海洋科学数据汇聚共享服务平台建设

【应用背景】海洋数据是认识海洋、经略海洋的基础,随着海洋观测和探测技术的快速发展,海洋数据呈爆炸式增长,数据的开放共享需求日益迫切。【目的】为了实现多源海洋科学数据的整合,打通数据存储孤岛,建立统一的元数据标准和数据共享链路,【方法】本文构建了一个海洋科学数据汇聚共享服务平台,提供海洋数据汇交、审核、注册、存储、检索和共享全过程管理的一体化、在线化和流程化服务,为不同用户提供公平渠道获取数据、信息、知识和技术;提供DOI/CSTR自动注册服务,加强数据知识产权保护,保护数据所有者权益。【结果】平台以数据规范为牵引,将数据存储规范、管理流程规范、元数据标准纳入系统设计中,实现数据统一编码、统一管理、统一存储、统一发布的“四统一”。【结论】通过平台的应用推广,能够更好地推进海洋科学数据高效共享和利用,充分挖掘海洋信息资源的潜在价值,高质量支撑海洋科学研究。

试论数字赋能助力水域生态牧场建设

水域生态牧场从水域生态学和景观生态学角度出发,高度重视生态系统的整体性和连通性,是拓展渔业空间、推动业态融合发展的重要场景。为了实现我国渔业的健康高质量发展,生态经济和数字经济将共同驱动水域生态牧场的模式创新和产业发展。本文详述了水域生态牧场建设的必要性、发展理念和应对策略,阐述了数字赋能从关键技术、无人装备和智能管理三方面助力水域生态牧场的体系化、数字化建设,提出了四场联动、陆海贯通、牧养互动和业态融合的发展模式,以期为更好地利用数字技术,科学、规范建设水域生态牧场提供参考。

元基因组用于未培养微生物的研究

微生物学100多年的研究发展表明，目前能够在实验室纯培养的微生物仅占其总数的不到1％，绝大多数微生物不可培养，并且代谢功能未知。早在20世纪80年代，Lane等认为简单的形态学、生理性状对微生物鉴定提供的信息很少，应重视非传统方法在微生物研究中的应用。随着人们对不可培养微生物的认识，针对多种特殊环境（如海洋及沉积物、深海热液及冷泉、土壤、动物瘤胃及内脏。

皮状丝孢酵母利用大米草水解液发酵生产微生物油脂

研究了产油酵母菌皮状丝孢酵母(Trichosporon cutaneum)利用经过简单脱毒处理的大米草水解液,直接发酵生产微生物油脂。首先分别用1%、2%、4%和6%稀硫酸,在122℃水解大米草,大米草/硫酸(固/液比)为10%。结果表明,在6%的酸浓度下水解40 min后总还原糖含量最高。而1%稀硫酸在140℃下水解大米草,2.8 h后,水解液中葡萄糖产量达到最高14.2 g/L。然后将该条件下大米草水解液冷冻干燥浓缩为不同的倍数,作为皮状丝孢酵母菌的发酵培养基,水解液浓缩倍数为4.0时,产油量最高达6.0 g/L。为高效利用大米草,将大米草开发为一种能源植物,提供了新的途径。

一株产低温碱性蛋白酶海洋细菌Pseudoalteromonas flavipulchra HH407的筛选与生长特性

对从连云港海域筛选的一株产低温碱性蛋白酶的海洋适冷菌HH407进行的鉴定和生长特性研究结果表明,该菌为革兰氏阴性杆菌,好氧,端生鞭毛,无芽孢及荚膜,大小为0.4～0.7μm×1.0～1.8μm,在酪蛋白培养基的菌落特征为椭圆金黄色、光滑、半透明、四周隆起。根据其生理生化性质、16S rDNA同源性和系统进化树分析初步鉴定该菌属于Pseudoalteromonas flavipul- chra。该菌的生长温度范围为0～40℃,最适生长温度为20℃;pH范围为5.5～11.0,最适生长pH值为8.5;NaCl质量浓度范围为0.5～13 g/dL,最适生长NaCl质量浓度为4 g/dL,无NaCl时不能生长。该菌能较好利用胰蛋白胨、酵母膏和蛋白胨等蛋白质物质,对糖的利用较差。该菌株所产蛋白酶在pH 10.0和35℃时表现最高酶活。

天然色素的资源和应用

天然色素作为食品添加剂应用于食品已有几个世纪的历史,开发利用天然色素在工业生产中具有重要的研究意义。介绍了天然色素的概念、特点、资源并与合成色素比较,阐述了天然色素的研究方法和应用现状,指出综合利用天然资源开发色素具有巨大的工业发展潜力。

一株产抑制真菌活性全霉素的胶州湾海洋链霉菌

目的研究胶州湾海洋链霉菌M095抑菌活性代谢产物及菌株M095的分类。方法采用ESI-MS,EI-MS,1H-NMR,13C-NMR和APTNMR等波谱分析进行结构测定;并根据培养特征、形态特征及16SrDNA序列分析进行分类。结果获得一种对金黄色葡萄球菌和丝状真菌毛霉miehei(Tü284)均有显著抑制作用的化合物,经鉴定其结构与全霉素相同;该菌株可能为球孢类群中的一个变种。结论本文首次报道了全霉素对丝状真菌的抑制作用,拓宽了全霉素的抗菌谱。

胶州湾海洋放线菌的分布及其抗微生物活性

目的研究青岛胶州湾海洋放线菌的资源与分布,考察其抗菌活性和应用潜力。方法梯度稀释与划线法分离菌株,并利用牛津杯法和纸片法测定其抗菌活性。结果从胶州湾沿岸分离海洋放线菌516株,两种方法确定的具有抗菌活性的菌株比例分别为22.3%和50.0%。结论青岛胶州湾河流入海口可能是海洋放线菌资源富集的区域;纸片法用于胶州湾海洋放线菌抗菌活性筛选效果较好;筛选结果显示胶州湾海洋放线菌具有良好的开发应用潜力。

一株产天然蓝色素海洋链霉菌的筛选鉴定

从胶州湾附近海域水样中分离筛选到一株可产生天然蓝色素的链霉菌。采用通用引物16F27/16R1492扩增该菌株的16SrDNA,对测序结果进行序列分析,采用Neighbor-Joining(N-J)法构建系统发育进化树,同时结合链霉菌的传统形态学和生理生化特性对菌株进行鉴定。16SrDNA序列分析表明菌株与Streptomyces violaceolatus KCTC 9772相近,相似率为99%。在Neighbour-Joining法构建的系统发育进化树中,该菌株与Streptomyces violaceolatus聚类在同一分枝上。因此将该菌株鉴定为紫边链霉菌Streptomyces violaceolatus。

蒸化工艺中高温高湿蒸汽温湿度测量仪的研制

基于蒸化工艺中蒸汽温湿度控制的重要性,针对蒸化过程中出现的过热现象和高温高湿气体温湿度难测量的问题,自行研制出蒸化机温湿度电子测量仪。该装置以瑞士Sensirion公司的SHT75高精度温湿度传感器和美国Microchip公司的PIC16F628单片机为核心元件,巧妙的汇编语言编程和电路设计,铜烧结网防护探头和特氟隆耐高温屏蔽信号线的运用,使其能在恶劣条件下使用,不但能自动加热防止结露,而且能准确测量出高温高湿蒸汽的温湿度。

海洋链霉菌M259高产蓝色素理化性质研究

在青岛胶州湾沿海采集样品,对样品进行分离、纯化后获得300株海洋链霉菌,从中检测到一株高产蓝色素的海洋链霉菌M259。本文主要探讨该菌产生的蓝色素的理化性质,研究发现该蓝色素对八株受试菌无抑菌活性,在590nm处有最大吸收峰,水溶性好,光热稳定性强,而且具有耐糖、耐还原性,酸性条件下为红色,碱性条件下为蓝色,对大部分金属离子和食品添加剂稳定,经急性毒理实验证实为实际无毒物质。

耐高温酸性α-淀粉酶基因部分序列的克隆与分析

利用已报道的α-淀粉酶基因序列的保守区域设计引物,通过聚合酶链式反应(PCR)获得了高温球菌Thermococcus sp. HJ21的耐高温酸性α-淀粉酶基因的部分序列。通过对该序列的同源性比较分析发现,高温球菌Thermococcus sp. HJ21与热水高温球菌Thermococcus hydrothermalis和Thermococcus sp. OGL-20P的亲缘关系最近,序列相似度达到95%以上;利用Swiss Model预测该基因产物的3级结构,显示其具有典型的(β/α)8桶状结构;通过分析密码子的使用情况得知,该α-淀粉酶存在着密码子的兼并性和使用的偏向性问题。

超嗜热古菌耐热酸性α-淀粉酶的发酵条件和酶学性质研究

对一株分离自深海热液口的超嗜热古菌(Thermococcus sp.HJ21)菌株进行了α-淀粉酶发酵条件的优化和酶学性质的研究。该菌株发酵9h后到达产酶高峰,产酶温度范围为60—90℃,其最适产酶温度为80℃。产酶pH范围为5.0—9.0,最适产酶pH为7.5。产酶NaCl浓度范围为0.5%—4.0%,2.5%为最适宜NaCl浓度。糖原、淀粉、麦芽糖、酵母膏和蛋白胨促进产酶。该菌株产生的α-淀粉酶的分子量为51.4kDa,酶的最适作用温度为95℃,在100℃仍有60%的酶活力。酶在90℃的半衰期为5h,在100℃2h仍有40%的残余酶活,酶的热稳定性不依赖Ca2+。酶的最适作用pH为5.0,pH4.5仍有80%的酶活力,pH在5.5—7.0较稳定(80℃4h)。金属离子1mmol/L的Mg2+、Co2+、Sr2+、Ba2+、K+、Na+对酶有激活作用,Cu2+、Pb2+、Hg2+、Zn2+、Al3+对该酶均有抑制作用。

大型绿藻浒苔转化表达系统选择标记的筛选

主要研究了条浒苔对抗生素氯霉素和除草剂Basta的敏感性,以确定适合的阳性选择标记基因。应用不同浓度氯霉素(0、25、50、75、100、125μg/ml)和Basta(0、5、12.5、25、37.5、50μg/ml)对不同发育时期条浒苔细胞存活率影响进行了测定。实验结果表明:不同发育时期条浒苔对氯霉素和Basta的敏感性不同。其中最大浓度125μg/ml浓度的氯霉素在15d内对条浒苔孢子和小苗两个不同发育时期的细胞均难以达到全部杀死效果,相对存活率仍分别为1%和20%;而Basta对条浒苔孢子和小苗均具有很强的杀生作用,其中5μg/ml浓度的Basta在3d内可将条浒苔孢子全部杀死,12.5μg/ml浓度下约一周时间可以将浒苔小苗全部致死。本实验结果提示bar基因有可能成为浒苔基因工程较理想的选择标记基因。

海绵Hymeniacidon corticata共附生微生物代谢产物生物活性的初步研究

目的采自东海的一种海绵Hymeniacidon corticata共附生微生物的分离及其次级代谢产物生物活性的筛选。方法利用各种分离培养基从海绵中分离出共附生微生物,从中挑出代表性的共附生放线菌8株及真菌5株,发酵培养后提取粗提物检测其对人类病原菌、植物病原真菌的抑菌作用以及对卤虫的毒性作用。结果共附生真菌的发酵粗提物抑菌活性较低,而放线菌有较强的广谱抑菌作用。对植物病原真菌生长的抑制,共附生真菌具拮抗作用的菌株较多。一部分放线菌菌株代谢产物对卤虫的毒性作用和抑菌效果表现出负相关性。结论海绵H.corticata的部分共附生放线菌及真菌具有较好的生物活性,有进一步研究的潜力。

海洋链霉菌S007次生代谢产物的分离鉴定(英文)

采用柱层析、制备薄层层析等方法从海洋链霉菌S007的发酵液提取物中分离得到了9个化合物,经波谱分析确定为嘧啶(1),吡咯-2-羧酸(2),卡拉霉素(3),3-吲哚丙酸(4),吲哚-3-羧酸(5),N-乙酰基酪胺(6),2'-胸腺嘧啶脱氧核苷(7),N-β-乙酰色胺酸(8)和三乙胺盐酸盐(9)。其中三乙胺盐酸盐是首次从链霉菌中得到;海虾致死实验结果显示:化合物3在40μg/mL浓度下对丰年虾的致死率为86.5%,表明卡拉霉素对丰年虾表现出很强的毒性作用。

响应面法优化重组大肠杆菌生物合成别藻蓝蛋白(holo-apcA)的发酵条件

采用响应面法对重组大肠杆菌生物合成别藻蓝蛋白（holo-apc A）的发酵条件进行优化,提高了蛋白的表达量。以对重组别藻蓝蛋白α亚基在大肠杆菌中表达量影响较大的几种因素用于中心组合设计;中心组合设计试验结果表明诱导温度、培养基初始p H和诱导时机对诱导结果影响显著;经Design Expert 8.0软件优化后的最佳诱导条件为：诱导温度28℃,培养基初始p H 8.5,IPTG终浓度0.1 mmol/L,以及诱导时机3 h。最后验证试验得到的蛋白表达量在已有文献报道结果的基础上提高了70%-580%。中心组合设计-响应面法能够在有限的实验次数下,对影响生物过程的因子进行优化及对其交互作用进行评价,蛋白表达量达20.4 mg/L;IPTG用量由原来的1 mmol/L减少至现在的0.1 mmol/L,降低了发酵成本。

海洋链霉菌M518产的新星形孢菌素衍生物的生物活性

从海洋放线菌M518中分离到1个新结构化合物N-甲酰胺基-星形孢菌素（N-carboxamido-staurosporine） （1c）,以及两个同类型已知化合物星形孢菌素（staurosporine）（1a）和N-甲酰基-星形孢菌素（N-formyl-staurosporine）（1b）.为了解新化合物的生物活性,对37株人类肿瘤细胞和9种受试微生物细胞株进行了抑制活性筛选,发现化合物1c具有强烈的抗肿瘤活性,对37株肿瘤细胞的平均抑制浓度IC50,IC70和IC90分别为0.016、0.171和2.352μg·mL-1.其活性强于专利化合物1b.通过测定发现,分离到的三种孢菌素类化合物都具有较好的抗微藻活性.菌株M518经16S rRNA系统进化学分析,属于链霉菌属（Streptomyces sp.）.

深海芽孢杆菌E401B03次生代谢产物分离和结构鉴定

利用硅胶柱、凝胶柱及高效液相(HPLC)等色谱方法,对采自中国南海的深海芽孢杆菌E401B03发酵液的乙酸乙酯相浸膏进行了分离,通过1H-NMR、13C-NMR、EIMS等方法鉴定了7个化合物:N-苯乙基乙酰胺、3-(羟基乙酰基)-吲哚、3-(2-羟基乙基)-吲哚、环(缬-缬)二肽、尿嘧啶、胸腺嘧啶、对羟基苯甲醛。

海洋真菌Aspergillus sp.中的抗肿瘤成分

目的:研究一株分离自条斑紫菜丝状体上的真菌代谢产物的活性成分。方法:利用电镜观察真菌形态特征,利用MEA培养基进行大规模发酵,经硅胶层析、葡聚糖凝胶层析等各种层析手段分离化合物,通过波谱技术鉴定化合物结构,并利用MTT法测定化合物抗肿瘤活性。结果:该菌属于曲霉属,分离得到了两个化合物1和2,分别为cyclo(L-Trp-L-Phe)(1)和WIN64821(2)。MTT法测试结果表明,cyclo(L-Trp-L-Phe)和WIN64821对37株人体肿瘤细胞株具有中等细胞毒活性,其平均IC50分别为3.3和5.8μg·mL-1。结论:第一次报道这两种化合物的抗肿瘤活性。