水分条件对滨海芦苇湿地土壤微生物多样性的影响

滨海湿地因受河流和海水的交互作用,其土壤氧化还原电位及营养元素等条件复杂且处于不断变化之中,为了阐明此种环境下不同水分条件对滨海芦苇湿地土壤微生物多样性的影响,尤其是对铁还原菌群落结构的影响,作者以黄河三角洲滨海湿地为对象,研究了淹水和非淹水芦苇湿地表层(0~30 cm)土壤理化特性、微生物多样性(采用T-RFLP技术)和培养条件下湿地土壤微生物的Fe(III)还原能力的变化。结果表明,淹水芦苇湿地土壤有机碳、全氮、盐度、Fe(II)含量和pH值显著(P<0.05)高于非淹水芦苇湿地土壤,而淹水芦苇湿地土壤铵态氮含量显著(P<0.05)低于非淹水芦苇湿地。淹水芦苇湿地土壤主要优势细菌和古菌分别为铬还原菌属(Alishewanella)、纤维单胞菌属(Cellulomonas)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)和甲烷杆菌属(Methanobacterium)、甲烷八叠球菌属(Methanosarcina);而纤维单胞菌属、食酸菌属(Acidovorax)、地杆菌属(Geobacter)、硫杆菌属(Thiobacillus)和甲烷八叠球菌属分别为非淹水芦苇湿地土壤主要优势细菌和古菌。淹水芦苇湿地土壤主要优势铁还原菌为副球菌属(Paracoccus)、地杆菌属、铬还原菌属和硫单胞菌属(Thiomonas),而非淹水芦苇湿地土壤为地杆菌属和固氮螺菌属(Azospira)。说明淹水能增加芦苇湿地土壤细菌、古菌和铁还原菌的多样性。培养条件下,淹水芦苇湿地土壤铁还原菌的还原Fe(III)能力在培养后期(25d后)低于非淹水芦苇湿地,说明淹水条件在一定程度上抑制了芦苇湿地土壤铁还原菌的铁还原能力。

藻蓝蛋白抗氧化作用及其药理活性研究进展

藻蓝蛋白（Phycocyanin,简称 PC,吸收光谱615-640 nm）是一类普遍存在于蓝藻中具有光合作用的捕光色素蛋白[1]。藻蓝蛋白具有众多的药理活性,如抗炎、抗肿瘤、抗过敏、维持机体稳态以及减毒增效等[2],药理试验证明其对机体内自由基代谢紊乱具有显著的调节作用。自由基参与很多疾病的发生过程,包括：炎症,动脉粥样硬化,癌症,再灌注造成的损害及氧化胁迫引起的其他机能障碍等[3]。本文对藻蓝蛋白的抗氧化活性和药理效果进行梳理,推论了藻蓝蛋白的药效活性和抗氧化机理的关系,为藻蓝蛋白的药理学研究提供参考。

海洋污损细菌群落结构及其发酵液中化学成分的研究

从烟台附近海域通过挂板取样获得了污损微生物膜样品。利用高通量测序鉴定其中细菌有假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.),芽孢杆菌(Bacillus sp.),盐单胞菌(Halomonas sp.),嗜冷杆菌(Psychrobacter sp.),肠杆菌(Enterobacter sp.)。通过对微生物膜污损细菌进行发酵培养,结合天然产物分离纯化和核磁共振鉴定技术,共从发酵液中分离并鉴定了9种次级代谢产物,其中4种是二酮哌嗪(Diketopiperazine,DKP)类信号分子,环(脯氨酸-甘氨酸)(1),环(脯氨酸-丙氨酸)(2),环(4-羟基-脯氨酸-亮氨酸)(3),环(脯氨酸-酪氨酸)(4),以及尿嘧啶(5),胸腺嘧啶(6),对羟基苯乙醇(7),十五烷酸(8),邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(9)。研究结果表明,烟台海域污损微生物膜中细菌组成多样,以假交替单胞菌和芽孢杆菌为主;污损细菌产生了多种代谢物,其中包括4种DKP类信号分子,该类物质可能对生物污损的发生具有调控作用,为探究生物污损和生物膜的作用机制奠定了基础。

一株单环刺螠致病弧菌的分离鉴定、生长特性研究及药敏分析

对患病的单环刺螠幼体3 000~4 000只/kg肠道内病原菌进行分离鉴定、生长特性研究及药敏分析,为人工养殖单环刺螠幼体过程中出现的疾病提供治疗依据。对患病幼体肠道内的病原菌进行分离纯化、生理生化鉴定、16S rRNA基因序列分析、人工回接感染试验、生长曲线测定、最适生长温度、pH、盐度的探究;采用K-B纸片扩散法对米诺环素、庆大霉素、卡那霉素、头孢唑林、四环素中度敏感,对阿奇霉素、新霉素、万古霉素、利福平、红霉素、克林霉素、阿莫西林进行药敏试验;并对抑菌效果最好的药品进行安全性检测。分离纯化后经生理生化鉴定获得一种弧菌命名为菌株SX-1,16S rRNA基因序列分析极有可能为新喀里多尼亚弧菌(Vibrio neocaledonicus),人工回接感染试验表明SX-1是单环刺螠幼体从沙底钻出,活动能力减弱,体表变红症状的致病菌,生长特性研究表明其最适生长温度、pH、盐度分别为30℃,6.0,35;药敏试验结果表明,SX-1对氯霉素、羧苄西林、氧氟沙星、头孢曲松高度敏感,安全性检测实验表明,氧氟沙星抑菌治疗效果明显,并对单环刺螠无伤害。从单环刺螠肠道内分离获得了一种极有可能为新喀里多尼亚弧菌(Vibrio neocaledonicus)的致病菌SX-1。对于感染该种弧菌的单环刺螠,氧氟沙星抑菌治疗效果明显,并对单环刺螠无伤害。我们的实验结果对于预防并治疗人工养殖过程中单环刺螠患病提供理论依据和治疗模式,因而具有实际指导意义。

聚乙烯类渔网防污涂料的筛选

【目的】对聚乙烯类渔网防污涂料的柔韧性和附着性能进行表征评价。【方法】从8种基体树脂中筛选出3种柔韧性和附着性能表现良好的树脂:丙烯酸树脂、氯醚树脂MP25和氯醚树脂MP45,并使用前两种树脂制备出3种适用于聚乙烯类渔网的防污涂料(编号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),然后采用浸涂法对聚乙烯类渔网进行涂装并实海挂网,最后利用扫描电镜对渔网涂膜进行表征。【结果】氯醚树脂MP25作为基体树脂所制备的防污涂料在聚乙烯类渔网上的附着力与柔韧性均较好。【结论】扫描电镜可以对聚乙烯类渔网防污涂料进行筛选并对其性能进行表征;氯醚树脂MP25是制备聚乙烯类渔网防污涂料较理想的茎体树脂。

不同干露条件单环刺螠的耐受性及对体表黏液特性的影响

为了研究单环刺螠Urechis unicinctus在不同温度(15、20、25、30℃)的湿沙无水和湿沙有水干露条件下的耐受性、体表黏液分泌量及成分含量的变化,试验采用离心管提取平均体质量为2.75 g的单环刺螠体表黏液,采用苯酚-硫酸法和总蛋白测定试剂盒分别检测黏液中多糖和蛋白质含量,同时研究其黏液对金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、灿烂弧菌Vibrio splendidus、奇艺变形杆菌Bacillus mirabilis、产气肠杆菌Enterobacter aerogenes、阴沟肠杆菌Aerobacter cloacae、哈维氏弧菌Vibrio harveyi、副溶血弧菌Vibrio parahaemolyticus、鳗弧菌Vibrio anguillarum、藤黄微球菌Micrococcus luteus等常见水产动物病原菌的抗菌性,采用抑菌圈法通过比较抑菌圈直径以判断抗菌效果。结果表明:单环刺螠体表黏液分泌量随温度升高而降低,湿沙无水干露条件下的单环刺螠耐受性要强于湿沙有水;15℃条件下,10只单环刺螠湿沙无水和湿沙有水型分别在1 min(3.33 mL±0.05 mL)和10 min(2.85 mL±0.04 mL)时黏液分泌量较高;湿沙无水条件下多糖(1.04μg/mL±0.10μg/mL)及蛋白质(65.81 mg/mL±2.22 mg/mL)含量均在30 min时最高,且随干露时间的延长均呈先升高后降低的趋势;体表黏液对所测9种病原菌的抑菌圈直径小于10 mm,均无抗菌性。研究表明,2.75 g规格的单环刺螠,在15℃湿沙无水干露条件下耐受性可达48 h以上。

渤海不同区域沉积物古菌的多样性分析

产甲烷古菌在滨海沉积物碳循环过程中起着重要作用。本研究以渤海不同区域沉积物为研究对象,通过T-RFLP以及室内富集培养方法,解析了渤海不同区域沉积物产甲烷菌群落结构差异,并评估其产甲烷潜力。结果表明,渤海不同区域沉积物细菌和产甲烷古菌群落结构组成存在差异,其主要优势产甲烷菌为Methanobacterium和Methanosarcina,主要优势细菌为Desulfovibrio和Thiobacillus。渤海不同区域沉积物在实验室培养条件下产甲烷量存在明显差异,表现为近岸区域沉积物产甲烷量较高。且渤海沉积物具有较高的产甲烷潜力(乙酸转换率达到46.46%),潜在甲烷排放量估计值可达1.74亿t/年。

污损生物膜细菌Pseudoalteromonas issachenkonii YT1305-1的鉴定及其代谢物化学成分分析

【目的】对污损生物膜细菌YT1305-1进行菌种鉴定;研究其作为污损生物膜优势菌之一的代谢产物。【方法】通过16S rRNA基因序列分析,结合系统进化树和细菌生理生化实验对菌种进行鉴定,通过硅胶柱层析分离方法和核磁共振检测技术分析其代谢物的化学成分。【结果】发现生物膜中存在明显的优势菌株,假交替单胞菌属为优势菌属之一。16S rRNA序列比对分析表明Pseudoalteromonas issachenkonii为优势菌种之一,将目标菌种命名为Pseudoalteromonas issachenkonii YT1305-1,对其代谢物化学成分进行分析,共得到10个化合物,其中包括5个二酮哌嗪(DKPs)类信号分子,环(甘氨酸-丙氨酸)(1)、环(脯氨酸-甘氨酸)(2)、环(脯氨酸-酪氨酸)(3)、环(4-羟基-脯氨酸-亮氨酸)(4)和环(4-羟基-脯氨酸-丙氨酸)(5),以及尿嘧啶(6)、胸腺嘧啶(7)、胸腺嘧啶脱氧核苷(8)、己二酸二(2-乙基己)酯(9)和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(10)。【结论】污损生物膜中存在明显的优势菌,其中之一为P.issachenkonii YT1305-1,在其代谢产物中发现了疑似信号分子的物质DKPs,有研究表明该物质能调控生物膜的形成,进而影响生物污损的形成,为探究生物污损现象奠定了物质基础。

生物地球化学锰循环中的微生物胞外电子传递机制

微生物是生物地球化学元素循环的重要驱动者,在锰等变价金属元素的氧化还原过程中起着至关重要的作用。近年来,Mn(Ⅲ)的发现以及在一些环境中的广泛存在,丰富了人们对Mn(Ⅲ)以及自然界锰循环过程的认识。研究发现,锰的生物地球化学循环,尤其是锰还原过程,与微生物胞外电子传递紧密相关,且目前已知的5种胞外电子传递机制均与锰还原有关联。因此,本文综述了锰的生物地球化学循环及其意义,并从微生物胞外电子传递的机制、微生物介导锰氧化、微生物介导锰还原等3个方面来介绍参与锰循环的微生物多样性;以及微生物地球化学锰循环的环境意义。对微生物参与锰循环过程的研究不仅可以进一步丰富相关理论,同时也能推动生物除锰、污染物原位修复及生物冶金等应用领域的发展。

雨生红球藻和小球藻间的原生质体融合与糖异养融合子筛选

为了增强雨生红球藻的异养生长能力,提高规模化培养效率,本研究基于PEG介导的原生质体融合技术,在雨生红球藻SCCAP K-0084和小球藻SAG211.11a间开展了细胞融合以及糖异养融合子筛选研究,筛选中通过限制性糖异养条件和添加潮霉素分别抑制野生型的雨生红球藻和小球藻的生长,提高筛选效率。结果表明,小球藻SAG211.11a具有极强的异养生长能力,能够利用葡萄糖、果糖、乙酸钠、甘油、苹果酸以及琥珀酸进行异养生长,而雨生红球藻则仅能够利用乙酸盐进行异养生长,此外雨生红球藻SCCAP K-0084还具有极强的潮霉素耐受能力,可以被应用于融合子筛选中。研究中,雨生红球藻和小球藻的原生质体制备效率分别达到72.11%±3.94%和42.07%±3.73%,满足细胞融合需要,融合过程中观察到雨生红球藻和小球藻间的典型融合现象,并且在限制性糖异养筛选下获得了雨生红球藻形态的融合子克隆,融合子的生长速率相比于野生型雨生红球藻有明显的增强,三个融合子在10 d培养后细胞密度分别达到6.7×10~4、8.7×10~4、6.5×10~4个/mL,明显高于野生型的2.45×10~4个/mL,但是相比于小球藻10 d后1.4×10~6个/mL的细胞密度而言,异养生长能力仍然有限,而且在连续传代过程中融合子经常会出现表型分化的现象。这一研究证明,通过细胞融合杂交的方式能够使雨生红球藻获得糖异养的生长能力,但是异源基因组间重组效率有待进一步提高。

罗布麻叶中非黄酮类化学成分研究

目的对药用盐生植物罗布麻Apocynum venetum叶中的非黄酮类化学成分进行研究。方法采用硅胶、凝胶Sephadex LH-20柱色谱及制备液相色谱等分离技术对罗布麻叶中化学成分进行分离,并根据其理化性质及波谱数据鉴定化合物的结构。结果从罗布麻叶甲醇提取物中共分离得到15个非黄酮类化合物,分别鉴定为东莨菪亭(1)、七叶内酯(2)、绿原酸甲酯(3)、绿原酸(4)、蚱蜢酮(5)、苯甲基-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(6)、2-苯乙基-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(7)、1-β-O-苯甲酰-D-吡喃葡萄糖苷(8)、对羟基苯乙醇(9)、异香草酸(10)、香草酸(11)、原儿茶酸(12)、羽扇豆醇(13)、β-香树素(14)和α-亚麻酸(15)。结论化合物2、3、5～10、14和15为首次从该植物和罗布麻属植物中分离得到。

异化铁还原梭菌Clostridium bifermentans EZ-1产氢与电化学特性

【目的】从黄河三角洲滨海湿地土壤中获得同时具备产氢、产电以及异化铁还原能力的多功能菌株。【方法】通过厌氧分离技术从黄河三角洲土壤中分离得到纯菌株,16S r RNA基因测序后与数据库已有序列进行比对。利用革兰氏染色及扫描电镜观察菌株形态,并用气相色谱(gas chromatography,GC)和液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)检测其生理代谢底物和产物。通过添加不同形态铁氧化物检测该菌株Fe(Ⅲ)的还原能力。构建微生物燃料电池(Microbial fuel cells,MFCs)检测该菌株的电化学活性。【结果】16S r RNA基因序列比对发现其与双酶梭菌Clostridium bifermentans的相似性达97.99%。革兰氏染色结果显示为阳性菌。能够利用葡萄糖为底物发酵产生氢气、二氧化碳、乙酸和丁酸。Fe(Ⅲ)还原能力检测发现,其不仅可以还原柠檬酸铁(FeC_6H_5O_7)中可溶性的Fe(Ⅲ),还可以还原无定形铁水铁矿(FeOOH)和晶型纳米磁铁矿(Fe_3O_4)中的Fe(Ⅲ)。此外,经MFCs检测发现,该菌具有电化学活性,最大电流输出密度可达6.5 m A/m^2,且在0.15 V位置存在氧化峰。【结论】本研究从土壤中成功分离得到了一株同时具有产氢、产电以及异化铁还原能力的多功能梭菌菌株,保藏并命名为Clostridium bifermentans EZ-1。