菌和海洋真菌的检出率分别为 1 0 0 %和 >94% ,其相应的总量一般分别为 >1 0 3 cells/cm3 和 1 0 1— 1 0 3 cells/cm3 ;在大多数站位 ,海洋细菌的总量通常都高于海洋真菌的总量 ;从表层至 1 0 m或 3 0 m深层的海水区域 ,分布有丰富的海洋微生物。调查结果还显示 ,不同站位间的海洋微生物总量存在明显差异 ,海冰的融化和海水中的盐度可能是影响这一海区海洋微生物总量的重要因素。在白令海 ,海洋细菌的检出率为 1 0 0 % ,其总量一般在 1 0 2 — 1 0 3 cells/cm3 ;海洋真菌的检出率 >84% ,其总量一般也在 1 0 2 — 1 0 3 cells/cm3 。白令海不同站位间的海洋微生物总量也存在较大的差异。调查结果证实在楚科奇海和白令海的确存在大量的低温海洋微生物 ,在所研究的海洋细菌中 ,分别有 81 %的楚科奇海细菌和 88.9%的白令海细菌能够在低温条件下 (<1 0℃ )良好生长 ,而且有部分菌株能够在低温条件下分解利用淀粉或纤维素等多糖物质以满足自身生长的营养需求。这些海洋低温菌株为进一步开发利用这些海域的海洋微生物资源提供了充足的材料     

MODIS极区遥感应用研究进展

卫星遥感技术在极地区域的应用日益广泛,中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,即MODIS)则是遥感领域的重要卫星传感器之一。MODIS传感器,包括它的搭载平台、系统构成、硬件特征、波段范围及一般性应用都在文章中进行了全面性地描述。着重介绍了MODIS在极区遥感应用研究的进展,具体阐述了MODIS在极区地貌、极区大气和极区海洋方面的应用。在每个方面都列举分析了国内外的相关研究实例,充分说明了MODIS在极地区域的广泛应用现状。     

极地科学考察船载ADCP资料处理

自1995年“雪龙”号安装了可在走航时测定海水流速、流向的船载ADCP起,我国极地科学考察已经积累了丰富的走航ADCP资料。从极地科考走航ADCP资料中准确地提取海流信息,对南大洋以及南极毗邻海域的海流研究具有十分重要的现实意义。通过对影响海流信息提取的干扰因素分析,本文给出了针对极地科学考察船载ADCP资料处理的解决思路。只有在数据质量检查的基础上,时间一致性调整和船首向罗盘角度调整后,通过剔除船速信息才能准确地提取出海流信息。     

微生物在镍污染土壤修复中的作用

虽然镍是一种必需的微量营养元素,但在较高含量时,对土壤微生物会造成毒害。在长期受镍胁迫土壤中,土壤细菌、真菌、内生菌根、外生菌根中的某些种类产生了体内和体外的抗性机制以减少镍的毒害作用。通过微生物的吸收、沉淀、络合等作用,可以减少土壤中重金属的迁移性和生物毒性;另外,某些根际微生物还能提高超富集植物对重金属的提取效果。分析结果表明,利用根际微生物和植物的共生关系强化植物修复的效果是可能的。     

极区极夜期间E层占优电离层的分布特征

E层占优电离层是指E层的峰值电子密度大于F层的峰值电子密度（N_mE>N_mF）时的电离层,记为ELDI（E-Layer Dominated Ionosphere）。针对ELDI,利用2007-2010年的COSMIC (Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate satellite)掩星数据,在修正地磁纬度-磁地方时标系下统计分析了它在南北极区极夜期间（南北半球的冬至日前后30天）的分布特征,结果表明极夜期间电离层ELDI特征明显,其分布与极光椭圆位形基本一致,而且其在夜侧的发生率较高,特别是磁子夜之后,北极为70%左右,而南极为90%左右;另外南极的ELDI特征在磁纬度分布上要略宽于北极的分布范围。在ELDI高发区,电离层峰值电子密度要高于其两侧地区,特别是在夜侧,尤其是磁子夜前的峰值电子密度要接近甚至大于磁正午的峰值电子密度,在南极地区格外明显;而且ELDI高发区内的E层的电子含量（TECE）、电离层总电子含量（TECI）及TECE占TECI的比重（TECEI）都高于其两侧地区,北极TECE和TECI大于南极,而TECEI则是南极大于北极。这些现象主要是由于极夜期间极区高能粒子沉降引起底部电离层电离率增大所致;同时,由于地磁轴偏离地理轴的程度在南极要大于北极,使得极夜期间南极地区的电离层的电子密度,特别是在F层要相应地小于北极地区,从而导致了极夜期间南北半球极区电离层ELDI特征之间差异。     

中国极地冰冻圈网络数据库建设

中国极地冰冻圈数据库是“中国极地科学数据库”的子数据库之一 ,它是我国极地科学研究的一项基础性工作。已建成的中国极地冰冻圈网络数据库主要包括冰川物理特性、冰川化学数据、海冰、气象、遥感和地理信息系统等 6个数据子库 ,其中遥感数据由于数据量大 ( 30G) ,在线仅提供数据目录 ,其余 5个数据子库在线数据量达 1 .5G左右。该数据库系统利用MicrosoftWindows 2 0 0 0Server作为Web服务器 ,选择MicrosoftSQLServer 7.0作为数据库管理软件 ,利用InternetInformationServer 5 .0和SybasePowerDynamo配置因特网服务器 ,功能上可以实现WWW服务和FTP服务。整个系统采用了因特网 (Internet)与客户机 /服务器 (Client/Server)相结合的技术 ,用户在权限范围内可以通过WWW服务网址方便地实现对网上资源的检索、浏览、打印、下载等功能     

极地生态环境监测与研究信息平台的设计与实现

从我国极地生态环境监测的现状与迫切需求出发,提出和设计了构建极地生态环境监测与研究信息平台方案,重点实现对现场监测平台以及监测与研究信息资料的整合共享和科学管理。采用UML进行了系统的需求分析、静态建模和动态建模,最后应用Portal技术实现了平台建设,用实践证明了平台设计方案与技术的可行性。     

星载激光测高及其在极地的应用研究分析

提要采用卫星测高技术研究两极冰面高程变化和物质平衡状态是目前国际研究的一个热点。本文首先叙述了IcEsat卫星任务,包括系统构成、基本原理和数据产品等,然后结合极地研究的主题和具体任务,分析了星载激光测高技术用于监测两极冰雪变化的优越性和应用前景,为今后利用多种卫星遥感遥测技术研究极地冰雪变化打下基础。