绿潮的迁移与大规模暴发,除了与藻体自身较强抗胁迫能力等生物学特性和海域环境条件有关外,也离不开藻际微生物的参与.微生物群落对藻类的生长、消亡等过程具有重要作用.不同环境条件下,浒苔共附生菌群落结构多样,对藻类的促进作用主要体现在藻体形态建成、生长、营养吸收以及光合作用等过程.在藻华发生过程中,能够帮助藻体高效吸收营养物质,促进藻类增殖,加剧绿潮的形成.因此,本文基于前人的研究成果,总结当前绿潮优势种浒苔共附生菌的研究现状,阐述浒苔共附生菌分离技术的建立过程,指出高通量测序等分子生物学技术对微生物群落结构与多样性分析的重要性,分析共附生菌对浒苔生长、繁殖、形态建成等生理特征和绿潮暴发的影响,探寻共附生菌在今后生产、生活中的应用价值,旨在为预测、防控绿潮暴发以及资源化利用开辟新思路.

实验以浒苔(Ulva prolifera)为材料,设置3个温度(20℃、25℃及30℃)和两个光照强度(低光:70μmol/m2·s;高光:250μmol/m2·s),通过测定不同培养条件下浒苔的生长、叶绿素含量、光合荧光参数、呼吸速率及光合放氧速率,初步探讨温度和光照强度对浒苔生长和光合特性的复合效应,为研究浒苔绿潮爆发及规模化养殖提供一定的参考.结果显示:1)光照强度的升高显著促进浒苔的生长;温度从20℃升高至25℃对浒苔生长的影响不显著,但升高至30℃具有显著的抑制作用.2)30℃、250μmol/m2·s条件下,浒苔的有效光化学效率(Fv′/Fm′)及最大相对传递速率(rETRmax)显著降低.3)高光条件下,25℃时浒苔具有较高的暗呼吸(Rd)及净光合放氧速率(Pn);20℃时浒苔的暗呼吸和总光合放氧速率的比值(Rd/Pg)最低.整体来说,光照强度的适度增加提高了浒苔对升温的适应.

目的 研究含有浒苔等植物的功能性食品对糖尿病小鼠血糖浓度的影响,并应用PCR-DGGE技术评价其对昆明小鼠肠道菌群稳态的影响.方法 采用高脂饲料喂养昆明小鼠加腹腔注射链脲佐菌素(STZ)的方法建立糖尿病小鼠模型;将实验动物随机分为正常对照组、自然恢复组和功能性食品喂养组,连续给药4周,尾静脉采血测量血糖水平.收集小鼠新鲜粪便,提取粪便细菌基因组DNA,通过PCR-DGGE获得细菌群落指纹图谱,并进行相关软件分析,同时切离差异显著条带进行序列分析.结果 本实验采用的功能性食品对糖尿病小鼠有降糖作用,并使血糖值稳定地维持在较低水平.4周后,功能性食品喂养的糖尿病小鼠血糖水平相对普通饲料喂养的糖尿病小鼠血糖发生显著性下降(t=4.19,P＜0.01);给2型糖尿病小鼠提供普通饲料时,其肠道菌群种类和数目相对较少;而提供功能性食品时,肠道菌群种类和数目相对增多,特别是双歧杆菌、Prevotella oryzae、Barnesiella intestinihominis、Culturomica和Parabacteroides distasonis明显增多,但是Muribaculum较少.结论 高脂饲料结合STZ诱导的2型糖尿病小鼠肠道菌群发生显著改变,组方食品通过扶持肠道菌群,降低血糖水平.

为了解大型海藻与盐水枝角类共培养的生态作用,通过大型海藻与蒙古裸腹溞共培养的方法,研究了孔石莼和肠浒苔对共培养水体水质的静态净化效果以及对该溞生殖与种群增长的影响.结果 表明:孔石莼和肠浒苔对共培养水体氨氮(NH3-N)、pH和溶解氧(DO)的影响显著(P＜0.05)且变化规律基本一致,其中NH3-N在第12 d降到最低(0.016mg·L-1),随后维持在相对稳定范围内;pH和DO随孔石莼和肠浒苔生物量的增加而升高,pH变化范围8.2～9.0,DO变化范围4.2～6.4 mg·L-1;共培养条件下两种大型海藻对蒙古裸腹潘生殖和种群增长的影响表现出明显差异,在孔石莼共培养体系中,蒙古裸腹溞的平均生殖量、内禀增长率rm、周限增长率λ和世代周期T随孔石莼生物量的增加呈波动升高,当生物量为2.5 g·L-1时均达峰值,之后逐渐下降,平均寿命随孔石莼生物量的增加而减少;孔石莼共培养体系显著优于对照组单一蒙古裸腹溞培养效果(P＜0.05),而肠浒苔共培养体系与对照组相差不显著(P＞0.05).研究结果证明了孔石莼对共培养体系水质和养殖动物的有利作用,即共培养一定生物量(2.5 ～ 3.5 g·L-1)的孔石莼不但有利于培养水体中NH3-N、DO等水质净化,还可以促进蒙古裸腹溞的生长与繁殖,为蒙古裸腹溞规模化培养工艺优化与新模式构建提供了科学依据.

为了开发利用绿潮藻类条浒苔中含量丰富的蛋白质,采用木瓜蛋白酶酶解条浒苔蛋白,最佳酶解条件为:料液比1:25、加酶量1250 U/g pro、温度45.7℃、pH 7.2、震荡酶解时间120 min.在该条件下的酶解多肽经超滤分离获得不同分子量区间的多肽,并通过HUVEC、A549、H446、H460等细胞水平初步评价酶解条浒苔制备多肽抗肺癌的细胞生物学效果.结果表明,经上述条件获得的2-6 kD条浒苔多肽处理的HUVEC在抗氧化和小管形成等方面均受到抑制,其处理的NCI-H460、NCI-H446和A549的增殖、细胞周期、迁移也受到不同程度抑制,且能够促进细胞凋亡;2-6 kD浒苔多肽对H446、H460作用效果显著优于对A549的作用.这一细胞水平研究,不仅证实了酶解条浒苔获取新型天然抗肿瘤小肽的可行性,也为条浒苔蛋白质资源高值化利用探索提供了新的途径.

目的:研究浒苔多糖的分离纯化条件和结构特点,对所得均一多糖进行成分分析.方法:采用DEAE Sepharose Fast Flow和Sephacryal S-400分离纯化浒苔多糖,红外光谱和PMP柱前衍生高效液相色谱分析其结构和单糖组成.结果:从浒苔粗多糖中分离得到PEP1S1和PEP2S1 2个组分,均为含有糖醛酸和硫酸基团的酸性杂多糖.PEP1S1主要含有鼠李糖、葡萄糖醛酸、木糖,其摩尔比为43.84∶ 46.19∶ 10.12;PEP2S1主要含鼠李糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖,其摩尔比为35.60∶ 53.68∶ 1.88∶ 1.86∶7.18.结论:PEP1S1,PEP2S1为江苏地产浒苔多糖中新发现的2种组分,为今后研究其结构和功能提供参考.

以点篮子鱼(Siganus guttatus)幼鱼为研究对象,分别用人工饲料和浒苔(Enteromorpha prolifera)进行饲喂,采用高通量测序技术结合生化分析方法,系统对比两种饵料对点篮子鱼(Siganus guttatus)幼鱼肝脏及消化道相关酶活力和消化道菌群的影响.结果显示,浒苔组点篮子鱼幼鱼虽然生长性能低于人工饲料组,但其淀粉酶活性更高,点篮子鱼对浒苔有良好的摄食和消化能力,浒苔足以满足点篮子鱼生长的需求;此外浒苔组点篮子鱼幼鱼消化道碱性磷酸酶、超氧化物歧化酶活性均显著高于人工饲料组,表现出了更高的免疫和抗氧化能力.在两种饵料条件下,菌群多样性随消化道延伸呈上升趋势,点篮子鱼幼鱼消化道菌群组成与饵料有关,变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为共有优势菌门;浒苔组消化道菌群整体多样性较饲料组高,组成结构更加丰富多样,有利于鱼类的生长.研究结果表明点篮子鱼摄食浒苔具有良好的可行性基础,生态价值显著,值得深入研究与推广.