近海沉积物与水体中天然大分子聚合物降解菌的原位富集与多样性分析

本研究选取5种海洋动植物大分子高聚物或其天然组织,包括虾壳、鱼鳞、海带叶片、几丁质和壳聚糖,分别在海水表层和沉积物环境中进行富集,定期取样,通过高通量测序分析菌群多样性。结果发现,不同有机物原位富集的细菌多样性存在较大的差异,而且同种底物在海水表层与沉积物中的降解菌菌群差异较大。从物种多样性看,在海水表层环境中富集的鱼鳞样品种群最丰富,而沉积物环境中富集的海带叶片样品菌群多样性最低,除其优势菌群为热袍菌门外,其他所有富集物中优势菌均为变形菌门。其中脱硫杆菌科、黄杆菌科、脱硫弧菌科和弧菌科占有较大比例,脱硫杆菌科在所有样品中优势较大,黄杆菌科在海水表层环境样品中为优势菌群,弧菌科在沉积物样品几丁质和壳聚糖样品中占比较高。本研究通过对同种海洋环境中不同富集样品之间以及同种底物不同环境中富集菌群之间的比较,分析结果得到了原位条件下参与大分子聚合物降解的菌群种类,但有待于在更多不同的海域富集物中进行验证。     

大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris) Gal-8L基因序列及其细菌凝集活性的鉴定

半乳糖凝集素-8基因(galectin-8,Gal-8)属于凝集素家族一员。已知Gal-8在哺乳动物的先天免疫中发挥重要作用,然而在鱼类中却鲜有报道。本研究通过转录组测序获得大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)半乳糖凝集素-8样基因(galectin-8 like,Bp Gal-8L)c DNA序列。首先确定其序列特征,其次采用实时定量PCR(real-time quantitative PCR,q PCR)的方法鉴定Bp Gal-8L组织表达分布及其与迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)感染相关性;最后分别通过原核表达获得N端和C端CRD区重组蛋白Bp Gal-8L-N和Bp Gal-8L-C,并采用玻片法观察这两个CRD区的细菌凝集活性和糖类结合特性。多重序列比对显示,Bp Gal-8L蛋白含有两个糖识别结构域(carbohydrate recognition domain,CRD),但只有C端的CRD区存在Gal家族典型的β-半乳糖苷糖类结合基序。系统进化树表明Bp Gal-8L属于鱼类Gal-8的一种亚型。q PCR结果显示,Bp Gal-8L基因m RNA在各组织中普遍表达,并且在迟缓爱德华氏菌感染后大弹涂鱼肝和脾中表达量呈上调趋势。细菌凝集实验结果显示,只有Bp Gal-8L-C重组蛋白对检测的5种革兰氏阴性菌及2种革兰氏阳性菌有凝集作用,并与乳糖和脂多糖特异性结合。综上所述,Bp Gal-8L与大弹涂鱼抗菌免疫密切相关,且其N端和C端CRD区发挥不同作用。     

三亚海域浮游病毒与细菌丰度的时空变化规律以及相关环境因子*

在三亚海域设置3个站位, 分别于各站位连续采集12个月表层水样。利用流式细胞仪进行浮游病毒及浮游细菌丰度的测定, 并对两者及其与环境因子之间的相关性进行研究, 同时对不同站位之间进行差异性分析。结果表明, 调查海域浮游病毒丰度(平均7.63×10⁶viruses·mL^-1)高于浮游细菌丰度(平均1.52×10⁶cells·mL^-1)。浮游病毒及浮游细菌丰度在三亚河口最高, 且有明显的季节变化, 冬春季高于夏秋季, 并且其与鹿回头半岛西侧、小东海之间均有极显著差异(P<0.01), 不同类群病毒代表的宿主类群也有所不同。调查海域总体水平浮游病毒丰度与浮游细菌丰度显著正相关(r=0.800, P<0.01); 叶绿素(Chl a)和氮盐(NO- 2、NO- 2+NO- 3、NH+ 4)是影响两者的关键因子。     

黄海西北近岸沉积物中细菌群落空间分布特征

采用16S rDNA文库和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,对黄海西北部3个近岸站位沉积物中细菌群落多样性及空间分布特征进行了调查和解析。对表层沉积物16S rDNA序列统计表明,各站位细菌群落多样性很高,γ-和δ-变形菌纲分别占克隆序列总数的20%~32%,是沉积物中的绝对优势类群。DGGE图谱分析表明,同一站位中不同深度的细菌群落结构相似性较高,而不同站位间群落结构相差较远。研究表明在黄海西北近岸沉积物中细菌群落多样性较高,优势类群明显,在较小尺度范围内群落结构的垂直变化不明显。     

海绵共栖细菌抗菌活性及其群体感应信号的研究

利用平板涂布法从南海海绵生物样品中分离海绵共栖细菌,以枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及酿酒酵母作为实验用指示菌对海绵共栖细菌进行了抗菌活性筛选。利用气相质谱联用仪(GC-MS)建立了群体感应信号分子酰基高丝氨酸内酯类化合物(AHLs)的检测方法,分析了活性菌株粗提液中信号分子的产生及种类。同时采用16S rDNA同源性和系统发育分析对活性菌株进行种属鉴定和系统发生学研究。结果表明,在分离到的94株海绵共栖细菌中18株(占19.1%)细菌具有抗菌活性。通过GC-MS检测确定大多数活性菌株都含有AHLs,因此提出了海绵共栖细菌抗菌活性与群体感应之间可能存在必然联系的推测。通过细菌分类鉴定,结果显示具有抗菌活性的细菌大部分属于芽孢杆菌属(Bacillus)。     

样品保藏方式与时间对海洋底栖细菌及原生生物荧光计数效能的影响

DAPI荧光染色技术已广泛应用于浮游细菌及原生生物的定量研究,但对底栖生物的定量效能尚缺必要的研究。比较了冷冻和冷藏两种保藏方式以及保存时间对DAPI荧光计数底栖细菌、蓝细菌、硅藻、不同粒级自养小鞭毛虫(PNF)和异养小鞭毛虫(HNF)的影响。对黄海冷水团三个站位表层2cm底栖样品进行的4℃冷藏与?20℃冷冻避光保存的比较研究表明,两种保藏方式下两个站位的所有研究对象均无显著差异,但另一站位的PNF(2~5μm和5~10μm)的冷藏保存显著优于冷冻保存。对选取的另外两个站位(0~2cm和2~5cm分层)的样品经1个月和4个月冷藏保存后的分析表明,对于底栖细菌、蓝细菌、PNF(5~10 μm)、PNF(10 μm)、HNF(10 μm)和硅藻在保存1个月和4个月后的计数没有显著差异,而对于PNF(2～5 μm)、HNF(2～5 μm)、HNF(5～10 μm)保存4个月的数量明显低于保存1个月的样品,如其中一个站位的0～2cm分层的PNF(2～5 μm)丰度减少了47.4%,2～5cm分层的丰度减少了59.6%,HNF(2～5 μm)和HNF(5～10 μm)经4个月后丰度降为0。本研究表明,对底栖细菌、蓝细菌以及原生生物的定量计数可因样品、保藏方式及保存时间的不同而产生差异,因此对于底栖样品短期内宜采用避光、冷藏保存,并在带回实验室后尽快分析。     

长江口及毗邻海域粪大肠菌和细菌总数在夏秋季的变化

2005年夏、秋季对长江口及毗邻海域(长江口、杭州湾和舟山海域)进行了粪大肠菌群和细菌总数的调查研究,并分析了近10年来的变化趋势,结果表明:夏季长江口及毗邻海域表层水体分大肠菌数平均值20个/L,仅长江口的西部海域粪大肠菌群数量在40~80个/L之间,其余海域基本未检出;秋季表层水体粪大肠菌群数量平均为101个/L,变幅范围为20~24000个/L,其中横沙一带海域存在1个数量为105个/L以上的高值区;夏季长江口及毗邻海域表层水体细菌总数平均为6.4×102cfu/mL,变幅范围为2.0×102~7.3×103cfu/mL,高值区位于舟山群岛以东海域、长江口的中北部及南部等海域,细菌总数在103cfu/mL以上;秋季表层水体细菌总数平均为4.7×103cfu/mL,明显高于夏季,变幅范围为1.3×103~1.8×104cfu/mL,高值区主要出现在长江口东南部、杭州湾西部、舟山海区的中北部等海域,细菌总数在104~105cfu/mL之间;1996—2005年期间,全海域及各海区粪大肠菌群数量在1999年均达到最高,然后逐渐下降,在1996—1999年间海域的细菌数量呈明显的上升趋势,2000年以后数量逐渐减少,估计与海域的有机污染程度下降有关。     

粤东深澳湾养殖区域异养细菌和弧菌的动态分布

调查于2007年1月至2008年12月进行,对异养细菌和弧菌丰度的时间和空间分布开展了相关的研究,结果显示深澳养殖海湾水体中以上2种被调查菌类的丰度全年变化范围分别为1.20×105―1.27×108cfu·L-1和1.00×103―3.90×105cfu·L-1;底质中的丰度变化范围分别为2.73×104―4.06×107cfu·g-1和3.25×102―7.23×104cfu·g-1.从时间上来看,营养盐类与异养细菌的相关性要强于温度、盐度、pH值和溶氧等物理因素的相关性;而弧菌与物理因素的相关性要强于与营养盐类的相关性.从空间分布来看水体环境的变化要比底质的大,水体中经常出现异养细菌和弧菌丰度的剧烈变化,变化程度也远远高于底质中细菌的变化.而且不同的养殖活动也会很明显地影响异养细菌和弧菌的丰度:S3站位水体中异养细菌的丰度比底质中的高;S5站位的底质中异养细菌和弧菌的丰度都是较高的.龙须菜的养殖可以很明显地改善底质环境,特别是降低底质中对养殖和水质环境有很大负面影响的生物和非生物因子如硫化物和弧菌等.     

拮抗香蕉枯萎病菌海洋细菌的筛选和鉴定

从93份中国南部海域近海海泥样品中分离出1800多株海洋细菌,以对峙培养法,测定海洋细菌对香蕉枯萎菌的拮抗作用,再以琼脂划线培养法(agar streak)测定菌株的抑菌活性,结果表明:约55.6%的菌株对香蕉枯萎菌有一定的拮抗作用,其中58株菌株抑制香蕉枯萎菌生长所形成的抑菌带宽度大于10.0mm,抑菌作用较好,复筛后其中13个菌株形成的抑菌带宽在15.0mm以上。经反复转接和对峙培养,筛选出拮抗效果好、抑菌活性稳定的菌株TC-1,初步鉴定为芽孢杆菌属的细菌,TC-1对14种病原微生物都有较好的抑菌效果。     

黄海冷水团海域微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌摄食作用的初步研究

2006年10月在黄海冷水团海域的三个站点开展了微型异养鞭毛虫、异养细菌和蓝细菌的密度和生物量调查,进行了微型异养鞭毛虫的现场摄食实验,通过荧光标记细菌法和消化系数法获得该海区微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌的摄食率,并估算了微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌现存量及生产力的摄食压。结果显示,微型异养鞭毛虫、异养细菌和蓝细菌的密度分别为0.36×103~1.13×103,0.39×106~1.13×106和0.04×104~3.74×104cells/cm3,温跃层以上明显高于底层。微型异养鞭毛虫对异养细菌的摄食率为5.33~14.89个/(HF·h),对蓝细菌的摄食率为0.26×102~23.10×10-2cells/(HF·h),摄食率随深度而下降。微型异养鞭毛虫每天能消耗9.27%~33.08%的异养细菌现存量和8.12%~16.09%的蓝细菌现存量。同时,微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌的日摄食量各占它们生产力的2.66%~13.10%和8.12%~16.09%。研究表明微型异养鞭毛虫的摄食可能不是秋季黄海冷水团海域浮游细菌及其生产力的主归宿。