中国科学院海洋生物资源可持续利用重点实验室

海洋生物是人类食物、医药和绿色环保产品的重要资源库。在当前陆地资源过度开发、全球气候变化和环境污染日益加剧的背景下，海洋生物资源的保护和合理开发是实施可持续发展战略，加速海洋经济建设，构建和谐海洋的必然选择。因此，中科院海洋生物资源可持续利用重点实验室的建设不仅具有重要的战略和科学意义，也是国家经济建设和社会发展的迫切需要。

海洋贝类蛋白资源酶解利用

海洋贝类蛋白资源的高效利用是我国海洋生物资源可持续利用中重要研究方向,酶解技术已经成为海洋贝类蛋白资源高值化、资源化、生态化开发的重要手段,具有重要的理论意义和实践意义。贝类酶解采用的主要商品酶为中性蛋白酶、风味酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、胃蛋白酶等,酶解效果评价的主要参数为蛋白水解率以及抗氧化、清除自由基等生理功能指标,酶解产物主要用途为调味品、营养功能制品、饲料蛋白产品、医药品等。从商品工具酶的选择,酶解优选工艺、酶解产物应用等角度,综合论述了海洋贝类蛋白资源酶解利用的发展现状,展望了其发展趋势,为我国商品酶制剂在海洋贝类乃至整个海洋生物蛋白资源的高值化开发中的利用提供参考。

海洋生物型肠内营养制剂的研究进展

综合国内外肠内营养制剂和海洋生物资源综合利用研究现状,在传统陆源肠内营养制剂研究的基础上,提出了以海洋生物活性物质为原材料,开发海洋生物型肠内营养制剂的新观点,展望了其发展方向和产业化前景,为我国肠内营养支持研究提供了一种全新的思路。

海洋生物多糖在肠内营养制剂中的应用

随着分子营养学的飞速发展,利用特殊的营养素来实现合理化、个体化的临床肠内营养(EN)支持尤为迫切。我们综合国内外EN制剂中糖类的应用和海洋生物多糖综合利用现状,在传统陆源植物多糖膳食纤维型EN制剂研究的基础上,探讨分析海洋生物多糖在免疫增强型、癌症病人和糖尿病病人等EN制剂中的应用,提出了以海洋生物多糖为新的营养基质,开发各种疾病导向型EN制剂,为临床提供个体化的营养支持。

海洋生物型临床肠内营养制剂基料安全性研究初探

海洋生物型临床肠内营养制剂作为新型临床营养制剂已显示出了巨大的临床应用价值和市场开发前景。近年来,食品和药品安全问题备受关注,临床营养制剂基料安全性研究显得十分迫切。通过综述国内外临床营养制剂基料安全性研究现状,对其基料中重金属、海洋生物毒素、多氯联苯和有机氯农药等危害物进行了分析,探讨了危害物控制技术和脱除方法,为优质基料的选择和安全、高效、优质的临床营养制剂的研制开发提供参考。

海洋生物型肠内营养制剂氮源重金属含量研究

通过分析我国南方多个海区15个海洋生物样品的重金属含量,评价其作为海洋生物型肠内营养制剂氮源的安全性。试验结果表明,15个样品中有5个样品Pb含量超标,6个样品As含量超标,所有样品Hg含量均未超标。初步研究表明,我国南方海区黄鳍鲷、花鲈等样品在本次分析中均未出现重金属超标,满足作为海洋生物型肠内营养制剂氮源基料的重金属安全要求,而贝类作为氮源基料,必须根据国家标准的要求进行重金属的控制与脱除。

海洋生物固氮研究进展

海洋生物固氮因可以支持初级生产所需的氮而在全球碳氮循环中具有重要作用。从二十世纪九十年代分子生物学和15N2同位素示踪法应用于固氮研究领域以来,逐渐发现了单细胞固氮蓝藻和异养固氮细菌的重要性,是近年来海洋固氮研究领域的最大进展之一,表明以前基于束毛藻为主要固氮生物估算的固氮量可能低估了生物固氮在全球海洋生物地球化学循环中的地位。另一方面,传统的海洋生物固氮研究仅局限于热带亚热带的寡营养盐区域,对高营养盐区域如上升流、河口等高营养盐区域较少关注,因此有必要对这些区域的生物固氮进行重新评估和再认识。综述了国际固氮研究的最近进展,主要包括固氮生物多样性及分布特征、生物固氮的限制性因素、研究方法以及存在的问题。同时综述了南海生物固氮方面的最新进展和问题。

海洋真菌来源吲哚生物碱类化合物的结构和活性研究

近年来,海洋真菌因其能够产生大量结构新颖、活性显著的代谢产物而受到广泛关注。本文综述了1991—2010年间从海洋真菌分离得到的134个新吲哚生物碱的结构和活性研究情况,其中包括fumitremorgin类19个、notoamide类22个、细胞松弛素类18个、吲哚喹唑啉类9个、吲哚萜类11个、肽类及其他单吲哚类21个和双吲哚类化合物34个。海洋真菌来源的吲哚生物碱不仅结构奇特,并且表现出多种重要的生物活性,具有潜在的研究和应用价值。

海洋微生物次级代谢产物生物合成的研究进展

海洋微生物次级代谢产物往往具有新颖的化学结构,蕴含着独特的生物合成途径、酶学机理和不同于陆生放线菌次级代谢产物的生物合成机制。自从2000年第一例海洋微生物天然产物enterocin的生物合成基因簇被阐明以来,迄今已克隆和鉴定了27种海洋微生物次级代谢产物的完整生物合成基因簇。这些次级代谢产物的生物合成主要源于四种途径,包括聚酮合酶途径,非核糖体肽合成酶途径,聚酮-非核糖体肽合成酶杂合途径,以及其他途径。本文综述了近年来一些重要海洋微生物活性次级代谢产物的生物合成途径,以及组合生物合成技术在海洋微生物次级代谢产物结构多样化方面的应用。

海洋胶原蛋白肽的制备及生物活性研究进展

海洋胶原蛋白肽由海洋胶原蛋白水解而成,其分子量小,易于人体吸收。在众多提取方法中,生物酶法最为温和、安全和专一。海洋胶原蛋白肽具有抑制血管紧张素转化酶、抗氧化、抑制酪氨酸酶等多种生物活性,其作为一种新的具有高度生物安全性原料,可广泛应用于食品、药品、化妆品等领域,开发前景非常广阔。

海洋微型和微微型浮游生物的区域分布与影响因素

微型和微微型浮游生物几乎存在于所有的海洋生态系统中,其群落遍布世界各大洋。在大部分海域,微型浮游生物的优势类群为鞭毛藻;原绿球藻是贫营养海域的优势类群,而聚球藻、微微型真核生物和异养细菌主要在营养盐丰富的海域出现,在热带、亚热带和温带的富营养区域占优势。温度、盐度、光照、营养盐可得性、水体稳定性和摄食压力是影响微型和微微型浮游生物的主要因素,各海域主要调控因子的不同造成了微型和微微型浮游生物类群和丰度分布的差异。本文主要综述海洋微型和微微型浮游生物类群检测方法、区域分布特点及其受环境影响的研究概况,并提出了今后的重点研究内容和发展方向。

海洋链霉菌Streptomyces sp.SCSIO 1667中吲哚咔唑生物碱类成分的研究

运用大孔树脂柱及硅胶柱层析对南海海洋链霉菌Streptomyces sp.SCSIO 1667的代谢产物进行了研究,从SCSIO 1667菌株的发酵产物中分离得到两个indolocarbazole生物碱类化合物,经质谱,1D、2D NMR波谱数据分析鉴定为星形孢菌素(staurosporine,1)和K-252d(2)。

球等鞭金藻CRY1与COP1互作及生物信息学分析

为验证球等鞭金藻的隐花色素蛋白IgCRY1与下游蛋白IgCOP1是否互作,通过提取球等鞭金藻的总RNA反转录成cDNA为模板,扩增目的片段,构建BD-IgCRY1和AD-IgCOP1载体,共同转入AH109酵母菌株进行酵母双杂验证,并对IgCOP1蛋白进行生物信息学分析。结果显示:从球等鞭金藻中克隆到IgCRY1和IgCOP1的CDS序列分别为1560 bp和1185 bp。通过酵母双杂验证了IgCRY1蛋白和IgCOP1蛋白相互互作。对互作蛋白IgCOP1进行生物信息学分析,发现该蛋白的分子量大小为43.7 kDa,编码的氨基酸个数为394个,二级结构62.69%为不规则卷曲,是典型的亲水性蛋白。系统发育树分析显示IgCOP1蛋白聚于分支底部,与其他分支的亲缘关系较远。IgCRY1蛋白和IgCOP1蛋白相互互作的验证,为球等鞭金藻的光信号调控生物学过程提供了重要的理论基础。

裂殖壶藻SlMYB118基因的克隆及生物信息学分析

裂殖壶藻是一种含有丰富DHA的海洋微藻。本课题组前期发现裂殖壶藻的SlMYB118基因与脂肪酸的合成密切相关,是潜在的DHA合成调控的转录因子。本文通过PCR的方法克隆裂殖壶藻的SlMYB118基因的cDNA全长序列,运用生物信息学的方法对其分析。结果预测SlMYB118蛋白质的等电点为8.75,分子量为84.81 kDa,定位于细胞核,且其具有106个潜在的磷酸化位点。SlMYB118基因的结合位点是探索转录调控机制、建立DHA合成相关转录调控网络的关键,本研究为后续确定其结合位点奠定了理论基础。

外膜囊泡生物学功能及在疫苗上的应用

外膜囊泡(outer membrane vesicles,OMV)是细菌向外分泌的具有多种生物功能的双层膜球状结构物质,内部含有与分泌其细菌的细胞膜成分基本相同。外膜囊泡在细菌的生命过程中发挥着重要的生物功能,对细菌的生存,致病性还有细菌之间的信息交流有着重要影响。本文就外膜囊泡的结构特征、生物学功能以及外膜囊泡在疫苗的研究进展进行概述。

海洋酸化对珊瑚礁生态系统的影响研究进展

目前,大气CO2浓度的升高已导致海水pH值比工业革命前下降了约0.1,海水碳酸盐平衡体系随之变化,进而影响珊瑚礁生态系统的健康。近年来的研究表明海洋酸化导致造礁石珊瑚幼体补充和群落恢复更加困难,造礁石珊瑚和其它造礁生物(Reef-building organisms)钙化率降低甚至溶解,乃至影响珊瑚礁鱼类的生命活动。虽然海洋酸化对造礁石珊瑚光合作用的影响不显著,但珊瑚-虫黄藻共生体系会受到一定影响。建议选择典型海区进行长期系统监测,结合室内与原位模拟试验,从个体、种群、群落到系统不同层面,运用生理学和分子生物学技术,结合生态学研究手段,综合研究珊瑚的相应响应,以期深入认识海洋酸化对珊瑚礁生态系统健康(例如珊瑚白化)的影响及其效应。

北部湾白龙半岛邻近海域污损生物生态研究

2006年3月至2007年2月在北部湾白龙半岛邻近海域进行周年污损生物挂板试验,并调查该海域码头和养殖网箱的污损生物状况。调查结果表明:该海域污损生物群落呈现明显的亚热带港湾污损生物生态特点。调查记录污损生物共82种,其中优势种为网纹藤壶Balanus reticulatus、有孔右旋虫Dexiosprira foraminosus、左旋虫Spirorbis papillatus、多室草苔虫Bugula neritina、大室膜孔苔虫Membranipora grandicella、美丽琥珀苔虫Electra tenella、缘齿牡蛎Dendostrea crenulifera、冠瘤海鞘Styela canopus和翡翠贻贝Perna viridis。生物全年附着,2006年5—10月为附着高峰期。北部湾白龙邻近海域的月板、季板和年板平均附着生物量分别为200.54、2 550.37和15 121.67g.m-2,均比大亚湾和湛江港的低,而比清澜港和北部湾涠州岛的高。码头附着生物呈明显的垂直分带现象:高潮带为滨螺区,中潮带为牡蛎—笠藤壶分布带,低潮带主要为藻类。在调查的基础上,还针对海洋工程、海水养殖和河口生态环境保护给出不同的防污建议。

水生生物粒径谱/生物量谱研究进展

介绍了水生生物粒径谱概念,粒径谱理论的提出背景及其发展历程。综述了浮游生物、底栖生物、微型生物和鱼类粒径谱的研究现状;并以粒径谱理论在鱼类潜在产量估算方面的应用为重点,介绍了粒径谱理论的应用。回顾了国内生物粒径谱研究现状;结合新陈代谢理论、宏生态学与粒径谱理论的联系,新的粒径测量手段的应用,传统分类方法与粒径方法的关系,以及粒径谱模型研究的特点,展望未来粒径谱研究的前景。认为粒径谱研究已经历了半个多世纪的发展和多个领域的应用,给人们以区别于传统物种分类的崭新视角,成为生态学研究,尤其是水生生态学研究的热点。目前水生生物包括浮游生物、底栖生物、微型生物和鱼类粒径谱/生物量谱的分析方法、模型和理论研究已取得了一些进展,但由于各类生物个体形态、结构呈现多样化,数据获取的难度以及其他各种因素影响,使得研究工作发展缓慢,海洋生物粒径谱研究尤其困难。随着海洋生物资源评估、利用与渔业生态系统管理的需要,应重视加强粒径谱/生物量谱的研究,包括不同类型生物的粒径分布曲线、捕食与被捕食之间的关系、新陈代谢特征、时空尺度变异、粒径谱模型的假设条件和新模型的建立,以及先进测量技术应用等,这将是今后粒径谱/生物量谱研究需要引起关注的重点内容。

南海北部夏季基础生物生产力分布特征及影响因素

2008年夏季对南海北部不同海区的基础生物生产力(初级生产力及细菌生产力)进行了调查。结果表明,表层初级生产力(C)和真光层水柱初级生产力平均值(C)分别为(0.83±1.15)mg·m-·3h-1和(225.39±136.64)mg·m-·2d-1;表层细菌生产力(C)和真光层水柱细菌生产力平均值(C)分别为(0.14±0.19)mg·m-·3h-1和(128.14±74.86)mg·m-·2d-1。基础生产力的平面分布整体呈由近岸向深海降低的趋势,同时在西沙群岛邻近水域存在一个基础生物生产力的高值区。与环境因子的相关分析表明,温度、营养盐不是影响南海细菌生产力的主要因素,细菌生产力与浮游植物生物量及初级生产过程密切相关IBP:IPP比平均值为(67.55±37.13)%。与细菌生产力的分布规律不同,IBP:IPP比值在深海海域明显高于近岸水域,在吕宋海峡附近水域发现了IBP:IPP>100%的高比值区,说明异养细菌在南海寡营养海域碳循环体系中的重要生态作用。

未培养微生物研究策略概述

基于未培养微生物数量巨大、种类繁多、基因资源丰富等特点。扼要介绍了未培养微生物的纯培养分离策略和分子生物学研究方法。随着新型培养策略如原位仿生境培养、限制性培养、单细胞微操作等的出现,使未培养微生物的纯培养成为可能。同时由于宏基因组学和高通量DNA测序等现代分子生物学方法技术的逐渐成熟,使来源于未培养微生物的新基因和新活性物质的分离筛选出现了新的机遇与挑战。