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微生物在藻际环境中的物质循环作用

应用生态学报 2016年第8期27卷 2708-2716页

作者：周进林光辉蔡中华清华大学深圳研究生院海洋学部广东深圳518055 清华大学地球科学研究中心北京100081

浮游植物作为海洋初级生产力的主要驱动者,其功能的发挥与共生微生物密不可分.藻类(甲藻、硅藻或蓝藻)的栖息环境中存在多样的共生细菌,各类细菌拥有不同的组成比例,但某些异养细菌在藻际环境中总是占据优势地位,如变形杆菌、黄杆菌及... 详细信息

浮游植物作为海洋初级生产力的主要驱动者,其功能的发挥与共生微生物密不可分.藻类(甲藻、硅藻或蓝藻)的栖息环境中存在多样的共生细菌,各类细菌拥有不同的组成比例,但某些异养细菌在藻际环境中总是占据优势地位,如变形杆菌、黄杆菌及放线菌等.基于微生物在调节微食物网、促进物质循环和维持生态系统平衡中的重要意义,本文主要以赤潮事件的藻际环境为例,尝试梳理上述主导性"常驻微生物"在"藻-菌"共生体物质转化中的作用.特别是针对近些年来倍受关注的黄杆菌和玫瑰杆菌,着重例述了它们在物质代谢中的行为与生态策略,以更好地理解常驻物种在藻际生态位中的生态行为与协同进化.

关键词：浮游植物藻际微生物物质循环生态行为协同进化

石莼、网地藻多糖含量与藻际微生物丰度关系研究

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中国海洋药物 2014年第5期33卷 77-82页

作者：冯学珍伍善广孔靖唐西蒙华琳广西科技大学医学院广西柳州545006

目的研究石莼、网地藻藻际微生物丰度与藻类多糖含量的相关性。方法通过实时荧光定量PCR（Real-time PCR）技术对石莼、网地藻所附着的藻际微生物丰度进行研究（细菌16SrDNA以及真菌18SrDNA丰度）。结果石莼多糖含量、藻际微生物总DNA... 详细信息

目的研究石莼、网地藻藻际微生物丰度与藻类多糖含量的相关性。方法通过实时荧光定量PCR（Real-time PCR）技术对石莼、网地藻所附着的藻际微生物丰度进行研究（细菌16SrDNA以及真菌18SrDNA丰度）。结果石莼多糖含量、藻际微生物总DNA含量均显著高于网地藻（P〈0.05）。石莼藻际微生物丰度[细菌（1.04～1.42）×10^10拷贝数/g干样,真菌（1.01～1.38）×10^7拷贝数/g干样]显著高于网地藻[细菌（2.05～6.9）×10^8拷贝数/g干样、真菌（2.59～4.79）×10^5拷贝数/g干样]（P〈0.01）。典型对应分析（CCA分析）表明石莼、网地藻多糖含量与藻际微生物（细菌、真菌）丰度显著相关。结论石莼、网地藻藻际微生物丰度对多糖含量有一定影响。

关键词：藻际微生物多糖含量基因丰度实时荧光定量PCR

应用PCR-DGGE技术研究石莼、网地藻藻际微生物多样性

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生物技术通报 2014年第12期30卷 73-77页

作者：冯学珍伍善广陆苑广西科技大学柳州545006

应用变性凝胶梯度电泳(PCR-DGGE)技术对石莼、网地藻藻际微生物多样性进行研究,并对其进行相似性、未加权聚类分析(UPGMA)及微生物多样性(Shannon)指数分析。结果表明,PCR-DGGE图谱显示,石莼、网地藻藻际微生物DGGE图谱有着明显的差异性... 详细信息

应用变性凝胶梯度电泳(PCR-DGGE)技术对石莼、网地藻藻际微生物多样性进行研究,并对其进行相似性、未加权聚类分析(UPGMA)及微生物多样性(Shannon)指数分析。结果表明,PCR-DGGE图谱显示,石莼、网地藻藻际微生物DGGE图谱有着明显的差异性,具体表现在条带数及密度值的不同。Quantity one图谱分析表明:石莼藻际微生物16S r RNA基因的V3区共分离得到25条DNA片段,网地藻为16条DNA片段。DGGE相似性及未加权聚类分析表明:网地藻藻际微生物间的相似性为77.78%,石莼藻际微生物细菌群落间的相似性为49.25%。Shannon指数分析表明,石莼藻际微生物多样性指数显著高于网地藻(P藻际微生物细菌群落较网地藻丰富。

关键词：变形凝胶梯度电泳(PCR-DGGE) 石莼网地藻藻际微生物微生物多样性

Real-TimePCR技术检测紫菜藻际微生物

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Real-TimePCR技术检测紫菜藻际微生物

作者：周金梅宁波大学

学位级别：硕士

本研究从健康条斑紫菜上分离的优势菌株中筛选出了一株具有较强抑菌活性的紫菜藻际细菌NPyS3，经过对该菌株的形态特征分析，生理生化特征分析及16S rRNA基因序列的同源性比较，鉴定并命名该菌株NPyS3为紫菜假交替单胞菌(Pseudoalteromo... 详细信息

本研究从健康条斑紫菜上分离的优势菌株中筛选出了一株具有较强抑菌活性的紫菜藻际细菌NPyS3，经过对该菌株的形态特征分析，生理生化特征分析及16S rRNA基因序列的同源性比较，鉴定并命名该菌株NPyS3为紫菜假交替单胞菌(Pseudoalteromonas porphyrae)。以P. porphyrae为标准菌株，根据该菌16S rRNA基因序列高度保守区设计了两对特异性引物，一对为假交替单胞菌属特异性引物，另一对为细菌通用的特异性引物，运用Real-Time PCR方法，对紫菜藻际微生物进行了定性定量检测。以其他25株紫菜藻际细菌为对照验证这两对引物的特异性。结果表明，假交替单胞菌属特异性引物仅对含有假交替单胞菌DNA模板的样品有扩增，其他菌没有检测到扩增信号;细菌通用的特异性引物对含有这25株紫菜藻际细菌DNA模板的样品都有扩增。以P. porphyrae的16S rDNA扩增后回收后所得DNA片段作为建立荧光定量PCR标准曲线的标准品，该方法对假交替单胞菌属的检测范围为7.74×10.74×10个基因拷贝/μL (R=0.999);总细菌检测范围为7.74×10.74×10个基因拷贝/μL (R2=0.998)。对野外采集的紫菜藻际细菌DNA样品进行检测，都能获得扩增信号。利用该方法建立的标准曲线来创建一种新的相对定量的方法来检测标准菌株的生长曲线，结果与传统OD600nm吸光值获得的结果不一致;利用该方法对在实验室条件下初步模拟现场样品进行定量检测，结果可以很好的反应紫菜生长过程中紫菜藻际细菌的动态变化状况;利用该方法检测环境样品中假交替单胞菌，并以环境样本中假交替单胞菌与总细菌的比值反映其细菌丰度，结果表明与传统的分离纯化方法相比，该方法能快速、高效、准确的检测环境样品中的假交替单胞菌，而且可以检测到传统培养方法不能培养或是未发现的菌，初步证明所建立的方法可有效定量假交替单胞菌在环境样本中的丰度。因此，实时定量PCR技术在检测紫菜藻际微生物方面具有较高的潜在应用价值。

关键词：紫菜藻际微生物假交替单胞菌实时荧光定量PCR

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紫菜与藻际微生物互作研究平台的初步研究

紫菜与藻际微生物互作研究平台的初步研究

作者：方文雅宁波大学

学位级别：硕士

本研究以坛紫菜叶状体为材料,选择氨苄青霉素300μg/mL、卡那霉素100μg/mL和庆大霉素100μg/mL联合处理18-20h,对紫菜细胞无毒性,且无菌处理效果较好。基于紫菜外生细菌抑菌活性的研究,从对具有广谱抑菌活性的菌株中筛选出3株多聚酮合... 详细信息

本研究以坛紫菜叶状体为材料,选择氨苄青霉素300μg/mL、卡那霉素100μg/mL和庆大霉素100μg/mL联合处理18-20h,对紫菜细胞无毒性,且无菌处理效果较好。基于紫菜外生细菌抑菌活性的研究,从对具有广谱抑菌活性的菌株中筛选出3株多聚酮合酶(Polyketide synthase I,PKS I)基因阳性菌,它们均分离于温州病烂紫菜,BLAST比对结果显示:菌株WPhG3、WPySw1和WPySw2扩增得到PKS I的KS结构域核苷酸序列所对应的氨基酸序列与Bacillus subtilis subsp. subtilis str. 168(NP89602)、Bacillus subtilis (ABR19776)和Aspergillus carbonarius(AAZ99721)的PKS I的KS结构域的同源性分别达到98%、99%和98%;16S rDNA系统发生学分析显示它们均与Bacillus的同源性最高。该结果提示,紫菜藻际微生物群落组成复杂,通过多条途径调节藻际微生物区系的平衡。PKS I途径可能是温州病烂紫菜外生菌Bacillus表现抑菌活性的一种方式。对初筛得到的菌株包括13株假交替单胞菌,7株真菌和6株芽孢杆菌,采用纸片法来检测菌-菌相互影响。实验结果表明,紫菜外生真菌对假交替单胞菌存在普遍抑制作用;而3株芽孢杆菌WPhS10、WPySW1和WPySW2和1株假交替单胞菌NPyS3对真菌则表现强抑制性,4株细菌选作功能菌,高浓度真菌和功能菌分别回染无菌坛紫菜在高温和穿刺条件下会出现明显病斑,而对处于正常生理状态的藻体影响不大。。

关键词：坛紫菜多聚酮合酶藻际微生物假交替单胞菌芽孢杆菌

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藻际微环境中藻体与微生物相互作用

河北渔业 2019年第3期 43-48页

作者：李芸刘发龙王巧晗宫庆礼中国海洋大学水产学院山东青岛266003

藻类与藻际微环境中的微生物紧密关联,存在极为复杂的关系。为了研究藻-菌互作机制,实现藻体的高效培养、污水处理、赤潮治理等,重点从藻-菌基本营养物质依赖、活性物质相互作用、信息交流三个方面总结了它们之间的复杂关系,并对在研究... 详细信息

藻类与藻际微环境中的微生物紧密关联,存在极为复杂的关系。为了研究藻-菌互作机制,实现藻体的高效培养、污水处理、赤潮治理等,重点从藻-菌基本营养物质依赖、活性物质相互作用、信息交流三个方面总结了它们之间的复杂关系,并对在研究过程中需要解决的问题做出了展望。

关键词：藻际环境藻际微生物相互关系

藻际环境铁载体细菌的筛选及群体感应信号对其合成的调节作用

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应用与环境生物学报 2023年第2期29卷 315-321页

作者：王涛许彤骏王喻元朱建明曾艳华周进清华大学深圳国际研究生院海洋工程研究院深圳518055 美国考文垂教会中学波茨敦19464 深圳市红岭中学深圳518000

铁载体是海洋微生物获取铁元素的重要代谢因子,现有的一些研究推测海洋微生物铁代谢功能的发挥依赖群体效应,但海洋微生物群体行为的介导方式及其对铁载体功能的调节还未见揭示.为深入了解微生物的铁代谢特征,以藻际微生物为例,从中分... 详细信息

铁载体是海洋微生物获取铁元素的重要代谢因子,现有的一些研究推测海洋微生物铁代谢功能的发挥依赖群体效应,但海洋微生物群体行为的介导方式及其对铁载体功能的调节还未见揭示.为深入了解微生物的铁代谢特征,以藻际微生物为例,从中分离筛选产铁载体的细菌,并探讨群体感应信号(QS)对其合成的调控作用.利用稀释涂布法从甲藻赤潮样品中分离得到5株产铁载体的细菌,16Sr RNA基因序列鉴定为新鞘氨醇杆菌(Novosphingobium sp.)、鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)、寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydr ophi la)和根瘤菌(R hizobiumar enae).铬天青S(CAS)检测法结合化学显色反应分析显示,细菌分泌的铁载体主要包括羧酸盐、异羟肟酸、儿茶酚和肠杆菌素.薄层色谱法(TLC)检测到4株细菌具有明显产群体感应信号的能力,信号分子主要为高丝氨酸内酯(AHLs)AHL-C8、AHL-C8-O以及AHL-10.为验证群体感应信号对铁载体的调节能力,以新鞘氨醇杆菌为代表构建AHL突变株,通过突变株与野生株的比较试验,发现AHL的缺失明显减少了铁载体的表达量,证实铁载体的分泌受到AHL信号的正向调节.考虑铁元素是藻际环境重要的微量元素,本研究结果提示微生物利用群体感应信号介导铁载体的表达,可能在藻菌关系中扮演着互利共生的作用.

关键词：藻际微生物铁载体群体感应调节作用

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小球藻促生菌的筛选及对藻际菌群的影响

小球藻促生菌的筛选及对藻际菌群的影响

作者：肖立梅海南大学

学位级别：硕士

自然生长的藻类常被微生物定殖,但有关微藻及其共生细菌间的相互关系尚不明确。小球藻(Chlorella)是一种广泛应用于水产、水处理及食品的单细胞绿藻,因其适应性广,经济价值高等特点,常被作为模式生物进行研究及工业应用。本研究旨在寻... 详细信息

自然生长的藻类常被微生物定殖,但有关微藻及其共生细菌间的相互关系尚不明确。小球藻(Chlorella)是一种广泛应用于水产、水处理及食品的单细胞绿藻,因其适应性广,经济价值高等特点,常被作为模式生物进行研究及工业应用。本研究旨在寻找在不利环境下能够促进小球藻生长的微藻促生细菌(MGPB),研究藻细胞与共生菌的协作关系,以及藻际微生物组成的影响因子,为小球藻的高效培养与应用提供技术依据。从4株小球藻培养物中分离得到50株可培养的共生细菌,16S r RNA基因测序鉴定细菌种类。对分离细菌进行特定促藻功能的筛查,并分别与无菌小球藻sp.HN11(AHN11)进行了二元培养。结果表明,在分离的共生菌株中,有86%(43株)菌株对小球藻生长有促进作用,并被划定为微藻促生菌。对部分已知的有益于微藻的菌功能进行筛查发现,南方盐单胞菌(Halomonas meridiana)、甲基杆菌(Methylorubrum populi)、海水鼠尾菌(Muricauda aquimarina)、副球菌(Paracoccus sp.)、芽孢杆菌(Priestia flexa)、恒雄芝氏沟鞭藻玫瑰杆菌(Dinoroseobacter shiba)等19株菌具备铁载体、IAA、ACC脱氨酶活性或溶磷、解钾、固氮等多种功能中的几种,而仅有20%(10株)共生菌没有发现上述功能。在缺铁、高盐或微生物组成不适于微藻生长的海水环境中,以微藻促生菌处理的微藻生长参数显著高于未接种的对照,D.shibae处理表现则最为高效。无菌小球藻在不同来源的海水(过滤去除单细胞藻类并调节盐度、p H,添加充足的无机营养盐)中生长不同,推测可能是海水中的微生物影响了藻的生长。因此以小球藻生长最好的Q海水和生长最差的S海水为基本培养基,研究外加促生菌对小球藻生长及藻际菌群(细菌)的影响。在两种海水培养基中分别添加OD600=0.1的D.shibae菌悬液250μL/L后,高通量测序评估了该培养条件下小球藻藻际微生物的变化。结果表明,AHN11在Q海水培养基中生长良好,而在交替单胞菌(Alteromonas)及弧菌(Vibrio)相对丰度超过50%的S海水培养基中,AHN11生长不佳,甚至不能生长。在添加D.shibae的S海水培养基中,小球藻可正常生长,并与接种D.shibae的Q海水培养基中的小球藻生长速率无统计学差异(P>0.05),但两者均显著(P藻。16S r RNA基因分析表明,在接种少量D.shibae的两种海水培养基中,小球藻出现了相似的藻际微生物群落,表现为招募了更多的以鲁杰氏菌(Ruggieella)为代表的红杆菌科微生物,而减少了在Q海水中对假单胞菌(Pseudomonas)为代表的假单胞菌科微生物的招募。这些结果表明,添加共生的微藻促生菌可改变藻际微生物的群落组成。在逆境条件下,接种微藻促生菌对小球藻的生长有促进作用,但在适宜条件中可能无效。本研究结果将为微生物的应用提供了一种新的思路:即微藻促生菌,如D.shibae,可用作一种生物接种剂,在不利环境中建立初步的微藻群落,进而改善水体,服务于水产等行业。

关键词：小球藻共生菌 Dinoroseobacter shibae 藻际微生物微藻促生菌

溶藻细菌的筛选及群体感应信号对其活力的调节作用

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生物加工过程 2023年第4期21卷 461-470页

作者：赵薇许彤骏王喻元曾艳华周进清华大学深圳国际研究生院海洋工程研究院广东深圳518055 美国考文垂教会中学波茨敦宾夕法尼亚州19464 深圳市红岭中学广东深圳518000

为了开发微生物控藻技术,从藻际环境中分离了具有溶藻活力(algicidal ability)的细菌,并探讨了群体感应信号对溶藻活力的调节作用。通过稀释涂布法从甲藻赤潮样品中分离得到了10株溶藻细菌,16S rRNA基因序列鉴定为5个属,包括交替假单胞... 详细信息

为了开发微生物控藻技术,从藻际环境中分离了具有溶藻活力(algicidal ability)的细菌,并探讨了群体感应信号对溶藻活力的调节作用。通过稀释涂布法从甲藻赤潮样品中分离得到了10株溶藻细菌,16S rRNA基因序列鉴定为5个属,包括交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)、假单胞菌(Pseudomonas sp.)、弧菌属(Vibrio sp.)、新鞘氨醇杆菌属(Novosphingobium sp.)以及鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)。溶藻能力分析显示,这10株细菌均具有较强的溶藻能力,对裸甲藻叶绿素的产生具有明显的抑制能力,其中尤以新鞘氨醇杆菌最为突出。薄层色谱法TLC检测到8株细菌具有产群体感应信号的能力,信号分子主要为高丝氨酸内酯AHL C8、AHL C8 O以及AHL 10。为了验证群体感应信号对溶藻能力的调节作用,以新鞘氨醇杆菌为代表构建了AHL突变株,通过突变株与野生株的比较试验,发现AHL的缺失明显降低了溶藻能力,证实抑藻能力受到AHL信号的正向调节。酶活分析显示主要的抑制机制在于诱发了藻类明显的氧化应激,致使丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力明显上升。考虑到藻类的有效防控是水生生态安全的重要组成部分,本研究结果提示微生物利用群体感应信号介导溶藻作用,可能帮助我们开发针对性的方法提升控制藻类的能力,例如合成生物学技术的引入。

关键词：藻际微生物群体感应调节作用溶藻细菌