海洋微塑料生态风险评估方法述评

为客观评估海洋微塑料的污染程度,探究微塑料在海洋环境当中造成的生态风险,本研究对现有技术方法进行整理,归纳总结出三类海洋微塑料生态风险的评估方法(聚合物赋存特征评估方法、微塑料生态毒理评估方法和微塑料生态风险综合评估方法)和两种相关评估方法(生命周期评估和视觉快速评估)。根据现有评估方法的不足,对海洋微塑料生态风险评估的发展方向进行展望,并提出了四类指标(人类活动影响指标、污染输入指标、自然环境影响指标和微塑料特征指标)用于客观评估海洋微塑料的污染程度。

海南高隆湾红树林及其近岸海域沉积物的弗兰克氏菌(Frankia)多样性分布及其与环境因子的关系

弗兰克氏菌(Frankia)因其独特高效的固氮效率而备受关注,然而目前的研究还局限于陆地生境。基于nifH基因采用高通量测序对高隆湾红树林及其近岸海域沉积物的Frankia多样性进行分析,共获得261条属于Frankia的nifH序列,共11个OTUs,序列主要分布在红树林区样品,其中以角果木和红海榄为优势树种的红树林样品中序列较多,在潮间带样品中也有少量分布,海草区样品未检测到,序列在不同生境中的分布存在较大差异。OTU818在10个站位都有分布,说明OTU818代表的Frankia类群分布比较广泛,且为红树林沉积物的优势类群。系统进化分析表明Frankia与NCBI数据库中的Frankia基因序列在系统发育树上形成不同分支。通过Network分析Frankia与其他细菌类群的共发生关系,发现Frankia与来自Verrucomicrobia、Proteobacteria、Firmicutes、Cyanobacteria的多种固氮细菌类群存在紧密联系,表明Frankia在稳定红树林固氮细菌群落结构中起着重要作用。利用典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)方法研究了环境因子对Frankia多样性分布的影响,表明盐度、As和Al是影响Frankia多样性分布的显著环境因子。通过这些结果对Frankia的生态分布及其与环境因子的关系有了新的认识,也为后续开发利用这类固氮能力更具优势的Frankia提供前期数据参考。

微塑料对珊瑚礁生态系统影响的研究进展

全球塑料制品的产量逐年上升,伴随塑料垃圾产生的大量微塑料对环境造成潜在威胁。全球估计有30.9万吨塑料碎片存在于海洋中,占海洋垃圾的60%~80%,且微塑料难降解、具有一定的积累性,对海洋生态系统带来了极大的危害。文章综述了全球珊瑚礁分布现状、微塑料在珊瑚礁海域的污染现状、微塑料对珊瑚及珊瑚礁生态系统中其他生物的影响,并指出当前存在的问题及未来研究的展望,为海洋微塑料污染管控和珊瑚礁生态系统保护等提供重要的科学参考。

八门湾红树林土壤放线菌多样性及抗病原菌活性分析

红树林土壤中蕴藏着丰富的放线菌资源,是新菌种的重要来源。为获得更多新的放线菌资源以用于开发新的生物活性化合物,了解放线菌的多样性是非常重要和必要的。研究采用扩增子高通量测序和传统培养法对八门湾红树林土壤放线菌进行了非培养和培养水平多样性研究,同时对其抗病原菌活性进行了分析。对于非培养水平多样性研究,与细菌通用引物相比,利用放线菌相关引物可以提高放线菌丰度的检测水平,其百分比含量提高2.47倍;可以检测到放线菌门更多的目、科和属;对于在目水平上的放线菌类群组成来说,Acidimicrobiales、Corynebacteriales、Gaiellales、Kineosporiales、Solirubrobacterales是优势类群,但是在用两对不同引物得到的结果中,其百分含量差异较大。放线菌相关引物更适合环境样品中放线菌多样性的分析。对于培养水平多样性研究,分离到256株放线菌,属于7个目、9个科、14个属,Shannon-Wiener多样性指数为1.32,Streptomyces(42.58%)和Micromonospora(42.19%)是优势属;与模式菌株的相似性小于98.5%的有13株,其中菌株HA161004和HA161010与Amycolatopsis thermoflava N1165T相似性分别为95.56%和96.80%,是潜在新种。病原微生物拮抗活性测定表明,来自9个属的92株代表性菌株具有抗病原菌活性,其中对Colletotrichum gloeosporioides、Fusarium oxysporum、Escherichia coli、Staphylococcus aureus和Vibrio neocaledonicus有拮抗活性的菌株数量分别为71、25、6、9和19株。研究为选择更合适的引物以便更客观地反映环境中放线菌多样性提供了数据支持,同时也为后续红树林放线菌资源收集、活性评价和开发利用提供菌种保障。

海南岛南部海湾潮间带沉积物微塑料赋存特征及其风险评估

微塑料(<5 mm)是一种备受关注的新型污染物,目前,微塑料在海南岛近岸海湾潮间带的赋存特征和影响因素的相关研究极其有限。本研究分析了海南岛南部12个海湾潮间带沉积物中微塑料的赋存特征,并利用聚合物风险指数和污染负荷指数对微塑料污染的风险程度进行了评估。结果表明,在12个海湾潮间带沉积物中均检测出微塑料,平均丰度为(715±135.98)n/kg,微塑料丰度的空间差异明显,在小东海(XDH)的丰度最高[(2433.33±765.62)n/kg],与除崖州湾(YZ)外的其他站点的微塑料丰度有显著差异(p<0.05);鹿回头(LHT)的丰度最低[(206.67±6.67)n/kg],与XDH和YZ之间有显著差异(p<0.05)。微塑料丰度与总有机碳含量(total organic carbon,TOC)呈显著正相关性(p<0.05)。微塑料形态有纤维状、碎片状、薄膜状和颗粒状,以纤维状(66%)和碎片状(31%)为主;微塑料颜色有透明、黑色、蓝色、红色、棕色、黄色和绿色,其中透明的最丰富(94%)。微塑料聚合物有聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)、聚氯乙烯(PVC)和人造丝(Rayon)8种材质,其中以Rayon、PE和PET为主,不同聚合物的微塑料空间分布差异大。聚合物风险指数和微塑料污染负荷指数结果表明,海南岛南部海湾潮间带沉积物微塑料污染程度处于中等水平,推测生活污水输入、旅游和渔业活动是微塑料的主要来源。

微塑料暴露对小棒短指软珊瑚(Sinularia microclavata)共附生细菌群落结构和功能的影响

微塑料在海洋环境中分布广泛,对海洋生物(包括珊瑚)健康产生危害,然而,目前有关微塑料对珊瑚影响的研究非常有限,其造成影响的具体机制还不清楚.因此,选取海洋环境中常见的微塑料PA,对小棒短指软珊瑚(Sinularia microclavata)进行7 d的微塑料暴露模拟实验,利用扩增子高通量测序技术分析微塑料暴露不同时间对珊瑚共附生细菌多样性、群落结构和功能的影响.α-多样性随微塑料暴露时间的变化先降低后上升,β-多样性和群落组成分析皆表明:微塑料暴露引起珊瑚共附生细菌群落结构发生改变,并且随着暴露时间不同,细菌群落组成也随之变化.共检测到49个门、 152个纲、 363个目、 634个科和1 390个属.在门水平上,Proteobacteria在所有样品中都是优势类群,但在各样品的相对丰度不同;微塑料暴露使Proteobacteria、 Chloroflexi、 Firmicutes、 Actinobacteriota、 Bacteroidota和Acidobacteriota丰度增加;在属水平上,Ralstonia、Acinetobacter和Delftia是微塑料暴露后珊瑚共附生细菌的优势类群.PICRUSt功能预测表明,微塑料暴露使菌群的信号转导、细胞群落-原核生物、外源物质生物降解及代谢和细胞运动功能降低.BugBase表型预测表明,微塑料暴露使珊瑚共附生菌群的3种表型(致病性、厌氧和氧化胁迫耐受)发生变化.FAPROTAX功能预测表明,微塑料暴露导致珊瑚共附生细菌与宿主的共生关系、碳和氮的循环及光合作用等功能发生显著变化.研究可为微塑料对珊瑚影响的机制和微塑料生态毒理学提供基础数据.