河西走廊黑戈壁生态系统中可培养细菌分布特征及抗辐射活性

黑戈壁区域具有干旱、强辐射等极端环境条件,鲜有人类踪迹,相关生物学研究报道较少,其中微生物研究未见报道。本研究首次针对黑戈壁生态系统中微生物分布特征开展研究,对河西走廊黑戈壁生态系统中不同生境土壤样品进行可培养细菌分离。结果表明：河西走廊黑戈壁生态系统中每克土壤可培养细菌数量（CFU）为2.3×10⁴~1.49×10⁶,不同生境土壤的可培养细菌具有明显差异,可培养细菌主要富集于石下生境,黑戈壁中砾石下为微生物提供了相对较适宜的生境;土壤总碳是影响黑戈壁土壤细菌数量的主要因素。结合16 S rRNA基因序列比对,分析共鉴定可培养细菌118株菌株,菌株主要归类于放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和异常球菌-栖热门(Deinococcus-Thermus)4个类群,其中放线菌门和厚壁菌门是优势门;芽孢杆菌属（Bacillus）、链霉菌属（Streptomyces）是优势属,10株细菌菌株为潜在新种。从分离菌株中筛选出了多株抗辐射活性较高的菌株,其中7株活性显著高于阳性对照耐辐射奇球菌（Deinocccus radiodurans）,为进一步筛选研究细菌抗辐射机制及抗辐射活性物质提供菌株资源。     

生命活动中矿化作用的环境响应机制研究

生物矿化作用及其环境响应机制的研究,关键在于研究生命活动制约矿物形成、分解的机理及其环境响应机制,其内容主要包括生物矿化作用的机理、生物矿化作用的环境效应、生物矿化作用的调控理论和方法。可实现的研究目标是从多学科角度发展生物矿化作用的理论,阐明自然界中矿物－生物－重金属/POPs －水之间的相互作用机理与环境响应机制。有望揭示微生物控制重金属矿化的微观机制,提出微生物治理重金属污染原理;揭示半导体矿物－微生物协同作用降解POPs 机制,发展三元体系研究方法;揭示微生物促进多金属矿山硫化物分解机制,提出微生物分解矿物对生态环境影响的调控方法等。以促进地质生物学前沿交叉学科发展,形成未来环境污染防治重大新技术的科学基础。     

Optimization of culture conditions and medium composition for the marine algicidal bacterium Alteromonas sp. DH46 by uniform design

Harmful algal blooms (HABs) have led to extensive ecological and environmental issues and huge economic losses. Various HAB control techniques have been developed, and biological methods have been paid more attention. Algicidal bacteria is a general designation for bacteria which inhibit algal growth in a direct or indirect manner, and kill or damage the algal cells. A metabolite which is strongly toxic to the dinoflagellate Alexandrium tamarense was produced by strain DH46 of the alga-lysing bacterium Alteromonas sp. The culture conditions were optimized using a single-factor test method. Factors including carbon source, nitrogen source, temperature, initial pH value, rotational speed and salinity were studied. The results showed that the cultivation of the bacteria at 28°C and 180 r min^?1 with initial pH 7 and 30 salt contcentration favored both the cell growth and the lysing effect of strain DH46. The optimal medium composition for strain DH46 was determined by means of uniform design experimentation, and the most important components influencing the cell density were tryptone, yeast extract, soluble starch, NaNO₃ and MgSO₄. When the following culture medium was used (tryptone 14.0g, yeast extract 1.63g, soluble starch 5.0 g, NaNO₃ 1.6 g, MgSO₄ 2.3 g in 1L), the largest bacterial dry weight (7.36 g L^?1) was obtained, which was an enhancement of 107% compared to the initial medium; and the algal lysis rate was as high as 98.4% which increased nearly 10% after optimization.     

光合细菌对养殖水质及凡纳滨对虾抗病力的影响

在凡纳滨对虾养殖环境中人工引入不同浓度的光合细菌,监测氨氮、亚硝酸氮、化学需氧量的变化,15d后测定凡纳滨对虾的AKP、POD、PO、SOD、抗菌、溶菌活力,以及不同光合细菌浓度下凡纳滨对虾的成活率与体重增长率,研究光合细菌对水质和凡纳滨对虾抗病力的影响。结果表明,引入光合细菌可显著降低水体化学需氧量、氨氮含量,并抑制亚硝酸盐氮的产生,提高凡纳滨对虾的抗病力。当光合细菌投放浓度为3×103/mL时,水体中化学需氧量、氨态氮、亚硝酸盐氮含量的均值分别比对照组降低31.59%、43.42%、52.20%,差异显著(P<0.05);对虾的AKP、POD、PO、SOD、抗菌、溶菌活力分别比照组提高31.92%、72.29%、55.56%、31.61%、39.07%、69.51%,差异显著(P<0.05);成活率,体重增长率分别比对照组提高18.67%、34.03%,差异显著(P<0.05)。     

海洋细菌对DMSP的降解及其在极地低温海域的研究进展

DMSP(二甲基巯基丙酸内盐)是地球上最丰富的有机含硫化合物之一,同时也是海洋微生物的重要营养物。浮游植物是其主要的生产者。DMSP还是海洋中DMS(二甲基硫)的重要来源和前体,而DMS的排放与全球气候变化存在密切关联。细菌在DMSP的降解及DMS的生成方面扮演着重要角色。有关DMSP生物合成、代谢及其生态影响的研究已开展了近70年,但涉及高纬度极地低温海域的相关研究却为数甚少。本文在简要介绍DMSP生物合成与代谢,以及DMSP降解途径中的关键酶基因及其产生菌的基础上,结合笔者的工作实践,对近年来在极地低温海域的相关研究进行了介绍并展开了部分讨论。随着国内对微生物驱动水圈地球元素循环的重视,有关极地海域细菌参与DMSP/DMS代谢的研究工作将极大地增进人们对于微生物在极地海洋生态系统中生态地位的认识,也对评估极地海洋微生物群落对全球气候环境变化的响应与反馈具有重要的参考意义。     

厦门西海域水体中碱性磷酸酶活力分布及其影响因子分析

1993年8和11月,1994年3,5和10月,应用荧光法测定了厦门西海域水体中各载体相(浮游植物、细菌和游离态)碱性磷酸酶活力(APA),结果表明:APA呈较为明显的季节变动,总APA表现为夏季(1993年8月)最高,春(1994年5月)秋(1993年11月)最低;结果亦显示,该海域浮游植物和海水是碱性磷酸酶的主要载体,平均分别占44.7%和40.5%;与环境因子的相关分析表明,各形态磷,硝态氮、溶解氧、化学耗氧量、初级生产力、细菌生长速率(BP)对APA有较明显的影响;其中除BP与APA成正相关外,其余均为负相关。还对碱性磷酸酶作为水体磷状况的指示和在磷的生物地球化学循环的作用进行了初步讨论。     

温度对微型鞭毛虫摄食细菌的影响

为研究温度对微型鞭毛虫（Nanoflagellates,NF）摄食细菌的影响,于广西近岸海区采集NF自然群落,置于实验室不同温度下（14℃、22℃、28℃）培养9天,观察细菌和NF的丰度变化。并以荧光细菌标记法研究不同温度下异养微型鞭毛虫（Hetertrophic Nanoflagellates,HNF）和含色素微型鞭毛虫（Pigmented Nanoflagellates,PNF）对细菌的摄食率,计算不同类型NF的群落摄食率。此外,研究还比较了不同粒径PNF （<3 μm和3~10 μm）对细菌的摄食。结果表明,不同类型的NF对细菌的摄食率由大到小为:3~10 μm PNF、HNF、小于3 μm PNF。较之PNF,HNF的摄食受温度影响较小。PNF的摄食率在22℃最大。而且,不同大小PNF的摄食对温度的响应有所不同。升温可以提高3~10 μm PNF的摄食率,但会抑制小于3 μm PNF的摄食。而降温抑制3~10 μm PNF的摄食,但降温对小于3 μm PNF摄食的抑制作用比升温小。但无论是3~10 μm PNF还是小于3 μm PNF,升温均会降低其丰度。而由于丰度减小对群落摄食率的影响更大,因此,升温降低PNF的群落摄食率。     

珠江口异养细菌时空分布特征及其调控机制

河口是海陆相互作用的重要地带, 往往呈现出独特的生物地球化学过程, 是研究碳循环过程的重要场所。在春季(2015年5月)、夏季(2015年8月)和冬季(2016年1月)分别对珠江口海域异养附生细菌和游离细菌时空分布及其各自高核酸(HNA)、低核酸(LNA)类群的相对贡献进行了调查研究, 并对其调控因子进行了相应探讨。结果表明, 珠江口异养细菌分布具有明显的时空差异。空间分布上, 珠江口异养细菌丰度自河口上游至下游呈递减趋势, 主要与上游污水输入以及珠江径流与高盐外海水在河口内的混合有关; 在雨季, 河口中下游盐度锋面区出现异养细菌丰度和叶绿素a质量浓度的高值区, 锋面区使营养物质停留时间增加, 促进浮游生物生长。垂直方向上, 表层异养细菌丰度略高于底层。时间尺度上, 异养细菌总丰度在春季最高(表层均值为2.94±1.23×10⁹个 •L^-1, 底层为2.81±1.50×10⁹个 •L^-1), 夏季次之(表层均值为2.32±0.43×10⁹个 •L^-1, 底层为1.90±0.50×10⁹个 •L^-1), 冬季最低(表层均值为1.06±0.33×10⁹个 •L^-1, 底层为9.76± 3.44×10⁸个 •L^-1)。珠江口海域异养细菌以附生细菌为主, 占异养细菌总丰度的16.56%~96.19%, 整体分布较稳定, 冬季最高(平均78.65%)、夏季(70.32%)与春季相近(68.17%)。附生细菌以代谢活跃的HNA类群为主, 游离细菌则主要以LNA类群为主, 代谢活性整体相对较低。     

硫酸盐还原菌对热镀锌钢材氢渗透行为的影响

采用Devanathan-Stachurski 双面电解池检测氢渗透电流技术和扫描电镜分析, 研究了热镀锌钢材在灭菌海水、灭菌培养基和接种了硫酸盐还原菌(SRB)的培养基等3 种介质中的氢渗透行为。氢渗透电流检测结果表明, 培养基的部分组分对热镀锌钢材的氢渗透行为有促进作用, 试样在灭菌培养基中的氢渗透电流密度的平均值比在灭菌海水中提高了约6 倍。尽管活性SRB 代谢产生的S^2?和HS^?能够促进热镀锌钢材的氢渗透行为, 但是, 由SRB 及其代谢产物和它们所黏附的腐蚀产物所形成的致密微生物膜减少了氢的析出和试样对氢的吸收量, 导致热镀锌钢材氢渗透行为最终被抑制, 因此, 试样在接菌培养基中的氢渗透电流密度的平均值比其在灭菌培养基中降低77%。扫描电镜分析表明, 热镀锌钢材在灭菌海水中能够形成腐蚀产物膜, 而暴露于灭菌培养基中的试样表面未形成明显的腐蚀产物膜, 但在接菌培养基中试样表面能形成黏附了腐蚀产物的致密微生物膜的附着, 表明热镀锌钢材表面的微生物膜与其氢渗透行为之间存在明显的相关性。