海洋共附生微生物天然产物生物合成基因研究进展

对海洋无脊椎动物天然产物的研究表明,很多种活性物质的真正生产者是与其共生或附生的未培养微生物。克隆这些未培养微生物中特定活性物质的生物合成基因,不仅为活性物质的来源提供遗传学证据,也使通过异源表达相关生物合成基因来大量获取目标化合物成为可能。本文综述了来源于海绵、海鞘、苔藓虫、深海管状蠕虫和深海沉积物中共附生微生物天然产物生物合成基因簇的研究进展。

海洋石油污染及其微生物修复研究进展

海洋石油污染严重影响了海洋生态系统平衡和人类健康,海洋石油污染的微生物修复技术因其自身的优势越来越受到人们的重视。介绍了海洋石油污染的现状和治理方法,并着重介绍了海洋中石油污染微生物修复中降解微生物的种类、降解机理和生物修复的研究进展,并指出了生物修复存在并需要克服的问题,以期为海洋石油污染环境修复研究提供参考。

海洋微生物及海藻抗HIV天然产物研究进展

艾滋病是当今重大的公共卫生问题和社会问题。从天然资源寻找新抗HIV活性天然产物是新药发现的重要途径。综述了来源于海洋微生物、海藻具抗HIV活性的天然产物以及抗HIV活性天然产物筛选方法和靶点。

海洋石油降解微生物的分离鉴定

以柴油为惟一碳源,从胜利油田黄河码头和厦门储油码头两个海水样品中富集得到两组柴油降解菌,共9株细菌,1株真菌,它们对柴油都有降解能力.16SrDNA鉴定结果表明这9株细菌中有3株摩加夫芽孢杆菌、1株施氏假单胞菌、1株腊样芽孢杆菌、1株反硝化产碱杆菌.1株阿氏葡萄球菌、1株食烷菌和1株类似很小海旋菌的未知新菌(M5),其中B5对柴油的降解能力最强,已报道的食烷菌属中其他种的同源性最高,为95.2%,表明它是该属中的一个新种.实验中获得的惟一一株真菌M3属于假丝酵母,对柴油有较强的降解和乳化能力.实验中还从B5和施氏假单胞菌M2中扩增到了烷烃降解的限速酶烷烃单加氧酶的基因片断,其中B5编码了一种新的烷烃单加氧酶.这些菌在石油污染的海水自净中起着重要作用,可用于海洋石油污染的生物修复.

DDRT法筛选抗肿瘤海洋微生物

海洋微生物药物资源是近年来寻找新药的研究热点。本文先采用 MTT法对近千株的海洋放线菌、细菌、霉及极地和大洋细菌进行细胞毒活性的筛选。结果得到约有 10 %的放线菌、1株极地细菌及 2株霉具有细胞毒活性 ,共 4 9株。利用 DNA修复特性在 E.coli343/ 5 91和 E.coli343/ 6 36之间的差异性 ,采用DDRT法对初筛得到的具细胞毒性菌株进行 DNA损伤的筛选 ,得到 3株活性菌株 ,AK- 17是其中之一。裸小鼠试验结果提示其具有抗肿瘤作用。采用 FCM进行细胞周期的分析 ,表明经 AK- 17处理后 ,其可对 MGC-80 3肿瘤细胞在 G2 / M期产生轻微的阻滞作用 ,当处理时间增长后 ,部分细胞发生凋亡。

一株高产淀粉酶嗜盐海洋菌的筛选鉴定及其发酵条件研究

采用透明圈法从本实验室保存的40株海洋菌中,筛选得到15株具有淀粉酶活性的菌株,其中编号为399S3-1 1519的菌株具有较高的淀粉酶生产能力。通过16S rDNA分子鉴定,并结合菌落形态与KOH鉴定,确定其属于芽孢杆菌属。随后,对该菌株的发酵条件进行研究,确定其最佳碳源为淀粉,最佳氮源为大豆粉,最适温度37℃,最适pH值为7.0,最佳盐浓度5%,最佳底物浓度2%,最佳装液量50mL(250mL摇瓶),最佳接种量为3%;正交优化试验证明碳源和盐度对该菌产酶有较大影响,在最佳产酶条件下,酶活可达到293.8U/mL,比优化前提高了0.8倍。

海洋细菌Bacillus mojavensis 1A00437 β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因的克隆、表达及功能研究

Bacillus mojavensis 1A00437是分离自太平洋的一株芽胞杆菌,成功克隆了该菌的β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因并在原核系统获得高效表达。测序结果表明,该基因的ORF全长681bp,编码一条226个氨基酸的蛋白,蛋白大小25.3kDa。该酶的最适pH值及最适反应温度分别为6.5、60℃。研究表明,1mmol·L-1 Ca2+、Mn2+可显著抑制该重组酶活性,该重组酶对稻瘟病菌无抗性,但对小麦纹枯病菌及水稻纹枯病菌具有明显抑制作用。饲料体外消化实验表明,该重组酶对稻糠、玉米粉具有显著降解效果。为该酶用作抗真菌剂及饲料添加剂提供了理论基础。

2株海洋石油降解细菌的降解能力

为实施海洋石油污染的生物治理 ,从厦门储油码头油污水中分离得到了 2株石油降解菌 .它们能够在以柴油、萘或芘为唯一碳源的培养基中生长 ,并适应于海洋环境的温度、pH和盐度 .它们对萘都有很强的降解能力 ,3d内降解率可达 87 5 3%和84 0 1 % ;7d内对芘降解率分别为 8 35 %、5 37% .经 1 6SrDNA同源性分析表明 2菌株之间及其与施氏假单胞菌的同源性皆为 99% ;Biolog生化鉴定也表明它们为不同的菌株 .通过兼并PCR扩增 ,序列分析发现 2种菌编码完全相同的萘双加氧酶基因 ,该基因与其它假单胞菌的萘双加氧酶大亚基有

海洋石油烃降解菌群构建及其在降解过程中的动态分析

有针对性地选择了实验室从油污染的样品中富集筛选出来的6株细菌构建出一个石油烃降解菌群,采用PCR-DGGE结合平板计数监测法研究了该菌群在石油烃降解过程中的菌群结构变化.结果表明,能产生生物乳化剂的不动杆菌PN3-2在混合菌群中是稳定优势菌,专一性利用烷烃的食烷菌B-5是菌群拥有持久高效降解能力不可缺少的菌株,而降解后期的优势菌铜绿假单胞菌可能对烷烃代谢产物的清除有重要作用.本实验为人工构建有机污染物降解菌群提供了实践经验,并为大规模的生物修复实践奠定了基础.

产酯酶海洋中度嗜盐菌Halomonas sp.LYG1-1的分离鉴定及其酶学性质

以从海南三亚近海海水中采集的样品为研究对象,利用平板筛选法筛到一株产酯酶的中度嗜盐菌菌株LYG1-1。通过形态学、生理生化及16S rRNA序列分析,发现该菌株为革兰氏阴性菌,其最适生长温度为30℃,最适生长pH为7.5,最适NaCl浓度为10%。16S rRNA基因序列分析显示,菌株LYG1-1与Halomonas salina亲缘性最近,16S rRNA基因序列相似性为99.72%。在含10%NaCl的0.05mol·L-1Tris-HCl(pH 8.0)缓冲液中,45℃条件下作用,酶活性最高,40℃处理24h仍保持83%的活性。金属离子浓度为5mmol·L-1时,Ca2+、Mg2+对菌株LYG1-1酶活具有明显的激活作用,Hg2+表现出强烈的抑制作用。

一株产黑色素海洋细菌的初步鉴定

从波罗的海近海海水中分离出1株产黑色素的海洋细菌。该菌株可利用麦芽糖、蔗糖、葡萄糖等碳源,H2S、V.P.及明胶液化试验呈阴性,酶触试验呈阳性,为革兰氏阴性细菌,经16S rDNA初步鉴定后命名为Rheinheimera sp.09BSZB-9,并对其产生的黑色素作了初步研究。

海洋细菌Planococcus rifietoensis发酵产色素培养基的优化

在单因素的基础上,以Plackett-Burman(PB)设计结合响应面(RSM)分析法,对产色素海洋细菌Planococcus rifietoensis发酵培养基的8个营养成分配比进行优化。结果表明:培养基最佳碳氮源分别是葡萄糖和蛋白胨,葡萄糖、MgSO_4·7H_2O和酵母粉添加量显著影响色素的产量。Box-Benhnken设计分析确定最优培养基配方为:葡萄糖9.78 g/L,蛋白胨8.00 g/L,酵母粉2.05g/L,MgSO_4·7H_2O 8.17 g/L,Na_2HPO_40.1 g/L,FeSO_4·7H_2O 0.005 g/L,NaCl 10 g/L,CaCl_2 0.1 g/L,培养54 h,在此培养条件下,色素的OD值可达0.984,比优化前提高了245%。

海洋细菌抗菌筛选及深海独岛枝芽胞杆菌A493活性物质分离鉴定

以水稻黄单胞菌等植物病原菌为指示菌,采用平板对峙法对411株海洋细菌进行了抗菌筛选,初筛获得具有抗菌活性的海洋菌株81株,复筛获得具有稳定抗菌活性的菌株7株,最后通过测定抗菌谱,得到1株抗菌谱特异并且稳定拮抗水稻黄单胞菌的深海独岛枝芽胞杆菌(Virgibacillus dokdonensis)A493。对水稻白叶枯病害的温室生防实验表明,经过A493无菌发酵上清液处理,水稻生长20d后对水稻白叶枯病害的防治效果达到了66.7%,且对水稻的正常生长无不良影响。通过离子交换色谱法提取,再经2次薄层层析硅胶板回收分离,得到了纯化活性物质,经过ESI-MSn分析,初步判断活性物质分子量为317Da。Doskochilova系统纸层析结果显示活性物质很可能为新的氨基糖苷类物质。

海洋石油降解菌深海弯曲菌的种类多样性及地理分布特征分析

深海弯曲菌(Thalassolituus)是一类海洋专属的石油降解菌.为认识其多样性与地理分布、获取石油降解菌资源,本研究对西太平洋和厦门近海的表层海水分别通过石油烃富集和直接涂布石油烃平板,对获取的菌株进行了分离鉴定.在此基础上,对Gen Bank数据库中该属的可培养和未培养菌株信息,进行了系统进化与物种多样性分析.结果表明,从西太富集菌群分离得到的32个菌株中,主要优势菌为假单孢菌(Pseudomonas)和海杆菌(Marinobacter);其次是食烷菌(Alcanivorax)和弧菌(Vibrio).深海弯曲菌仅有2株,但它们代表1个潜在的新种,它们与模式菌株T.marinus IMCC1826T的同源性仅为96.9%和97.0%.从厦门表层海水中分离到1株深海弯曲菌,与模式菌株T.marinus IMCC1826T的相似度为99.66%.基于本研究分离菌株及Gen Bank可培养及未培养菌株的16S rRNA基因序列开展的系统发育分析表明,该属存在3个明显的进化分支,即2个模式种T.oleivorans与T.marinus分别代表的2个分支和1个独立分支;此外,不同分支呈现明显的地理分布特征,即来自同一纬度范围的菌株或序列多聚类于同一分支中.我们推测,深海弯曲菌在进化过程中,可能因适应不同纬度海域的温度等环境因子,逐步进化出3个不同环境适应性的分支.本研究加深了对深海弯曲菌在不同温度海洋环境中种类多样性分布特征的认识,为海洋石油污染生物修复提供了新资源.

拮抗油菜菌核病的海洋细菌筛选及其活性物质的分子检测

以油菜核盘菌为病原指示菌,对1021株海洋细菌进行抗菌筛选,从中得到了144株具抗菌活性的菌株。在建立筛选新型特异性拮抗化合物资源库的同时,重点分析了筛选的302株海洋假单胞菌,对其中具有较强抗菌活性的19株假单胞菌进行了产活性物质合成基因的分子检测。结果表明,菌株1A06832和SH-46扩增获得了2,4-二乙酰基间苯三酚合成基因的目的片段;菌株1A04311、1A05429和1A01321扩增获得了吩嗪合成基因的目的片段;1A06832、1A00318和SH-46扩增获得了藤黄绿脓菌素合成基因的目的片段;而硝吡咯菌素合成基因片段没有获得。

东太平洋中国多金属结核区锰结核样品中微生物群落结构的研究

通过非培养手段研究了东太平洋中国多金属结核区ES0303站点锰结核样品中的微生物群落结构.细菌16S rRNA基因克隆文库的研究结果表明:结核内细菌种群结构复杂,微生物种类丰富且各种群丰度不一(61个OTUs),其中变形杆菌类群为优势种群,占所有细菌克隆子比例的64%,且主要分布于β/γ-、α-和δ-等3类变形杆菌(Proteobacteria)亚群之中,占比分别为34%、18%和12%.此外还存在包括酸杆菌(Acidobacteria),放线菌纲(Actinobacteria),绿弯菌门(Chloroflexi),厚壁菌门(Firmicutes),浮霉菌门(Planctomycetes)等在内的细菌类群的分布,克隆子比例依次为9%、7%、8%、2%和5%.古菌16S rRNA基因克隆文库的研究结果表明:古菌的群落结构单一(仅12个OTUs),全部是由泉古菌海洋类群I(crenarchaeote marine group I,MGI)组成;其中MGI-η类群最为丰富,达到44%,而MGI-α、MGI-ζ和MGI-ε类群的克隆子比例分别为25%、18%和9%,另外还发现2个新的MGI分类类群.相关克隆子的数据库比对和系统发育树分析表明,并未发现已报道的直接参与铁锰氧化还原相关类群的存在,但它们大多数与来自多金属结核来源或深海来源的不可培养微生物具有较高的同源性.进一步的分析表明,锰结核内存在相当数量的氨氧化菌、硫酸盐还原菌、酸杆菌等能够改变pH值的细菌和古菌类群的存在,意味着它们可能在锰结核的形成过程中起到重要的作用.

深海热液喷口微生物群落研究进展

1977年在太平洋上的加拉帕戈斯群岛附近深2500m的深海热液区首次发现了独立的生命体系，它被认为是海洋生物学研究领域中最为重大的发现之一。自此，对深海热液喷口生物群落的调查研究吸引了无数科学家的眼球，成为了海洋生物学研究领域的热点之一。30余年来，随着海洋生物学研究技术方法的进步，大量的深海热液喷口生物群落被相继发现，越来越多的喷口生物物种被分离鉴定出来，从而改变了人们对深海热液环境的认识，极大的拓展了人们的海洋生物学知识。

微生物在感染WSSV的克氏原鳌虾死亡过程中的作用研究

为了评估微生物在感染了WSSV的克氏原鳌虾(Procambarus clarkii)死亡过程中的作用,对染毒鳌虾注射抗生素,并对鳌虾血淋巴中的细菌进行了数量比较以及种属鉴定。结果表明抗生素可以显著降低染毒鳌虾的死亡率但对WSSV的增殖没有显著影响。染毒鳌虾的血淋巴中微生物数量有明显增加。微生物主要是嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、弗劳地柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)、嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和琼氏不动杆菌(Acinetobacter junii)等条件致病菌。研究结果表明鳌虾在感染了WSSV后血细胞的消失导致体内病原微生物的数量大幅增加,从而加速了鳌虾的死亡速度。

红树林来源白浅灰链霉菌中生物碱类次级代谢产物研究及核糖体工程优化

综合应用Sephadex LH-20柱层析、反相中压液相柱层析、正相硅胶柱层析等方法对白浅灰链霉菌(Streptomyces albogriseolus)MGR072的生物碱类次级代谢产物的化学成分进行色谱分离,并运用紫外吸收、核磁及质谱等波谱方法对结构进行解析和鉴定,确定了两个化合物结构,分别为2-喹啉酸酯和4(1H)喹唑酮;基于核糖体工程原理,对该野生型菌株进行抗链霉素和抗利福霉素突变株筛选,得到1765株抗性突变株,其中S1、S2、S3、S4、R1、R2这6株的目标产物产量发生不同程度的变化,突变株R1、S3、S4相应峰的积分面积高达野生型菌株(WT)的15、24和12倍;突变株R2的相应峰几乎中断消失.本研究显示针对红树林微生物中丰富的生物碱类次级代谢产物,可通过定向化学分离和核糖体工程优化,快速锁定其中微量的新颖结构类群并对其产量进行调控,为后续分离新天然产物打下基础.

东太平洋海隆深海热液区沉积物微生物多样性的研究

提取东太平洋海隆区深海热液系统沉积物样品的总DNA,构建沉积物中的细菌16S rDNA克隆文库,通过PCR-RFLP分析与序列测定,对沉积物中的微生物类群及其与环境的关系进行了分析.结果表明,该海区沉积物中的36个克隆代表的22种基因型分别属于7个主要类群,其中变形菌(Proteobacteria)的γ-亚群为优势菌群,α-和β-亚群也均有分布;而硫氧化相关共生菌的属(sul-fur-oxidizing symbionts)为优势种属.系统发育分析表明,在该沉积物中细菌主要是跟共生有关、跟C、S代谢相关,大多还能在无氧和高温环境的条件下生存,说明采样点具有典型的深海热液生态系统的特点,甲烷代谢和硫代谢在该区域的深海物质能量循环中占据着重要地位.另外大量新的极端微生物的存在,预示着该区域的微生物资源有着非常大的开发潜力.