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南海沉积物中酯酶基因克隆表达及酶学性质研究

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南海沉积物中酯酶基因克隆表达及酶学性质研究

作者：张好青岛大学

学位级别：硕士

酯酶（Esterase,E.C.3.1.1.X）在广义上指的是一类具有催化酯键水解或酯键形成的一类酶的总称,广泛存在于各种生态环境的动植物和微生物中。海洋具有各种低温、高温、高静水压、强酸、强碱以及营养条件极为贫乏的各种极端环境,因此从海... 详细信息

酯酶（Esterase,E.C.3.1.1.X）在广义上指的是一类具有催化酯键水解或酯键形成的一类酶的总称,广泛存在于各种生态环境的动植物和微生物中。海洋具有各种低温、高温、高静水压、强酸、强碱以及营养条件极为贫乏的各种极端环境,因此从海洋特殊环境的微生物中筛选具有工业所需高效新型特性的酯酶具有广泛的开发前景。本研究从南海深海沉积物中分离得到元基因组DNA,并构建元基因组Fosmid文库,筛选克隆获得酯酶完整基因est424,长度为921bp,编码307个氨基酸,在氨基酸水平上与已经发现的酯酶同源性低于85%,可能是一个新的酯酶。利用pET28系统构建酯酶重组表达载体,在大肠杆菌BL21（DE3）中诱导表达,但是重组酯酶形成包涵体,因此利用伴侣蛋白系统Chaperone Plasmid Set与酯酶重组表达载体进行共转化,通过5种伴侣蛋白的优化,利用分子伴侣蛋白dnaK-dnaJ-grpE共表达,最终获得了可溶性的重组酯酶蛋白,约35kDa。利用Ni+亲和层析系统,对重组酯酶进行分离纯化,获得了单一的纯化的重组酯酶est424。利用p-nitrophenol butyrat方法,研究重组酯酶的酶学性质。酯酶est424最适反应温度为35℃,最适反应pH值为8.0,该酯酶是一个中温碱性酯酶,其酶活单位为171.03U/mg。它在20℃下稳定,Fe2+和Mn2+可以有效提高酶的活性,1%的Tween80和20也可以提高酯酯酶的活性。从海洋微生物及海洋环境中来源的重组酶,在大肠杆菌系统中容易形成包涵体,该研究利用伴侣蛋白的共农达方法解决了包涵体的问题,并且为开发和利用海洋环境来源的酯酶资源,提供了理论和方法学基础。

关键词：南海沉积物酯酶包涵体伴侣蛋白酶学性质

晚更新世以来南海中央海盆沉积物的磁学特征:对物源和东亚季风演化的指示

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地球物理学报 2023年第8期66卷 3557-3575页

作者：陈龙陈亮殷征欣官玉龙章钰桢李国山姜兆霞教育部深海圈层与地球系统前沿科学中心中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室海洋地球科学学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质与环境功能实验室山东青岛266237 国家海洋局南海调查技术中心广州510300 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广州510300 北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室南宁师范大学南宁530001

南海沉积物记录了丰富的高原隆升剥蚀、古海洋、东亚季风和区域构造演化信息,是研究东亚季风和古环境演化的理想材料.但是,由于南海沉积环境复杂,物质来源多样,使得沉积物定年和环境气候探讨的难度加大.为此,本文选取南海中央海盆的SCS... 详细信息

南海沉积物记录了丰富的高原隆升剥蚀、古海洋、东亚季风和区域构造演化信息,是研究东亚季风和古环境演化的理想材料.但是,由于南海沉积环境复杂,物质来源多样,使得沉积物定年和环境气候探讨的难度加大.为此,本文选取南海中央海盆的SCS-01钻孔作为研究对象,建立其准确的年代框架,综合利用磁学和地球化学分析方法,探讨沉积物物源及其对东亚季风演化的指示.首先,通过对沉积物样品的岩石磁学特征分析,表明沉积物的主要载磁矿物为低矫顽力的假单畴磁铁矿,载磁矿物颗粒大小均一、含量变化小,基本符合建立地磁场相对古强度(Relative Paleointensity,RPI)曲线的"均一性"标准.在此基础上利用磁化率和非磁滞剩磁对天然剩磁进行归一化处理得到RPI,将钻孔的RPI曲线与全球或区域的标准RPI曲线(Sint-200,NAPIS-75和SCS-PIS)进行比较,得到了6个年龄控制点,并结合AMS-^(14)C测年结果,建立了南海中央海盆75 ka以来的时间框架.SCS-01钻孔的RPI记录和其他全球性观测结果的一致性表明,南海的沉积物记录了全球尺度的地磁场古强度行为模式.综合稀土元素和沉积物记录的磁学信息对沉积物的来源进行探讨,结果表明SCS-01钻孔的沉积物主要来源于台湾地区,少量来自吕宋岛区域,这为进一步全面了解南海各区域的沉积物物源分布提供了数据支撑.另外,SCS-01钻孔的环境磁学记录可以较好地反映75 ka以来东亚季风在冰期-间冰期的变化,为该钻孔地区千年尺度上的气候变化提供可靠指标.

关键词：南海沉积物环境磁学相对古强度物源东亚季风

南海沉积物中酯酶基因克隆表达及酶学性质研究

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南海沉积物中酯酶基因克隆表达及酶学性质研究

近2千万年以来的南海沉积物样品中细菌群落结构演替的研究

“全球变化下的海洋与湖沼生态安全”学术交流会

作者：张好李富超赵瑾陈华新姜鹏中国科学院海洋研究所实验海洋生物学重点实验室

酯酶（Esterase,E.C.3.1.1.X）在广义上指的是一类具有催化酯键水解或酯键形成的一类酶的总称,广泛存在于各种生态环境的动植物和微生物中。海洋具有各种低温、高温、高静水压、强酸、强碱以及营养条件极为贫乏的各种极端环境,因此从海洋特殊环境的微生物中筛选具有工业所需高效新型特性的酯酶具有广泛的开发前景。本研究从南海深海沉积物中分离得到元基因组DNA,并构建元基因组Fosmid文库,筛选克隆获得酯酶完整基因est424,长度为921 bp,编码307个氨基酸,在氨基酸水平上与已经发现的酯酶同源性低于85%,可能是一个新的酯酶。利用pET28系统构建酯酶重组表达载体,在大肠杆菌BL21（DE3）中诱导表达,但是重组酯酶形成包涵体,因此利用伴侣蛋白系统Chaperone Plasmid Set与酯酶重组表达载体进行共转化,通过5种伴侣蛋白的优化,利用分子伴侣蛋白dnaK-dnaJ-grpE共表达,最终获得了可溶性的重组酯酶蛋白,约35 kDa。利用Ni+亲和层析系统,对重组酯酶进行分离纯化,获得了单一的纯化的重组酯酶est424。利用p-nitrophenol butyrat方法,研究重组酯酶的酶学性质。酯酶est424最适反应温度为35°C,最适反应pH值为8.0,该酯酶是一个中温碱性酯酶,其酶活单位为171.03U/mg。它在20°C下稳定,Fe2+和Mn2+可以有效提高酶的活性,1%的Tween 80和20也可以提高酯酶的活性。从海洋微生物及海洋环境中来源的重组酶,在大肠杆菌系统中容易形成包涵体,该研究利用伴侣蛋白的共表达方法解决了包涵体的问题,并且为开发和利用海洋环境来源的酯酶资源,提供了理论和方法学基础。

关键词：南海沉积物酯酶包涵体伴侣蛋白酶学性质

来源： cnki会议评论

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近2千万年以来的南海沉积物样品中细菌群落结构演替的研究

作者：梁攀厦门大学

学位级别：硕士

深海生物圈包括细菌、古菌和真菌生态系统,生物多样性特征十分独特,并在不同地质时间尺度上表现出不同的特点。通常,微生物的群落结构随周围地球化学条件的变化而发生改变。迄今为止深海生物圈的研究几乎总是关注地球化学循环与微生物... 详细信息

深海生物圈包括细菌、古菌和真菌生态系统,生物多样性特征十分独特,并在不同地质时间尺度上表现出不同的特点。通常,微生物的群落结构随周围地球化学条件的变化而发生改变。迄今为止深海生物圈的研究几乎总是关注地球化学循环与微生物群落之间的关系,然而微生物的群落结构与深度距离或地质年龄距离之间的关系,却很少有人研究阐明。这种关系的构建对于确定微生物的分布是否可以反映沉积历史和地质时间是至关重要的。同时,微生物群落与生物地球化学循环、沉积物性质以及海底环境中地质事件之间的关系也仍需进一步探究。(1)为了探究地质过程和沉积历史对地下生物圈的潜在影响,本研究采用分子生物学方法揭示了南海沉积柱的细菌群落结构演替,使用的样品来自国际海洋钻探计划(the International Ocean Discovery Program)349 航次 U1433 站位。研究表明:细菌丰度随深度加深而迅速减小,在沉积柱表层100 mbsf内减少近三个数量级。细菌群落多样性表现出类似趋势,但是多样性在早中(early to middle)中新世的沉积物中略微升高。这可能反映了细胞活性对于地热温度升高的响应。多维尺度分析表明,在深度和地质时间尺度上,沉积柱的细菌群落可划分为四大聚类。在4.50-98.93 mbsf(更新世)、108.15-273.20 mbsf(更新世)、296.09-709.13 mbsf(上新世和晚新世)和732.10-789.91 mbsf(早中中新世)有不同的细菌群落结构转变。γ-变形菌(Gammaproteobacteria)、放线菌(Actinobacteria)和蓝细菌(Cyanobacteria)的相对丰度总体上随深度加深而一直减小,而绿弯菌(Chloroflexi)、candidate division OP9、candidate phylum BHI80-139和硝化螺菌(Nitrospirae)的相对丰度则增加。总有机碳含量、总有机碳氮比、孔隙水磷酸盐浓度和盐度是解释细菌群落变化的具有统计学意义的变量,它们揭示了在地质时间尺度上细菌群落结构随着埋藏的有机物的质量和数量的变化而变化。尽管环境变量一定程度上塑造了细菌的群落结构,但是相比环境条件和地质年龄,深度上的地理隔离对于海洋沉积生物圈独特的群落结构演替更为重要。(2)JL3085T菌株是从中国南海(16°49’4"N,112°20’24"E)采集的表层海水中分离得到的一株拟杆菌科的菌株,本研究从形态特征、生理生化特性、GC含量、脂肪酸和呼吸醌含量以及16S rRNA系统发育进化位置等方面对该菌株进行了研究,研究结果表明 JL3085T(=NBRC 111782T = CGMCC 1.15407T)为Echinicola属的新种,并将其命名为Echinicolarosea新种。

关键词：细菌群落南海沉积物地质时间地理隔离菌株鉴定

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南海沉积物生物硅的研究现状

科协论坛(下半月) 2012年第8期 103-105页

作者：李木军同济大学

生物硅是生物成因的无定形硅,沉积物中生物硅的研究有助于加深对表层海水初级生产力以及古生产力波动情况的认识。随着沉积物生物硅测试技术的不断发展,已有大量科研工作者对沉积物生物硅做了研究。南海是最大陆缘海之一,而围绕南海沉... 详细信息

生物硅是生物成因的无定形硅,沉积物中生物硅的研究有助于加深对表层海水初级生产力以及古生产力波动情况的认识。随着沉积物生物硅测试技术的不断发展,已有大量科研工作者对沉积物生物硅做了研究。南海是最大陆缘海之一,而围绕南海沉积物生物硅的研究工作最近几年才开展,并且主要是利用生物硅在柱状沉积物样中的分布来反映几百万年之前的古生产力情况,对表层海底沉积物生物硅的研究较少。

关键词：南海沉积物生物硅测试方法研究现状

覆瓦状满江红中生物标志物组成及其对沉积物中有机质来源的可能指示

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中国科学：地球科学 2017年第2期47卷 233-244页

作者：茅晟懿朱小畏吴能友贾国东孙永革管红香邬黛黛中国科学院广州能源研究所中国科学院天然气水合物重点实验室广州510640 中国科学院南海海洋研究所中国科学院边缘海地质重点实验室广州510640 青岛海洋地质研究所国土资源部天然气水合物重点实验室青岛266071 同济大学海洋地质系上海200092 浙江大学地球科学系杭州310027 中国科学院广州天然气水合物研究中心广州510640

本次研究主要对覆瓦状满江红中长链烷基二醇、三醇、一元异构醇和羟基酸等含羟基类化合物组成分布进行探讨,结合对比蕨状满江红、小叶满江红和南海沉积物中醇类有机质组成,以期探索满江红对南海沉积物中二醇和三醇生物来源的可能指示.3... 详细信息

本次研究主要对覆瓦状满江红中长链烷基二醇、三醇、一元异构醇和羟基酸等含羟基类化合物组成分布进行探讨,结合对比蕨状满江红、小叶满江红和南海沉积物中醇类有机质组成,以期探索满江红对南海沉积物中二醇和三醇生物来源的可能指示.3种满江红中均检出了大量中间羟基位于ω20键位的二醇、一元羟基酸和一元异构醇,其中1,ω20-二醇和ω20-羟基酸呈强偶奇优势分布,而ω20-异构醇呈强奇偶优势分布;除此之外,还检出了少量中间羟基位于9,10/或ω9,ω10键位的二醇、三醇和二元羟基酸,均以以C_(29)链长为主.满江红中相似结构的系列物反映了相同的生物合成途径:偶奇优势分布的ω20-羟基酸通过脱羧基形成奇偶优势分布的ω20-异构醇,通过酰基还原形成偶奇优势分布的1,ω20-二醇;ω9,ω10-羟基酸通过酰基还原形成1,20,21(1,ω9,ω10)-三醇,然后加氢脱水形成9,10-二醇.覆瓦状满江红中醇类有机质组成分布特征表明不是南海沉积物中1,13/1,14/1,15-C_(28,30,32)二醇和1,3,4-C_(27-29)三醇的生物来源,某种海洋硅藻可能是近海沉积物中1,14-C_(28,30)二醇的母质来源,对于南海沉积物中二醇和三醇的生物来源需要进一步深入探索.

关键词：覆瓦状满江红长链烷基二醇长链烷基三醇羟基酸南海沉积物

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南海天然气水合物沉积物样本重塑研究

中国石油和化工标准与质量 2022年第5期42卷 129-131页

作者：戴少军中海油田服务股份有限公司(物探事业部工程勘察作业公司) 天津300450

天然气水合物是一种理想的替代能源。目前,对天然气水合物生成的研究,大多以玻璃砂、石英砂等为多孔介质,而很少应用实际的水合物储层沉积物进行实验,本文应用未保压的我国南海天然气水合物沉积物进行水合物生成实验,研究不同孔隙度、... 详细信息

天然气水合物是一种理想的替代能源。目前,对天然气水合物生成的研究,大多以玻璃砂、石英砂等为多孔介质,而很少应用实际的水合物储层沉积物进行实验,本文应用未保压的我国南海天然气水合物沉积物进行水合物生成实验,研究不同孔隙度、注入气体量及初始水饱和度对天然气水合物生成的影响,实验结果显示:注入气体量对生成天然气水合物饱和度影响最大,初始水饱和度对生成水合物饱和度影响最小。其他变量不变的情况下,注气量增加,天然气水合物饱和度增加,孔隙度增加,生成水合物饱和度下降。

关键词：天然气水合物生成南海沉积物孔隙度初始水饱和度

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含下伏气沉积层内水合物相变与产气特性

工程热物理学报 2023年第6期44卷 1594-1600页

作者：巩广军赵洁吕鑫杨明军宋永臣大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室大连116024 中国计量大学计量测试工程学院杭州310018 天然气水合物国家重点实验室北京100028

含下伏气的水合物沉积层被认为是最具开采潜力的水合物储层类型。本文利用岩心夹持器在恒定围压9 MPa下,研究了连通不同压力下伏气的南海沉积物内天然气水合物生成、分解及产气特征。研究结果表明,水合物饱和度与下伏气初始压力(7.2~8.1... 详细信息

含下伏气的水合物沉积层被认为是最具开采潜力的水合物储层类型。本文利用岩心夹持器在恒定围压9 MPa下,研究了连通不同压力下伏气的南海沉积物内天然气水合物生成、分解及产气特征。研究结果表明,水合物饱和度与下伏气初始压力(7.2~8.1 MPa)呈非线性正比关系,而在8.1~8.4 MPa内两者呈负相关。同时,发现在降压开采过程中下伏气为水合物分解提供热量,促进了水合物分解,提高了水合物平均分解速率。此外,下伏气有助于缓解压降速率,从而有效减轻有效应力对水合物沉积层的破坏。下伏气作为开采产气的重要供气源,能提高气体回收率。本文研究结论将为今后降压开采含下伏气的水合物提供一定的理论指导。

关键词：天然气水合物下伏气南海沉积物降压分解产气

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南海沉积物中的微玻璃陨石

热带海洋学报 1987年第2期 76-79+98-100页

作者：邱传珠范时清中国科学院南海海洋研究所

在对南海表层沉积物和部分柱状样品进行矿物研究时,发现少量玻璃质微球粒。根据这些玻璃质微球粒的物理、表面结构构造及常量元素等特征,可认为是微玻璃陨石。南海微玻璃陨石虽分布于澳亚散落区内,但不是同一地质事件的产物。

关键词：玻璃陨石初步研究澳大利亚中太平洋熔融石大洋洲表层沉积物南海沉积物