高压技术在深海沉积物兼性嗜压菌的筛选和鉴定中的应用

通过自行改进的高压培养罐及高压设备,对深海沉积物进行可培养微生物的筛选,获得6株具有较强耐受压力的细菌.16SrDNA的测序结果表明这些细菌分别属于6个不同的菌属.压力生长试验的结果表明这6株细菌在40MPa的条件下仍然具有较强的生长能力,属于兼性嗜压菌.对不同压力下生长的细菌做显微镜检,结果显示,除了一株芽孢杆菌在40MPa下的菌体形态发生了明显的变化外,其它5株细菌在压力条件下的菌体的分裂均没有受到明显的影响.     

基于浒苔暴发海水池塘的微生物生态特征研究

为研究浒苔对海水养殖环境微生物生态的影响,采用Illumia高通量测序技术测定冬季垦区进水区、浒苔暴发的池塘和排水区水体以及底泥中菌群结构,分析进水区、池塘养殖区和排水区的环境微生物结构演变过程。结果表明:（1）γ-变形细菌、α-变形细菌、放线菌、拟杆菌和δ-变形细菌为海水养殖区的优势细菌门类;（2）进水区水体和底泥微生物种类和多样性指数均高于浒苔池塘和排水区;浒苔暴发的池塘和排水区微生物群落结构较为相似;（3）浒苔池塘的水体微生物以异养细菌为主,底泥以脱硫杆菌等厌氧细菌为主,增加了底泥潜在产生硫化氢的危害;（4）进水区水体含有丰度较高的弧菌和鱼立克次氏体等条件致病性病原菌,而浒苔池塘中含量较低,说明浒苔对弧菌等有一定的抑制作用;但浒苔暴发的池塘和排水区中另一种潜在致病菌黄杆菌类的丰度较高,养殖品种务必防患此类病菌感染疾病的发生。本文从微生态学角度全面揭示浒苔对近岸海区、海水池塘和排水区微生态演变过程的影响,发现了浒苔具有抑制和增加不同致病菌的双重作用,这对水产养殖有一定指导,也为浒苔发生原因、预报、预防等研究提供一定理论参考。     

冬季刺参养殖环境与肠道内细菌菌群的研究

运用传统细菌分离培养与分子生物学技术相结合的方法,对2008年11月至2009年1月冬季刺参(Apostichopus japonicus Liao)养殖池塘环境(养殖水、底泥、附着基)及刺参肠道内的细菌菌群进行了分析。应用平板稀释涂布培养计数法测得刺参养殖池塘水体、底泥、附着基和肠道细菌数量分别为0.75×102～1.4×104cfu/mL、8.7×104～8.1×105cfu/g、3.8×105～2.8×106cfu/g、7.1×105～1.5×107cfu/g;根据形态学差异从培养所得的细菌中筛选得到22株菌,用限制性内切酶Rsa I和Msp I对所分离菌株进行ARDRA(Amplified rDNA Restriction Analysis)分析,这22株菌被分为8种不同的分类单元(Operational Taxonomic Unit,OTU),其中OTU2与OTU3所包含的菌株分别占分离菌株种数的30%和20%;此外,作者对不同环境培养所得的优势度最高的细菌进行分子鉴定分析。结果表明:水环境中优势菌为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)、门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina)及巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium),沉积物中优势菌为巨大芽孢杆菌(B.megaterium)、施氏假单胞菌(P.stutzeri)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis),附着基中优势菌为巨大芽孢杆菌(B.megaterium)、苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis),灿烂弧菌(Vibrio splendidus),肠道中优势菌为巨大芽孢杆菌(B.megaterium)、苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis),灿烂弧菌(V.splendidus)、施氏假单胞菌(P.stutzeri)。通过对冬季刺参池塘细菌菌群多样性分析和优势菌鉴定,为筛选低温益生菌和防治刺参疾病提供了有益参考。     

海洋石油降解微生物的分离鉴定

以柴油为惟一碳源,从胜利油田黄河码头和厦门储油码头两个海水样品中富集得到两组柴油降解菌,共9株细菌,1株真菌,它们对柴油都有降解能力.16SrDNA鉴定结果表明这9株细菌中有3株摩加夫芽孢杆菌、1株施氏假单胞菌、1株腊样芽孢杆菌、1株反硝化产碱杆菌.1株阿氏葡萄球菌、1株食烷菌和1株类似很小海旋菌的未知新菌(M-5),其中B-5对柴油的降解能力最强,已报道的食烷菌属中其他种的同源性最高,为95.2%,表明它是该属中的一个新种.实验中获得的惟一一株真菌M-3属于假丝酵母,对柴油有较强的降解和乳化能力.实验中还从B5和施氏假单胞菌M-2中扩增到了烷烃降解的限速酶烷烃单加氧酶的基因片断,其中B5编码了一种新的烷烃单加氧酶.这些菌在石油污染的海水自净中起着重要作用,可用于海洋石油污染的生物修复.     

生防细菌K2-1对大菱鲆病原菌的抑制作用及其抗菌特性分析

为探讨生防细菌应用于水产养殖动物细菌病防治的可行性,作者从厦门市海沧港口污泥中筛选到一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)K2-1,利用琼脂扩散法发现其发酵上清对大菱鲆(Scophthalmus maximus)养殖常见致病菌——副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、爱德华氏菌(Edwardsiella)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus))有较强拮抗作用。进一步分析抗菌物质的部分特性,结果显示,蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)K2-1发酵产生的抗菌物质含有蛋白(肽)类成分,该抗菌物质具有一定的耐热性,其在温度40~70℃的条件下保持较好的抑菌效果,对酸碱度也有很强的耐受力,pH在3.0~9.0范围内,活性降低少于15%,对紫外线不敏感,对胰蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶也不敏感,但对蛋白酶K敏感。从实验结果可以初步确定该菌具有较好的开发价值。     

常压室温等离子体技术诱变选育鲅鱼抗氧化肽发酵菌株

鲅鱼(Spanish mackerel)加工后的废弃物富含蛋白质,为了提高蛋白质的利用率并减少环境污染,可以采用微生物发酵的方法酶解这部分蛋白质制取抗氧化活性肽。本实验室已经筛选出一株芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Hy-2,以其发酵水产加工废弃物得到了具有较高抗氧化性的产物。为了进一步提高产物的抗氧化性,作者以该株产蛋白酶芽孢杆菌Hy-2为出发菌,采用常压室温等离子体(ARTP)诱变的方法筛选出1株突变菌Hy-23,以鲅鱼加工后的废弃物为原料,接种该突变菌株进行发酵,得到了具有一定抗氧化活性的发酵产物,酶解物总抗氧化活性提高了12.4%。经遗传稳定性测定,该芽孢杆菌突变株在传代8次之后其遗传稳定性仍然良好。     

来自大黄鱼(Pseudosciaena crocea)肠道的弧菌拮抗菌的筛选与鉴定

采用点种法并以副溶血弧菌(Vp1.2164)和溶藻弧菌(Va-Y)为弧菌指示菌,对从健康的大黄鱼肠道内分离的115株细菌进行体外拮抗试验。并对筛选出的拮抗菌进行抗菌谱测定,最后利用VITEK-32细菌快速鉴定系统和16SrRNA基因序列对拮抗菌进行鉴定。结果表明,从中筛选到3株有较强拮抗作用的菌株,编号分别为X1402-1、X1108和X3914,且菌株X1402-1的抗菌作用最强,抗菌谱最广,21株病原指示菌中,对16株均能产生较强的抑制作用,其中对Vp-1.2164的抑菌直径最大,达到28.5mm,对Va-Y的抑菌直径为8.7mm;其次为菌株X1108和X3914,对两种指示弧菌的抑菌直径分别为:12.0mm、9.0mm和0mm、7.2mm。经VITEK-32细菌快速鉴定系统鉴定,3株拮抗菌分别与铜绿假单胞菌,恶臭假单胞菌,地衣芽孢杆菌的相似性均为99%。通过16SrRNA基因序列分析表明,3株拮抗菌分别与类产碱假单胞菌Pseudomonas pseudoalcaligenes(EU419918)、恶臭假单胞菌Pseudomon asputida(FJ440105)和地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis(DQ988136)的16SrRNA基因同源性最高,分别为100.0%、97.5%、99.0%。综合分析试验结果,X1402-1、X1108和X3914分别被确定为类产碱假单胞菌、恶臭假单胞菌和地衣芽孢杆菌。     

扁浒苔PCR 快速检测方法研究

扁浒苔(Ulva compressa)能够导致绿潮灾害,对其开展快速检测技术研究是预防和控制其危害的重要技术手段。根据石莼属不同种类核糖体基因转录间隔区域(ITS)的序列设计了一对检测扁浒苔的特异性引物,并对其反应条件和体系进行了优化。PCR特异性检测结果表明,供试扁浒苔均扩增出与预期大小相一致的330 bp产物,而对缘管浒苔(Ulva linza)、浒苔(U.prolifera)、曲浒苔(U.flexuosae)、孔石莼(U.pertusa)的检测结果全为阴性。PCR灵敏度试验表明,该PCR体系最低可以检测到10 pg的扁浒苔DNA模板。本快速检测方法为扁浒苔的早期识别与有效治理提供了科学依据,对相关扁浒苔产业和生态学等研究也具有一定参考意义。     

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.     

浒苔(Ulva prolifera)共附生细菌群落结构分析的引物优化

海藻共附生细菌密切参与宿主的生长发育、营养吸收等重要过程,浒苔(Ulva prolifera)是构成黄海绿潮的唯一优势种,对其共附生细菌开展群落结构分析,有望为成灾机制研究提供重要线索。由于植物叶绿体基因组同时具备原核特征和高拷贝数,会严重干扰共附生细菌基于16S rDNA的序列扩增。高等植物中开发了通用引物799F,利用其3′末端与植物同源区的非配对双碱基,可实现对细菌来源序列的特异性扩增。本文针对多个浒苔群体样本,首次评价了引物799F在藻类中的适用性,发现799F的3′末端与浒苔叶绿体同源区仅存在非配对单碱基,其扩增仍会受到浒苔叶绿体严重干扰。在引物799F的基础上,设计了新引物800F,与通用反向引物1492R配对扩增细菌16S rDNA中具高分辨率的V5-V9可变区,配合使用具热启动功能、同时不具校对功能的DNA聚合酶,可基本完全避免浒苔叶绿体来源序列的扩增,并阐明了方法的原理。优化的引物扩增方案可用于浒苔共附生细菌群落结构分析。     

紫菜养殖筏架上定生浒苔对黄海绿潮的贡献

Green tides caused by the unusual accumulation of high floating Ulva prolifera have occurred regularly in the Yellow Sea since 2007. The primary source of the Yellow Sea green tides is the attached algae on the Pyropia aquaculture rafts in the Subei Shoal. Ulva prolifera and Blidingia(Italic) sp. are the main species observed on Pyropia aquaculture rafts in the Subei Shoal. We found that U. prolifera has strong buoyancy and a rapid growth rate, which may explain why it is the dominant species of green tides that occur in the China's sea area of the Yellow Sea. The growth rate of floating U. prolifera was about 20%–31% d–1, which was much higher than Blidingia(Italic) sp. There were about 1.7 × 10~4 t of attached algae on the Pyropia aquaculture rafts in May 2012. We found that 39% of attached algae could float when the tide rose in the Subei Shoal, and U. prolifera accounted for 63% of the floating algae. Our analysis estimated that about 4 000 t of attached U. prolifera floated into the surrounding waters of the Subei Shoal during the recycling period of aquaculture rafts. These results suggest that the initial floating biomass of large-scale green tides in the Yellow Sea is determined by the U. prolifera biomass attached to Pyropia aquaculture rafts, further impacting the scale of the green tide.     

超微粉碎浒苔(Enteromorpha prolifera)对花鲈生长、非特异性免疫及消化酶活性的影响

浒苔(Enteromorpha prolifera)是绿藻门(Chlorophyta)石莼科(Ulvaceae)的一属, 因水体富营 养化等原因而大量繁殖, 危害海洋生态系统, 同时富含营养物质和活性物质, 具有提高机体免疫、促 进动物生长和加快机体营养物质代谢等功能。本研究以超微粉碎技术加工浒苔, 以水产经济鱼种花 鲈(Lateolabrax japonicus)为研究对象, 分6 个浓度梯度(0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%), 研究浒苔对花鲈 生长性能、非特异性免疫及消化酶活性的影响, 结果显示: 4%组显著降低了花鲈鱼体水分含量及肝 指数(HSI), 显著提高了鱼体粗蛋白含量(P<0.05); 3%组显著提高了花鲈的增重率(WGR)、特定生长率 (SGR)、胃肠组织中蛋白含量(TP)、肠道中蛋白酶、淀粉酶(AMS)、脂肪酶(LPS)活力以及胃LPS 活 力(P<0.05), 而显著降低了胃组织中AMS 和蛋白酶活力(P<0.05), 同时3%组显著提高了花鲈肝脏中 碱性磷酸酶(AKP)活力以及TP 含量, 血清中AKP、超氧化物歧化酶(T-SOD)、溶菌酶(LSZ)活力 (P<0.05), 显著降低了肝脏中谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT)活力(P<0.05).本研究认为, 饲料 中添加超微粉碎浒苔能够明显提高花鲈的生长性能、肠道消化酶活力及非特异性免疫力, 且最佳添 加量为3%.本研究可为其变废为宝, 缓解绿潮带来的环境压力, 研发新型饲料添加剂, 提高水产养 殖经济效益提供理论基础。     

浒苔光照和盐度胁迫响应基因UpMYB44的克隆与表达分析

为证明R2R3-MYB转录因子在浒苔响应非生物胁迫例如盐度和光照的过程中发挥的重要调控作用,利用实时荧光定量PCR、酵母双杂交系统、亚细胞定位等技术,研究获得了浒苔UpMYB44基因1 437 bp的开放阅读框(ORF)全长序列,编码478个氨基酸,属于典型的R2R3-MYB转录因子并通过烟草叶片转化确定其定位于细胞核,UpMYB44参与浒苔响应光照和盐度的胁迫过程,其中在低光和高盐胁迫下UpMYB44基因的相对表达量升高。筛选出了与UpMYB44互作的UpCPP5蛋白,该蛋白与浒苔的生长和细胞分裂有关,推测UpMYB44可能通过与UpCPP5互作,形成蛋白复合体参与浒苔的增殖过程。研究为日后深入探究MYB类转录因子家族调控藻类生长发育的过程奠定了基础,同时为研究浒苔快速繁殖的机制提供了思路。     

不同氮磷比值下浒苔与石莼的竞争作用研究

近年来,海水富营养化导致近海海域大型海藻过量繁殖,成为世界性的环境问题。自2007年以来,浒苔绿潮在黄海海域连续暴发,造成巨大经济损失。为探究浒苔大规模暴发与氮磷比值(N/P)的关系,及其与其他大型绿藻在不同N/P下的竞争机制,研究了浒苔(Ulva prolifera)与石莼(Ulva lactuca)在不同N/P下单独培养和共培养时的生长情况,探究了浒苔及石莼生长的变化;结合苏北浅滩海域现场N/P的调查结果,分析了浒苔绿潮暴发的可能机制。研究结果表明:(1)浒苔单独培养时,在一定范围内高N/P能促进浒苔的生长,氮对于浒苔的影响大于磷。(2)石莼单独培养时,低N/P下石莼长势最好,但改变N/P对石莼的影响并不显著。(3)浒苔和石莼共培养时,浒苔生长受到了一定限制,低N/P下浒苔生长受限更显著。(4)苏北浅滩海域高N/P更适合浒苔的生长,可能是浒苔绿潮能够大规模暴发的原因之一。     

江苏海区浒苔的营养与食品安全性分析与评价

通过对不同海区浒苔及其与紫菜之间的比较,分析评价了江苏海区定生浒苔和漂浮浒苔的营养特性。通过主成分分析可以将江苏浒苔与其他浒苔和紫菜明显区分开,说明江苏浒苔的营养具有区域一致性。江苏浒苔具有高蛋白、低膳食纤维的特点,浒苔中钙、镁含量高于紫菜,磷含量低于紫菜。江苏浒苔的必需氨基酸含量组成适合人体需要,是良好的蛋白质来源。第一限制氨基酸为甲硫氨酸,呈味氨基酸含量达到氨基酸总量的33.6%—42.9%,具有较好的呈味特性。江苏浒苔的铅、铬离子含量较高,食用风险不容忽视。     

长牡蛎和紫贻贝对浒苔微观繁殖体生物控制的可行性研究

近年来我国绿潮灾害频发,滤食性贝类对浒苔的生物防控是潜在的防控策略之一。本研究基于实验室内可控实验,探究了长牡蛎(Crassostreagigas)和紫贻贝(Mytilusedulis)对浒苔微观繁殖体的滤食作用,并在江苏如东紫菜养殖区进行了长牡蛎和紫贻贝离底式平挂养殖试验。室内滤除实验结果表明,牡蛎和贻贝均可有效截留浒苔微观繁殖体,平均截留速率分别为6892和1589ind/(ind·h),部分被截留的颗粒失去萌发活性,有效滤除速率为3980和574ind/(ind·h)。现场养殖实验结果表明,长牡蛎和紫贻贝可在紫菜养殖区生长存活,每天约能滤除水体中63.7万个浒苔微观繁殖体。研究证实了两种贝类对微观繁殖体的有效滤除能力及江苏浅滩进行牡蛎和贻贝养殖的可行性。养殖方式的进一步的优化改进,以及研究江苏浅滩其他滩涂贝类对浒苔的防控潜力,还需进一步深入开展。     

抗生素对浒苔形态及共附生细菌多样性的影响

本文研究了3种抗生素联合处理黄海绿潮浒苔(Ulva prolifera)形态及共附生细菌多样性的影响。将浒苔放散的配子加入到含有3种广谱抗生素(青霉素G、硫酸新霉素、多黏菌素B)的培养液中进行培养, 与对照组相比, 发现浒苔幼苗生长速度缓慢, 且细胞变小, 藻体无法形成正常形态。进一步采用16S rDNA高通量测序分析抗生素处理藻体前后的共附生细菌多样性, 发现抗生素处理后浒苔共附生细菌丰富度和多样性降低, 其中Maribacter丰度降低。将藻体与形态发生化合物thallusin(Maribacter spp. 提取物)共培养, 发现thallusin可促进藻体形态恢复和生长, 推测抗生素可通过抑制Maribacter等细菌从而影响浒苔形态和生长, 这将为浒苔共附生细菌功能的深入研究奠定一定基础。     

绿潮浒苔具有广泛底物特异性的二酰基甘油酰基转移酶1的功能研究

三酰基甘油(甘油三酯)是生物体内主要的碳和能量储存形式,也是细胞膜和信号分子的重要组成部分,它们在多种生理过程和环境胁迫响应中发挥重要作用。酰基辅酶A:二酰基甘油酰基转移酶(DGAT)催化真核生物甘油三酯合成途径中最后一步和唯一的酰基化步骤。本研究从绿潮浒苔中鉴定并获得了一个新的二酰基甘油酰基转移酶UpDGAT1基因,并在酿酒酵母甘油三酯缺失合成四重突变体中通过异源表达验证了该基因的功能。薄层色谱和BODIPY染色结果表明,浒苔UpDGAT1基因能够恢复酵母中甘油三酯的合成和脂质体的形成。酵母细胞的脂肪酸组成分析显示,浒苔UpDGAT1具有广泛的底物特异性,可接受饱和、单不饱和和多不饱和酰基辅酶A作为底物。高盐度和高温胁迫增加了浒苔UpDGAT1基因的表达和浒苔甘油三酯的积累。本研究为进一步解析UpDGAT1在浒苔甘油三酯积累和胁迫响应中的作用提供了基础。     

浒苔水体光谱特征参量时间序列数据拟合研究

开展时间序列浒苔水体光谱特征参量的拟合研究可为寻求最佳拟合方法,从而对进一步开展大尺度的高光谱高空间高时间分辨率遥感动态实时监测具有重要的参考价值。在实验室培养3种不同浓度的浒苔水体,用ASD光谱仪测定并获取浒苔水体的时间序列反射光谱,基于反射光谱定量提取光谱特征参量,构建时间序列数据;应用曲线拟合和时间序列ARMA模型开展浒苔水体光谱特征参量的时间序列拟合研究。结果表明:应用二阶或三阶多项式和ARMA模型可较高精度地拟合浒苔水体的光谱特征参量;但时间序列ARMA模型比多项式拟合模型更能反映浒苔水体光谱特征参量的时间序列数据的分布和变动特性。该研究可为浒苔灾害动态监测业务化运行部门提供浒苔光谱数据,同时也为光谱数据的处理和分析提供一种新的方法。     

饲料添加发酵浒苔对花鲈(Lateolabrax japonicus) 生长性能、消化酶活性和免疫的影响

采用单因子试验设计方法, 配制发酵浒苔添加比例分别为0%、1%、2%、3%、4%、5%的 6 种饲料, 探讨发酵浒苔对花鲈生长、体成分、胃、肠消化酶活性及血清、肝脏免疫的影响的研究。 将其饲喂初始平均体重为(6.40±0.14)g 的花鲈28d, 每组饲料设3 个重复, 每个重复投喂30 尾花鲈。 结果表明: (1) 随着发酵浒苔添加水平的升高各组花鲈增重率和特定生长率呈现先升高后降低的趋 势, 且差异性显著(P<0.05), 以2%组添加量最优。相比于对照组, 各添加组饲料系数均有下降。添加 发酵浒苔可适当降低鱼体中的水分, 提高灰分含量但并不显著(P>0.05).同时各添加组的粗脂肪和粗 蛋白含量均高于对照组, 各添加组之间并无显著性差异(P>0.05).(2) 在添加组中, 花鲈淀粉酶、脂 肪酶活性以及胰蛋白酶、胃蛋白酶活性均得到了显著提高(P<0.05).添加水平在2%-3%效果最好。 (3) 添加发酵浒苔可以显著提高血清超氧化物歧化酶、溶菌酶的活性(P<0.05), 但对碱性磷酸酶的活 性差异不显著(P>0.05).本试验中肝脏超氧化物歧化酶、溶菌酶和碱性磷酸酶的活性均得到提高, 在 2%-3%组为最佳。