分子生物学技术在海洋微生物多样性研究中的应用

微生物群落在海洋的碳、氮［４］、磷 ［６］和硫 ［１４］的循环中具有重要的作用 ,是海洋微食物环的重要组分 ,作为分解者和二次生产者 ,影响着颗粒有机物的溶解与沉降、溶解有机物的形成和消耗、无机营养盐的形成等生态过程 ;有些微生物是初级生产者 ,能通过光合自养、化能自养等营养方式生产有机物。早期的海洋微生物多样性研究建立在传统的微生物培养技术的基础上。然而由于培养条件与自然条件的差异 ,实际上培养所得到的只是自然环境中的少部分菌种(０．００１ %～１５ % ) ［２，５，１２，２５］，而且往往加入了浓度远高于自然状况…     

南极纳尔逊冰川土壤中微生物的群落结构及其代谢特征研究

冰川土壤中的微生物是冰冻圈生态系统中的重要组成部分。南极纳尔逊冰川四周环海,临近海洋的物质输送和其他因素扰动改变了近岸土壤中部分理化因子,从而对土壤中的微生物群落产生影响。本研究采集了南极纳尔逊冰川不同近海距离处的土壤样品,并对其进行了细菌和古菌V4区扩增子测序以及宏基因组测序,探讨了不同近海距离的冰川土壤中的微生物群落结构和代谢潜能。物种多样性结果显示,不同位点的土壤微生物群落组成有所差异,但变形菌门、放线菌门、拟杆菌门等在冰川土壤样品中普遍存在且相对丰度较高。宏基因组分析结果显示,不同近海距离的冰川土壤微生物群落的功能基因分布不同,且能量代谢和跨膜运输等代谢途径的基因的丰度随着采样位点远离海洋而降低。冰川土壤中碳、氮、硫代谢分别以还原性柠檬酸循环、反硝化、同化硫酸盐还原途径为主,其中反硝化途径基因在所有样品中丰度较高。通过分箱组装获得了含有反硝化功能基因的基因组bin＿71,并重构了其核心的代谢通路。本研究初步揭示了南极纳尔逊冰川土壤中微生物的群落结构及代谢潜能,为后续南极冰川土壤新物种的发现、功能基因的挖掘、以及探究全球气候变暖下海洋对沿海生态系统的影响提供了基础数据。     

通过焦磷酸测序揭示北极海水的微生物群落结构

This study aimed to determine the microbial community structure of seawater in(ICE-1) and out(FUBIAO) of the pack ice zone in the Arctic region.Approximate 10 L seawater was filtrated by 0.2 μm Whatman nuclepore filters and the environmental genomic DNA was extracted.We conducted a detailed census of microbial communities by pyrosequencing.Analysis of the microbial community structures indicated that these two samples had high bacterial,archaeal and eukaryotic diversity.Proteobacteria and Bacteroidetes were the two dominant members of the bacterioplankton community in both samples,and their relative abundance were 51.29% and 35.39%,72.95%and 23.21%,respectively.Euryarchaeota was the most abundant archaeal phylum,and the relative abundance was nearly up to 100% in FUBIAO and 60% in ICE-1.As for the eukaryotes,no_rank_Eukaryota,Arthropoda and no_rank_Metazoa were the most abundant groups in Sample FUBIAO,accounting for 85.29% of the total reads.The relative abundance of the most abundant phylum in Sample ICE-1,no_rank_Eukaryota and no_rank_Metazoa,was up to 90.69% of the total reads.Alphaproteobacteria,Flavobacteria and Gammaproteobacteria were the top three abundant classes in the two samples at the bacterial class level.There were also differences in the top ten abundant bacterial,archaeal and eukaryotic OTUs at the level of 97% similarity between the two samples.     

船舶的微生物腐蚀与防护技术*

海洋环境中的微生物腐蚀已被公认为是海洋工程金属构筑物的腐蚀破坏的重要形式。航行在海洋中的船舶不仅受到海水腐蚀的影响,各个部件还会受到微生物腐蚀的影响。严重的微生物腐蚀会导致管路阻塞、部件失效和腐蚀穿孔,不仅影响船舶设备正常运行,也严重威胁船舶安全。本文系统分析了船舶微生物腐蚀发生的位点和危害、不同位点的腐蚀微生物群落结构特征、船舶材料的微生物腐蚀以及不同防护技术的适用范围,并在此基础上提出对船舶微生物腐蚀研究工作的建议。     

不同模式凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖池塘沉积物酶活性及其微生物群落结构分析

采用现场测定、磷脂脂肪酸(PLFA)法及基质脱氢酶活性测定等方法,对4种不同养殖模式的凡纳滨对虾池塘的水质、沉积物酶活性及微生物群落结构进行了分析和研究。结果表明:养殖末期,凡纳滨对虾淡水混养和海水混养池塘水质较好,海水集约化池塘水质最差;其中海水集约化池塘沉积物基质中有机质含量、微生物生物量、微生物活性和酶活性都很高,真菌、G+菌的相对含量则很低。主成分分析(PCA)表明:第一主成分主要与脲酶、有机质含量、微生物活性、总PLFA、B/F有显著的正相关关系(r>0.9),而与Gram+/Gram-、pH、18:1ω9C/T、单不饱和/支链却存在显著的负相关关系(r>0.9);第二主成分主要与脱氢酶有显著正相关关系(r>0.8),四种池塘在PCA图中分散开,说明其微生物群落结构及环境状况存在明显差异。     

湘江长沙段污染沉积物中微生物群落结构与污染物关联性的研究

采用ICP-AES测试方法及PCA和PCR-RFLP分析技术,研究了湘江长沙段污染沉积物中微生物群落结构（主要是古细菌群落结构）与污染物的关联性。结果表明：（1）三个取样区域的不同污染物的污染程度呈现出明显的差异性;（2）所取样点的微生物群落结构主要分布在广古菌门（Euryarchaeota）和泉古菌门（Crenarc...     

大钦岛不同养殖年限深水网箱沉积物微生物群落结构分析

为研究深水网箱养殖年限对沉积物微生物群落结构的影响,分别对大钦岛海域养殖3、8、13、18 a网箱以及非养殖区(DZ)表层沉积物(0～2 cm)进行16S rDNA高通量测序。结果显示,长年网箱养殖(13、18 a)区域沉积物菌群的丰富度和多样性均显著高于短期网箱养殖(3、8a)区域(P<0.05)。随着养殖年限的增加,网箱沉积物优势菌门变化显著(P<0.05),短期网箱养殖(3、8 a)和非养殖区(DZ)沉积物主要优势菌门为拟杆菌门(Bacteroidota),变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes),长年网箱养殖(13、18 a)沉积物主要优势菌门为拟杆菌门,变形菌门、脱硫菌门(Desulfobacterota)。影响网箱养殖沉积物菌群结构的主导环境因子为Hg、Cd、有机碳以及石油类。冰鲜野杂鱼的投喂可能是大钦岛长年网箱养殖区环境恶化的重要因素之一,应推广绿色环保型配合饲料的使用,并采用微生物(以厌氧不产氧光合细菌为主的微生态制剂)、大型生物(刺参及大型藻类)相结合的协同治理手段进行污染沉积物修复,推进深水网箱的健康养殖和可持续发展。     

HPLC色素分析技术在海洋浮游植物群落结构研究中的应用

高效液相色谱技术(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)是一项成熟的分离分析技术。本文综述了基于HPLC的色素分析技术在浮游植物群落结构研究中的应用历程。对这一技术在野外采样、样品预处理、色谱信息获得以及数据处理等环节的要求进行了详细描述,并结合相关研究进行了HPLC方法与其他方法的对比。介绍并讨论了此项技术面临的问题、最新进展及今后的发展趋势。     

东太平洋中国多金属结核区锰结核样品中微生物群落结构的研究

通过非培养手段研究了东太平洋中国多金属结核区ES0303站点锰结核样品中的微生物群落结构.细菌16S rRNA基因克隆文库的研究结果表明：结核内细菌种群结构复杂,微生物种类丰富且各种群丰度不一（61个OTUs）,其中变形杆菌类群为优势种群,占所有细菌克隆子比例的64%,且主要分布于β/γ-、α-和δ-等3类变形杆菌（Proteobacteria）亚群之中,占比分别为34%、18%和12%.此外还存在包括酸杆菌（Acidobacteria）,放线菌纲（Actinobacteria）,绿弯菌门（Chloroflexi）,厚壁菌门（Firmicutes）,浮霉菌门（Planctomycetes）等在内的细菌类群的分布,克隆子比例依次为9%、7%、8%、2%和5%.古菌16S rRNA基因克隆文库的研究结果表明：古菌的群落结构单一（仅12个OTUs）,全部是由泉古菌海洋类群I（crenarchaeote marine group I,MGI）组成;其中MGI-η类群最为丰富,达到44%,而MGI-α、MGI-ζ和MGI-ε类群的克隆子比例分别为25%、18%和9%,另外还发现2个新的MGI分类类群.相关克隆子的数据库比对和系统发育树分析表明,并未发现已报道的直接参与铁锰氧化还原相关类群的存在,但它们大多数与来自多金属结核来源或深海来源的不可培养微生物具有较高的同源性.进一步的分析表明,锰结核内存在相当数量的氨氧化菌、硫酸盐还原菌、酸杆菌等能够改变pH值的细菌和古菌类群的存在,意味着它们可能在锰结核的形成过程中起到重要的作用.     

中国近海区域古菌群落结构研究概述

古菌作为海洋微生物的重要组成部分,是海洋生态系统中物质与能量传递的重要贡献者,在全球生物地球化学循环中扮演着不可或缺的角色。虽然目前绝大多数的古菌尚未获得纯培养,但近年来分子生物学技术的发展使人们认识到古菌参与甚至主导了海洋生源要素循环的关键过程。本文介绍了目前研究海洋古菌多样性的主要手段,包括:荧光定量PCR、16S rRNA基因扩增子高通量测序、宏组学以及单细胞测序等技术,系统地阐述了中国近海不同区域(包括辽河口、黄河口、渤海、南北黄海、长江口、东海北部、珠江口以及南海区域)海水及沉积物中的古菌群落结构和多样性特征。研究表明我国近海地区的主要古菌类群为广古菌门(Euryarchaeota)、奇古菌门(Thaumarchaeota)、乌斯古菌门(Woesearchaeota)和深古菌门(Bathyarchaeota)等,其生物地理学分布主要受到环境因子和距离因素的影响,且在河口和近海海域呈现出完全不同的分布特点。在此基础上,对未来的研究方向进行展望,为全面深入了解我国边缘海生态系统中古菌群落及其参与的生物地球化学循环奠定了基础。     

海洋微生物的多样性在赤潮调控中的利用

海洋发生赤潮是由多种因素相互作用的一个极其复杂的过程,丰富的营养盐和微量重金属元素是形成赤潮的物质基础[1].近年来,随着人口的持续增长和经济的高速发展,造成某些水体交换条件不良的海湾富营养化,赤潮的发生有逐年增加的趋势[2].     

流体替代技术及应用分析

地震技术是研究隐蔽油气藏的关键技术。岩石物理是地震信号与储层性质之间的桥梁,它可以帮助我们更好的理解岩石和流体性质的地震响应。流体替代分析是岩石物理分析的重要部分,它是流体识别和储层定量研究的工具之一,在AVO分析中起了重要的作用。流体替代的理论基础是Gassmann方程。在岩石物理技术指导下,对某工区探井进行了流体替代分析,并根据替代后的结果分析了波阻抗随深度、岩性和含油气性变化的规律,同时根据替代结果进行了AVO正演研究,比较分析了储层中流体分别为盐水、气和油时的响应特征,并据此根据实际的部分叠加道集进行了烃类异常识别。     

Linking pollution induced community tolerance (PICT) and microbial community structure in chronically metal polluted estuarine sediments

We tested the ability of pollution induced community tolerance (PICT) to detect the effects of chronic metal pollution on estuarine sediment microbial communities, along a gradient spanning two orders of magnitude in metal concentrations. In tandem, we investigated the associated microbial community structure using terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP). Tolerance of microbes to Cu, measured as IC50 (inhibitory concentration 50%), was strongly correlated with pore water Cu concentration (r(2)=0.842). No strong correlation existed for other metals tested, highlighting the ability of PICT to identify the pollutant causing a toxic effect. There was no correlation between microbial community structure and community tolerance to metals tested, but analysis of community structure did provide some information on reasons for observed PICT response. PICT methodology used here provided a greater strength and consistency of association with pollutant concentration compared to microbial community structure and can be recommended as a sensitive indicator of metal pollution on estuarine sediment microbial communities.     

杭州西溪湿地春季浮游轮虫群落结构的初步研究

2007年春,根据西溪湿地综合保护一期工程地理位置和水域环境的特点,筛选周家村入口处、西溪人家、深潭口上船码头和虾龙滩生态保护区4个采样站,这4个采样站采集到的水样中可以较为全面地反映西溪湿地的水质状况.4个采样站鉴定出浮游轮虫为9个科15个属共计23个种,平均密度为253个/L,生物量为0.881 mg/L,Shannon-Weiner多样性指数为2.228.有明显的密度和生物量的优势种为晶囊浮游轮虫Asplanchna和针簇多肢浮游轮虫Polyarthra trigla;浮游轮虫的香农-威纳多样性指数值偏低,说明西溪湿地生态环境中浮游轮虫的多样性较低,处于中轻度污染状态.周家村入口处水体周围采用水泥驳坎,游船多,有机质污染严重,水面常常漂浮一层油污,CODMn值高,β-α中污带类型多,晶囊轮虫的密度和生物量大.西溪人家水体周围有柳树桩护堤;深潭口上船码头水体周围采用石块垒壁,石壁和壁缝长满青苔和杂草;虾龙滩生态保护区是湿地公园中最大的一块自然生态保护区;这后3个采样站寡污-β中污带类型针簇多肢轮虫的密度较大,而β-α中污带类型晶囊轮虫的密度相对较少.说明水体周围的堤岸处理对水生生物的种类和数量有明显的影响.水质理化参数与浮游轮虫的群落指标相关性分析表明,水质的CODMn值与浮游轮虫Shannon-Weiner多样性指数之间有显著的负相关关系(p＜0.05),水体透明度与Shannon-Weiner多样性指数之间有显著的正相关关系(p＜0.05).西溪湿地水体的CODMn和BOD值两者的差值很大,说明污染有机物质中有很大一部分是不能被微生物分解消化的,它将长期留在水体中影响水生生物.水体的低透明度可能是先影响浮游植物的初级生产力,进而破坏浮游动物、鱼类等的食物链的.因此,适当控制西溪湿地机动游船用量,以及增加水体深度的措施应是湿地管理部门必须考虑的事宜.另外,浮游轮虫生物量随着水质电导率的升高而明显下降,可能预示着水体受某种离子或盐类的污染,这还有待于进一步的调查研究.     

Study on fish community structure in the Zhujiang Estuary and its adjacent waters

I~IOXMoreattentionhasbenpaidtothefishcornlnwhtiesintheestuaryandcoastalwaters,andanemphasishashogivenontheuseofvariousdiversityindicesandmultivariateanalysismethanethat~onthaisindicesinthestudyofthecharacteristicsOffishcornmwhties(Zhuetal.,1994;Zhuet...     

自转向酸酸化体系的室内研究及现场应用

长庆三叠系油藏非均质性强,微裂缝发育,常规酸化时酸液易进入高渗带或微裂缝,进一步扩大出水通道,酸化后含水大幅度上升。针对这一问题,研制出一种新型黏弹性表面活性剂SUA-3—Gemini季铵盐自转向酸液体系,由于SUA-3分子结构中含有两个烷基和两个季铵盐,所以用其配置的胶束流体具有良好的黏弹性。该体系在60℃时与碳酸钙反应过程中黏度能迅速达到460 mPa·s,待体系pH值升高到6时,遇油黏度迅速降低至78 mPa·s,在地层中能够形成自转向,达到均匀布酸,自动破胶的目的。在现场进行了初步的应用,增产效果显著。     

Salt marsh pore water geochemistry does not correlate with microbial community structure

Spatial and temporal trends in pore water geochemistry and sediment microbial community structure are compared at three intertidal sites of a saltmarsh on Sapelo Island, GA. The sites include a heavily bioturbated, unvegetated creek bank, a levee with dense growth of Spartina alterniflora, and a more sparsely vegetated ponded marsh site. The redox chemistry of the pore waters ranges from sulfide-dominated at the ponded marsh site to suboxic at the creek bank site. At the three sites, the vertical redox stratification of the pore waters is more compressed in summer than in winter. The trends in redox chemistry reflect opposing effects of sediment respiration and pore water irrigation. Intense and deep burrowing activity by fiddler crabs at the creek bank site results in the efficient oxidation of reduced byproducts of microbial metabolism and, hence, the persistence of suboxic conditions to depths of 50 cm below the sediment surface. Increased supply of labile organic substrates at the vegetated sites promotes microbial degradation processes, leading to sharper redox gradients. At the levee site, this is partly offset by the higher density and deeper penetration of roots and macrofaunal burrows. Surprisingly, the microbial community structure shows little correlation with the variable vertical redox zonation of the pore waters across the saltmarsh. At the three sites, the highest population densities of aerobic microorganisms, iron- plus manganese-reducing bacteria, and sulfate reducers coexist within the upper 10 cm of sediment. The absence of a clear vertical separation of these microorganisms is ascribed to the high supply of labile organic matter and intense mixing of the topmost sediment via bioturbation.     

GPS数据采集技术及其在海洋调查中的应用

本文应用VB6．0开发了智能化的GPS数据采集软件．对该软件的功能进行了简单的介绍，同时对一些关键技术作了较详细的描述。利用该软件、GPS接收机及PC机的组合，可对走航式测量仪器(或移动设备)进行实时定位并保存定位记录，且大大减少一些不必要的数据，使得软件更为实用。     

裂隙识别技术及其在油气和水合物勘探中的应用

裂隙是油气藏和天然气水合物成藏成矿的有利疏导体系, 但是受地震分辨率的影响, 微裂隙不易用常规手段识别。为研发一套实用的裂隙识别技术, 文章分析了裂隙的地震波运动学和动力学特征, 结合相关技术功能原理, 融合三维可视化技术、相干技术等方法, 在莺歌海盆地的底辟构造中成功刻画出裂隙通道, 并据此技术发现大气田。经实践及分析, 该技术亦可应用于琼东南盆地天然气水合物的疏导体系研究, 是一套行之有效的裂隙识别技术。