南海三沙永乐龙洞古菌群落结构与多样性特征

海洋蓝洞作为一种独特的海洋地貌单元,洞内的生物群落结构与生态系统特征一直是国内外同行学者关注的热点问题之一。南海三沙永乐龙洞是世界上最深的海洋蓝洞(300m),其独特的生态特征更为引入瞩目。本研究以古菌16S rRNA基因序列为目标,采用Illumina高通量测序技术对西沙永乐龙洞内水体与沉积物中的古菌群落结构进行了研究。结果表明,本研究所获得的古菌类群可归为4门、21纲、29目、42科、45属,广古菌和奇古菌是丰度最高的两种古菌。龙洞内表层水体中古菌群落多样性与洞外水体相差不大,但随深度增加,洞内古菌群落多样性显著降低,深水层古菌群落结构与浅水层差异显著。龙洞内沉积物中的古菌生存环境与水体差异巨大,为大量特殊物种提供了生存空间。侧壁沉积物中的古菌群落多样性随深度增加显著降低,而150m平台处古菌群落多样性则远高于侧壁沉积物。水温对龙洞内水体中的古菌群落结构具有显著影响(P0.01)。研究结果显示永乐龙洞古菌群落有很高的多样性,其垂向分布与洞内环境多要素的变化密切相关。本研究对认识三沙永乐龙洞内的生态系统特征有显著意义。     

杂交石斑鱼和母本褐点石斑鱼转录组测序及差异表达基因分析

【目的】筛选褐点石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus)及其杂交子一代(E. fuscoguttatus♀×E. polyphekadion♂,F1)的差异表达基因,探讨褐点石斑鱼及F1代之间的生长差异性。【方法】采用Illumina HiSeq 2000测序平台对同龄的褐点石斑鱼及其杂交F1的脑、肝脏和肌肉组织进行转录组测序,通过edgeR软件包筛选差异表达基因,并对差异表达基因进行GO(Gene Ontology)功能注释和KOG注释,最后通过实时荧光定量PCR验证转录组数据。【结果】测序的原始数据经过质量控制和组装共得到54 610条unigenes。组装的unigenes共有28 832条unigenes得到注释,共获得20234条差异表达基因,其中有10218条上调,10016条下调。GO功能注释显示共34061条unigenes聚类到涉及生物过程、分子功能和细胞组分的53个功能类别,其中被较多基因聚类到的功能类别为细胞过程、结合、单一生物过程、代谢过程和催化活性等。KOG注释发现,42 753 unigenes被注释到25个功能类别中,其中较多涉及信号转导机制、基因功能预测、翻译后修饰,蛋白质周转和分子伴侣、转录等。进一步筛选到一批和生长相关的差异表达基因,如GH、GHRH、PRL、SLP、AVTp等,这些差异表达基因在F1中的表达水平均高于其亲本褐点石斑鱼,与杂交F1相较于褐点石斑鱼生长快速的性状相符。【结论】研究完成了对褐点石斑鱼及其杂交F1的转录组测序、组装,获得了测序数据在不同数据库的功能注释信息,同时筛选了一批生长相关差异表达基因,这些基因在F1中的表达水平均高于其亲本褐点石斑鱼,与现实生长性状相符。     

三沙湾大黄鱼野生和养殖群体的幽门盲囊微生物群落结构比较分析

大黄鱼（Larimichthys crocea）幽门盲囊呈半封闭结构,保留了部分早期孵化阶段的微生物特征,是用于野生和养殖群体溯源的理想部位。本研究采用高通量测序技术,对三沙湾大黄鱼野生和养殖群体的幽门盲囊微生物的α多样性、核心菌群相对丰度、网络关系等进行分析,构建随机森林模型进行群体溯源分析。结果显示,养殖群体的幽门盲囊微生物有着更多特有操作分类单元（Operational Taxonomic Unit, OTU）,其α多样性显著高于野生群体。幽门盲囊微生物的优势菌群有变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidota）、放线菌门（Actinobacteria）及酸杆菌门（Acidobacteria）,且各菌群在野生和养殖群体中的相对丰度差异显著。微生物网络分析结果显示,野生和养殖群体的幽门盲囊微生物群落结构差异明显,野生群体拥有更高的负边缘/正边缘比率和模块性以及更少的节点数和连接数。基于此,我们构建了随机森林分类群体溯源预测模型,其准确率（Accuracy, ACC）达92.31%,Kappa系数为0.845 2,ROC...     

基因组研究的关键平台———大片段文库

大片段基因组文库由于其较大的容量、遗传的稳定性和易操作性等特点而被广泛应用于人类、动植物和微生物的基因组研究中,在物理图谱构建、全基因组测序、基因图位克隆、基因结构功能和进化等研究中起到了重要作用.近年来新技术、新设备的发明和应用使得克隆载体的结构不断优化,稳定性和转化效率显著提高,大片段文库逐渐成为基因组研究的关键平台.     

镀镍多壁碳纳米管对序批式反应器性能及其微生物群落的影响

本文研究了长期暴露条件下镀镍多壁碳纳米管(MWCNTs-Ni)对序批式反应器(SBR)性能、微生物酶活性和微生物群落的影响。研究结果表明,10mg/LMWCNTs-Ni的长期暴露未对SBR去除有机物产生影响,而NH+4-N的去除率由(99.10±0.60)%明显降至(39.04±1.61)%。与进水中未加入MWCNTs-Ni时的第32天相比,活性污泥比耗氧速率(SOUR)和脱氢酶(DHA)活性在第148天时分别降低了17.43%和24.32%;而脱氮速率和与脱氮相关的微生物酶活性均降低了60%以上,从而导致SBR对氮的去除效果明显降低。MWCNTs-Ni的长期暴露导致活性污泥活性氧(ROS)产生量和乳酸脱氢酶(LDH)释放量在第148天时分别增加了67.23%和65.33%,表明MWCNTs-Ni的长期暴露能够诱导活性污泥中微生物产生氧化应激和细胞膜损伤。高通量测序结果表明,长期暴露于10mg/L的MWCNTs-Ni条件下,活性污泥中与硝化过程相关菌属(Nitrosomonas、Nitrosospir、Nitrospira)和与反硝化过程相关菌属(Dokdonella、Dechloromonas、Steroidobacter、Devosia、Thermomonas)的相对丰度明显降低,进而影响到SBR对氮的去除。该研究结果可为评价MWCNTsNi对污水生物处理系统的潜在影响提供一定的理论基础和技术依据。     

利用高通量测序技术分析鱼菜共生池塘的真菌多样性和群落结构

本文采集了位于新疆水生野生动物救护中心和乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地的鱼菜共生池塘水样及水培空心菜根系,基于Illumina HiSeq 2500高通量测序平台对上述样本的宏基因组ITS基因序列进行了测定和分析。在6份样品(4份水体样品、2份根系样品)中,共检测到78348条平均长度为256 bp的有效序列,这些真菌包括了6个门、25个纲和72个目。不同地点、不同样品类型间的真菌微生物群落存在明显差异,隶属于子囊菌门(Ascomycota)锤舌菌纲(Leotiomycetes)白粉菌目(Erysiphales)白粉菌科(Erysiphaceae)的菌群为根系样品所特有。乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地鱼菜共生池塘的空心菜根系真菌的Alpha多样性指数均最高,相应的对照池塘真菌多样性组成则最低。Beta多样性指数表明,乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地水样和新疆水生野生动物救护中心空心菜根系真菌组成差异最大。从蔬菜长势情况来看,乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地鱼菜共生池塘明显好于新疆水生野生动物救护中心,推测其原因为:前者水体中真菌种类和数量较多,特有菌类(如石黄衣、酵母菌)能够改善水质、提供动植物生长繁殖的养分。     

酵母培养物对凡纳滨对虾肠道菌群结构的影响

在基础饲料中分别添加质量分数0(对照)和0.30%的酵母培养物,配制2种等氮等脂饲料(分别记为Y0、Y0.3组),投喂初始体质量为(1.20±0.01)g的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)56 d。提取凡纳滨对虾肠道总DNA,采用Illumina Mi Seq高通量测序比较样品菌群组成和多样性,研究饲料中添加酵母培养物对凡纳滨对虾肠道菌群结构的影响。结果表明,Y0.3组对虾肠道分类单元(OTUs)数量、丰富度指数(Chao1、ACE值)、多样性指数(Shannon、np Shannon指数)与Y0组差异无统计学意义(P0.05);从物种分类树发现,两组的主要细菌类群均为变形菌门(Proteobacteria),其中,γ-变形菌纲是对虾肠道的最主要菌群,所占比例达69.48%;从科分类水平看,Y0.3组对虾肠道菌群链球菌科(Streptococcaceae)比Y0组提高4.98%;从优势属水平来看,Y0.3组对虾肠道的乳球菌属(Lactococcus)高于Y0组,差异有统计学意义(P0.01);Y0.3组对虾肠道的发光杆菌属(Photobacterium)低于Y0组,差异有统计学意义(P0.05)。饲料中添加质量分数0.30%酵母培养物可改善凡纳滨对虾肠道菌群多样性。     

Bacterial diversity and community structure in the East China Sea by 454 sequencing of the 16S rRNA gene

The 454 sequencing method was used to detect bacterial diversity and community structure in the East China Sea. Overall, 149 067 optimized reads with an average length of 454 nucleotides were obtained from 17 seawater samples and five sediment samples sourced in May 2011. A total of 22 phyla, 34 classes, 74 orders, 146 families, and 333 genera were identified in this study. Some of them were detected for the first time from the East China Sea. The estimated richness and diversity indices were both higher in the sediment samples compared with in the seawater samples. All the samples were divided by their diversity indices into four regions. Similarity analysis showed that the seawater samples could be classified into six groups. The groups differed from each other and had unique community structure characteristics. It was found that different water masses in the sampling areas may have had some influence on the bacterial community structure. A canonical correspondence analysis revealed that seawater samples in different areas and at different depths were affected by different environmental parameters. This study will lay the foundation for future research on microbiology in the East China Sea.     

辽河油田油泥微生物多样性分析及功能菌种筛选评价

分析辽河油田某区块不同来源油泥中微生物种类多样性、优势菌群和分布特征,探讨功能微生物在含油污染物的生物修复及提高原油采收率的应用可行性。采集辽河油田某区块3个油泥样品,利用第二代高通量测序技术测定油泥样品内微生物的16SrDNA V3-V4可变区序列,整理和统计各分类水平的微生物类群数,分析微生物的丰度、分布和多样性,以及不同位置油泥微生物多样性丰度的差异。结果表明:辽河油田某区块油泥中3组样品属水平的微生物类群数分别为51、135和213,不同来源样品中微生物种类及所占比例差异显著;优势菌群中含有多种已报道可作用原油的功能微生物,如芽孢杆菌属(Bacillus)和诺卡氏土壤菌属(Nocardiopsis)等;从油泥中筛选的菌株LH-03发酵液表面张力为29.3mN/m,对煤油和液体石蜡乳化层高度分别为6.1和5.7cm,经鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),与Pseudomonas aeruginosa CB-01复配使用,油泥降解实验除油率达到51.9%,石蜡降解率达到38.9%,填砂管驱油实验可在水驱基础上提高采收率12.7%。辽河油田油泥含有较丰富的微生物修复物质基础,具备通过生物刺激和强化技术实现原位生物修复的可行性。