海洋趋磁细菌研究进展

海洋趋磁细菌是近年来研究的热点之一,趋磁细菌和磁小体的研究具有重要的理论意义和应用价值。本文对海洋趋磁细菌的研究进行了回顾和展望。1 简介 趋磁细菌(Magnetotactic bacterium)是一类能够沿着磁力线运动的特殊细菌。趋磁细菌最早是1975年     

青岛潮间带趋磁细菌的垂直分布特征及与环境因子的关系

趋磁细菌是一类能够沿着磁力线运动的革兰氏阴性细菌, 主要生活在淡水和海洋的有氧-无氧过渡区。本调查通过对青岛汇泉湾潮间带沉积物柱状样分层样品中趋磁细菌的计数和沉积物理化因子的分析, 研究了趋磁细菌的垂直分布特征及其与环境因子的关系。结果显示趋磁细菌以趋北型的趋磁球菌占优势, 主要分布环境的氧化还原电位为179.7～-107.0 mV, 为弱还原-还原性质, 最大丰度(94～169个/cm³)出现在氧化还原跃层(表层下5～9cm黄-黑沙界面处), 暗示有氧-无氧过渡区; 趋磁细菌的垂直变化趋势与粒径、含水率、硫酸盐的变化趋势基本一致。     

三亚天涯海角潮间带趋磁细菌特性

在三亚天涯海角潮间带沉积物中发现了一定量的海洋趋磁细菌,最大丰度可达100个/cm3。透射电子显微镜(TEM)观察发现该区域趋磁细菌绝大多数为趋磁球菌。磁小体形状单一,皆为棱柱形;磁小体排列方式多样,以链状排列为主,包括单链、双链,也有少数成簇排列。高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)与X-射线能谱仪(EDXS)结果表明,磁小体成分为Fe3O4。趋磁细菌的铁含量平均为2.05%(0.70%~7.53%)。通过16S r RNA基因文库的构建与测序,在78个阳性克隆中得到了16个趋磁细菌序列,分属9个OTU。系统发育分析结果表明,其中8个OTU属于α-变形菌纲,1个OTU属于γ-变形菌纲。在全部9个OTU中,有8个OTU与已知趋磁细菌序列的相似性低于97%,有5个OTU与已知趋磁细菌序列的相似性低于93%,说明该区域存在可观的趋磁细菌资源。     

荣成月湖潮间带单细胞趋磁细菌的多样性研究

Marine magnetotactic bacteria were collected from the intertidal sediments of Yuehu Lake(China), where their abundance reached 103–104 ind./cm3. Diverse morphotypes of magnetotactic bacteria were observed, including cocci and oval, vibrio-, spirillum-, rod-, elliptical-, handle- and bar-shaped forms. The magnetococci were the most abundant, and had flagella arranged in parallel within a bundle. The majority of magnetosomes were arranged in one, two or multiple chains, although irregular arrangements were also evident. All the results of high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM) analysis show that magnetosome crystals were composed of Fe3O4, and their morphology was specific to particular cell morphotypes. By the 16 S r RNA gene sequence analysis, we found fourteen operational taxonomic units(OTUs) which were related to magnetotactic bacteria. Among these, thirteen belonged to the Alphaproteobacteria and one to the Gammaproteobacteria.Compared with known axenic and uncultured marine magnetotactic bacteria, the 16 S r RNA gene sequences of most magnetotactic bacteria collected from the Yuehu Lake exhibited sequence identities ranging from 90.1% to96.2%(97%). The results indicate that microbial communities containing previously unidentified magnetotactic bacteria occur in the Yuehu Lake.     

基于高通量测序方法分析荣成月湖潮间带趋磁细菌多样性

荣成月湖是一个典型天然潟湖,潮间带沉积物中存在多种形态趋磁细菌。通过Roche454高通量测序平台,对沉积物样品(B_S)和磁收样品(B_M)进行16SrRNA基因高通量测序,认识荣成潮间带沉积物的细菌群落结构,并了解趋磁细菌多样性及系统进化地位。研究结果表明沉积物样品中主要的细菌类群为δ-变形菌纲,占总细菌数的26.4%,其次是γ-变形菌纲和α-变形菌纲;而磁收样品中细菌多样性和种类明显降低,以α-变形菌纲占绝对优势,相对比例达72.6%。在磁收样品和沉积物样品分别发现了1 612条和186条reads与趋磁细菌相关,分别占细菌总数的5.76%和0.85%,磁收样品中趋磁细菌数是沉积物样品的6.8倍。对两个样品中获得的趋磁细菌序列进行系统进化分析,发现这些序列多数属于变形菌门的α-变形菌纲,以趋磁球菌占绝对优势,少数属于δ-变形菌纲,与多细胞趋磁原核生物亲缘关系最近。海洋趋磁螺菌属仅在B_M样品中检出,趋磁弧菌属在B_M样品优势度高于B_S样品,而多细胞趋磁原核生物和趋磁螺菌属在B_S样品中优势度更高。通过分析样品间的差异OTUs,认为荣成潮间带沉积物中可能存在大量未知的趋磁细菌新类群。研究结果为下一步培养和开发趋磁细菌这一功能菌群,发现趋磁细菌新类群及趋磁细菌生态功能提供了基础资料。     

趋磁细菌基因组和磁小体成链机制研究进展

趋磁细菌能够形成纳米级的磁小体,磁小体排列成链作为生物磁针使细菌沿氧化还原梯度在地磁线上移动。磁小体独特的晶体和磁性特征使其在生物技术、医药和地质生物学应用等领域有巨大的潜力,磁小体的细胞生物学特征也使其成为原核生物细胞器研究的理想模型。本文介绍了近年来在趋磁细菌基因组和磁小体链形成机制方面的研究进展。     

黄海冷水团附近沉积物中的趋磁细菌及磁小体的特性研究

对黄海冷水团附近海域的沉积物进行了富集、荧光显微镜观察、电镜观察,并对其中大小均匀、形状规则的高密度颗粒进行了能谱分析。结果显示,在黄海冷水团附近有趋磁细菌和磁小体的存在。     

海洋假交替单胞菌端生和侧生鞭毛对生物膜形成的影响

海洋假交替单胞菌广泛分布于各种海洋环境中,能分泌多种生物活性物质和胞外酶类,多具有较强的生物膜形成能力。这些生物膜具有诱导矿化和吸引腐蚀生物幼体附着的功能,在海洋生态系统的能量和元素循环中扮演特殊角色。细菌的鞭毛系统介导细菌的运动行为,在营养的获取以及生物膜和浮游状态转化过程中发挥作用。有研究表明,鞭毛也是生物膜基质的有机组分,但目前海洋假交替单胞菌鞭毛系统在生物膜形成中的作用尚不清楚。本文以南海表层来源的假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.SCSIO 11900)和深海沉积物来源的近源假交替单胞菌(Pseudoalteromonas.sp.SM9913)为研究对象,分别选取了编码鞭毛不同组分的基因进行敲除,研究鞭毛缺失对细胞游动性和生物膜形成能力的影响。结果表明,无论来自表层还是深海的假交替单胞菌都使用端生鞭毛维持细胞游动性,而且其缺失促进生物膜的形成。此外,深海来源的SM9913还具有侧生鞭毛。尽管这种鞭毛有助于提高细胞游动性,却不影响细菌的生物膜形成能力。这些端生鞭毛系统在近缘海洋假交替单胞菌中广泛分布,可能为该属菌株在不同海洋环境中获取营养、定殖及适应环境的...     

青岛山地磁日变站资料的分析与研究

本文根据1990年8至9月青岛山地磁日变观测资料的分析研究,认为青岛山地磁日变站所获资料反映了磁日变的变化规律,资料是可靠的,为胶州湾海区磁测工作提供了可信的日变改正数据.     

高磁性与无磁性趋磁细菌的获得及磁小体释放技术研究

利用特殊的磁富集传代法获得高磁性和无磁性AMB-1菌株.通过透射电子显微镜(TEM)观察和Cmag值测定,对这两种菌株进行了验证.优选了条件,使高磁性AMB-1菌株在培养192 h后出现自溶现象,磁小体从细胞内释放出来.     

青岛沿海潮间带海水、沉积物 和生物体内铜含量研究

1988年5月在青岛沿海潮间带采集了海水、沉积物、海 藻和一些常见的底栖动物样品,用原子吸收分光光度法测定Cu含量。结果表明：海水中Cu含 量低于一类海水标准,说明该海域海水Cu污染不明显;与国内外一些海域比较,沉积物Cu含 量较低;海藻中海头红、鸭毛藻和异管藻Cu含量较高,Cu含量较低的是石花菜、裙带菜和海 膜;底栖动物Cu含量排序为：贻贝>褶牡蛎>短滨螺。底栖动物对Cu的富集能力远大于海藻, 两者富集系数相差近10倍。     

青岛岩礁附植小型底栖动物ATP含量的研究

2004年10～12月对青岛太平角潮间带2种海藻（鼠尾藻和羊栖菜）上附生的小型底栖动物进行了连续3个月的采样调查,并进行了附植小型底栖动物优势类群和线虫优势种类ATP含量的测定.2种海藻上共采得12个小型底栖动物类群,平均丰度为518.9nds./g dwt algae,海洋线虫和桡足类为优势类群,两者的相对丰度之和大于84%.鼠尾藻上的线虫ATP含量平均为5.57ng/ind.（以下单位相同）,桡足类为4.69;羊栖菜上的线虫ATP含量平均为2.46,桡足类为15.06.共鉴定出海洋线虫28种或分类实体.2种海藻上的线虫优势种类均是刮食食性的三齿棘线虫（Acanthonchus tridentatus）.不同粒级海洋线虫的个体干重为0.14～32.65μg/ind.,ATP含量为1.18～297.64ng/ind.,C/ATP比值为43∶1～99∶1.     

青岛湾潮间带沉积物中叶绿素的分析

为了解潮间带沉积物中底栖微藻的现存状况，于2003年10月至2004年4月，分4次测定分析了青岛湾潮间带沉积物中的叶绿素a和脱镁叶绿酸含量。结果表明，0-2cm层沉积物中叶绿素a的含量在1．73-5．71μg/g，脱镁叶绿酸含量在0．02-1．89μg／g，2-5cm层沉积物中叶绿素a的含量在0．51-4．32μg/g，脱镁叶绿酸含量在0．12-1．58μg/g。随深度增加，叶绿素含量减少；叶绿素a是主要存在形式，脱镁叶绿酸含量占叶绿素a含量的10％-75％；同时分析了水质和沉积物粒度对叶绿素含量的影响，结果表明叶绿素的含量和组成比例与水质有关；粒度越细的沉积物，叶绿素含量较高而且稳定。     

浙江苍南泥相潮间带春末底栖动物生态特征

通过2003年6月对鳌江口南侧苍南县3条泥相潮间带断面的调查分析,鉴定出潮间带底栖动物74种,其中多毛类8种,软体动物24种,甲壳动物26种,棘皮动物1种,其他类动物15种。平均生物量和栖息密度分别为103.74 g/m2,667个/m2,软体动物和甲壳动物可占总生物量的72%和15%,断面数量平面分布为巴曹>白沙>海城,垂直分布中潮区>高潮区>低潮区,多样性指数H′值北侧白沙断面(1.82)大于南侧巴曹断面(1.61),均匀度J值中间海城断面为最大(0.72),调查区域北端鳌江淡水注入和南端外侧琵琶山阻挡,海流及潮汐的作用影响不一,致使该区潮间带动物种类和数量在南北断面间有较大差异。     

青岛沧口潮间带小型底栖生物的时空分布研究

于2008年7、10月,2009年1、4月对青岛沧口潮间带进行了小型底栖生物调查。结果表明,小型底栖生物的年平均丰度为(936.02±565.31)ind.10cm-2,平均生物量为(561.89±322.57)μg.10cm-2(干重)。共鉴定出10个类群,线虫在丰度上占绝对优势(95.41%),按生物量,线虫占63.58%,多毛类居次,占13.21%。丰度有潮区差异,生物量呈现季节和潮区差异。在垂直分布上,表层0～4层分布最多(42.57%),向深层呈现递减趋势,并且垂直分布表现出季节变化。高潮带春季表层的小型底栖动物数量百分比最高,冬季表层的数量百分比显著的低于其他3个季节。相反,中潮带冬季表层数量百分比却明显高于其他3个季节。Pearson相关分析未表明小型底栖生物总丰度和环境因子的显著相关。但对各层的小型底栖生物丰度和环境因子的Pearson相关分析表明,0～4cm的小型底栖生物丰度和叶绿素及中值粒径显著相关,8～12cm的小型底栖生物丰度和中值粒径显著相关。BIOENV分析表明,能够解释小型底栖动物空间分布的的最佳环境因子组合为有机质、中值粒径和含沙量。