中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 吴穹自然资源部第三海洋研究所 2022年硕士导师: 王春光;邢炳鹏共219页

摘要 : 辐鳍鱼类多具有浮游幼体阶段，浮游幼体是渔业资源补充和可持续利用的基础，同时该阶段也是生物体对于物理、化学因子最为敏感的时期，环境因素的变化会对种群的规模造成显著影响。本研究基于2021年冬季印度洋航次采集的仔、稚鱼生物样品，利用... 展开

关键词 : DNA条形码仔稚鱼印度洋系统发育 COI序列

2. 深海来源枝状枝孢菌、离生青霉和微孢根霉的化学成分研究

[学位论文] 何志辉自然资源部第三海洋研究所 2022年硕士导师: 杨献文共174页

摘要 : 本论文采用1H-NMR、HPLC-UV和TLC等手段，确定三株化学多样性丰富的深海真菌为研究对象，对其开展系统的化学成分研究。从枝状枝孢菌（Cladosporiumcladosporioides）中得到9个化合物，包括3个色满酮（1?3），1个萘醌二聚体（4）和5个甾体（5?9）。化... 展开

关键词 : 化学多样性导向分离深海真菌次级代谢物新骨架生物活性

3. 深海苹果青霉和肉座菌的抗肿瘤活性成分研究

[学位论文] 徐琳自然资源部第三海洋研究所 2023年硕士导师: 杨献文共162页

摘要 : 本论文通过HPLC-UV，NMR以及TLC等方法，结合OSMAC策略，以抗肿瘤活性为导向，确定了两株深海真菌为研究对象，其肿瘤细胞抑制活性不同，且化学多样性丰富。故对两株真菌进行活性为导向的次级代谢产物研究。从苹果青霉PenicilliummaliMCCC3A001... 展开本论文通过HPLC-UV，NMR以及TLC等方法，结合OSMAC策略，以抗肿瘤活性为导向，确定了两株深海真菌为研究对象，其肿瘤细胞抑制活性不同，且化学多样性丰富。故对两株真菌进行活性为导向的次级代谢产物研究。从苹果青霉PenicilliummaliMCCC3A00140中分离鉴定了50个化合物，包括8个庚基环己烷（1、2、5～10），9个聚酮（3、4、11、18、35、39、44～46），9个酸或酸酯类（12～17、38、43、48），3个环己烯酮类（19～20、50），5个康百汀衍生物（21～25），3个肽类（26、36、37），8个生物碱（27～34），2个甾体（40、41），1个脂肪酸衍生物（42），1个苯酚（48），1个杂萜（49），其中8个新化合物。从肉座菌Hypocreasp.ZEN14的玉米发酵产物中得到36个化合物，包括9个生物碱或含氮化合物（51～55、78～80、82），2个萜类（56、57），6个甾体（58～53），8个聚酮类（64～69、83、84），9个酚类或酸类（70～77、81），2个脂肪酸衍生物（85、86），其中新颖化合物4个。化合物51和52是具有单硫桥的硫代二酮哌嗪二聚体；从肉座菌Hypocreasp.ZEN14的大米发酵产物中得到4个聚酮化合物（87～90），其中3个为黄曲霉毒素类。以抗肿瘤细胞活性为导向，评估上述部分化合抗肿瘤活性表现，结果表明，化合物1具有显著的PC3-KLF5/KQ（人前列腺癌细胞）肿瘤细胞抑制作用（IC50值为10μM）。化合物51与52表现出极为显著的广谱肿瘤细胞抑制活性，主要为化合物51对U2OS（人骨肉瘤细胞）、786-O（人肾透明细胞腺癌细胞）等肿瘤细胞有显著的抑制活性，其IC50值约为0.2μM；化合物51与52表现出选择性MDA-MB-231（人乳腺癌细胞）、U937（人组织细胞淋巴瘤细胞）、Hela（人骨肉瘤细胞）、MCF-7（人骨肉瘤细胞）等肿瘤细胞抑制活性（IC50值为0.5～20μM）。综上，本论文运用OSMAC策略，从两株深海真菌中共分离鉴定90个化合物，其中新化合物11个，包括3个显著抗肿瘤活性的新化合物，为海洋抗肿瘤药物的研发提供了活性先导分子。收起

关键词 : 深海真菌抗肿瘤活性次级代谢产物苹果青霉肉座菌

4. 典型滨海植物耐盐特性及海岸植被构建适宜性研究

[学位论文] 丁伟伦自然资源部第三海洋研究所 2023年硕士导师: 汤坤贤共149页

摘要 : 我国海岸带受台风、暴潮等自然灾害影响严重。在建设大量海堤、护岸保护沿海地区人民生命财产同时，也造成滨海湿地丧失或破碎化，生物多样性降低，消纳潮功能减弱，水质净化能力减弱等问题。一方面，我国开展海岸带整治修复工作起步较晚，加上盲目借... 展开我国海岸带受台风、暴潮等自然灾害影响严重。在建设大量海堤、护岸保护沿海地区人民生命财产同时，也造成滨海湿地丧失或破碎化，生物多样性降低，消纳潮功能减弱，水质净化能力减弱等问题。一方面，我国开展海岸带整治修复工作起步较晚，加上盲目借鉴陆域园林绿化经验，导致植被成活率低下，修复效果不太理想。另一方面，滨海植物是海岸生态系统的重要组成，海洋盐分成为影响其生长的主要环境因子，并主要通过海水入侵、浪花飞溅、海洋飞沫、盐雾等方式影响植物根、茎、叶的生长，给海岸带植被修复带来诸多困难。在大量野外调查基础之上，通过对常见滨海植物进行耐盐性的筛选和比较研究，并选取苦郎树、膨珊瑚等典型树种，针对实地发现的现象，设计一种嵌套式自动水循环的植物枝叶耐盐实验装置和方法，分别进行叶片盐胁迫和全株盐胁迫的适应性研究。根据耐盐性研究结果确定树种搭配方案，在晋江泉州湾进行海岸植被构建应用示范，主要研究内容与结论如下：（1）典型滨海植物耐盐能力通过对17科18属18种典型滨海植物耐盐性的筛选和比较研究，从乔木植物看，耐盐性由大到小为海漆（Excoecaria agallocha）＞黄槿（Talipariti tiliaceum）、海滨木槿（Hibiscus hamabo）＞榕树（Ficus microcarpa）＞香樟（Cinnamomum camphora）；从灌木植物看，耐盐性由大到小为厚叶石斑木（Rhaphiolepis umbellata）＞鹅掌柴（Heptapleurum heptaphyllum）＞车桑子（Dodonaea viscosa）＞苦槛蓝（Pentacoelium bontioides）＞阔苞菊（Pluchea indica）＞黑面神（Breynia fruticosa）＞三角梅（Bougainvillea spectabilis）＞刺果苏木（Caesalpinia bonduc）；从草本植物看，耐盐性由大到小为芦竹（Arundo donax）＞金边龙舌兰（Agave americana var. marginata）＞白子菜（Gynura divaricata）＞南美蟛蜞菊（Sphagneticola trilobata）＞紫粉文殊兰（Crinum ''Menehune''）。这为后续海岸植被构建和树种搭配提供了科学参考。（ 2 ）苦郎树（ Clerodendrum inerme ）与膨珊瑚（ Euphorbia alluaudii subsp. oncoclada）耐盐特性研究不同的盐胁迫均会抑制苦郎树和膨珊瑚的生长发育，盐浓度越高，抑制越明显。从形态上，叶片盐胁迫下，苦郎树叶片数减少；而叶片增厚是盐分导致的肉质化程度提高，栅栏组织被拉长，是一种通过平稳地增加贮藏体积，使盐浓度保持恒定的适应策略。盐胁迫导致膨珊瑚原本有利于水分贮存的高肉质化茎干渗透失衡，使细胞失水干瘪，株高增长率降低，甚至出现死亡。从生理响应上，叶片盐胁迫下，苦郎树SOD酶活性降低，MDA和Pro含量显著增加；膨珊瑚在盐胁迫下茎干MDA、Pro和SOD的含量增加，特别是高盐浓度组三个指标增加极为显著。总体上，在高盐环境下，苦郎树和膨珊瑚渗透调节作用均增强，膨珊瑚活性氧清除响应显著。叶片盐胁迫分别从气孔因素和非气孔因素显著抑制了苦郎树的光合作用。气孔因素上，表现为净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率的随盐浓度的升高而降低，而胞间 CO2浓度和叶面饱和水汽压亏缺不同程度增高。非气孔因素上，叶片在盐分入侵下，表现为光合色素含量降低。正常浇水后，所有处理组苦郎树保持较高的成活率和良好的恢复能力；膨珊瑚仅低盐处理组恢复较好。整体上，苦郎树叶片对2.0%浓度以下叶盐胁迫耐受较好，但也可以耐受3.0%的叶片盐胁迫。而膨珊瑚对1.0%浓度以下盐胁迫耐受较好，对3.0%盐胁迫耐受较差。因此在受海洋飞沫和盐雾影响较大的滨海地带开展植被修复时，可考虑苦郎树为修复树种。对于耐旱而轻度耐盐的膨珊瑚，宜选在土壤含水率和盐分较低的海岸坡地上部种植。（3）海堤植被构建应用示范在晋江泉州湾海堤坡面进行海岸植被构建应用示范，总体上大多数植株生长较好。乔木植物中，无论前面是否有红树林遮挡，黄槿均能保持较高的成活率；但潺槁木姜子（Litsea glutinosa）死亡。灌木植物中，位于高滩的苦郎树大盆苗和位于海堤坡底的苦郎树裸根苗成活最好。海堤坡面上单叶蔓荆（Vitex rotundifolia）长势较好，但盖度不高；苦郎树裸根苗比扦插苗生长得好。位于坡面中高位的苦槛蓝、膨珊瑚、车桑子、黑面神和海滨木槿长势较好。草本植物中，以马鞍藤（Ipomoea pes-caprae）、蟛蜞菊盖度最高，位于高位的蟛蜞菊盖度和长势要高于位于低位的。相比之下，坡底部的刺果苏木和白子菜长势欠佳。野外调查发现，刺果苏木多在养殖塘的塘顶部生长旺盛，故今后海岸植被构建中，要种植在有一定高程的海岸区域。消浪平台的露兜树（Pandanus tectorius）和膨珊瑚虽然成活，但均不同程度表现出盐害症状。本文实现理论和实践的有机结合，通过耐盐性研究和种植示范相结合，为海岸植被修复、生态海堤建设等提供科学指导。收起

关键词 : 滨海植物耐盐特性海岸植被适宜性

5. 南极气溶胶有机分子组成与来源解析及九龙江河口持久性有机污染物研究

[学位论文] 卜德志自然资源部第三海洋研究所 2021年硕士导师: 矫立萍共144页

摘要 : 本论文共分两大部分。第一部分依托中国南极科学考察站，于2015年2月～12月在长城站和中山站分别采集大气气溶胶样品，分析该区域大气气溶胶的有机分子组成、浓度变化及来源等特征。主要研究的有机化合物包括脂肪族类化合物（正构烷烃、脂肪醇和... 展开本论文共分两大部分。第一部分依托中国南极科学考察站，于2015年2月～12月在长城站和中山站分别采集大气气溶胶样品，分析该区域大气气溶胶的有机分子组成、浓度变化及来源等特征。主要研究的有机化合物包括脂肪族类化合物（正构烷烃、脂肪醇和脂肪酸）、糖类化合物、甾醇类化合物、木质素及树脂产物、极性有机酸（芳香酸和多元酸）、邻苯二甲酸酯、生物源二次有机气溶胶示踪物和多环芳烃等。采用有机溶剂萃取-衍生化-GC/MS联用技术，对气溶胶样品进行了分析，测定其中11类100余种有机化合物浓度，长城站气溶胶中有机化合物总检出浓度为0.1996～107.7089ngm-3，平均值7.1688ngm-3，中山站浓度范围0.2858～60.9206ng m-3，平均值11.6327ng m-3。除正构烷烃和邻苯二甲酸酯外，长城站各类有机化合物总量和平均值均低于中山站。脂类化合物（正构烷烃、脂肪酸和脂肪醇）是科考站气溶胶中主要有机化合物，其次为糖类、甾醇类和邻苯二甲酸酯类，木质素和树脂产物、极性有机酸和生物源二次有机气溶胶示踪物相对含量最低。利用分子标志物结合主成分分析方法对有机物来源进行探讨，结果表明，海洋及微生物来源是科考站大气气溶胶中有机化合物的主要来源，相对贡献占总有机物来源的1/2。各来源贡献大小依次为海洋及微生物来源＞高等植物蜡来源＞石油等化石燃料燃烧来源＞陆生初次来源＞草、木等生物质燃烧源＞二次氧化来源。不同时期科考站有机气溶胶来源贡献也不相同，T1～T3期间海洋及微生物来源、高等植物蜡来源和陆生生物源为主要来源。T4期间正值南极科考登陆，石油等化石燃料燃烧成为科考站气溶胶中有机化合物的主要来源，贡献高达70%，表明人为活动对南极大气环境的重要影响。本研究结果将为南极大气污染分子组成及来源解析提供科学依据，为南极有机气溶胶研究提供重要信息。本论文第二部分研究九龙江河口沉积物及水体溶解态中典型持久性有机污染物（POPs）的污染特征。于2019年1月19日和2月22日两次对九龙江河口进行定点采样，以多环芳烃（PAHs）、有机氯农药（OCPs）和多氯联苯（PCBs）三类典型持久性有机污染物为研究对象，讨论了其在该流域河口不同站位的浓度分布特征与组成差异，对污染物可能的来源进行探究。在此基础上，分析了污染物的在不同环境介质间的浓度与分配情况，并对其可能的影响因素进行分析，对污染物在水环境中潜在的健康风险以及沉积物可能造成的生态风险进行评价。得出的主要结论如下：（1）九龙江表层水体中溶解态OCPs的总浓度范围为1.90～82.58ng L-1（平均值为30.75ng L-1），28种PCBs总浓度为0.71～61.46ng L-1（平均值17.99ng L-1），ΣPAHs浓度范围38.49～755.19ng L-1，平均浓度1月份高于2月份。与该流域历史数据相比，ΣPAHs浓度逐年降低，但与国内外其它港湾及流域相比依然处于较高水平。（2）沉积物样品中，18种PAHs在各采样点1月份浓度范围为10.09～2388.46ng g-1，平均浓度688.85ng g-1，2月份浓度范围为268.13～823.20ng g-1，平均浓度528.41ng g-1。1月各站位平均浓度大于2月，各采样站点浓度呈现上游高于下游的趋势，最大点出现在河流交汇处，河口入海处PAHs浓度明显下降。28种PCBs在各采样点沉积物中1月份浓度为1.18～12.25ng g-1（平均值6.15ng g-1），2月份浓度2.60～11.07ng g-1（平均值5.21ng g-1）。PCB77和PCB81平均浓度最高，其次为PCB52和PCB114，PCB8、PCB105、PCB169、PCB180和PCB195含量最低。20种OCPs在沉积物中1月份浓度范围为0.80～31.23ng g-1（平均值10.51ng g-1），2月份浓度为2.09～17.46ng g-1（平均值6.72ng g-1）。（3）九龙江水体溶解态PCBs以六氯取代为主，二氯、三氯和四氯取代次之，沉积物中主要为四氯取代，其次为五氯和六氯取代。水体中各类OCPs均以早期残留为主，沉积物中硫丹可能存在新的污染物输入。PAHs各组分在水体中以二环和三环为主，四环次之，五环及以上仅有个别站位检出，其来源主要为燃烧源，尤以石油类化石燃料燃烧为主。沉积物中PAHs则以煤及生物质燃烧来源为主。（4）九龙江河口水体中污染物浓度与盐度呈负相关，与叶绿素含量呈明显正相关。与该地区历史数据相比污染物浓度逐年下降但相对其它港湾仍处于较高水平，其水质就OCPs而言，符合国家海水水质一级标准，PCBs浓度则远超美国水环境评价标准。各POPs在沉积物中总体生态风险较低，唯有p,p'-DDT在河口上游和西溪与南溪交汇处浓度较高，可能对水生生物产生一定负面影响。收起

关键词 : 大气气溶胶有机分子组成浓度变化九龙江持久性有机污染物

6. 厦门海洋自然保护地空缺与发展对策研究

[学位论文] 庄乾自然资源部第三海洋研究所 2020年硕士导师: 余兴光共142页

摘要 : 自然保护地是人为划定的区域，它通过法律等其他方式，使自然及其相关的生态服务得到长期保护。随着世界现代化工业的发展及自然生境的快速消失，各国根据自身实际情况建立了类型多样的自然保护地。中国的自然保护地类型以自然保护区为主，在过去半个... 展开自然保护地是人为划定的区域，它通过法律等其他方式，使自然及其相关的生态服务得到长期保护。随着世界现代化工业的发展及自然生境的快速消失，各国根据自身实际情况建立了类型多样的自然保护地。中国的自然保护地类型以自然保护区为主，在过去半个多世纪在保护珍稀物种、生态系统、自然遗迹等方面发挥了重要作用。随着森林公园、湿地公园等其他自然保护地类型的建立，以及因各类自然保护地长期存在的交叉重叠、多头管理等问题，形成具有中国特色的自然保护地体系逐渐成为趋势。党的十八大以来，中国提出要建立以国家公园为主体的自然保护地体系。在自然保护地体制改革的背景下，探索地方自然保护地未来的发展方向显得十分重要。本文在阅读大量文献资料的基础上，紧扣建立以国家公园为主体的自然保护地体系这一国家重大战略需求，较系统全面地综述了国内自然保护地发展的历程和相关研究成果，明确海洋自然保护地是自然保护地体系中较为薄弱的环节。当前，中国沿海地区生态环境尚未得到有效保护，进一步发展建设海洋自然保护地成为迫切需求。本文以厦门海洋自然保护地的发展为例，在对相关文献资料研究总结的基础上，分析厦门海洋自然保护地发展历程和管理现状。结合海洋自然特征，论证分析了厦门海洋自然保护地的空缺状况。为了促进厦门海洋自然保护地的多样化发展，本文研究分析了具有代表性的厦门海岸带自然区域，将其作为海洋自然保护地的预选区。基于模糊综合评价法等研究方法，参照《国家级自然保护区评审标准》等7类国家级自然保护地评价标准规范，构建了包括典型性等10项评价指标在内的厦门海洋自然保护地预选区保护价值评价指标体系。通过专家调查问卷，对9处海洋自然保护地预选区保护价值进行评价。结果表明，厦门海洋自然保护地预选区保护价值从大到小依次是杏林湾湿地、下潭尾湿地、火烧屿、鳌冠岸线、小嶝岛、鳄鱼屿、同安湾西侧岸线、马銮湾湿地、海沧湾岸线。运用黄金分割优选法，筛选出具有较高保护价值的预选区，并提出准自然保护地的概念，将其作为自然保护地体系延伸的重要补充。在对准自然保护地实地考察的基础上，分析了准自然保护地存在的问题。最后，在上述研究成果的基础上，就厦门海洋自然保护地存在的问题提出了环境保护对策措施，以及厦门湾跨行政区域生态廊道建设及建立相关合作机制的必要性。同时，结合当前中国建立以国家公园为主体的自然保护地体系，初步构建了包括准自然保护地在内的厦门海洋自然保护地体系。本文对厦门海洋自然保护地进行了全面深入的研究，为厦门海洋自然保护地体系的建设和发展提供相关研究依据，同时准自然保护地的概念也补充了自然保护地理论，具有一定的创新和重要的应用价值。收起

关键词 : 海洋自然保护地预选区保护价值评审标准

7. 南海深海原位富集真菌多样性分析与菌种资源获取

[学位论文] 刘秀片自然资源部第三海洋研究所 2019年硕士导师: 邵宗泽共135页

摘要 : 原位富集培养是将培养仓中装有富集底物的设备投放到深海中预定的地点进行一段时间的运行后回收装置，研究底物附着和富集微生物的一种方法，主要针对深海微生物展开研究。本文利用深海沉积物原位定植培养系统以石油烃和多种大分子天然有机物（鱼肉、... 展开原位富集培养是将培养仓中装有富集底物的设备投放到深海中预定的地点进行一段时间的运行后回收装置，研究底物附着和富集微生物的一种方法，主要针对深海微生物展开研究。本文利用深海沉积物原位定植培养系统以石油烃和多种大分子天然有机物（鱼肉、脂肪、几丁质、纤维素、海藻）为底物在南海北部海盆原位富集13个月，对回收的沉积物和水体样品进行真菌的分离、鉴定及多样性分析。回收的13个样品分别进了-20℃、4℃储存样品的ITS rDNA高通测序并利用4℃储存样品进行可培养真菌的分离筛选。13个样品分为对照组、石油烃沉积物富集组、石油烃水体富集组和大分子天然有机物水体富集组四组。南海实验站深海水体（对照组）-20℃储存1个样品，ITS rDNA高通量测序共获得50422条序列，聚类成334个可操作单元（Operational Taxonomic Units，OTU），归为67个属，优势类群是未分类的真菌门类（unclassified_k__Fungi）；4℃储存样品，ITS rDNA高通量测序共获得71157条序列，聚类成648个OTUs，归为118个属，门水平的优势类群是子囊菌门（Ascomycota），优势属是未分类的真菌类群（unclassified_k__Fungi）；可培养方法分离到一株篮状菌属菌株，是-20℃、4℃样品高通量测序属水平的优势类群，但不是优势OTU。 6个石油烃沉积物富集-20℃储存样品，ITS rDNA高通量测序共获得289400条reads，聚类为197个OTU，归为84个属，子囊菌门（Ascomycota）是优势类群，主要菌是枝孢属（Cladosporium）；4℃储存样品，ITS rDNA高通量测序共获得334763条reads，聚类为1237个OTU，归为186个属，优势类群是子囊菌门（Ascomycota），优势属是未分类的真菌类群（unclassified_k__Fungi）；可培养方法分离到17株真菌，12株属于子囊菌门，5株属于担子菌门，四株编号为Soil03-F2、Soil36-B4、Soil36-F3、Soil69-F6的菌株在4℃样品高通量测序里找到匹配OTU，其中匹配到的OTU131、OTU234是优势OTU。 1个石油烃水体富集-20℃储存样品，ITS rDNA高通量测序共获得13624条reads，聚类为25个OTU，归为18个属，子囊菌门（Ascomycota）是优势类群，其次是担子菌门（Basidiomycota），属水平的优势类群是赤霉菌属（Gibberella），其次是Sistotrema、Phialemoniopsis和未鉴定出的unclassified_f__Davidiellaceae；4℃储存样品，ITS rDNA高通量测序共获得68882条reads，聚类为76个OTU，归为45个属，子囊菌门（Ascomycota）是优势类群，优势属是链格孢属（Alternaria）；可培养方法分离到一株季也蒙毕赤酵母，且在4℃样品高通量测序里找到匹配OTU。石油烃为底物富集的菌群中，枝顶孢属（Acremonium）、曲霉属（Aspergillus）、白僵菌属（Beauveria）、芽枝霉属（Cladosporium）、镰孢属（Fusarium）、被孢霉属（Mortierella）、青霉属（Penicillium）、黄孢原毛平革菌（Phanerochaete）、Stachybotrys、篮状菌属（Talaromyces）、木霉属（Trichoderma）被报道具有石油降解功能；Alternaria被报道具有潜在的石油降解功能，Paraconiothyrium被报道能够产生漆酶，具有能够去除石油工业废水毒性的作用。大分子天然有机物水体富集样品中，以动物脂肪为底物富集的真菌类群物种丰富度最高，其次是以鱼肉、纤维素、几丁质、海藻，真菌类群多样性最高的仍是以动物脂肪为底物水体富集的样品，其次是几丁质、纤维素、鱼肉、海藻为底物富集的样品；除Wfat外，其他样品的优势类群都是子囊菌门（Ascomycota）。-20℃储存样品丰度大于5%的属是Candida和未鉴定出的unclassified_k__Fungi、unclassified_p_Ascomycota；4℃储存样品丰度大于5%的属是Candida、Penicillium和未鉴定出的unclassified_k__Fungi。用可培养方法分离到11株真菌，10株属于子囊菌门，1株属于担子菌门，五株菌在4℃样品高通量测序里找到匹配OTU，其中OTU1532、OTU1622是优势OTU。所有样品的优势类群都是子囊菌门（Ascomycota），科水平生态位最宽的物种是发菌科（Trichocomaceae），在所有样品都有检测到。本研究运用免培养法和可培养法对南海北部海盆原位富集的13个水体和沉积物样品进行深海真菌的多样性分析，有助于了解南海原的位富集环境真菌群落组成结构、加深对南海原位环境真菌资源的认识以及深海原位环境下的真菌对不同底物的响应情况，挖掘具有特殊功能的深海真菌。收起

关键词 : 深海真菌原位富集菌种多样性

8. 海洋病毒的分离鉴定及相关基因资源的开发利用

[学位论文] 张天佑自然资源部第三海洋研究所 2022年硕士导师: 曾润颖;金敏共128页

摘要 : 病毒是地球上最丰富的“生命体”，从人类肠道到全球海洋生态系统，它们广泛地存在于地球所有生境中，由于其巨大的丰度和多样性，病毒在全球生态系统中发挥着不可替代的作用。本文旨在通过宏病毒组和纯培养两种手段对特定海洋生态系统中的病毒多样性... 展开病毒是地球上最丰富的“生命体”，从人类肠道到全球海洋生态系统，它们广泛地存在于地球所有生境中，由于其巨大的丰度和多样性，病毒在全球生态系统中发挥着不可替代的作用。本文旨在通过宏病毒组和纯培养两种手段对特定海洋生态系统中的病毒多样性进行研究，最后采用异源表达的方式对一株噬菌体的内溶素基因进行表达和活性验证，具体的研究结果如下：（1）红树林沉积物中可培养噬菌体的分离鉴定。本文采用纯培养的手段从红树林沉积物样品中分离纯化得到了8株海洋噬菌体，并通过透射电子显微镜（TransmissionElectronMicroscope，TEM）对其形态特征进行了鉴定。对其中一株分离自海南省三亚市亚龙湾青梅港红树林自然保护区沉积物的噬菌体vB-BviS-A10Y进行了后续的基因组测序与生活周期研究。vB-BviS-A10Y具有长的不可收缩的尾巴和正六边形的头部，其头部直径约为79.22±0.95nm，尾部长度约为548.56±2.32nm，宿主为Bacillus vietnamensis strain FJAT-46955。一步生长曲线的结果表明，A10Y增殖的潜伏期约为3.5h，侵染宿主约8.5h后达到平稳期，A10Y表现出相对较小的裂解量（Burstsize），约为25PFU/cell。A10Y基因组被确定为线性双链DNA，大小为162435bp，GC含量为33.49%。系统发育分析显示，vB-BviS-A10Y与噬菌体vB_BcoS-136具有较高的同源性（74.77%）。从A10Y基因组中预测到了225个基因，基因注释的结果表明，绝大部分的基因都编码与DNA复制和转录调控相关的蛋白，其次我们在A10Y中还发现了一个编码β-1,3-葡糖基转移酶的基因ORF49（Open Reading Frame，ORF），在CAZy数据库中被鉴定为糖基转移酶家族2，表明红树林土壤病毒可能直接参与土壤中有机碳的分解。这一发现将有助于提高我们对红树林生态系统中病毒多样性及病毒-宿主相互作用的认识。（2）深海沉积物中可培养噬菌体的分离鉴定。本文采用纯培养的手段从深海沉积物中分离纯化得到了7株海洋噬菌体，并通过TEM对其形态特征进行了鉴定。对其中一株分离自南海南部表层沉积物的噬菌体vB_BteM-A9Y进行了后续的基因组测序与生活周期研究。vB_BteM-A9Y具有长的可收缩的尾巴和正六边形的头部，其头部直径约为51.44±2.58nm，尾部长度约为202.44±3.95nm，宿主为Bacillus tequilensis。一步生长曲线的结果表明，A9Y增殖的潜伏期约为30min，侵染宿主约60min后达到平稳期，裂解量为75PFU/cell。A9Y基因组被确定为线性双链DNA，大小为38634bp，G+C含量为41.05%。系统发育分析显示，vB_BteM-A9Y与噬菌体Bacillusphagephi105（NC048631.1）具有较高的同源性87.30%）。从A9Y基因组中预测到了54个基因，基因注释的结果表明，绝大部分的基因都编码与DNA复制、转录、裂解和噬菌体结构相关的蛋白。这一发现将有助于提高我们对深海生态系统中病毒多样性及病毒-宿主相互作用的理解。（3）深海热液羽流样品的宏病毒组分析。本文利用宏基因组学对深海热液羽流中病毒群落进行研究，揭示了深海热液羽流中病毒的多样性，共鉴定出20个病毒科和82个病毒属，其中主要病毒类群为微小病毒科（Microviridae）、丝杆状病毒科（Inoviridae）和圆环病毒科（Circoviridae），其次是有尾噬菌体目的一些成员，例如长尾噬菌体科（Siphoviridae）、肌尾噬菌体科（Myoviridae）等。通过对病毒基因功能进行注释，我们发现了许多与病毒基本功能相关的基因，如遗传信息处理、信号和细胞过程、复制和修复、翻译等。此外，我们还发现了许多与核苷酸代谢、氨基酸代谢、蛋白质代谢以及类脂物代谢相关的病毒辅助代谢基因（Auxiliary Metabolic Genes，AMGs），通过KEGG代谢通路分析，表明病毒基因可能参与了宿主微生物的部分代谢途径，可能有助于提高宿主微生物对极端环境的适应性。（4）本文从一株来源于西南印度洋沉积物的噬菌体BVE2基因组中得到了一条全长702bp，编码噬菌体内溶素的基因lysin132。Lysin132共含有234个氨基酸残基，预计分子质量为25.74kDa，氨基酸序列同源比对结果表明BVE2Lysin132具有多个酰胺酶活性位点，进化树分析结果表明BVE2Lysin132是一种N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸酰胺酶。通过异源表达，成功纯化获得了大量的重组BVE2Lysin132蛋白。酶学性质分析结果表明，重组BVE2Lysin132的最适反应温度为30℃，最适pH为7.0。抑菌实验结果表明，重组BVE2Lysin132对革兰氏阴性菌的抑制效果较好，尤其对Vibrio alginolyticus、Vibrio campbellii、Vibrio harveyi的抑制作用显著，与市售微生物溶菌酶相比，抑制效果最高提升了40%以上。因此，本文获得了一种拥有较宽pH作用范围且热稳定性良好的内溶素，可为开发应用于水产养殖、食品保鲜、医药等领域的新型抑菌剂研发提供基础。收起

关键词 : 海洋病毒分离鉴定工艺物种多样性基因功能

9. 东菲律宾海帕里西维拉海盆多金属结核中元素赋存特征及古环境记录

[学位论文] 程宇龙自然资源部第三海洋研究所 2022年硕士导师: 徐勇航共127页

摘要 : 多金属结核不仅具有巨大的潜在经济价值，还能够记录古环境的变化。本文以东菲律宾海帕里西维拉海盆的多金属结核为研究对象，进行了全岩地球化学分析、X射线衍射仪矿物分析和显微镜岩相观察，并通过扫描电镜观察了矿物的形态。本文采用微区X射线荧光... 展开多金属结核不仅具有巨大的潜在经济价值，还能够记录古环境的变化。本文以东菲律宾海帕里西维拉海盆的多金属结核为研究对象，进行了全岩地球化学分析、X射线衍射仪矿物分析和显微镜岩相观察，并通过扫描电镜观察了矿物的形态。本文采用微区X射线荧光光谱分析了结核的元素分布，使用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析了结核微区的元素赋存特征，并应用原位微区古地磁等方法构建结核的年代学框架。在此基础上，探讨了结核的成因、元素富集规律及古环境记录。全岩分析显示，研究区结核Fe平均为19.2%，Mn为10.2%，Mn/Fe比值仅为0.54，（Co+Ni+Cu）%平均为0.27%，ΣREY(稀土元素和钇)平均为967μg/g，稀散元素Ge、Se、Cd、In和Tl较为富集。结核主要的锰相矿物是δ-MnO2，还含有少量的钙锰矿（或布赛尔矿）。结核具有Ce的正异常、Y的负异常（YSN/HoSNlt;1）、高的Nd含量（gt;100μg/g），指示结核总体为水成型结核，主要形成于氧化环境中。微区分析表明，结核包壳主要由含δ-MnO2的水成型富铁层构成，FeO平均为28.7%，MnO平均为21.9%，Mn/Fe比值平均为0.93，（Co+Ni+Cu）%含量平均为0.60%；但边部存在薄层（lt;100μm）的成岩型富锰层，FeO平均3.41%，MnO平均52.6%，Mn/Fe比值平均为17.5，（Co+Ni+Cu）%含量平均为3.49%。富锰层可能形成于末次盛冰期（20~30ka）以来的亚氧化环境。本研究还发现，结核核部气孔状岩屑中存在成岩成因的富锰矿物，其MnO含量为22.5%~64.7%，FeO含量为0.46%~7.05%，Mn/Fe比值为3.96~126。核部富锰矿物从纹层状变化为纤维状，Co、Ni和Cu倾向于保留在纹层状富锰矿物中。核部富锰矿物可能是包壳成分向核部活化迁移形成的。此外，研究区结核中Co、Ni、Cu和REY元素的富集均存在一个“拐点”。LA-ICP-MS分析显示，结核微区中的ΣREY平均为2066μg/g，明显高于全岩的结果。结核中REY（尤其是HREE）主要富集于锰相矿物中。本文基于原位微区古地磁定年和Co年代学，来解读结核中的古海洋环境及古气候演化信息。研究区结核开始生长于第四纪早期（2.5~2.8Ma），生长速率为1.5~8.2mm/Ma。从内向外，结核包壳由纹层状变化为柱状结构。结核内部的纹层状结构中10?锰矿物主要为不稳定的I型布赛尔矿，Mo含量（250μg/g）较高，δCe（1.51）及LREE/HREE（7.94）较低，反映了AABW活动相对较弱，底层水氧化性总体较低；而外部的柱状结构中10?锰矿物主要为稳定的钙锰矿（或II型布赛尔矿），Mo（123μg/g）较低，δCe（2.07）及LREE/HREE（9.54）较高，反映了AABW相对活跃，底层水氧化性总体较高。两种结构的分界处年龄为1.1~1.5Ma。~1.2Ma以来，结核的Fe/Mn比值与深海底栖有孔虫δ18O具有良好的对应关系，并显示出从~4万年向~10万年周期的转变，对应于“中更新世革命”的气候转型。收起

关键词 : 帕里西维拉海盆多金属结核元素赋存特征古环境记录

10. 氨基酸改性石墨烯量子点与功能化纳滤膜的结构-性能关系研究

[学位论文] 于桐自然资源部第三海洋研究所 2022年硕士导师: 谢全灵共123页

摘要 : 针对自清洁纳滤膜和寡肽分离纳滤膜开发过程中所面临的关键技术问题，本文充分挖掘并利用氨基酸改性石墨烯量子点（AA-fGQDs）的特性与优点，基于AA-fGQDs调控与优化功能化纳滤膜选择分离层，揭示AA-fGQDs对界面聚合过程的影响机制，探究AA-fGQDs与功... 展开针对自清洁纳滤膜和寡肽分离纳滤膜开发过程中所面临的关键技术问题，本文充分挖掘并利用氨基酸改性石墨烯量子点（AA-fGQDs）的特性与优点，基于AA-fGQDs调控与优化功能化纳滤膜选择分离层，揭示AA-fGQDs对界面聚合过程的影响机制，探究AA-fGQDs与功能化纳滤膜之间的结构—性能关系，为设计与开发自清洁纳滤膜与寡肽分离纳滤膜提供新的研究思路及策略。具体内容如下：（1）以柠檬酸为碳源，五种代表性氨基酸为功能化源，通过“自下而上”水热法成功合成五种AA-fGQDs，揭示了不同氨基酸结构对AA-fGQDs物理化学性质（尤其是光催化性能）的影响。为制备具有高效分离性能的自清洁纳滤膜，分别以哌嗪（PIP）和均苯三甲酰氯（TMC）为水相和油相反应单体，以光催化性能增强的AA-fGQDs作为水相纳米添加剂，通过界面聚合反应将AA-fGQDs引入纳滤膜的选择层。研究发现，引入AA-fGQDs可有效调控与优化纳滤膜的选择层，突破选择性和渗透性之间的“Trade-off”制约效应。同时，AA-fGQDs的结构与自清洁纳滤膜的选择渗透性能、自清洁性能密切相关。连接极性氨基酸的AA-fGQDs对自清洁纳滤膜水通量的提升效果更明显，其中，天冬氨酸改性石墨烯量子点（Asp-GQDs）所制备的自清洁纳滤膜表现出最佳的选择渗透性能，其水通量高达27.35LMH·bar-1，是空白对照膜的4.41倍，Na2SO4截留率达到97.95%。而带隙能量小的AA-fGQDs可赋予纳滤膜更高效的自清洁性能，半胱氨酸改性石墨烯量子点（Cys-GQDs）所制备的纳滤膜具有最佳的自清洁性能，在三次污染-光照循环后仍保持稳定的高水通量恢复率（98.7%）和高甲基蓝（MB）截留率（98.5%）。（2）为制备适用于寡肽分离的功能性纳滤膜，选用两种代表性AA-fGQDs（Arg-GQDs和Asp-GQDs）作为功能化纳米材料，通过优化PIP和AA-fGQDs的浓度调控纳滤膜选择层的结构与性能。分子动力学模拟结果进一步证实，AA-fGQDs可提升PIP吸附量同时降低PIP扩散速率，进而实现对界面聚合过程的调控。与此同时，Arg-GQDs和Asp-GQDs的引入可显著提高纳滤膜对寡肽的截留率，进而实现寡肽—氨基酸和寡肽—盐分离效率同步提高。当Asp-GQDs浓度为3000ppm时，功能化纳滤膜表现出最佳分离性能，对二肽（Arg-Pro）与精氨酸的截留率差值达58.25%（空白膜仅21.15%），对二肽（Arg-Pro）与NaCl的截留率差值达39.31%（空白膜仅3.90%）。另外，AA-fGQDs的结构对功能化纳滤膜的寡肽分离性能同样有所影响，这为寡肽分离功能化纳滤膜的开发提供了一种新策略。收起

关键词 : 自清洁纳滤膜石墨烯量子点氨基酸水热法分离性能