海洋浮游植物的细胞周期与细胞信号转导

海洋浮游植物生长代谢与海洋环境刺激之间的信号传递都涉及细胞内各种信号转导过程，并最终通过调节细胞周期的运行控制浮游植物的增殖、种群生长动力及初级生产力.以cyclin-CDK为中心的细胞周期调控机制以及以Ca²⁺/CaM为中心的信号系统的研究越来越受到人们的关注. 其中涉及海洋浮游植物细胞周期蛋白种类的发现、细胞信号传递系统的确定、细胞周期蛋白作为生长标志用于精确估计海洋浮游植物的原位生长率、产毒赤潮浮游植物毒素分泌与细胞周期的关系、外源因素对浮游植物细胞周期的影响等.文中综述了近年来国外在海洋浮游植物细胞周期及细胞信号转导方面的最新研究进展.     

变形菌视紫质——海洋光能生物利用的新途径

海洋环境基因组研究的突破揭示出海洋细菌中存在可利用光能的视紫质――变形菌视紫质(PR). 基因及其蛋白序列分析和激光诱导光解实验等证明PR属于质子泵型视紫质, PR将光能转化成细胞膜内外质子梯度化学势能, 并用于合成ATP. PR的发现揭示了海洋中存在与依赖于叶绿素进行光合作用完全不同的光能生物利用的新途径. 已有研究表明PR细菌是地球上最丰富的生物之一. 表层海水中PR细菌约占总细菌数量的13%, 而每个细胞中PR的平均分子数约为2.5×10⁴个. 显然, PR在海洋能量代谢以及碳循环中的作用不可忽视. 基于对国外研究的认识和我们对中国海PR研究的结果, 提出了海洋生态系统中的包括光合色素途径和非光合色素途径的能流和碳循环模型.     

珠穆朗玛峰地区东绒布冰川冰雪微生物群落及其季节变化

通过流式细胞计数和构建环境样品16S rRNA基因的克隆文库，分析了珠穆朗玛峰地区东绒布冰川冰雪微生物数量和菌群结构特征及其与季节变化的关系。珠峰地区冰雪微生物的16S rRNA基因序列分属于α、β、γ-变形菌纲，放线菌门，厚壁菌门，CFB, 蓝细菌, 真核质体，待定门TM7共 9大类，以γ-变形菌纲为主要类群，其中Acinetobacter和 Leclercia属是整个菌群中的优势属。微生物的数量和菌群结构具有明显的季节特征，夏季微生物的数量高于冬季；菌群结构具有一些共有属种的同时，在夏、冬季雪中具有各自特有的属种，共有属种推测是青藏高原局地源的微生物，序列同源性分析结果表明夏季较多细菌属种与海洋环境相关，冬季细菌则具有更强的耐冷性。微生物明显的季节变化可能是受珠峰地区夏季和冬季不同水汽来源的影响。     

微生物碳泵理论揭开深海碳库跨世纪之谜的面纱

<正>深海碳库成因之谜气候变化是当今最大的全球性环境问题。人类活动导致大气二氧化碳(CO_2)持续升高是加剧气候变化的主因。海洋是地球上最大的碳库,吸收了工业革命以来人类活动排放CO_2的三分之一,是全球气候变化的"调节器"。海洋碳库调节气候变化的主要组分是溶解在水里的有机碳(DOC)。一方面,海洋DOC总碳量与大气碳库相近,     

聚球藻(Synechococcus)分子生态学研究进展

蓝细菌聚球藻(Synechococcus)是海洋浮游植物群落的优势组分,是全球碳循环的主要参与者和初级生产力的主要贡献者,在海洋生态系统的光合作用、碳循环及食物链中扮演着举足轻重的角色.由于聚球藻在海洋生态系统中占有重要地位并且是少数几个可培养代表性海洋微型生物之一,自从它被发现以来一直是人们研究的热点.目前,在聚球藻的生理、生化及系统发育研究等方面取得了一系列重要进展.在综述聚球藻分子生态学研究进展的基础上,分析了目前的研究现状,并结合作者的工作实践对未来的研究进行了展望.     

好氧不产氧光合异养细菌及其在海洋生态系统中的作用

海洋生态系统中好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)有着独特的生理特征和生态功能. AAPB具有罕见的3裂方式, 形成“Y”形细胞, 并常集合成自由漂浮的群体. 绝大多数AAPB是专性好氧的. AAPB以细菌叶绿素(BChl a)为惟一的光合色素, 且细胞BChl a含量(分子数)明显比典型的厌氧光合菌低, 但其胡萝卜素含量很高且种类繁多. 除了普遍存在的含Mg的BChl a外, 有的AAPB 还有含Zn的BChl a. AAPB具光捕获系统Ⅰ, 但常缺少光捕获系统Ⅱ. 尽管AAPB可利用光进行光合作用, 但其生长对光无依赖性, 它们具有控制自身光合作用的机制. AAPB分布广泛, 在海洋特别是贫营养的大洋环境的生物量中占有重要份额, 在碳及其他生源要素生物地球化学循环中扮演着独特的角色. 同时AAPB对重金属的矿化作用、解毒以及在生物除污方面有着巨大潜力. AAPB研究对于光合作用的起源与进化、环境调控, 以及海洋生态系统的结构与功能的深入认识具有重要意义.     

海洋储碳机制及相关生物地球化学过程研究策略

<正>1碳中和国家战略需要海洋负排放支撑工业革命以来,人类活动导致大气CO₂激增,加剧了气候变化,引发一系列社会、经济和环境问题.第75届联合国大会以来,习近平总书记在一系列重大场合多次强调,我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和.这个重大举措不仅大大提升了我国的国际话语权,也吹响了我国科技-产业-政策联合攻关的“集结号”.实现碳中和目标既要寻求替代能源以达到减排目的,也要增加碳汇,     

氨氧化古菌——环境微生物生态学研究的一个前沿热点

新近在环境基因组学研究上的突破和常温型泉古菌纯培养株系的获得揭示出氨氧化古菌(AOA)是一个不同寻常的功能类群.通过对氨氧化过程的关键酶之一氨单加氧酶(AMO)α亚基的编码基因(amo A)的系统发育分析发现,AOA是一个独立于氨氧化细菌(AOB)进化枝之外的进化类群.目前已确认,AOA是自然界中最丰富的氨氧化生物,其amoA基因的拷贝数最高可超过AOB amoA基因拷贝数3个数量级.在自然生态系统,尤其是海洋生态系统中具有十分重要的生态地位.据热力学估算,海洋AOA每年生成的NO2与全球海洋新生产力(即海洋对大气碳封存)所需的N量相当;由AOA氧化海洋中的NH3获能所固定的CO2的总量远远超过了埋藏于全球海洋沉积物中的碳量.AOA已成为今后环境微生物生态学的研究热点之一.     

氨氧化古菌——环境微生物生态学研究的一个前沿热点

新近在环境基因组学研究上的突破和常温型泉古菌纯培养株系的获得揭示出氨氧化古菌（AOA）是一个不同寻常的功能类群．通过对氨氧化过程的关键酶之一氨单加氧酶（AMO）α亚基的编码基因（amoA）的系统发育分析发现,AOA是一个独立于氨氧化细菌（AOB）进化枝之外的进化类群．目前巳确认,AOA是自然界中最丰富的氨氧化生物,其amoA基因的拷贝数最高可超过AOBamoA基因拷贝数3个数量级．在自然生态系统,尤其是海洋生态系统中具有十分重要的生态地位．据热力学估算,海洋AOA每年生成的NO2与全球海洋新生产力（即海洋对大气碳封存）所需的N量相当;由AOA氧化海洋中的NH。获能所固定的CO2的总量远远超过了埋藏于全球海洋沉积物中的碳量．AOA已成为今后环境微生物生态学的研究热点之一．