青岛潮间带沉积物可培养厌氧细菌多样性的研究

为了验证设计的简易厌氧培养方法,作者以青岛潮间带沉积物为研究对象,采用5种培养基,从青岛潮间带沉积物共分离获得138株厌氧细菌。16S r DNA序列分析表明,这些细菌分属3个门15个属32个种,其中γ-变形菌纲64株18个种,在种类上处于优势地位;此外还包括δ-变形菌纲(δ-Proteobacteria)16株2个种,ε-变形菌纲4株1个种,拟杆菌门(Bacteroidetes)29株8个种,梭杆菌门(Fusobacteria)25株3个种。在属水平上,弧菌属(Vibrio)、Marinifilum属、泥杆菌属(Ilyobacter)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、希瓦氏菌属(Shewanella)在数量上占优势。此外,有26株8种细菌(占总菌株数的18.84%)与已知菌的同源性介于89.38%~94.22%,为潜在的海洋细菌新科或新属,表明此简易厌氧菌培养方法在获得新菌方面具有较大优势。另外,研究结果还表明,不同培养基对特定的类群具有选择性:2216E培养基对γ-变形菌纲分离培养效率较高;SPG培养基在获得新菌方面具有优势(占新菌数62.5%),且这些新菌大多属于拟杆菌门和梭杆菌门,其中SPG-1培养基对于分离硫酸盐还原菌和难培养的ε-变形菌纲细菌具有优势,SPG-4培养基对分离硝酸盐还原菌具有优势。     

2009年冬、夏季南海北部超微型浮游生物的分布特征及其环境相关分析

2009年2月(冬季)和8月(夏季)在南海北部海域(nSCS)采用流式细胞术对聚球藻、原绿球藻、超微型光合真核生物3类超微型光合浮游生物和异养浮游细菌的丰度和碳生物量的时空分布特征进行了研究,并分析了其与环境因子之间的关系。结果表明,夏季聚球藻和原绿球藻的平均丰度高于冬季,超微型光合真核生物和异养浮游细菌的丰度反之,为冬季高于夏季。聚球藻、超微型光合真核生物和异养浮游细菌在富营养的近岸陆架海域丰度较高,而原绿球藻高丰度则出现在陆坡开阔海域。在垂直分布上,聚球藻主要分布在跃层以上,跃层以下丰度迅速降低;原绿球藻高丰度主要出现在真光层底部;超微型光合真核生物在水层中的高值同样出现在真光层底部,且与Pico级份叶绿素a浓度分布一致;异养浮游细菌在水体中的分布与聚球藻类似。这些分布格局的差异,取决于环境条件的变化和4类超微型浮游生物生态生理适应性的差异。在超微型光合浮游生物群落中,各类群碳生物量的贡献因季节和海域类型的不同而发生变化:聚球藻在夏季近岸陆架区占超微型光合浮游生物总碳生物量的41%,原绿球藻在陆坡开阔海成为主要贡献者(50%),超微型光合真核生物碳生物量以冬季为高(在近岸陆架区占比68%)。冬、夏季异养浮游细菌碳生物量均高于超微型光合浮游生物碳生物量。     

基于高通量测序的象山港水域细菌多样性的研究

象山港位于浙江省宁波市东南部沿海,属于半封闭式海湾,是以海水养殖区和海洋牧场示范区为主的重要多功能水域,近年来生态环境问题日益突出。为研究象山港海域在早春低水温环境中细菌的多样性,通过高通量测序方法对3月份的象山港水域进行检测。沿象山港南部海湾随机选取6个取样点(G04,G06,G08,G09,G011,G012),共检出836属和2 166种细菌,隶属33个门、91纲、186目和352科。其中优势细菌类群主要包括变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和蓝细菌门(Cyanobacteria)。变形菌门在G04中占比最高(91.45%),拟杆菌门在G09中占比最高(18.05%);而放线菌门在G12中占比最高(7.95%)。在经度较高且离海岸较远的水域,细菌丰富度也越高;同时随着取样位点纬度的增加,γ-变形菌丰度逐步增高,其中在G04中最高(72.76%),在G12中最低(29.11%)。各取样点的细菌分离培养结果也表明弧菌属丰度较高,且主要集中在G04中。利用高通量测序方法揭示了象山港早春全水域的细菌结构组成框架图,可为象山港的水产养殖和可持续发展提供参考依据。     

大菱鲆CD55负调控补体激活及其广谱细菌结合能力

CD55蛋白在哺乳动物中是一种补体调控因子,但其在鱼类中的功能未知。本研究探索了大菱鲆(Scophthalmus maximus) CD55(SmCD55)蛋白的功能。结果表明,SmCD55蛋白由344个氨基酸残基构成,含有一个N端信号肽和3个补体调控蛋白(CCP)功能域。SmCD55基因在大菱鲆多种组织中均有表达,其中,在肌肉中表达量最低,在脑组织的表达量最高。通过原核表达获得了重组的SmCD55(rSmCD55)蛋白,发现rSmCD55蛋白能够抑制大菱鲆血清的溶血活性和杀菌活性,表明其负调控补体系统的激活。此外,本研究还发现rSmCD55蛋白可以结合包括重要水产病原菌迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)、荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)、鳗弧菌(Vibrio anguilla­rum)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)和海豚链球菌(Strep­tococcus iniae)在内的多种细菌,其中与哈维氏弧菌的结合能力最强。以上这些研究结果丰富了鱼类补体系统的理论知识,加深了对鱼类补体激活调控的了解。     

铁还原过程对栖热腔菌Thermosipho ferrireducens JL129W03T的厌氧发酵代谢影响

本研究以分离自西北印度洋深海热液硫化物的铁还原栖热腔菌(Thermosipho ferrireducens) JL129W03T为研究对象,在以四方纤铁矿(β FeOOH)为电子受体条件下,测定了不同培养时间的细胞生长量和主要的代谢产物,并结合其基因组信息预测了主要代谢途径。结果表明,厌氧糖酵解是该菌的主要代谢途径,发酵代谢产物包括乙醇、乙酸、乳酸、丁酸和CO2。同时,该菌含有\[Fe Fe\]型氢酶,可以利用厌氧发酵过程产生的还原态铁氧还蛋白获得电子产生H2。在培养基中添加四方纤铁矿后,促进了菌株的最大细胞生长量(3.17×107 cells/mL至2.19×108 cells/mL),也促进了菌株对淀粉和纤维素的利用率(分别提高了100%和34%)。同时,培养基中添加四方纤铁矿后,菌株JL129W03的乙醇产量增加了76%,而丁酸的产量却降低了73%,对H2、乙酸、乳酸的产生影响较小。本研究对了解Thermosipho ferrireducens JL129W03T的生理代谢特点和进一步应用开发清洁能源(H2、乙醇等)奠定了基础。     

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)。