海洋微生物研究的回顾与展望

报道了本课题组近年来基于新理念、新技术在海洋污染环境的微生物修复、海洋赤潮灾害的微生物调控、海洋微生物对海域生物生产力的调控、海洋微生物资源的保护与利用等研究方面的新成果；介绍了微生态制剂在海水养殖中的应用和海洋极端环境微生物研究的新趋势；展示了海洋中的微小生物对地球的巨大贡献．强调进一步开展海洋微生物研究的重要性、必要性、可行性和紧迫性．     

微生物在海洋污染环境中的生物修复作用

海洋环境微生物学作为生命科学、环境科学及海洋科学紧密渗透、相互交叉的新兴学科,近年来有着突飞猛进的发展。特别是利用微生物为主体的生物修复在治理海洋中有毒有害污染物的作用日显重要,已成为当今国际海洋环境科学与工程研究的热点之一。阐述了生物修复技术发展的基础——微生物降解作用,微生物的生态、生理、进化等问题,强调了生物修复在治理海洋污染环境中应用的重要性,报道了作者近年来以新思路、新方法、藉海洋微生物的特殊功能与特点对海洋环境中的主要污染物——石油、农药、赤潮灾害与毒素以及病原性微生物等修复作用的新成果,展示了厦门大学在该领域所进行的若干创新性、前瞻性研究工作以及生物修复技术在海洋污染环境中广泛的应用前景。     

海洋环境中的微塑料及其附着生物研究进展

近年来,废弃塑料造成的白色污染引起了人们的广泛关注.小于5 mm的塑料微粒(微塑料)在海洋环境中广泛分布,其表面附着生物,既包括对海洋生物甚至人体有害的潜在致病菌,又存在能够减少其污染的塑料分解菌.微塑料因其难降解的特性,可以在水环境中持久存在,其表面附着的微生物也能够长期稳定地生存.此外,微塑料可能通过食物链传递给更高营养级的生物,会被误食而影响到鱼类生长.本文综述了微塑料在海洋环境中的分布,微塑料表面含有或附着的有害物质对生物体的可能影响.探讨了微塑料表面附着的致病微生物及塑料分解微生物的生态效应,以及微塑料通过食物链向高营养级传递的可能性.对微塑料分布和表面附着生物可能引起的生态风险进行了分析.还指出了在塑料垃圾和微塑料对海洋生态系统的影响方面需要有更多的研究,以全面认识海洋微塑料及其附着物的生态效应,为海洋塑料污染治理提供科学依据.     

海洋微生物的化学生态学效应及其机制

我们从海洋微生物中分离、筛选具有各种生态学效应的次生代谢产物,根据次生代谢产物的化学性状和生态学效应分门别类,从重要门类中挑选典型代表在分子生物学水平上进行系统地研究,揭示其作用机制。在原工作基础上,进一步完成了对8株抗海洋生物病原细菌和抗海洋污损生物幼虫附着的活性菌株中活性次生代谢产物的研究,共分离鉴定了100余个次生代谢产物,发现39个新化合物和20多个具有抗污损、抗菌、海虾幼虫致死活性的化合物;初步阐明了一个具有强抗藤壶幼虫附着的生物碱抗附着的作用机制;对16个活性菌株的发酵液粗提物和活性化合物进行了抗海洋污损生物附着的野外海上挂板实验,发现2个具有显著海上抗污损能力的活性物质。以S.oneidensis为模型菌株,深入研究微生物生态群落的形成机制及其调控。找到了细菌组装鞭毛丝的2个亚基的主要差异,并发现糖基化对鞭毛丝亚基的功能至关重要;明确了细菌对不同氧化还原环境的适应性来自呼吸调控系统的转换,并进一步研究了硝酸/亚硝酸呼吸途径的调控机制;深入研究了细菌响应青霉素类抗生素的分子机制,表明青霉素通过一条全新的信号通路调控β-内酰胺酶基因的表达。我们还对S.oneidensis MR-1是如何应答由H2O2引起的氧胁迫进行了研究,发现在这种细菌中,氧化应答机制和E.coli等一些研究过的菌株中有着明显的区别。     

微生物群体感应系统及其在现代食品工业中应用的研究进展

群体感应系统是一种广泛存在于多种微生物中的基因表达调控系统,能够借由对特定信号分子的密度感知实现对相关基因的靶向调控,从而使微生物展现出与低密度条件时截然不同的群体行为以及特性,以此来应对环境的变化。由于群体感应调控存在明显的生物广泛性、机制独特性以及作用高效性,使其成为近年来微生物领域中的研究热点。微生物作为食品工业中的重要研究对象,在食品保鲜,益生菌生产,食品发酵,绿色生物合成,微生物防腐剂及风味剂生产等研究领域中均发挥着至关重要的作用。明悉群体感应系统在上述领域中的作用,有助于推动微生物在食品生产中的进一步应用。着重介绍了群体感应的主要类型及其相关调控机制,并对其在食品腐败中的重要作用以及在未来食品工业中的潜在应用进行了概述;对未来群体感应在食品研究领域的发展进行了展望,旨在为以群体感应为基础的新型食品相关技术的发展提供理论依据。     

不同材质人工鱼礁微生物组对油污污染的响应

以金属为骨架、水泥为主体的人工鱼礁(ARs)作为近海商业养殖和生态恢复的新方式,为海洋高等生物及微生物提供了适宜的生境,是海洋中的生物多样性热点,在生态系统健康和珍稀动物保护上具有重要意义.目前的研究多集中于人工鱼礁材料结构以及经济鱼类数量的变化,而忽视了微生物在人工鱼礁生物膜中的作用,同时近海频繁的渔业活动和船舶往来...     

海洋微藻分类生态及生物活性物质研究

海洋微藻是海洋中的主要初级生产者,它们的盛衰直接或间接地影响着整个海洋生态系的生产力,因此,与渔业资源、水产养殖、环保、地质等密切相关;海洋微藻的分类和生态研究是海洋生态系统结构和功能研究的基础。另一方面,近年来,随着陆地资源的衰竭和环境问题的日益突出,海洋微藻资源成了人们关注的热点,尤其是利用现代生物技术开发利用微藻资源及微藻与环境的关系问题等方面研究得到了科学家和各国政府的高度重视。我国海洋微灌资源丰富,过去对海洋微藻的分类学和生态学研究已取得一定成果,这些成果的应用和开拓新的研究课题是目前海洋微藻研究的2个重要方向。厦门大学在海洋硅藻研究方面的成果一直处于国内领先水平。近年来,在分类生态基础上,不断开展新的研究,在海洋微藻分类学和生态学、微型硅藻和微型浮植物生态、海洋微藻生物活性物质、微藻生物分子标记物、微藻胞外产物、及有害赤潮微藻的分离培养和生物学特性等方面研究取得了较好的进展。     

海洋微生物活性物质分离提取方法研究进展

海洋微生物可提取分离出多种生物活性物质。通过参考大量文献资料,介绍了海洋微生物的种类,及其产生的多糖和各种生物酶等活性物质的主要功能;阐述了用于提取活性物质的膜技术和色谱技术的现状,并对海洋微生物研究领域的发展进行了展望。     

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.     

水生动物肠道微生物研究进展

动物体消化道栖息着一个数量庞大、种类繁多的微生物群落,肠道微生物与宿主生理代谢的相互关系已成为国际生物学界研究的热点之一.然而与高等动物相比,水生动物这方面的研究尚处于起步阶段.本文从水生动物肠道共生微生物形成的影响因素、水生动物肠道微生物的组成特点、肠道微生物对宿主的影响以及肠道微生物生态学研究策略方面综述了近年来国内外研究取得的进展,阐述了消化道微生物分子生态学研究在水生动物营养代谢、免疫及发育调控中的意义和发展前景.