胶州湾海洋链霉菌抑菌活性筛选、2株抑菌活性菌株的鉴定及次级代谢产物的研究

本文对256株胶州湾海洋链霉菌进行了抑菌活性的筛选，并选取10株典型菌株进行化学筛选，获得2株有研究价值的菌株。通过大规模发酵，获得纯化的次级代谢产物，进行了结构解析。通过与其他5株活性菌株的16S rRNA基因序列比较，并结合生理生化、形态特征和培养特征分析，探讨了这两株菌的分类地位。 　　采用液体扩散法，选用金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、八叠球菌、隐球菌、白色念珠菌、Mucor miehei (TÜ 284)和Streptomyces viridochromogenes (TÜ57) 8株受试菌进行抑菌活性的筛选，结果22%的菌株显示出对至少一种受试菌具有抑制作用(抑菌圈Æ ³ 8 mm)。根据菌株的形态特征和抑菌活性特点，选择M024、M028、M042、M083、M086、M095、M097、M124、M134和M226 10株链霉菌进行化学筛选。考察了8种培养基和4种培养条件，结果发现菌株M095在Meat extract培养基、pH 6.5、28℃和95 r/min条件下，菌株M097在Meat extract培养基、pH 7.8、 28℃、95 r/min(条件Ⅰ)和M2+培养基、pH 7.8、 35℃、110 r/min(条件Ⅱ)条件下，可供进一步研究。 对菌株M095(24 L规模)和M097(Ⅰ为30 L规模，Ⅱ为14 L规模)进行发酵，采用乙酸乙酯提取和柱层析分离纯化次级代谢产物，通过ESI-MS、EI-MS、1H-NMR和13C-NMR等波谱解析，鉴定出次级代谢产物的结构。发现菌株M095产生一抑菌活性很强的化合物全霉素，首次证实该全霉素具有抑制丝状真菌的作用；菌株M097主要产生10个化合物，其中8个具有不同程度的生物活性，另外两个化合物中，Aloesaponaria Ⅱ为首次从微生物野生菌株(wild strain)中获得，化合物Cui D为一新结构的蒽醌类化合物。 经分子鉴定，初步认为本实验分离的7株活性海洋链霉菌分属于4个链霉菌类群，结合生理生化、形态特征和培养特征分析，认为菌株M095可能为灰色链霉菌的变种，M097可能为球孢类群中的一个新种。

牙鲆群体遗传多样性及鲽形目鱼类分子系统学初步研究

本文以山东近海野生和养殖牙鲆Paralichthys olivaceus(T．& S.)为研究对象，采用同工酶电泳和随机扩增多态性DNA(RAPD)两种方法，进行了群体遗传学研究；另外，用PCR扩增了牙鲆、桂皮斑鲆Pseudorhombus cinnamomeus(T．& S.)、石鲽Kareius bicoloratus，Basilewsky和大菱鲆Psetta maxima 4种鲽形目鱼类mtDNA 16s rRNA基因区的部分片段，采用生物信息、学方法构建了鲽形目分子系统树。主要结果如下：1．首先建立了适于牙鲆同工酶分析的水平淀粉凝胶和垂直聚丙烯酰胺凝胶电泳系统；对获得的牙鲆15种同工酶基本酶谱进行了生化遗传分析，进而对自然和养殖群体的生化遗传结构进行了分析，共记录了29个基因座位，发现了9个多态座位。2．野生群体的生化遗传参数多态基因座位比例(31．O％)、等位基因平均数(1．38)和群体平均杂合度(0．0802)都明显高于养殖群体(24．1％，1．28，O．0788)；在野生群体中有9个多态基因座位，而养殖群体仅7个多态基因座位；其中，除了Cat和Idhp-1(仅养殖群体)(P < 0．05)有显著差异、Ldh-C(P < O．01)完全偏离Hardy-Weinberg定律外，其余多态座位基因频率均符合Hardy-Weinberg遗传平衡定律。野生和养殖群体的遗传相似性系数(I)为0．9877，它们的遗传距离(D)是0．0124；两群体间的遗传分化系数G_(st)为0．0681，D_m为0．01，表明总变异中的6．8％的遗传变异产生于群体间的基因差异。3．采用11个随机引物对20个野生个体和24个养殖个体进行了RAPD群体遗传多样性分析，分别扩增出88条和86条DNA带，片段大小在200-2500bp之间，平均每个引物扩增的带数是7．8-8．0。两个群体的多态座位比例分别是43．2％和34．9％，平均杂合度是0．2739和0．2255，而Shannon遗传多样性指数表明两群体的遗传变异中有88．12％的遗传变异来自种群内，只有11．88％的变异来自群体间。遗传分化指数G_(st)的结果也验证了Shannon遗传多样性指数的结果：总群体的遗传变异中约有12％是由两群体间的基因差异产生的。4．本文对牙鲆两个群体的同一批样品分别采用经典的同工酶方法和RAPD方法进行了较系统的比较分析。发现，RAPD所显示的多态性要比同工酶的高得多，因为大部分RAPD的变异是源于非编码区和重复DNA，可以遍布整个基因组，而同工酶仅是功能基因的产物，只表现编码区的变异。因此，自然选择在同工酶编码区的作用要多于RAPD标记。在遗传相似性系数(I)和遗传距离(D)上，RAPD的分析结果与同工酶的分析结果也是有差异的，用同工酶分析两个群体遗传距离只有0．0124，而用RAPD研究可达0．0508。遗传分化指数的差异也很大，同工酶为0．0681，RAPD为0．1237。5．RAPD和同工酶的分析结果是类似的，即自然群体的多态座位比例和平均杂合度要比养殖群体高，降低幅度在同工酶中界于1．7～22．3％之间，在RAPD中则界于15．9～19．2％之间。这充分证明了养殖群体的遗传多样性水平已有明显的丧失，值得我们注意。6．构建了鲽形目鱼类mtDNA 16S rRNA基因的分子系统树。通过分子克隆法将牙鲆、桂皮斑鲆、大菱鲆和石鲽mtDNA 16S rRNA目的基因片段连接到质粒载体上，经MegaBACE测序仪测序，分别获得了590、595、582和590bp序列，通过生物信息学方法对其进行了序列分析和核酸变异比较，结合NCBI上6种鲽形目鱼类的同源序列探讨了这4种鱼类在鲽形目中的遗传分化和分子系统进化，构建了系统树，其中，桂皮斑鲆的16S rRNA基因在系统树中的位置与物种形态资料的系统演化不相符，而其它三种很好地呈现了它们在鲽形目中的系统位置。同时，可以看出mtDNA 16S rRNA基因片段可以构建一个相对准确的树，特别是NJ树和ML树比较接近，更为客观一些。由比对序列获得的物种之间的遗传距离也基本可以反映种、属、科间的不同变异水平。

DNA分子标记技术在海带种质鉴定中的应用

本文在CTAB和SDS／K＋两种DAN提取方法基础上，综合与改进，建立了海带配子体DNA的提取和纯化方法。用此法得到了较高质量的海带配子体DNA，可有效地应用于海带分子标记的研究。采用RAPD，ISSR和AFLP三种DNA分子标记技术对海带配子体细胞系进行了种质鉴定和评价，结果表明：1）RAPD方法可以有效地应用于海带配子体细胞系的鉴定，用三个RAPD引物（OPC20，OPD20和OPD15）构建的DNA指纹图谱，不仅能将23个海带配子体细胞系区分开，而且能将每种海带的雌、雄配子体区分开。2）在没有其它海带配子体DNA分子标记背景资料的前提下，运用ISSR标记方法，辅证了RAPD方法的有效性及可靠性，排除了因原核生物的“污染”，所造成的RAPD标记方法的干扰，同时，也能辨别非海带配子体，这可以评价海带配子体保存的实际效果。3）AFLP分子标记结果表明，海带配子体细胞系具有高的多态性，这对海带具体性状进行连锁标记分析，可能是有效的方法。4）在RAPD标记的基础上，初步建立海带配子体SCAR标记，为海带分子标记辅助选种、育种打下基础。5）对3F、5F、12M三个实验材料，进一步用rDNA转录间隔区（ITS1）测序分析，与已知海带配子体ITS1的差别很大，说明不是海带配子体。综合上述，RAPD，ISSR和AFLP三种DNA分子标记技可以对海带种质资源进行鉴定、评估，为海带科学保种、选种提供依据。

牡蛎染色体的分子生物学分析

本研究应用显带技术和荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization，FISH)技术，鉴定了牡蛎的染色体；应用FISH方法定位了一系列的重复序列和大分子的P1克隆DNA；制备了染色体特异性探针。应用FISH特异性探针成功地鉴定了长牡蛎的三体10。结果如下：1．分析了G带和C带在美洲牡蛎染色体上的分布。G带在每一条染色体上的带型不同，某些染色体间(如第1对和第4对染色体，第7对和第9对染色体)的带型差别不是很明显。G带型容易受染色体收缩程度的影响。C带型重复性较好，染色体带型较清楚，分布在染色体的端粒区域和着丝粒区域。G带和C带带型能够用来鉴定牡蛎的染色体，但是重复性低和带型差异不显著，并不适合常规的染色体鉴定。2．早期胚胎和担轮幼虫制备的染色体适合于FISH分析。染色体制备方法重复性好，可适用于其它贝类的染色体制备。3．研究了重复序列基因--rDNA的定位：1)18S-5.8S rDNA在研究的五种巨蛎属Crassostrea牡蛎均只有一个位 点。太平洋种(C.gigas，C. ariakensis和C. plicatula)中，杂交信号位于最短的染色体一第10对染色体长臂的端粒区域，在大西洋种(C. virginica和C. rhizophorae)中，同一序列定位在第2对染色体短臂的端粒区域。2)18S-28S rDNA在两种蛤中有两个位点。rDNA探针定位在侏儒蛤(Mulinis Lateralis)的第15对和第19对染色体的端粒区域，同一序列定位在硬壳蛤(Mercenaria mercenaria)的第10对染色体的长臂和第12对染色体短臂的端粒区域。信号强度在两对染色体之间有差异。 3)5s rDNA位于美洲牡蛎的第5对染色体的短臂上靠近着丝粒区域和第6 对染色体的短臂的中间区域。信号强度在两对染色体之间没有显著差异。5S rDNA探针可以作为鉴定和识别第5对和第6对染色体的特异性探针。4．研究了一些重复序列的定位1)两个短的重复序列1G8，1P2均产生很强的荧光信号分布在美洲牡蛎所有的染色体上。在低严谨条件下，这些序列均产生很强的信号散布在所有的染色体上。在高严谨条件下，信号强度大大减弱，但是信号仍散布在所有的染色体上。这些重复序列散布在美洲牡蛎的整个基因组中。2)高度重复序列Cgl70产生的信号分布在长牡蛎的7对染色体的着丝粒区域，没有发现间区信号。在第1对，第2对，第4对和第7对染色体上的荧光信号强且稳定。在第5对，第8对和第10对染色体上的信号相对弱且不稳定。在剩余的染色体上(第3对，第6对和第9对染色体)没有检测到荧光信号。结果表明此卫星序列是一个着丝粒卫星序列。在美洲牡蛎的染色体上没有检测到荧光信号，表明了这个着丝粒卫星序列在这两种牡蛎中的分布存在着显著的差异。3)脊椎动物端粒序列(TTAGGG)n的FISH信号局限在四种双壳贝类(美洲牡蛎，the mangrove oyster，硬壳蛤，侏儒蛤)所有染色体的端粒区域，没有发现间区信号的存在。研究结果与已报道的研究结果表明脊椎动物端粒序列或许存在于所有双壳贝类的染色体末端。双壳贝类是目前研究过的唯一含有脊椎动物端粒序列DNA的无脊椎动物。4)研究了RAPD探针在美洲牡蛎染色体上的定位。大多数RAPD探针产生了多个信号散布在间期细胞核和所有的染色体上。引物OPX-03，OPX-04，OPX—06，OPG-02，OPM—04，OPM-11，0PS-02制备的探针在适宜的条件下产生特异性荧光 信号，分布在牡蛎的特定的染色体上。PCR特异性带产生的探针OPX—06—310和0PG-02—300产生了特异性的荧光信号：OPX—06—310产生的信号位于第5对染色体的短臂的近端粒区域，0PG—02—300探针定位到第3对染色体的短臂上。这两个探针是鉴定美洲牡蛎单条染色体的特异性探针。5．研究了大分子Pl克隆DNA(插入片断为80～100 kb)在美洲牡蛎染色体上的定位。Pl克隆DNA通过切口平移方法标记digoxigenin—11-dUTP用作FISH的探针。Cot-1 DNA作为竞争剂有效地抑制了Pl克隆序列中的重复序列产生的信号。杂交信号用fluorescein标记的anti—digoxigenin抗体来检测，用两层抗体rabbit-anti-sheep抗体和FITC anti—rabbit抗体来扩增信号。9个P1探针成功地定位在特定的染色体上。46—1探针杂交到第1对染色体的长臂靠近着丝粒区域；47-10探针定位到第2对染色体的长臂近端粒区域；Cvpl和48-13两探针定位到第3对染色体上：Cvpl位于短臂的端粒区域，48-13探针位于长臂的近着丝粒区域；48—10探针杂交到第4对染色体的长臂上；48-1探针杂交到第5对染色体长臂的近着丝粒区域；49-11探针位于第7对染色体长臂上；探针49-10和44-11位于第8对染色体长臂上。同时我们成功地将2个P1探针杂交到同一染色体分裂相中，进一步确定了Pl探针在美洲牡蛎染色体 上的定位。6．应用18S-28S rDNA探针成功地鉴定出长牡蛎非整倍体中的三体10。经鉴定AF-35，AF-39和AF-3三体家系属于三体10家系。rDNA探针分布在三条染色体上，即多出的一条染色体为染色体10。相应地在间期细胞核上有三个信号出现。AF-34和AF-36家系不属于三体10家系。rDNA探针分布在两条染色体上，相应地在间期细胞核上有两个信号出现。FISH和染色体特异性探针为非整倍体的鉴定提供了一个快速准确可靠的方法和途径。

鄂霍次克海天然气水合物区与东海内陆架泥质区沉积物古菌多样性研究

为研究鄂霍次克海天然气水合物区沉积物古菌、甲烷厌氧氧化古菌和硫酸盐还原细菌的多样性分布，我们以PCR技术为基础构建mcrA、dsrAB和古菌16S rRNA 基因文库。对所获得的序列进行系统进化和统计学分析发现：鄂霍次克海古菌类群主要为Marine Benthic Group D (MBG-D)、Marine Benthic Group B (MBG-B)、Marine Crenarchaeotic Group I(MG- I)，另外少量古菌16S rRNA基因序列为Anaerobic Methanotrophs 2c（ANME-2c），主要分布在LV39-25H岩心的表层沉积物中。LV39-40H岩心表层的古菌群落结构与其他六个层位古菌群落结构相比有着显著的差异。mcrA基因序列主要为催化甲烷厌氧氧化的古菌ANME-2（c和d簇），在所研究的各个层位的沉积物中均广泛分布。少量的ANME-1（a簇）发现于LV39-40H岩心表层以下的沉积物中。产甲烷古菌数目不多，集中分布在LV39-25H岩心200cm和LV39-40H岩心180cm的沉积物中。dsrAB基因文库分析表明硫酸盐还原细菌种类丰富，表层沉积物中硫酸盐还原细菌多样性最高。在两个岩心所有层位的沉积物中都有一定数量的克隆属于DSS簇，它们可能与ANME共生催化甲烷的厌氧氧化作用。总之，所有数据表明在鄂霍次克海天然气水合物区存在着较活跃的甲烷厌氧氧化作用，揭示了参与甲烷厌氧氧化作用的微生物群落结构和多样性。 为研究东海内陆架闽浙沿岸泥质区不同深度沉积物中古菌群落垂向分布特征，通过古菌16S rRNA 基因文库共得到473个有效克隆50个OTUs (Operational Taxonomic Units)。16S rRNA基因序列系统进化和统计分析发现古菌分别归属于泉古生菌（Crenarchaeota）和广古生菌（Euryarchaeota），其中以Miscellaneous Crenarchaeotic Group（MCG）为主，仅含少量的MBG-B、South African Gold Mine Euryarchaeotic Group(SAGMEG)、 ANME-3、MG- I和MBG-D。该泥质区沉积物可能存在由ANME-3催化的甲烷厌氧氧化作用，同源序列分析表明其古菌群落分布与周边环境有较大联系。UniFrac与沉积物环境因子分析表明该泥质区古菌群落垂向分布与沉积物有机质含量和粒度变化密切相关。 通过对比发现，鄂霍次克海天然气水合物区甲烷厌氧氧化古菌主要为ANME-2和少量的ANME-1，而东海内陆架泥质区甲烷厌氧氧化古菌仅为极少量的ANME-3；鄂霍次克海天然气水合物区广古生菌和泉古生菌数量各占一半，主要为MBG-D、MBG-B、MG-I。东海内陆架泥质区沉积物古菌序列主要为泉古生菌（MCG）。海域类型的不同以及有机碳含量等环境因子的差异可能是这两个海域古菌群落结构差异的主要原因.

几种赤潮微藻的形态和系统进化分析及荧光原位杂交检测

赤潮也称红潮，通常是指由于一些海洋浮游生物在水体中过度繁殖或聚集而使海水变色的现象。赤潮特别是有害赤潮造成了严重的生态环境问题，给水产养殖业和滨海旅游业造成了巨大损失，并可直接危害人类健康。研究赤潮，进而预防和控制赤潮，首先要对引发赤潮的生物种类进行准确鉴定并对自然水域的赤潮生物进行监控，并建立赤潮藻的快速鉴定与检测方法。本文分别对几株赤潮微藻进行了形态和系统进化分析，并探讨了荧光原位杂交在赤潮检测中的应用。 分别对5株分离自中国沿海不同水域的中肋骨条藻[Skeletonema costatum (Greville) Cleve]类似种 (SK-BH、SK-FQ、 SK-HH、SK-DH和SK-XM) 进行光镜和扫描电镜观察，并PCR扩增了转录内间隔区 (含5.8S rDNA)(ITS) 和核糖体大亚基 (D1-D2)区 (LSU)，获得的序列与其它已报道的骨条藻的同源序列进行了进化分析，以探讨５株骨条藻与已报道的骨条藻之间的进化关系。5株骨条藻在形态上各不相同，其中，只有1株 (SK-XM)被鉴定为中肋骨条藻，而其余4株皆与已报道的骨条藻的形态学特征不符。ITS树和LSU树具有不同的拓扑结构，并表明5株骨条藻至少分属3个不同的种。遗传距离分析提示了在地理距离上靠近的种，在进化上也可能靠近。此外，还可以观察到这5株藻之间的细微的形态学“进化”关系。所有结果表明了中国沿海骨条藻属种的多样性。 对1株分离自赤潮水域的裸甲藻 (Gymnodinium)类似种进行了形态学分析，并探讨了该藻与裸甲藻、凯伦藻(Karena)、旋沟藻(Gyrodinium)、下沟藻(Karlodinium)和共生甲藻(Symbiodinium)的进化关系。光镜观察表明该藻具有裸甲藻的一些典型的形态学特征，而我们没能获得细胞形态保存完好的电镜样品；进化分析初步鉴定该藻为一种共生甲藻。 获得了赤潮异湾藻[Heterosigma akashiwo (Hada) Hada]的LSU和ITS序列，设计了以胞质rRNA和胞核rDNA为靶序列的特异性探针，建立了赤潮异湾藻的全细胞和细胞核荧光原位杂交技术，对探针的特异性进行了验证，并考察了杂交信号和检测率在整个细胞周期的变化情况。探针能分别使整个细胞和细胞核呈现明亮的绿色荧光。探针是特异性的，不与其它受试藻进行交叉反应。杂交信号在整个细胞周期内变化不明显，且检测率为70%–80%。整个检测过程不到1 ｈ，能实现赤潮异湾藻的快速、准确、特异和半定量检测。 获得了海洋原甲藻(Prorocentrum micans Ehrenberg)的LSU和ITS序列，设计了以胞质rRNA为靶序列的特异性探针，建立了海洋原甲藻的全细胞荧光原位杂交技术，并对探针的特异性进行了验证。探针能使整个细胞呈现强烈的绿色荧光。探针不与其它受试藻种进行交叉反应，表明是特异性的。

栉孔扇贝大规模死亡病原学研究

用平板画线法从患病栉孔扇贝（Chlamys farreri）体内分离到了一种原核生物（简称QDP）。QDP可以在改进的液体培养基MEM（含2.2%NaCl，5%小牛血清）和脑心浸液（含2.2% NaCl）中生长；菌落在显微镜下（150×）为无色、透明的小点状；革兰氏染色阴性；菌体为圆形或近似圆形。QDP在发育过程中有两种状态，一种为未成熟阶段，直径小于100nm；另一种为成熟阶段，直径变化很大，最小约60nm，最大可达4µm以上。较小的个体有拟核、核糖体和新月状的空泡，未见细胞壁；较大的个体有细胞壁，胞内大部分被空泡充满，未见拟核和核糖体。栉孔扇贝组织超簿切片电镜观查证实QDP的存在。QDP的密度随着生长发育时间的不同而有所变化，繁殖高峰期密度较大。 建立了密度梯度离心结合滤膜过滤分离技术，优化人工培养条件。最适生长温度为23℃，最适生长pH值为7.4，最适生长盐度相当于细胞培养液所需的盐浓度（0.85%NaCl）。 提取的QDP核酸能被RNase A 降解，且没有检测到DNA。以PCR、RT-PCR扩增其16SrRNA基因序列片段，PCR反应没有扩增出扩增子，而RT-PCR则扩增出了16S rRNA基因序列片段，经测定其序列全长度为1430bp，经与GENEBANK中的16S rRNA片段比较分析，与6种不同科的微生物的同源率最高的为95%-95.47%。 采用温度梯度和病原浓度梯度回归感染实验方法，较为系统地研究了QDP的致病性。研究结果表明：QDP对栉孔扇贝有强烈的致病作用，高温（23℃以上）是其致病的必要条件，证实DQP是栉孔扇贝大规模死亡的病原体之一。

应用单细胞PCR方法研究胶州湾一株鳍藻的遗传特征

近年来，分子生物学技术与方法被越来越多地应用于有害赤潮研究。其中，单细胞PCR方法是对难以室内培养的有害赤潮藻种进行遗传特征研究的一项重要技术。本实验尝试建立微藻的单细胞PCR方法，并将其应用于鳍藻研究。 应用室内培养的亚历山大藻，研究了微藻的单细胞PCR方法，并对藻细胞的固定和保存方法进行了比较。结果表明，浮游植物研究中常用的甲醛固定方法只能用于短期保存样品（少于5天），而乙醇固定、鲁格氏液固定、或者在-20℃下冷冻保存的样品，在较长的时间后（60天）仍可以得到比较理想的PCR扩增结果。 应用单细胞PCR方法，对青岛近海采集的鳍藻进行了研究，扩增并测定了包括核糖体大亚基（LSU）rDNA的5’端D1-D2区序列，以及5.8S rDNA和ITS区的部分序列信息。通过分析软件对所得到的鳍藻序列信息与基因库中已知的鳍藻序列信息进行了分析与对比。根据ITS和LSU序列信息构建的系统进化树都显示，本文采集的鳍藻藻种与国外报道的圆形鳍藻聚为一支，初步确定采集的鳍藻应为圆形鳍藻，对该藻种形态学特征的观察也支持这一结果。该藻种部分LSU rDNA序列与欧洲同种鳍藻相似度达到99%,与其它等鳍藻遗传距离在18%-20%之间。测定的ITS区序列与同种圆形鳍藻有62个碱基的差异，与LSU rDNA序列相比，ITS序列变异更大。应用LC-MS方法对该鳍藻的进行了DSP毒素分析，结果未检测到OA或DTX1毒素。 这是我国首次应用单细胞PCR方法对鳍藻开展的研究工作，首次报道了我国鳍藻的核糖体部分序列信息。圆形鳍藻在青岛近海海域是初次报道，显示了单细胞PCR方法在鳍藻研究中的重要意义。

青蟹属的系统进化和中国沿海拟穴青蟹的群体遗传结构研究

为了进一步研究青蟹属系统进化的科学问题，并揭示我国东南沿海青蟹群体遗传结构和群体进化细节信息，本论文主要开展了以下两个方面的研究：（1）基于线粒体12S rRNA、16S rRNA和COI三种基因序列探讨中国东南沿海青蟹的种类归属与青蟹属的系统进化；（2）利用线粒体COI基因标记分析中国东南沿海拟穴青蟹的群体遗传结构。序列特征、遗传距离和系统进化分析结果都表明本文研究的青蟹均为S. paramamosain。NJ、BAYES和ML系统进化树显示S. paramamosain与S. tranquebarica互为姐妹种，S. olivecea应该是4种青蟹中最早分化出来的种类。10个地理群体130只拟穴青蟹的线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）细胞色素氧化酶亚基I（COI）基因序列Mantel检验结果显示群体间的遗传分化程度与地理距离没有显著的相关性。分子进化中性检验结果表明自然选择在分子进化过程中起了重要作用，并暗示该物种在最近经历了一个快速的群体爆发及扩张事件。

亚历山大藻分子鉴定和荧光原位杂交检测方法研究

近年来，世界沿海国家有害赤潮发生的频率、规模及危害都有上升趋势，有害赤潮已经成为重要的近海环境问题之一。要有效防范有害赤潮带来的危害效应，建立和发展可靠、有效的赤潮监测手段非常重要。目前，对于赤潮藻种的监测主要依靠显微观察的方法，在实际应用中经常遇到困难。首先，亲缘关系相近的物种在形态上差异很小，如甲藻门亚历山大藻属的一些种类，仅细胞壁上个别甲片的结构有细微差别，并且这些形态学指标还容易受环境条件及生长阶段的影响。另外，这种以形态学为基础的分析方法，分析速度慢、耗时长，对操作人员的要求较高，难以满足浮游植物种群动力学监测“量大、连续”的要求。因此，本研究将分子生物学的技术和方法应用于赤潮监测，力求提高赤潮藻种鉴定的准确性和检测工作的效率。 亚历山大藻是一类重要的有害赤潮藻，该藻属中一些产毒特性差别很大的藻种，单从表形特征难以明确区分，从而限制了基于形态观察的监测技术的应用。本研究中，我们尝试应用分子生物学技术与方法，开展了该藻属藻种分子鉴定和荧光原位杂交检测方法的研究。在亚历山大藻的分子鉴定方面，我们采用了核糖体RNA基因（rDNA）序列分析的方法，首次测定了9株分离自中国沿海的（以及实验室保有的其它两株）亚历山大藻的rDNA序列全长，其中包括核糖体小亚基（SSU）rDNA、大亚基（LSU）rDNA、5.8S rDNA及内转录间隔区（ITS）区序列。序列分析结果显示，这些藻株包含了5种核糖体类型，分别是塔玛复合种亚洲温带（Temperate Asian）核糖体类型（TSC-TA），塔玛复合种西欧（West European）核糖体类型（TSC-WE），相关亚历山大藻（A. affine）核糖体类型（AF），微小亚历山大藻（A. minutum）葡萄牙（Portugal）核糖体类型（M-PO）和微小亚历山大藻新西兰（New Zealand）核糖体类型（M-NZ）。将测获的rDNA序列划分为若干保守性不同的区段，分别进行系统发育分析（结合GenBank数据库中保存的其它亚历山大藻相关序列）。结果显示，LSU rDNA D1-D2区是对该藻属藻种进行分子鉴定和系统发育研究的较好区段。同时，为解决建立亚历山大藻克隆培养的困难，我们应用单细胞rDNA序列分析方法，对亚历山大藻单个细胞直接进行了种类鉴定。结果表明，该方法适用于不同生活史阶段的亚历山大藻。 在亚历山大藻的检测技术方面，我们进一步扩展和完善了针对完整细胞的荧光原位杂交检测方法。首先，通过对不同核糖体类型藻株rDNA序列信息的对比分析，针对各自特异的序列位点，设计了特异性rRNA标记探针。经荧光原位杂交实验检验，实现了对5种核糖体类型亚历山大藻的特异性标记。其中，针对WE、M-PO及M-NZ核糖体型的特异性探针为首次获得，另外两个探针是针对TA和AF核糖体类型rRNA新的位点所设计。同时，对影响探针标记效果的诸多因素进行了分析和探讨。此外，在2007年春季长江口海域赤潮调查中，首次应用特异性核酸探针和荧光原位杂交检测方法，调查了该海域亚历山大藻的丰度。结果表明，在4月4日-4月10日的样品中，亚历山大藻达到了较高的密度，最高密度达到103cells/L。同时发现，实验中样品的保存方法有待改进。随后的研究表明，盐醇固定方法及多聚甲醛/甲醇固定方法，可以较好的保持rRNA不被降解并适宜杂交（至少3个月时间）。 总之，本研究首次测定并分析了11株亚历山大藻（9株分离自中国沿海）的rDNA全序列信息。在此基础上，获得了5种核糖体类型亚历山大藻的特异性rRNA标记探针，其中3种为首次获得。另外，实验证明，单细胞rDNA分析技术和荧光原位杂交检测方法，在自然水体中亚历山大藻的直接鉴定及丰度调查中，均具有良好的应用前景。这一工作为我国近海亚历山大藻的鉴定和检测提供了理论依据和方法学基础，希望对该藻赤潮的监测工作有推动作用。 关键词：亚历山大藻 遗传探针 rRNA rDNA 荧光原位杂交 系统发育

东、西太平洋深海沉积物细菌多样性研究

深海生物圈有着不同于陆地和浅海的典型特点，例如高压、低温、永久黑暗及寡营养，并且深海微生物具有特殊的代谢途径及庞大的生物量，这使得深海成为一个巨大的有待开发利用的生物资源宝库。 本文研究的样品分别取自东太平洋E272站位(12°36’39"N, 104°19’28"W)和西太平洋Ph05-5站位(16°04’93"N, 124º34’48"E)。E272站位距离东太平洋13°N海隆45km，水深3 191m；而Ph05-5站位地处西菲律宾海盆，在黑潮源区附近，位于西太平洋暖池区边缘，水深3 382m，并且Ph05-5岩芯一共包含了五个明显的火山灰层。 本文采用了末端限制性片段长度多态性分析（T-RFLP）和16S rRNA 基因文库分析的方法在小尺度上对东太平洋E272站位的沉积物样品进行细菌群落结构的研究。研究结果表明沉积物细菌群落结构在小尺度上存在明显的垂直变化。系统进化分析表明，该沉积物样品的细菌多样性较高，共包含9个主要的门类，包括变形菌门、绿弯菌门（绿色非硫细菌）、浮霉菌门、酸杆菌门、放线菌门（高G+C革兰氏阳性菌）、拟杆菌门、硝化螺旋菌门、以及两个待定的门类OP8和TM6。其中变形菌门细菌是一类在海洋中非常常见的细菌，广泛分布于各个海洋环境，在我们的文库当中发现了变形菌门的三个纲，包括α-、-、-变形菌纲。本项研究充分表明该沉积物环境中具有较高的细菌多样性，在小尺度上细菌群落垂直分布明显，其结果也可从侧面反映深海沉积物近表层处的环境条件在小尺度上的垂直变化显著。 对西太平洋暖池区沉积物样品的细菌群落的研究也采用16S rRNA 基因文库分析的方法。系统进化分析表明该沉积物样品细菌的多样性相对较低，一共包含了六个不同的门类，包括变形菌门、浮霉菌门、放线菌门、厚壁菌门（低G+C革兰氏阳性菌）、绿弯菌门、酸杆菌门。在这个沉积物样品中也发现了变形菌门的三个纲包括α-、-和-变形菌纲。聚类分析和系统进化分析都表明表层的细菌群落同其它8层的细菌群落存在明显的差异，并且其它8层包括5个火山灰层和3个远洋粘土层的细菌群落结构差异不大，推测火山灰成分不仅对火山灰层的细菌群落产生影响，而且可能通过扩散对整个沉积物的微生物群落结构都产生影响。表层可能由于沉积时间较晚所以受影响相对较小或表层本身不同于较深层次的理化条件而使表层群落存在较大差异。 对东、西太平洋不同环境下的两个深海沉积物样品的细菌多样性进行比较，结合其它研究发现变形菌门细菌在不同深海环境中都普遍存在，是深海不同环境的广适类群。另外，两个环境中的细菌多样性存在很大差异，东太平洋沉积环境中的细菌多样性要远高于西太平洋沉积环境中的细菌多样性，推测其最可能的原因是西太平洋沉积物火山灰成分对细菌群落的影响，致使其细菌群落与东太平洋远洋粘土沉积物细菌群落产生很大差异；另外，不同洋区的环境差异也应该是造成细菌群落差异的一个重要方面。

A bioaugmentation failure caused by phage infection and weak biofilm formation ability

Two biological aerated filters (BAF) were setup for ammonia removal treatment of the circulation water in a marine aquaculture. One of the BAFs was bioaugmented with a heterotrophic nitrifying bacterium, Lutimonas sp. H10, where the ammonia removal was not improved and the massive inoculation was even followed by a nitrification breakdown from day 9 to 18. The nitrification was remained stable in control BAF operated under the same conditions. Fluorescent in situ hybridization (FISH) with rRNA-targeted probes and cultivable method revealed that Lutimonas sp. H10 almost disappeared from the bioaugomented BAF within 3 d, and this was mainly due to the infection of a specific phage as revealed by flask experiment, plaque assay and transmission electron observation. Analyses of 16S rRNA gene libraries showed that bacterial groups from two reactors evolved differently and an overgrowth of protozoa was observed in the bioaugmented BAR Therefore, phage infection and poor biofilm forming ability of the inoculated strain are the main reasons for bioaugmentation failure. In addition, gazing by protozoa of the bacteria might be the reason for the nitrification breakdown in bioaugmented BAF during day 9-18.

Antimicrobial screening and active compound isolation from marine bacterium NJ6-3-1 associated with the sponge Hymeniacidon perleve

Twenty-nine marine bacterial strains were isolated from the sponge Hymeniacidon perleve at Nanji island, and antimicrobial screening showed that eight strains inhibited the growth of terrestrial microorganisms. The strain NJ6-3-1 with wide antimicrobial spectrum was identified as Pseudoalteromonas piscicida based on its 16S rRNA sequence analysis. The major antimicrobial metabolite, isolated through bioassay-guide fractionation of TLC bioautography overlay assay, was identified as norharman (a beta-carboline alkaloid) by EI-MS and NMR.

Isolation and characterization of novel marine Roseobacter clade members producing unique intracellular chromium-rich aggregates

The marine Roseobacter clade comprises one of the largest fractions of heterotrophic marine bacteria and accounts for about 16% of 16S rRNA gene clones retrieved from marine bacterioplankton. Their global distribution seems to be related to oceanic water masses and their environmental and biogeochemical properties. In this study, we report isolation and characterization of novel Roseobacter clade members from the Yellow Sea, China. Phylogenetic analysis of 16S rRNA gene sequences reveals that the new isolates (YSCB1, YSCB2, YSCB3 and YSCB4) are closely related to uncultured Arctic seawater bacterium R7967 (99.57-100% sequence identity) and to the cultured Roseobacter sp. DSS-1 (99.27-99.76% sequence identity) isolated from the southeastern coastal water of the USA. Interestingly, YSCB strains possess unique intracellular chromium-containing aggregates. Therefore, these novel Roseobacter clade members exhibit a peculiar property in mineral biogeneration. (c) 2006 Elsevier SAS. All rights reserved.

Isolation and characterization of a marine magnetotactic spirillum axenic culture QH-2 from an intertidal zone of the China Sea

Magnetotactic bacteria (MTB) are ubiquitous in aquatic habitats. Because of their fastidious requirements for growth conditions, only very few axenic MTB cultures have been obtained worldwide. In this study, we report a novel marine magnetotactic spirillum axenic culture, designated as QH-2, isolated from the China Sea. It was able to grow in semi-solid or liquid chemically defined medium. The cells were amphitrichously flagellated and contained one single magnetosome chain with an average number of 16 magnetosomes per cell. Phosphate and lipid granules were also observed in the cells. Both rock magnetism and energy-dispersive X-ray spectroscopy characterizations indicated that the magnetosomes in QH-2 were single-domain magnetites (Fe3O4). QH-2 cells swam mostly in a straight line at a velocity of 20-50 mu m/s and occasionally changed to a helical motion. Unlike other magnetotactic spirilla. QH-2 cells responded to light illumination. As a consequence of illumination, the cells changed the direction in which they swam from parallel to the magnetic field to antiparallel. This response appears to be similar to the effect of an increase in [O-2]. Analysis of the QH-2 16S rRNA sequence showed that it had greater than 11% sequence divergence from freshwater magnetotactic spirilla. Thus, the marine QH-2 strain seems to be both phylogenetically and magnetotactically distinct from the freshwater Magnetospirillum spp. studied previously. (C) 2010 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.