海洋污损的微生物学过程与机制研究进展

海洋生物污损主要由微生物腐蚀(MIC)与生物淤积(MBF)造成。细菌的附着及生物被膜的形成在微观尺度为微生物腐蚀提供了环境条件,而生物淤积则从宏观层面加速了污损的进程。近年来,海洋生物污损在全球范围内造成了巨大的经济损失,各类抗污损的方法也相继开发。微生物行为在污损的形成中扮演着重要角色,包括细菌在基质上的定殖,微生物被膜的产生,微生物结构的组装以及氧化还原性质的改变等。本文中,笔者聚焦海洋污损的微生物学机制,对生物污损的发生条件、影响因素、形成机制、群体感应调节特征进行了总结,并对防控方法进行了归纳,以期从生态学层面深入认识海洋污损的动力学过程,并为开发新型环保型防污材料提供借鉴思路。

低表面能防污涂层对微生物被膜群落结构的影响

海洋生物污损(biofouling)主要由微生物腐蚀与生物淤积造成;微生物被膜(biofilm)的形成为生物腐蚀提供了基础,也为生物淤积的发生创造了先决条件.抗生物附着材料是防止细菌定殖和微生物被膜形成的重要方式,其中低表面能防污涂层作为一种高效环保的抑膜方式,是近年来海洋防污损发展的重要方向之一.目前基于自然海域条件下,关于低表面能防污涂料对微生物被膜的抑制作用还有待进一步验证.基于已有方法的改进制备有机硅低表面能防污涂料;随后利用16S rRNA测序方法对微生物被膜的群落组成、多样性、互作网络及潜在功能进行分析.结果表明,与周围海水相比,低表面能防污涂料显著(P<0.05)改变了微生物被膜的微生物组成,降低了鞘氨醇单胞菌等的定殖.Chao1指数和β-多样性也受到低表面能材料的明显扰动.互作网络分析显示,低表面能防污涂层增加了微生物被膜群落的复杂性.此外,功能预测分析表明,该涂层表面微生物被膜生物群落的能量代谢与成膜能力相关功能基因的丰度显著降低(P<0.05).综上,本研究制备了一种有机硅低表面能防污涂层,并从微生物学方面验证了其在自然海洋微生物被膜中的良好抑膜能力.