海上绿色长城——红树林

红树林为自然分布于热带、亚热带海岸潮间带的木本植物群落,通常生长在港湾河口的淤泥滩涂上,形成奇特的“海滩森林”景观。红树林主要分布在南北半球20℃等温线内,作为具有高生产力、蕴藏着丰富的生物资源和物种多样性的特殊生态系统,由于其在全球海洋的过程和生物资源方面具有重要地位,而目前正受到生态退化的严重威胁,已引起世界有关国家政府和有关学者的极大关注。     

红树植物桐花树 E F1 A 基因的克隆与表达分析

通过 RACE 方法克隆到桐花树(Aegiceras corniculatum)的一个延伸因子基因, 命名为 AcEF1A(GenBank 登录号:KC416649)。该基因的 cDNA 全长 1 778 bp, CDS 为 1 350 bp, 编码 449 个氨基酸。多序列比对结果表明该氨基酸序列与琴叶拟南芥(Arabidopsis lyrata)EF1A 的氨基酸序列高度相似(97.7%)。基因表达分析结果显示 AcEF1A 在茎尖中的表达量最高,叶片中的表达量次之, 根中的表达量最低。低温、高盐、干旱和重金属 Cd 胁迫下, 桐花树叶片中 AcEF1A 基因的表达水平有不同程度的上调。这些结果表明 AcEF1A 基因可能参与了植物的生长发育过程及逆境响应过程。     

珠江口沉积物好氧反硝化细菌的筛选及鉴定

研究首次于珠江口沉积物中分离出多株好氧反硝化细菌,从中筛选出一株反硝化性能最强的菌株A14-1。综合其生理生化及分子生物学鉴定的结果确定此菌株为红球菌属Rhodococcus aetherivorar。此菌株可在48 h内将培养基中的硝酸盐含量从157.91mg·L^-1降低至32.07mg·L^-1,反硝化效率高达26.20 mg·L^-1·h^-1,且不会产生亚硝酸盐的明显积累。以细菌总基因组DNA为模板成功扩增出亚硝酸还原酶基因nirS,说明亚硝酸还原酶可能参与了此菌株的好氧反硝化过程,将亚硝酸盐进一步还原,从而不会造成水体亚硝酸盐的积累。菌株A14-1在珠江口多个站点均有分布,环境适应能力强,且不会对环境造成危害,因此有望应用于污水的生物脱氮处理中。     

珠江口水体浮游细菌种群多样性空间分布特征

为认识珠江口水体浮游细菌的多样性分布规律,运用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)和多维尺度分析(MDS)的方法,研究了春季珠江口十个站位表底水层浮游细菌种群16SrRNA基因多样性特征。研究结果表明,珠江口浮游细菌种群具有丰富的基因多样性;不同站位细菌群落结构和优势种群变化显著:大多数站位表底层细菌群落结构比较相似,河口外站位(A12,A14和C5),表底层细菌群落结构差异性较大:多样性分析表明A14,B6和C5站位底层细菌多样性大于表层。遗传发育分析表明,序列归属于变形细菌(Proteobacteria),酸杆菌(Acidobacteria),蓝细菌(Cyanobacteria),厚壁细菌(Firmicutes)和放线菌(Actinobacteria)。变形细菌(Proteobacteria)种类最多,从河口内淡水区到河口外海水区都有大量分布,是珠江口水域占优势的菌群;同时也检测到种类丰富的放线菌(Actinobacteria)的存在,也是珠江口水域的优势菌群。     

粤东沿岸生态系统对夏季沿岸上升流响应的生态模型初探

粤东上升流是出现于汕头沿岸直至福建沿岸南日群岛附近季节性上升流, 通常发生于6-9 月, 七月中旬最强。利用物理耦合生态动力学模型(ROMS-NPZD), 可以较好地模拟出粤东沿岸生态系统对夏季沿岸上升流的响应。根据模拟结果, 由于沿岸上升流的影响, 粤东沿岸海域在此期间表层海水会出现低温、高盐现象, 营养盐和高浮游植物最大浓度分布水层会出现上移, 但是浮游植物最大生物量出现时间会比粤东上升流最强的时期晚10 天左右。     

萘胁迫下秋茄MnSOD基因和C4H基因的实时定量表达分析

研究首次探讨了萘胁迫下红树植物秋茄不同组织C₄H基因和MnSOD基因的表达特征.研究结果表明,两个基因在叶茎根中的表达量有明显的差异,C₄H基因在叶茎中的表达量明显大于根,MnSOD基因的表达量为叶最大,茎次之,根最小.在5个不同浓度的萘胁迫下,C₄H基因和MnSOD基因的表达普遍被诱导,转录水平都随着处理浓度的升高而增强,而且在叶组织中的表达量和萘处理浓度表现出明显的相关关系,相关系数分别达到0.846和0.902(p<0.05),而在根和茎中并不具有显著的相关关系.在萘胁迫下秋茄叶子是最敏感的部位,而C₄H基因和MnSOD基因在叶子中的表达量则为指示萘胁迫强度的良好生物学指标.     

Cu2+、Pb2+胁迫对秋茄幼苗可溶性蛋白和抗氧化酶活性的影响

【摘要】为研究重金属胁迫对秋茄幼苗抗氧化系统的影响, 砂培红树植物秋茄幼苗一个月,研究不同重金属浓度(Cu2+: 0、3、15、30、45 mg·L–1, Pb2+: 0、1、5、10、15 mg·L–1)和不同实验时间(0、3、7、14、28 d)对叶片的影响。测量的生理指标包括: 可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD), 实验条件下两种重金属对各项参数的影响一致。结果表明: 在特定浓度重金属处理下(Cu2+: 0、3、15、30、45 mg·L–1, Pb2+: 0、1、5、10、15 mg·L–1), 可溶性蛋白含量随着时间的增加基本呈先升后降趋势; SOD活性呈降低趋势; CAT活性最初受到明显促进, 后促进作用减弱; POD活性变化规律并不一致。在相同处理时间下, 可溶性蛋白含量随Cu2+浓度的增加而降低, 在Pb2+处理下有所波动; SOD活性在各浓度条件下均降低; CAT活性基本呈降低趋势; POD活性呈先升后降的趋势。通过Pearson相关性分析和PCA分析表明, 可溶性蛋白含量与SOD、POD、CAT三种酶活性呈显著负相关关系, 相关系数分别为–0.401, –0.722, –0.521; 而SOD、POD和CAT活性则表现为显著正相关关系, SOD与POD的相关系数为0.359, SOD与CAT的相关系数为0.384, POD与CAT的相关系数为0.485, 说明三种抗氧化酶协同作用形成一条抗氧化链抵御重金属胁迫。     

红树植物叶片总RNA提取方法比较与优化

分别采用三种植物RNA提取试剂盒、改良的CTAB-LiCl法和CTAB-异丙醇法五种方法提取四种红树植物叶片总RNA,并用紫外光谱、琼脂糖凝胶电泳、cDNA合成和real-time PCR等手段对提取效果进行鉴定.反复试验表明:五种方法对白骨壤Aricennia marina叶片总RNA提取均有良好的效果.Tiangen RNA提取试剂能够成功提取秋茄Kandelia candel、桐花树Aegiceras corniculatum、白骨壤的总RNA,提取的木榄Bruguiera gymnorrhiza总RNA浓度低、杂质较多,且稳定性较差,在对该方法改良后则能够成功提取木榄的总RNA.Invitrogen试剂盒对木榄和秋茄叶片均有良好的提取效果,但是对桐花树提取的RNA易受到蛋白的污染.CTAB-LiCl法和CTAB-异丙醇法提取的RNA总产量偏低,提取时间较长,且实时定量结果表明,两种方法反转录效率较试剂盒方法也偏低.     

珠江口自源有机颗粒物沉降对沉积物反硝化过程的影响

【摘要】由微生物主导、依赖有机物供给的反硝化过程是珠江口氮移除的主要途径之一, 可有效地将生态系统中的固定氮转化为N2 或N2O 释放到大气中。珠江口水体存在大量富含多糖和蛋白的生源有机颗粒物, 该类有机颗粒物沉降到底层, 影响反硝化过程的机制迄今尚不明确。通过培养实验, 分析了富含蛋白的中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和多糖颗粒对珠江口沉积物反硝化速率和反硝化功能基因的影响。研究结果表明: 这两类有机物的添加能够刺激微生物矿化过程的发生, 16S rRNA丰度和反硝化过程有关的基因nosZ 与 nir S丰度显著提高, 矿化发生同时能够有效的为沉积物脱氮过程提供碳源与能量, 提高了反硝化速率。就有机质可利用性而言, 富含蛋白的中肋骨条藻和多糖的生物利用性存在差异, 在添加中肋骨条藻组中, 因有机质中蛋白含量高于多糖组, 有机质降解速率高于多糖组, 其可利用性高于多糖类有机质, 并且蛋白类物质矿化过程中产生的NH4+也比多糖组高, NH4+通过硝化作用转换为硝酸盐, 继续为反硝化过程提供硝酸盐, 因此添加中肋骨条藻组反硝化速率显著高于添加多糖组。总之水体中生源有机颗粒沉降促进了沉积物-水界面中氮移除过程, 并且这种促进作用与生源有机颗粒的可利用性呈正相关。