淫雨霏霏1
范文一：海洋微生物
《海洋微生物学论文》
微生物的诱变育种类型
学院：海洋学院
专业：海洋科学
学号：08051228
姓名：刘萍
前言
微生物常规育种是以自然突变为基础, 从中筛选出具有优良性状菌株的一种方法。一般情况下, 发生自然突变的几率特别低, 而且用于工业生产的菌株的性状往往由单一或少数基因控制, 所以常规育种时间较长, 工作量较大。
自从1927年Miller 发现X-射线能诱发果蝇基因突变之后，人们发现其他一些因素也能诱导基因突变并逐渐弄清了一些诱变因素的机理, 为工业微生物诱变育种提供了前提条件. 根据育种需要, 有目的利用诱变因素, 可使菌株的基因发生突变以改良其生产性状。 以人工诱发突变为基础的微生物诱变育种, 具有速度快、收效大和方法简单等优点, 是菌种选育的1个重要途径, 诱变筛选方法相对简便, 是菌种选育的基本、常规和经典方法。特别是对遗传背景不很清楚的对象, 诱变育种更是必不可少。近年来, 随着新诱变因子的不断发现和筛选体系的进一步完善, 微生物诱变育种有了长足发展。为人类的生活提供了很大的方便。
1. 微生物诱变育种的作用
从自然界分离的野生菌种, 不论是在产量上还是在质量上, 均难适合工业化生产的要求。理想的工业化菌种必须具备遗传性状稳定、纯净无污染、能产生许多繁殖单位、生长迅速、能于短时间内生产所要的产物、可以长期保存、能经诱变产生变异和遗传、生产能力具有再现性、具有高产量和高收率等特性。微生物发酵工业中, 诱变育种主要有以下作用: 提高有效产物的产量; 改善菌种特性, 提高
产品质量; 简化工艺条件; 开发新品种, 产生新物质; 用于研究推测产物的生物合成途径; 与其他育种方法相结合[ 1, 2 ]。 2.
2 菌种选育的方法
2.1自然随机筛选
不经人工处理, 利用微生物在一定条件下可产生自发突变的原理, 通过分离筛选排除衰退菌落, 从中选择维持原有生产水平的菌株的方法, 称为自然随机选育。
自然突变由2种原因引起: 多因素低剂量效应和互变异构效应。自然突变可能会产生2种不同的结果, 一种是菌种退化而导致目标产量或质量下降; 另一种是对生产有益的突变。利用自发突变可以分离高生产能力的菌种再用于生产, 同时也可以利用自发突变而出现的菌种性状的变化, 去选育优良的菌株。也可以用来选育高产菌株, 但微生物自发突变频率很低( 10 - 8 ～10 - 6 ) , 正变频率更低。通过自然选育提高菌种生产能力、筛选高产菌株的效率较低, 效果不明显。因此, 在生产实践中自然选育的主要目的是用来纯化、复壮和稳定菌种。
2.2诱变育种
2.2.1 激光(Laser)
激光作用于生物体产生压力、热效应、电磁效应及其综合作用, 引起生物大分子的变化, 导致遗传变异。激光作为一种育种方法, 具有
操作简单、使用安全等优点, 近年来应用于微生物育种中取得不少进展。胡卫红等[3 ] 采用CO2 激光辐照酿酒酵母( S accharomyces cereisi ae) AS2. 1189 ,筛选到乙醇产量有较大提高的变异株。通过对变异株乙醇脱氢酶同工酶的比较分析发现, 其酶谱与出发菌株有所不同, 证实CO2 激光确实有诱变作用。韩建荣等[4 ] 采用He2Ne 激光对青霉PT95 ( Penici l i un sp . ) 的原生质体进行诱变处理, 选育到一株生物量和类胡萝卜素含量均有显著提高的变异菌株L05 ,传代试验表明L05 具有良好的遗传稳定性。周蓬蓬等[5 ] 应用YA G激光照射高山被孢霉( Mort ierel l a al pi na) 获得了花生四稀酸和油脂含量分别提高2. 45 倍和1. 71 倍的高产菌株。彭益强等[6] 采用1. 06μm 、15 kHz 高重复率声光QN d :
YA G激光分别对产植酸酶黑曲霉的孢子悬液和原生质体进行处理, 发现原生质体比孢子耐受激光诱变的能力强, 并且效果好, 选育到一株酶活提高3. 75 倍的变异株。
2.2.2微波(Microwave)
微波辐射属于一种低能电磁辐射, 具有较强生物效应的频率范围在300 MHz ～3000GHz , 对生物体具有热效应和非热效应。其热效应是指它能引起生物体局部温度上升, 从而引起生理生化反应; 非热效应指在微波作用下, 生物体会产生非温度关联的各种生理生化反应。在这两种效应的综合作用下, 生物体会产生一系列突变效应[7,8] 。因而, 微波也被用于多个领域的诱变育种, 如农作物育种、禽兽育种和工业微生物育种, 并取得了一定成果。这方面的工作贾红华等[9 ] 和雷肇
祖等[10 ] 作了详尽总结, 在此不再赘述。
2.2.3 紫外线。
紫外线本身能够作为能量被物质吸收, 所以广泛地用作微生物诱变剂。紫外辐射诱变的作用机制有很多解释, 但较为确定的是紫外辐射使DNA 分子形成嘧啶二聚体, 阻碍碱基正常配对, 并可能引起突变或死亡。另外, 嘧啶二聚体的形成, 还会妨碍双链的解开, 因而影响DNA 的复制和转录。紫外诱变技术是诱变和筛选优良菌株的常规育种方法。其由于设备简单、诱变效率高、操作安简便等, 而被广泛应用。此外, 紫外诱变在核酸中往往造成比较单一的损伤, 所以在DNA 的损伤与修复研究中也有一定的意义。申玉香等[ 11 ]将APV 菌株经紫外线诱变后筛出苯黄隆抗性菌株2#菌株, 发酵双乙酰峰值为0136mg/L, 真正发酵度为6518%。Walid A Lotfy等[ 12 ]用紫外线柠檬酸生菌Aspergillus 2niger UMIP2564 获得成品收率达到60125%的变异菌株W5。石一珺等[13 ]采用紫外线2次复合诱变处理内生真菌哈茨木霉, 获得了突变株UV2523, 大大提高了原始菌株发酵液的活性, 其抗生素含量远远超出出发菌株。
2.2.4 γ射线。
γ射线是1种高能电磁波, 其诱发的突变率与射线剂量有直接关系, 它能产生电离作用, 直接或间接地改变DNA 结构, 直接的效应是导致碱基的化学键、脱氧核糖的化学键、糖2磷酸相连接的化学键断裂; 间接的效应是电离辐射使水和有机分子产生自由基, 自由基作用于DNA 分子, 特别是对嘧啶的作用较强, 可引起缺失和损伤, 造
成基因突变, 还可引起染色体断裂, 引起倒位、缺失和易位等畸变, 从而改变微生物遗传性状[ 14]。60Co γ射线辐射诱变既能获得较高的突变率和较宽的突变谱, 同时还有利于筛选新的突变型。据统计, 诱变育成的品种中使用60 Coγ射线的占7510%～8412%。目前, 用于工业化生产的抗生素高产菌株几乎无一不是经过60 Co2γ射线辐照诱变途径的[ 15 ] 。徐丽等[ 16 ]应用60Co γ射线照射阿维链霉菌H20216, 得到发酵单位比出发菌株提高17313%的高产菌株Co39215。Namkyu Sun 等[ 17 ]通过γ射线辐射类胡萝卜素产生菌Phaffia rhodozyma , 得到产量比出发菌株提高50%的变异菌株3A428。
2.2.5 离子注入微生物的方法
微生物诱变育种, 一般采用生理状态一致、处于对数生长期菌体的单细胞进行理化处理, 这样才能使菌体均匀接触诱变剂, 减少分离现象的发生, 获得较理想的效果。对于以菌丝生长的菌体, 则利用孢子来诱变。同样, 离子注入微生物育种也符合该规律。
离子注入机装置固定、操作程序规范, 因此菌体的前处理, 获得高活性的单细胞是离子注入微生物育种的关键点。许多研究证明, 利用菌膜法或干孢法进行离子注入效果较好。首先, 取培养活化的菌体种子液或斜面活化的菌苔进行稀释, 一般是10 - 2～10 - 3的稀释度, 菌体浓度为108～109 个/ ml 为宜; 然后, 吸取适量的菌体稀释液涂布于无菌的玻璃片或无菌培养皿上, 显微镜检验保证无重叠细胞, 自然干燥(约10 min) 或用无菌风吹干形成菌膜; 放入离子注入机的靶室(具有一定的真空度) 进行脉冲注入离子。要有无离子注入的真空对照和
空气对照[19-25] 。离子注入过程中, 菌体活性的研究鲜有报道。甄卫军等[26] 初步研究了无菌水、无菌生理盐水、无菌脱脂奶保护剂对菌膜菌株活性的影响, 发现保护剂保护作用强, 但是影响离子注入, 起到能量反射和屏蔽作用; 无菌生理盐水对菌株的活性保留最好.
2.2.6热诱变
尽管热处理使大肠杆菌的耐热突变频率增高、基因的不稳定性增加的现象[27]早已被发现, 有关热诱变的机理还不清楚。目前, 有关热诱变机理研究的成果主要是以大肠埃希氏菌(Escherichia coli )T4Baltz 等[28]于1976 年发现, 热处理使T4 噬菌体中胞嘧啶C(5-羟甲基胞嘧啶) 脱氨基形成U(尿嘧啶), 而未经校正的尿嘧啶会在下一轮复制过程中和A(腺嘌呤) 配对, 形成U-A 碱基对, 在第二次复制中则由于A 和T(胸腺嘧啶) 配对, 实现G-C →A-T 的转换, 且该转换频率受溶液的pH 值和离子强度的影响。
随后的研究又发现热处理T4 噬菌体引起G-C 碱基对的颠换, 这种途径的突变位点依然是G-C 碱基对, 但首先发生变化的碱基却是G 。由于热的作用G 的糖苷结合位点从N9 移到N2 变为G*, G*在复制过程中有时会被作为一种嘧啶, 分别与G 和A 配对。G*与G 配对时形成G*-G 碱基对, 在下一轮的复G*还可以与A 配对, 形成G*-A 错配, 然后在下一轮复制过程中形成T-A 碱基对, 实现G-C 到T-A 的颠换
[29]。噬菌体为材料, 一般认为, 热对微生物的
诱变作用是通过热引起DNA 中G-C 碱基对的置换实现的, 但有关置换的具体机制研究却得到了明显不同的结果。
3．诱变育种的价值
我国利用离子注入对真菌进行诱变育种也已经取得了丰硕的成果。之江菌素[30 ] 、多抗灵、柠檬酸[31] 和红霉素[32] 的效价分别提高250 %、50 %、52. 8 %和20 %以上。尤其是中国科学院等离子体物理研究所的姚建铭等[33]利用此技术对花生四烯酸产生菌进行诱变高产菌筛选, 其产酸量最终提高致细胞干重的45 % , 在50 t 罐发酵生产花生四烯酸占总脂的50 %以上, 是美国专利水平的2. 5 倍。目前向砥等[34]利用离子注入选育高产壮观链霉菌, 初步实验结果其效价较出发菌株提高了102. 3 %。
总结：微生物的诱变育种的方法不断地引进与创新，突破传统的思维，使得更加的简单易行，缩短了育种时间，菌种遗传稳定性高、简便、易行和安全，诱变得到的性状更加符合诱变的目的，使的更加满足人们的需要，我相信随着科学技术的发展诱变育种会得到更大的发展的空间，将会给人类社会提供很大的方便。
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范文二：海洋微生物
海洋微生物的多样性研究及其应用进展
摘 要: 海洋微生物是海洋中一种重要的生物资源, 海洋微生物的多样性的深入研究将有助于微生物资源更好的开发和利用。本文介绍了海洋微生物多样性方面的研究及其应用进展。包括不同海洋生境微生物多样性的研究、海洋药物及保健功能的生物活性物质、海洋微生物在环境污染治理等方面。
关键词: 海洋微生物, 微生物多样性, 应用
我们人类生存在一个被海洋覆盖的星球, 海洋占地球总面积的 71%, 大部分都在海洋之中。海洋中的微生物包括细菌、真菌、放线菌及病毒等, 提供地球近一半的初级生产力, 影响气候变化[2], 参与物质和能量循环, 并且为现代工业生产提供了重要的药物资源和酶资源[4]。开展海洋微生物多样性的研究，有助于我们深入了解其在整个海洋生态系统中的功能与作用，并对开发与应用微生物资源有着重要意义。
1 海洋微生物多样性海洋微生物多样性是指所有海洋微生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总称
[6]。海洋微生物和海洋环境有着密切的关系, 影响着其他海洋生物的生长, 参与海洋生态循环, 对海洋生态系统的稳定有着重要的作用。
海显然对于海洋微生物物种多样性、基因多样性和生态功能的深化研究有利于海洋资源的开发, 是众多研究学者感兴趣的方向所在[16?17]。在广阔的海洋中, 微生物的资源丰富, 我们可以从海洋环境中获得大量微生物菌株,并将其功能应用到实践生活中去。
1.2 不同海洋生境微生物多样性的研究
海洋生境指海洋生物的个体、种群或群落生活地域的环境, 根据其特征大致可以分为: 近海、远海及极地生境。海洋微生物在不同的海洋生境具有各自不同的特征及功能, 根据不同的海洋生境对海洋微生物进行研究, 对于海洋微生物的开发和利用有重要的意义。
1.2.1 近海海洋微生物多样性研究: 近海是距离陆地比较近的海域。由于人类活动的影响, 海水会受到有机物的污染, 海洋微生物因此获得了大量的营养物质, 近海海洋微生物的密度较大洋大,大量的微生物资源值得人们去研究和开发。海海洋中有大量的微生物资源可以作为潜在的药物来源, 蓝细菌和放线菌所分泌的大量化合物是治疗肿瘤和传染病良好的选择。Bai 等[22]从厦门近海分离出一株能高效杀灭产毒塔玛亚历山大藻的放线菌 BS01, 研究表明海洋放线菌是潜在的抑杀藻微生物, 对于有毒赤潮藻的调控有重要作用。对近海海洋微生物多样性的研究有利于我们了解微生物群落结构,有助于功能微生物的发现和微生物资源的开发。
1.2.2 深海微生物多样性研究 : 深海通常指1 000 m 以下的海洋, 占到海洋总面积的 3/4。深海及深海沉积物中的微生物生存面临高压、低温、黑暗及低营养水平等几个主要极端环境[23],这种恶劣的环境使得深海中的生物量比较少, 微生物占深海生物的大部分, 极端的环境也阻止了人们研究的步伐。不过近年来随着科学技术的进步,人们对于深海微生物的研究正在逐步展开。1989年 Bartlett 等[24]首次在深海细菌中发现与静水压力相关的基因。Nakasone 等[26]通过对深海细菌DSS12在不同压力下, 压力调控启动子的上游顺式作用元件的研究, 发现在不同压力下不同的 DNA 结合因子能够识别压力调控元件的上游区域。深海有很多功能独特的微生物, 深海微生物资源的开发与利用可望创造出巨大的价值。 Hong 等[27]对赤道太平洋深海海底沉积物中的氨氧化细菌多样性进行研究, 研究表明主要的氨氧化细菌都在低温海域, 但是在西太平洋暖池附近的氨氧化细菌形成了独特的分支,通过 qPCR 技术研究表明每克沉积物中氨氧化还原酶的含量在 3.98×103?1.17×104拷贝数的范围内。结果说明该独特分支的存在正是对特殊栖息环境以及氮素还原现象的适应。
1.2.3 极地微生物多样性研究: 极地包括南极和北极, 常年被冰雪所覆盖, 自然条件恶劣, 生物难以生存。但是极地环境有大量的微生物存在,人们对极地的开发利用受很多因素的制约, 对于极地微生物的了解还非常有限。近年来随着先进航海技术及采样工具的应用, 人们对极地环境的研究也取得一定成果。Murray 等[28]研究结果表明极地海洋微生物在海洋生态环境及生态系统功能发挥中起着重要的作用, 海洋细菌的群落组成显示着海冰融化与浮游植物的生长周期, 通过对极地海洋环境微生物的多样性进行研究, 发现
Polaribacter irgensii 及γ-Proteobacteria 在极地海洋微生物群落中处于优势地位, 并且发现这些微生物具有独特的功能使得它们能够在高纬度且寒冷的极地环境生存。 Zeng 等[29]对白令海北部海域浮游细菌进行研究, 通过对不同采样深度的样品进行分析, 发现不同的站位细菌群落结构差别较大; 研究还表明放线菌是白令海区域最主要的细菌菌群, 与其他已知的极地细菌群落结构有较大差别。在分离的细菌中有81%表现出胞外蛋白水解酶活性, 这说明极地环境的细菌不仅丰度高且生态功能多样, 能够应用于资源的开发与应用。此外，邹扬等[31]还对白令海表层沉积物样品进行多样性分析, 结果表明细菌群落结构多样, 有主要 10 个类群, 该研究对于北冰洋地区细菌多样性有了深切的了解。
2。海洋环境的特异性而造成的海洋微生物的多样性和特异性，于是海洋资源的利用也多样性。随着人类社会的发展,自然环境的不断变化,海洋微生物资源的进一步开发和利用将在提高人们生活质量,改善人类生存环境等方面发挥越来越重要的作用。
2.1海洋微生物在保健方面的应用
海洋微生物除具有抗菌、抗肿瘤活性外,还具有其他多种药理活性。以DHA和EPA为
代表的高不饱和脂肪酸(PUFA)具有抗血栓、降血脂和舒张血管等功能,DHA更是在保护视
力、增强智力、健脑和降低胆固醇等方面发挥重要的作用[32]。海洋微生物富含高不饱和脂肪酸的主要是微藻中的金藻、甲藻、隐藻和硅藻,以及真菌中的破囊壶菌和裂殖壶菌。
利用微生物生产DHA在国内还是一个崭新的领域,国外有数家公司已经进行了工业化生产,如美国的Martek公司利用Crypthecodini-um异养培养生产DHA,产量达到1.2 g/(L·d-1),藻体生物量达到40 g/L的高密度[33]。多种微藻中富含花生四烯酸、亚油酸、亚麻酸、胡萝卜素和类胡萝卜素等,他们都具有一定的预防和治疗心
脑血管疾病的作用。如属于类胡萝卜素的虾青素就具有很强的抗氧化功能,在清除由紫外线照射产生的自由基和促进淋巴结抗体的产生方面,发挥着重要的作用。
2.2海洋微生物在环境治理中的应用
近年来,我国沿海地区的工业、农业和海水养殖业得到了迅速的发展,在带动当地经济的同时,也给当地的环境造成很大的污染,破坏了海洋生态系统的平衡,威胁到人类的健康。此时海洋微生物,在消除海洋污染物质,海洋自净中起着重要作用,称为“海洋清洁工”。已发现200多种能氧化一种或多种水体污染物的微生物,某些霉菌和放线菌去除无机氰化物效率可达到90%以上,分解酚类化合物的能力一般都在95%以上。于是可以通过人为地引入某一种或几种微生物,在造成污染的区域迅速富集,从而将污染物降解,减少危害的程度。 近年来,人们研究利用利用溶藻微生物来对付有害藻类[34]，并进行生物防治。溶藻微生物包括细菌、真菌、病毒和放线菌等。对于赤潮灾害生物修复的研究主要包括两个方面:①在赤潮藻藻体及其爆发的海区分离能够抑制其生长的微生物,分离抑藻物质,阐明其抑藻机理。②克隆微生物中与抑藻物质相关的基因,通过基因工程构建海洋抑藻工程菌,进行大量生产。
海洋微生物除了能在以上两个方面发挥重要作用外,对环境中残留农药的降解、有害病原菌污染的治理、水产养殖环境的调控等也发挥着重要的作用。
3 展望
随着人类对海洋生态系统的不断研究和探索,海洋微生物在海洋物质循环、能量流动及维持海洋生态系统多样性与稳定性方面的重要性被人们广泛认可并展开深入研究。海洋微生物在生物地化过程中扮演着重要的角色,全方位地了解和认识它们是保护海洋微生物多样性的本质策略。已有研究表明, 微生物可以分泌多种高强度的生物活性物质, 这些丰富多样、新颖独特的海洋微生物是发现新材料、新功能、新基因、新机制的理想资源, 微生物资源能广泛应用于医疗、食品、卫生、环境保护等各个领域。海洋微生物多样性的研究对于微生物资源的开发利用具有强大的推动意义, 深入地了解海洋微生物多样性才能更好的开发和利用微生物资源, 创造出更大的价值。
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范文三：海洋微生物
CoML 项目公布的
最新数据聚焦“难以
用肉眼观察”的物
种。此次海洋生物普
查过程中，科学家发
现的其中一个新物
种就是图片中的这
个“鱿鱼虫”，生活在
西里伯斯海海下
2800米的区域。
这个透明的粉
红色海参是CoML
项目科学家在太平
洋西部的西里伯斯
海发现的。研究人
员认为它可能是一
个新物种，具体结
论有待专家对标本
进行检验后得出。
海洋微生物的
多样性让参与普查
计划的科学家感到
吃惊。他们表示这
个蓝绿色藻类是地
球上最为古老的生
物家族成员，拥有
30亿年的历史。
这个好似天外
来客的生物是一只
年幼的头足类动物
(cephalopod)。
“cephalopod”这
个词来源于希腊语
的“头/足”，鱿鱼和
章鱼都是这个家族
的成员。虽然幼仔
和成年个体在外貌
上存在巨大差异，
但都长有带吸盘的
肢体以及大大的眼
睛。
国际海洋微生物普
查计划(以下简称
ICoMM) 负责人麦
切·索基恩表示：“其
他任何海洋生物的
数量都无法与此次
普查发现的微生物
数量相提并论。科学
家正在发现一系列
新的海洋微生物并
对其进行描述，这些
微生物无论是从多
样性还是丰富性方
面都达到令人吃惊
的程度。”
CoML 共有
4个项目，
ICoMM 只是其
中之一，普查对
象为“难以用肉
眼观察”的海洋
微生物。由荷兰
和美国研究人员
构成的普查组在
超过1200个区
域收集样本，最
终编辑整理的数
据集涵盖的DNA
序列数量超过
1800万个。
CoML 项目研
究员表示基于分子
特征的海洋微生物
种类达到10亿种
左右。他们指出微生
物对海洋生物的可
持续性至关重要，它
们在海洋生物呼吸
作用中的贡献率达
到95%左右。
CoML 综合组负责
人保罗·斯奈格拉维
表示：“它们在维持
海洋正常运转方面
发挥了重要作用。毫
无疑问，如果没有微
生物的参与，海洋中
的生物乃至地球上
的生物将很快走向
灭亡。”
0顶或踩的标
志
0研究人员表示这只管海葵幼虫已开始像成年个体那样利用触须捕食猎物。位于图片中部的是它的腹部，颜色较暗说明它最近吃过东西。
CoML 项目参
与者和德国研究人
员曾在2009年对
这种新发现的挖洞
动物进行描述。这
种动物生活在非洲
西岸大西洋几内亚
盆地4000多米的
深处。图片中的这
个幼仔身长只有
0.25毫米左右。
科学家表示
acantharians 可
能是4种生活在海
洋开放水域的大型
变形虫之一。它们
的骨骼由单晶硫酸
锶构成，这种物质
会在细胞死后迅速
溶解于海水中。
0顶或踩的标
志
0根据科学家上世纪50年代作出的估计，每升海水中的微生物细胞数量在10万个左右。借助于更为先进的现代技术，研究人员现在得出的微生物数量接近10亿。根据他们的计算，海洋微生物的总重量估计相当于2400亿头非洲象。
此次海洋生
物普查中，智利
研究人员在南美洲西南岸发现一个巨大的“微生物席”，覆盖面积相当于希腊。“微生物席”是在最小含氧层所在深度发现的。所谓的最小含氧层是指含氧量极低的区域或者无氧区域。根据研究人员的发现，这些微生物以硫化氢为食。硫化氢对绝大多数生物具有毒性，是无氧环境下的有机物质分解产物。 这个研究小组由CoML 科学筹划指导委员会副主席领导，他表示“微生物席”与一个存在于25亿年至6.5亿年前的生态系统类似。除了聚焦微生物外，参与普查项目的科学家同样对浮游动物种群的多样性进行了评估。期间，他们在深海平原、热液喷口以及渗漏区采集样本。
斯奈格拉维表示，借助于最近取得的技术进步，科学家才得以对“难以用肉眼观察”的微生物进行研究。他在接受BBC
News 采访时说：“在研究微生物过程中，我们很难进行分辨，因为它们的个头太小并且看上去一模一样。我们现在知道海洋中看似相同的微生物实际上存在巨大差异。过去10年时间里，我们在相关技术帮助下开始解答?它们是什么?以及?做什么?的问题。” 斯奈格拉维称不同项目组获取的信息将被输入一个名为“海洋生物地理信息系统”(以下简称Obis) 的开放式数据库。他说：“参与普查计划的每一个人都赞同将他们获取的数据输入这个数据库的做法。”目
前，全世界的网民都可以通过互联网访问Obis 。这个数据库当前的记录超过
2700万个，涵盖超过11万种海洋生物。网民可通过数据库获取大量信息，其中包括海洋生物的细节，发现区域以及所在区域深度。
斯奈格拉维说：“这种方式有助于丰富这个全球海洋生物多样性数据集。在数据库的帮助下，人们可以验证有关海洋生物的各种猜测，例如生活在什么地方，哪些区域是生物多样性的热区和冷区。我认为未来的这个数据库将拥有极为丰富的内容，帮助人们获取自己希望的信息。”一份最终的综合报告将于10月初公布。随着报告的公布，这项为期10年由超过来自80
多个国家的2000多名科学家参与的普查项目也宣告结束。
范文四：海洋微生物
海洋微生物（marine microbe）以海洋水体为正常栖居环境的一切微生物。
自八十年代起海洋生物技术蓬勃发展，“向海洋要药物”是新世纪海洋生物技术提出的口号。海洋微生物的研究起步较晚，但
在最近几年也受到了普遍重视。
(1) 海洋占地球表面积的71% —资源丰富；(2) 海洋平均深度：4000m ——高压，低温 (3) 主要离子：Na+，Cl-，Ca2+，K+，SO42- ——高盐
(4) 营养匮乏（N，P，Fe）——稀营养
1 . 远海环境
（1）栖居着浮游（自由泳动）微生物（2）地球上最大的环境（3）一般有大空间规模的环境变化（温度、光度等）
2 . 深海环境
（1）沉积物表面（2）提供了附加的表面积（3）提供小生境的多样性，使得有小空间规模的环境变化 3 . 海洋雪(marine snow)
（1）海洋雪定义：生存或死亡的有机体被黏多糖（微生物和浮游植物分泌的胞外产物）粘在一起形成的大的聚集体。
（2）海洋雪的形成
? 黏多糖形成纤丝? 纤丝凝结形成透明结构? 透明结构不断碰撞形成更大的颗粒，即海洋雪。 （3）海洋雪的特点
? 海洋雪的产量随光合作用强度和洋流季节性地波动，春天更大一些。? 80%的初级生产者分泌黏多糖? 海洋雪的沉降速率是
16-25m/d，沉降过程中颗粒不断增加。? 提供养料给深海生物。
三、海洋生物的特征
（1）多样性（2）复杂性（3）特殊性
四、陆栖微生物的研究拥有辉煌的历史
微生物活性代谢物是药物的丰富源泉：
自19世纪60年代首先从微生物中发现了青霉素以来，人们陆续从陆栖微生物中寻找到抗生素类药物、化疗药阿霉素、免疫抑
制药环孢霉素A等120多种重要的临床使用药物。
五、陆栖微生物研究陷入了困境
（1）陆栖微生物中发现新代谢产物的速率明显降低，重复发现率极高。（2）传染性病菌对传统抗生素的抗药性正在迅速发展。目前，约12种重要的病菌已有抗药性，寻找活性物质新源成为当务之急。
六、海洋无脊椎动物研究面临的问题
二十多年以来，海洋天然产物的研究主要致力于海洋无脊椎动物的代谢物。海洋无脊椎动物的研究不可避免这样一个现实：
（1）从海洋无脊椎动物里获取大量可靠的、最重要的是可更新的资源非常困难
（2）从海洋无脊椎动物获得的化合物结构复杂，无法进行有商业价值的化学合成 七、海洋微生物是寻找生物活性物质的丰富源泉
势优1：海洋微生物大多为陆栖微生物的变种，可以利用现有的许多商业化发酵工艺进行分离和培养，这使海洋微生物成一种
可控制的资源，避免了海洋无脊椎动物研究中的资源问题。
优势2：生存环境的的特异性，使海洋微生物在物种、基因组成和生态功能上表现出多样性和特异性，相应产生一些特殊的活性代
谢物质。因此从海洋微生物中发现新化合物的概率将比陆栖微生物要大的多。 优势3：
海洋微生物研究技术取得重大突破：
（1）分离培养技术：采用稀释培养法使分离率大大提高
（2） 采用新的分子生物学技术进行鉴定，利用基因（16SrRNA)法解决分类学的难题。 1.海洋微生物中发现了有重要价值的代谢产物
? 从海洋细菌中分离到含溴量高达70％的抗生素。
? 从海洋放线菌分离到罕见的含硼化合物（aplasmonhodide)抗菌素，能抑制革兰氏阳性菌。 ? 从海洋真菌中发现许多结构新颖，有抗菌、抗癌和神经心血管活性物质。
如：头孢菌素C，大环交脂，生物碱等
2.海洋动物中的活性物质的真正来源是海洋微生物
如：河豚毒素、海葵毒素等
研究培养繁殖这些微生物，能够大量提取珍贵的活性物质。
3.海洋微生物研究有益于海产养殖业的发展
如：虾卵的表面细菌能够产生保护虾卵的3－ 吲跺啉二酮；
者哩鱼身上表面发现一种放线菌streptomyces sp ，产生两种奇特的肽类，能选择性抗革兰阳性菌。 4.海洋微生物能产很多新的生化产品
如：热稳定的耐盐的酶，细菌视紫红质以及生物塑料等。此外，也可利用海洋微生物处理海洋环境污染。 1 . 海底捞“金”
2004年4月，美国的塞莱拉(Celera)遗传信息公司对外宣称，他们在百慕大群岛附近的马尾藻海中，发现了1800多种新的海洋微生物，以及121万余种科学界所从未见过的新基因。这一发现被《科学》杂志评选为2004年科学十大突破之一。 (1)海底捞“金”瞄准海洋微生物
不依赖于传统的培养技术，直接从样品中提取DNA（基因16S rRNA法）
(3)海底捞“金”的基因资源全部“充公”
文特尔宣布，所有新发现的基因组序列都将成为公共领域资料，这是对公有数据库是一个大大的补充，而文特尔本人的目标是“为
地球所有微生物的基因组编写家谱”。
2 . 海洋微生物拥有的最完美基因
美国科学家最近研究发现，一种被称为Pelagibacter ubique的海洋微生物拥有地球上所有生物中最完美的基因。这种微生物的基
因组由1354个基因组成，如此小的数量只有最原始的微生物才拥有。我们可以比较一下：人的基因组由约30000个基因组成。然而，不同与其它发达生物体的是，科学家们在这种微生物体内没有发现任何一个闲置的和重复的基因。 3 . 国内动态
国家海洋局第三海洋研究所的海洋生物遗传资源重点实验室科研人员，从近200株海洋微生物中筛选得到3株具有一定抗艾滋病毒活性菌株。经中国医学科学院医药生物技术研究所体外抗HIV－1型病毒的测试确定，从它们的发酵液中分离得到的粗提物，能抑
制HIV－1病毒引起的CEM细胞融合特征性病变和病毒在CEM细胞内的复制。
4. 微生物活性物质筛选的新途径—宏基因组克隆
直接提取特定环境中的总DNA，克隆到可培养的宿主细胞中，从所获得的重组克隆子中筛选活性物质和相关基因，显示了其在挖掘
和利用那些未能培养微生物的基因资源筛选新生物活性的潜在能力。
十、从海洋微生物的研究中得到以下几点启示
1、寻找新的细菌培养基和培养方法，因为传统的培养基------酵母提取液和蛋白胨并不适合海洋微生物的生长；尤其是要研究影
响海洋微生物生长代谢的特殊营养因子和培养条件，这是大规模开发海洋微生物资源所必须解决的前提。 2. 研究海洋特有微生物，如共生菌或深海 细菌，因为细菌对海洋的适应性越强，产生新化合物的概率越大；这些细菌即使并非海
洋特有物种，为了适应环境，也会产生新颖的次生代谢物。
3. 全面进行海洋微生物的生态学和多样性研究，采用PCR技术、16srRNA与16srDNA序列同源性的比较和宏基因组文库的构建及筛选，不经培养研究海洋微生物的多样性已经取得了很大进展。但是海洋微生物多样性的全面调查有待于进行。
总 结
（1）研究海洋微生物活性物质，能发现结构新颖 的化合物，丰富和发展有机化学理论以及生命科学基础研究。 （2）研究海洋微生物活性物质，能找到新的强效抗菌素和抗病毒活性新药。这一领域的研究在理论上和维护人类健康方面都有重
大意义。
一、导论
（一）基本知识
地球的面积： 5.1×108Km2 ；海洋的面积： 3.62 ×108Km2
平均深度：3800m ；最大深度：11034m 。海洋体积：13.7 ×108Km3
（二）海与洋的区别
海 ：海是洋的边缘部分，隶属各大洋，以海峡或岛屿与洋相通或相隔，面积较小，约占海洋总面积的11％；离大陆近，深度较浅，
一般在2000m 以内；水文状况受大陆影响，各种环境因子变化剧烈，并有明显的季节变化；沉积物多为陆相沉积
洋：是地球上连续咸水水体的主体部分，面积辽阔，远离大陆 ；水体深，一般在2000m 以上；具有独立的潮波系统和潮流系统 ；
水文状况不受或很少受到大陆的影响，相对比较稳定；沉积物多为海相沉积
1、最大的海是位于太平洋的珊瑚海（Coral Sea），面积为4.79×106Km2。 2、最小的海是马尔马拉（Marmara），面积为1.1 ×104Km2 。
（三）海的分类
根据所处位置，可以分为：
边缘海、陆间海、内陆海、海湾、海峡等。
边缘海：靠近大陆边缘的海，它以岛屿、群岛或半岛与大洋相隔。黄海、东海和南海。 内陆海：深入大陆的海成为内陆海。渤海、波斯湾、红海、黑海和波罗的海。 二、海水特性及其对海洋生物生活的意义
1、 海水中的溶解物质
2、海水的热学特性 ：热容量、蒸发潜能、比热容和热导率都是海水的热力学特性。
海水热容量和蒸发潜热很大，因此具有相当高的组织温度大幅度突发性变化的能力。导热性很小，热量向周围扩散很慢，水
域温度比较稳定。海洋为其中生物的生存及生命活动提供了一个相对稳定的温度环境条件。 3、海水为微碱性缓冲溶液
4、海水的密度：海水的密度是温度、盐度、压力的函数，通常是随温度的升高而减小，随盐度和压力的增加而增大。 海水密度大，
重力效应对海水中生物的影响较小，不需要坚强的骨骼系统。
5、海水的黏性 ：其实质是海水对流动的阻力，通常随温度升高而变小，随盐度增加而变大。 6、 海水的表面张力随温度和盐度的升高而增大 。海蜘蛛依靠表面张力生活在海洋表面。 四、中国海：1、渤海 2、黄海 3、东海 4、南海
五、海洋环境的划分
（一）海洋三大环境梯度
1、从赤道到两极的纬度梯度
主要表现为赤道向两极的太阳辐射强度逐 渐减弱，季节差异逐渐增大，每日光照持续时间不同，从而直接影响光合作用的季
节差异和不同纬度海区的温跃层模式。
2、从海面到深海海底的深度梯度
主要由于光照只能透入海洋的表层（最多不超过200m），其下方只有微弱的光或是无光 世界。温度也有明显的垂直变化，底
层温度很 低且较恒定，压力也随深度而不断增加，有机食物在深层很稀少。 3、从沿岸到开阔大洋的水平梯度
从沿海向外延伸到开阔大洋的梯度主要涉 及深度、营养物含量和海水混合作用的变化，也包括其他环境因素（如温度、盐度）
的波动呈现从沿岸向外洋减弱的变化 。
（二）海洋环境的划分
水层环境：从海水的表层到大洋的最大深度，即覆盖于海底之上的全部海域。 水底环境：包括所有海底以及高潮时海浪所能冲击到的全部区域。
水层环境
水平方向划分
近海带（neritic）：又称沿岸区和近岸区。
大洋区（oceanic）：又称远洋区，占世界海洋的大部分。
近海带与大洋区在水层垂直方向的界限通常是在200m等深线处。此处一般是大陆架的边缘，同时大体上相当于水层环境中真光
带和无光带的界限。
1、近海带特点：
（1）盐度变化幅度较大，一般盐度低于大洋；（2）环境的理化因素具有季节性和突然性的变化；（3）由于受大陆径流的影响，营
养元素和有机物质丰富；（4）生物种类和生物量大，生物多为广温性和广盐性；（5）是许多经济生物的产卵场、索饵场和栖息地。
2、大洋区环境特点
（1）空间广阔，垂直幅度大；（2）透明度大，呈现深蓝色；（3）化学成分稳定，盐度较高，营养成分较低；（4） 生物种类和生物
密度低；（5）理化性质在空间和时间上的变化不大。
3、大洋区分层
上层（epipelagic zone）：0~200m，亦称有光带。
中层（mesopelagic zone）：200~1000m，有光透入但满足不了浮游植物光合作用需求。 深层（bathypelagic zone）：1000~4000m。
深渊层（abyssopelagic zone）：4000~6000m。
超深渊层（hadal pelagic zone）：6000m以下。
深层和深渊层统称无光带，或称黑暗带。
水底环境
1、水底环境划分
潮上带（supratidal zone）：高潮线以上。
潮间带（intertidal zone）：有潮汐现象和受潮汐影响的区域。 潮下带（sub-tidal zone）：潮间带下限至水深200m。
深海带（bathyal zone）：水深200至1000~4000m。
深渊带（abyssal zone）：深海带以下至6000m。
超深渊带（hadal zone）：深渊带以下。
2、深海海底的环境特点
光线极微弱或完全无光；部分海底温度终年很低（-1~5? ），无季节变化，但在热液喷口的海底水温变化急剧；海水很少垂直循环， 仅微弱的水平流动；没有光合作用植物生长，但有化能合成细菌作为生产者，因此生活着不少种类的底栖生物。
第二节 海洋环境因素及其与海洋生物之间的相互关系 环境的概念
广义的概念：是指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体的一切事物的总和。
在生物科学中的概念：环境是指生物栖息地，以及直接或间接影响生物生存和发展的各种因素。 在环境科学中的概念：人类是主体，环境是指围绕着人群的空间以及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种因素的总
和。
（一）生态因子与海洋生物间的相互关系
1、生态因子定义
环境中对生物生长、发育、生殖 、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。包括温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他
相关生物等。
2、生态因子作用的一般特征
（1）综合作用 （2）主导因子作用 （3）直接作用和间接作用 （4）阶段性作用 （5）不可替代性和补偿作用
3、生态因子的限制性作用
限制因子（limiting factors）： 任何一种生态因子只要接近或超过生物的忍受范围，就会成为该物种的限制因子。
利比希最小因子定律（Liebig’s Law of Minimum）：当一种植物对某一营养物质所能利用的量已接近其所需量的最小值时，该
营养物质就必然会对该植物的生长和繁殖起限制作用并成为限制因子。
谢福德耐受定律（ Shelford ’s Law of Tolerance） ：生物的存在与繁殖，要依赖于某种综合环境因子的存在，只要其中一
项因子的量或质不足或过多，超过某种生物的耐性极限或生态幅，则使该物种不能生存，甚至灭绝。 生态幅：每一个种对环境因子适应范围的大小，决定于各个种的遗传特性。
4、生态因子的生态作用
生态因子分为：1非生物因子(abiotic factor)：也称理化因子，海洋环境的非生物因子包括光照、温度、盐度、海流、各种溶解
气体和悬浮物质等；2、生物因子（biotic factor）
非生物生态因子：A、太阳辐射（solar radiation） B、温度 C、盐度 D、波浪、海流和潮汐 E、溶解盐类、溶解气体 F、海水中
有机物
A、太阳辐射
a、概念：太阳辐射，即光照是海洋环境中最重要的生态因素之一，它直接影响海洋中有机物质的生产。太阳辐射是海水中热量的
主要来源，不仅对海洋生物生活有重要影响，对地球上的生命活动都具有直接或间接的重要作用。 太阳辐射在海水中不同深度的光照强度：ID和I0分别表示在深度D处和海面的光强；K是平均消
光系数或称衰减系数；e为自然对数的底；D是深度。
饱和光强：在低光照条件下，光合作用速率与光强成正比关系。随着光强的继续增加，光合作用速率逐渐达到最大值，这种光强称
饱和光强，用IK表示，即光合作用速率不再随光强增加而上升。如果光强继续增加，光合作用会因光照过度而受到抑制，光合作
用速率将下降。
b、光照与海洋植物的垂直分布
生活在浅海的植物由沿岸浅海向下依次为绿藻、褐藻和红藻。 成带分布的原因：植物对光照强度适应的结果；植物对水中光
照性质适应的结果。 藻类对光照的调节适应：增加光合作用的辅助色素和增加叶绿素的数量（浓度）以增加吸收光谱的中间部分。
c、光照与海洋动物的垂直分布
光照条件的地理差异，可以改变浮游动物的分布水层。
浮游动物的垂直分布季节变化。
某些种类的不同世代的个体分布于不同的水层。
生活史的不同时期分布于不同水层。
海洋动物的昼夜垂直移动现象。
“最适光强”假说：浮游动物停留在最适光强区，当光照超过其最适光强时，动物表现为负的向光性；低于最适光强时，表现
为正的向光性。
d、光质的生态作用
不同光质对植物的光合作用、色素形成、向光性、形态建成影响不同。光合作用的光谱范围只是可见光区。 可见光对动物生殖、体色、迁徙、生长、发育都有影响；不可见光对生物的影响也有多方面。
不可见光对生物的影响
昆虫对紫外光有趋光现象，草履虫则为避光反应。
紫外光致死作用：波长360nm开始杀菌：波长340-240nm可使细菌、真菌、线虫卵及 病毒停止活动；波长200-300nm杀菌力强，能杀灭空气、水面及物体表面的微生物。
紫外光杀生物的机理
细胞对光波的吸收谱线有一个规律，在250~270nm的紫外线有最大的吸收，被吸收的紫外线实际上作用于细胞遗传物质即DNA，它起到一种光化作用，紫外光子的能量被DNA中的碱基对吸收，使DNA分子中相邻的嘧啶形成嘧啶二聚体,抑制DNA复制与转录等功能 。使细菌当即死亡或不能繁殖后代，达到杀菌的目的。
e、太阳辐射与海洋动物的体色
海洋动物的体色也表现出对光照的适应性。主要表现在动物体色于生活背景的一致性和在 光照条件或生活（环境）背景改变时动物的变 色现象。
B、温度
a、海水温度的水平和垂直分布
在开阔大洋表面混合层下，从200~300m至1000m处，温度下降迅速，这一水层被称为永久温跃层（permanent thermocline）。 永久温跃层与表层较暖的低密度水和底层冷的高密度水之间的水密度变化是一致的，这一海水密度迅速变化的层，被称为密度
跃层（pycnocline）。
它作为一个屏障影响着水的垂直循环，同时还影响着对海洋生物产生作用的某些化学物质的垂直分布。温度和密度的急剧变化
对海洋动物的垂直移动也有限制作用。
季节跃层（seasonal thermocline）：温带气候的夏季，在风力弱而太阳辐射强时，没有湍流混合使热量向下方移动，在近表层
水中形成了热分层。
最高温度（maximum temperature）：生物生命的温度上限。群绝育蛋白质康凝固能力，或酵素的耐热性能。 最适温度（optium temperature）：广义得知生物能正常生活的温度范围，狭义的则指生命活动最旺盛时的温度，这很可能是一
个较狭小的温度范围。
最低温度（ minimum temperature）：及生物生命活动的温度下限，在此温度以下，生命即死亡。 b、温度与代谢的作用
通常，在适温范围内代谢作用是随温度的增高而加强。
温度系数（temperature coefficient, Q10）：体温每升高10 ?时新陈代谢速率的变化。
Q10=Tb时的代谢速率/( Tb -10 ?)时的代谢速率
生物学上Q10的一般介于2~3之间。
c、温度与海洋动物生殖
每一种动物都有一个明显的生殖季节。通常情况下，温带海洋动物主要生殖期是在春季，有时也会延续至夏季。 通常，在一定范围内温度高即会加速发育过程，而且发育速度的加快与温度的升高成正比。 生物学零度（biological zero）：生物进行生长发育的最低温度（即发育界限）以下的温度。 有效积温法则：胚胎发育所必需的总热量基本上是一个常数，称为热常数，即指发育期的平均水温与发育所经过的天数或时数的乘积是一个常数。
K=N(T-C)
K为热常数，即完成某一发育阶段所需的总热量；N为发育历期，即完成某一发育阶段所需天数；T为发育的平均温度； C为生物学零度。
d、温度与海洋动物个体大小及寿命
生活在冷水中的生物个体常比生活在暖水的同类生物的个体大。变温动物的寿命在低温条件下通常较长。 e、温度与海洋生物体内钙质的积累
在高温下，钙在动植物体内的积累量远比低温时多。
e、温度与海洋动物形态结构
鱼类的尾椎骨的数目和鳍条数目在冷水中明显增加，身体也增大。低温环境动物体表附属器官缩小。 f、温度与海洋动物的分布与行为：鱼类的洄游与温度密切相关。
C、盐度
a、盐度定义 ：盐度是海水总含盐量的度量单位，当碳酸盐全部转化为氧化物，溴和碘已为氯取代，所有有机物均已完全氧化时，
1kg海水中所含全部可溶性无机物的总质量（g）,或简单地定义为溶解于1kg海水中的无机盐总质量(g)。 b、海洋盐度分布
大洋表层水盐度变化不大（32~37），平均为35。 纬度20~30海区较高。 温带和两极海洋及热带海区的赤道带盐度较低。
原因不同：赤道带盐度较低，是由于大量降雨和风速减弱的缘故；两极海水盐度较低是因为低温蒸发弱和极地的融冰。
“Marcet原则”（海水组成恒定性规律）：尽管大洋海水的盐度是可变的，但其主要组份的含量比例却几乎是恒定的，不受生
物和化学反应的显著影响，此即所谓“Marcet原则”，或称海水组成恒定性规律。
半咸水或咸淡水：是海水和淡水混合而盐度下降的海水，称为半咸水或咸淡水。
浅海区盐度较大洋的低，且波动范围也较大（27~30）；半封闭海区（如波罗的海）盐度则低于25；
河口区受淡水影响更为明显，盐度变化更大（0~30）。
超盐水：盐度超过40的海区的海水（如红海、热带近岸泻湖）称为超盐水。
c、盐度对海洋生物的影响
(a)盐度与海洋动物个体大小
(b)盐度与海洋生物的渗透压
变渗透压动物（poikilosmotic animals）：渗透压调节适应不完全，与外界环境是等渗压或接近等渗透压，大多数海洋无脊椎
动物。
等渗透压动物（homoiosmotic animals）：又称渗压调变生物，能够保持与环境不同的渗透压，可以高于环境或低于环境，并具
有正常的渗透压调节机能，所有海洋硬骨鱼类。
(c)盐度与海洋生物的分布
狭盐性生物：对盐度变化很敏感，只能生活在盐度稳定的环境中。深海和大洋中的生物，是典型的狭盐性生物。
广盐性生物：对于海水盐度的变化有很大的适应性，能忍受海水盐度的剧烈变化，沿海和河口地区的生物以及洄游性动物都属
于广盐性生物。例如弹涂鱼能生活在淡水中，也能生活在海水中，这是它们长期适应不同盐度环境的结果。 D、波浪、海流和潮汐
海水在水平方向的流动有海流和潮流两种。
海流：在一年中，其流向几乎是恒定的，流速流量则可以随季节变化。
潮流：其流速、流向在一天中有周期性改变。
a、海流分类
海流按温度特征可分为寒流和暖流。
寒流：指水温低于流经海区水温的海流，通常是从高纬度流向低纬度（如千岛寒流），寒流一般低温低盐，透明度较小。 暖流：指水温高于流经海区水温的海流，通常是从低纬度流向高纬度如（黑潮暖流），暖流一般高温高盐，透明度也较大。 b、海流的生态作用
(a)海流对海洋生物最直接的影响是在于海流散播和维持生物群的作用。
暖流可将南方喜热带性动物带到较高纬度海区。 寒流则可将北方喜冷性动物带到较低纬度海区。海流也有助于某些鱼类完成
“被动洄游”。海流将浅水区内的底栖动物的浮游性的卵和幼体带到很远但又适宜栖息的地方，在变态后就定居下来，扩大了底栖
动物的分布范围。 在某些封闭海区，依靠海流的作用，从外地输入幼体来维持其独立的生物群。
例如，在北大西洋的藻海中，微弱的反气旋型环境流形成一个半永久性的闭合系统，这里堆积了随着海流漂流而来的大量岸边
固着植物的马尾藻，形成一个特殊的生物群 。
(b)海流与海洋生物生产力的关系主要表现在海水的辐散或辐聚与海洋表层浮游植物所需营养盐类能否得到补充有关。 表层的无机营养盐类（硝酸盐、磷酸盐等）含量很低，而这些营养盐却在深层大量积累。因此，凡是有海水涌升的海区，表层
营养盐很丰富，浮游植物繁殖茂盛，浮游动物和鱼类等消费者也可获得丰盛的食物 。
海洋中几个强大的暖流和寒流交汇的海区，多形成世界上良好的渔场。如太平洋的北海道渔场、大西洋的纽芬兰渔场和北海渔
场。在中国海，台湾暖流和不同性质水系（如沿岸水、冷水团等）的交汇面，也都有良好的渔场，如烟威渔场和舟山渔场等。 E、溶解盐类和溶解气体
a 、溶解盐类
磷和氮等盐类的含量少，再加上植物的利用和动植物代谢作用的影响经常有显著变化，这类元素成为生殖元素。
海水中的溶解盐类中，只有N和P对海洋生物常有限制作用。磷在天然水中的含量很低，相对数量比氮少，因此，磷是浮游植
物生长的主要限制因子。
一般认为，铁、氮和磷同为浮游植物生长（特别是叶绿素形成）所必需的元素。过去认为铁可能是浮游植物生长的限制因素之
一。实际上，由于浮游植物身体表面吸附有相当数量铁的化合物，而一般浮游植物利用少量铁的能力很强，加以铁的作用与氮和磷
有关联，铁的相对量往往超过所需量。所以，铁在自然水域中不一定有限制作用。 影响海水中溶解气体含量的主要因素：各种气体在水中的溶解度不同；温度与盐度的影响，通常是温度和盐度越低，溶解氧越
高；
与生物的活动有关 （光合作用、呼吸作用、分解作用）。
b、溶解气体
(a)溶解氧
海水中溶解氧质量浓度约为0~8.5 mg/L，生物对海水氧含量有非常重要的作用。 溶解氧的来源：大气中的氧气可大量地溶入表层海水；绿色植物进行光合作用所放出的游离氧逸出。 溶解氧在不同水层的浓度：表层海水中溶解氧浓度最高。通常处于相应的大气压和海水温度条件下的饱和状态。在浮游植物大
量繁殖的海区，水中溶解氧出现暂时的过饱和现象，饱和度可达100%~140%。
透光层下方缺乏光合作用的氧气补充，溶解氧的含量逐渐下降。超过1000m深的水层，氧含量并不随深度的增加而连续下降，而是在最小值后又开始上升。
(b)二氧化碳、pH和氧化还原电势差
二氧化碳是植物光合作用的原料，实验证明：在光照强度增大的同时，增加二氧化碳可以使植物光合作用的速率加快，否则，
虽然光照强度增大，而光合作用的速率反而会逐渐减弱。
天然水体的pH最为稳定。大洋表层pH在8.1~8.3之间，深海接近7.5，在某些停滞的海盆底层pH可能接近于7。几乎所有的
生物都是狭酸碱性的，能够忍受pH的范围一般在6~8.5之间。
氧化还原电势差（oxidation reduction potential）：是海洋环境的特性之一，代表化学系统氧化另一化学系统之能力，是以
其与氢极电势差来表示。因为与pH有关，所以一般须注明pH。
氧化还原关系： 强度：以电势差表示；容量：即氧化还原系统之容量或能力。 F、海水中有机物
海水有机物的主要来源是海洋生物的代谢产物、分解物、残渣和碎屑等。陆地所有生物活动所产生的有机物也可通过大气或河
流进入海洋。
根据存在形态，海洋中有机物可划分为三类：溶解性有机物（DOM）、颗粒性有机物（POM）和挥发性有机物（VOM）。
溶解有机物的作用：
溶解有机物作为浮游植物营养物质来源；
溶解有机物作为“生长因素”或称“辅助生长因 素”，如，维生素B1（硫胺素）、维生素B12 （钴胺素）；
溶解有机物作为抑制生长因素，抗生素、抑制藻类生长物质、藻类大量繁殖对动物的排斥 和有机物的螯合作用。
（二）海洋沉积物与海洋生物间的相互关系
1、海洋沉积物的来源及其类型
海洋沉积物是通过物理的、化学的和生物沉积作用过程所形成的海底沉积物的总称。 （1）海洋沉积物来源：来自陆地岩石风化和剥蚀所形成的砂、粉沙和黏土；生物作用和化学作用所形成的各种沉积物；火山碎屑；
海洋裂谷溢发来自地幔内部的物质；宇宙尘埃等。
（2）海洋沉积物的类型：
A、按深度划分 ： 近岸沉积物（0~200m）；深海沉积物（1000~4000m）；深渊沉积物（4000~6000m）和超深渊沉积物（6000m至深
海海底）。
B、大陆边缘沉积，陆隆沉积或“等深线流沉积” ，深海沉积
C、根据颗粒直径大小以及组成成分数量比例划分
2、海洋沉积物与海洋底栖动物的分布
海洋基质为营底栖生活的动物提供了栖息生存和发展空间。另外也避免捕食者的威胁和环境突然变化提供一种有效的保护。
趋触性或向趋性：海洋底栖生物在不同基质环境中的生存与发展是其在长期进化过程中对外界各种环境条件适应的结果，这一
现象被称为趋触性或向趋性。
负趋触性：底栖生物对特殊基质的排斥现象。
3、海洋沉积物与海洋底栖动物的生命活动
海洋底栖动物的生命活动使沉积物中的有机质得以不断循环。底栖生物的生活遗迹成为研究海洋变迁等演变的依据，对认识和
鉴定古代底栖动物、寻找演化线索和促进古生态学的发展都有重要意义。
海蚯蚓吞食沉积物摄取有机质，然后将沉积物排出体外，一年中就可将1900t沉积物从底层又运至表层。
4、海洋沉积物与海洋底栖生物多样性的关系
关于海洋沉积物与多样性之间关系的分析研究较少，但这一研究对进一步分析探讨海洋底栖动物与其环境间的关系以及评价海
洋环境质量及其变化具有重要意义。
5、海洋沉积物与底栖生物群落
A、底栖生物群落组成结构及其演替与沉积作用的相互关系
组成种类及其丰度和生物量是生物群落组成结构的主要特点之一，其变化可以反映出底栖生物群落组成结构的演替过程和序
列。
B、海底-水层耦合
1992年Ott提出水层和海底系统之间的耦合。主要论述海水水域中有机碎屑不断的下沉到海底的过程以及作为底表和底内
动物食物来源的意义。重点论述了海底底表和底内动物摄食过程与沉积作用和沉积物结构间的相互影响。
一、海洋细菌的3个基本特征
（1）在开始分离和初期培养时要求生长于海水培养基中。
（2）生长环境中需要氯或溴其中之一元素存在。
（3）需要生活于镁含量较高的环境。
二、海洋细菌的种类组成
(1) 最常见的有：假单胞菌属、弧菌属、无色杆菌属、黄杆菌属、螺菌属等。 (2) 在海水中，革兰氏阴性杆菌占优势，90％以上;在远洋沉积物中革兰氏阳性杆菌居多。 (3) 在海水中芽孢杆菌少见，在沉积物常见；球菌种类在海水中少见；能游动的杆菌和弧菌在海洋细菌中占优势。
三、海洋细菌的分布
海洋细菌种类数量分布与海洋环境密切相关。
1. 平面分布特点
沿岸地区营养盐丰富，数量较多；离岸距离增大，细菌密度呈递减趋势；内湾和河口细菌密度最大。 2. 垂直分布特点
随着深度增加密度减少，但至水底泥界面处又有所回升。
四、海洋细菌的生活特性
生活在近岸海域和远洋水上层中的海洋细菌的生理生态特性与陆生细菌相似，但生活在深海的细菌，因深海环境的特点具有高
盐、高压、低温和低营养等特点。
1. 嗜盐性
海水的显著特征是含有相当稳定的高浓度盐分，含有各种盐类和微量元素，因此嗜盐性是海洋细菌最普遍的特性。
2. 嗜冷性
海水90％以上水体的温度在5?以下，绝大多数海洋细菌都具有在低温下生长的特性。
耐冷细菌：最适生长温度为20 ?左右，在0～5 ?下缓慢生长。
嗜冷细菌：最适生长温度不高于15 ?左右，在0 ?附近能够生长繁殖，最高温度不超过20 ?。 3. 适压性
22,一般深海的水深超过大洋平均深度，深海海底要承受约380～1100 Kg/cm的压力。 水深每增加10m ,静水压力增加1Kg/cm
深海嗜压细菌具有适应高压并继续生长代谢的能力，能在高压环境中保持酶系统的稳定性。 4. 低营养性
总的来说，海水总是处于寡营养状态，其中营养物质较为稀少，有机碳平均水平相当低，某些浮游型海洋细菌适应于低浓度营
养的海水，因此分离培养海洋细菌忌用营养丰富的培养基。
5. 趋化性与附着生长
绝大多数海洋细菌都具有运动能力，某些细菌具有沿着某种化合物的浓度梯度而移动的特性。
海水营养物质稀少，但海洋中各种固体表面和不同界面上却吸附积聚相对丰富的营养物质，许多细菌具有黏附到表面生长繁殖
的特性。
6. 发光性
少数几个海洋细菌属具有发光的特性，如：发光杆菌属和射光杆菌属。 发光机理
? “荧光素酶说”
? “发光素学”
五、海洋细菌的分离和培养
1. 分离样品的处理
? 沿岸、近海区域的样品，采用稀释涂布分离，即：将样品采用无菌海水进行一系列的稀释，再吸取一定量某几个稀释度的菌液
涂布于培养基后分离。
? 远海或深海的样品，由于异养细菌密度小，在培养前需将样品中的微生物浓缩到超滤膜上，再进行分离培养。
2. 分离培养基
? 一般采用海水配制分离培养基
陈海水：天然海水于黑暗中放置数星期
人工海水：artificial seawater(ASW)
人工海水的配方
.6HO：4.981g NaCl ：24.477g MgCl22
NaSO ：3.917g CaCl.HO：1.102g 2422
KCl：0.664g NaHCO：0.192g 3
KBr ：0.096g HBO：0.026g 33
SrCl ：0.024g NaF：0.039g 2
蒸馏水 ：1000ml
(为了避免沉淀，上述各成分需分别溶解）
?为了避免海洋酵母，霉菌的干扰，往往在培养基中加入抑制这类微生物的抗生素或化学试剂。
? 常用海洋好气性异养细菌分离的培养有：Zobell 2216E 培养基。 Zobell 2216E 培养基
蛋白胨：5g，酵母膏：1g，磷酸高铁：0.1g，琼脂：20g，陈海水：1000ml，pH7.6
六、海洋细菌间及与其它海洋生物的关系
概括地的讲：
竞争
捕食
共生：共栖
互生：原始合作、互利、偏害
1. 海洋细菌间及与其他海洋微生物的关系
? 互利
海洋细菌所产生的维生素有利于海洋真菌的生长。
海洋光合细菌
硫酸盐 HS, CO 22
硫酸盐还原菌
? 拮抗
多种海洋细菌能够产生抗菌物质，抑制其他敏感细菌（如假单胞菌、弧菌、病原真菌、放线菌）。
海洋蛭弧菌寄生裂解多种弧菌、气单胞菌、假单胞菌。
海洋细菌可被海洋病毒寄生裂解，也可分泌胞外酶抵御病毒的侵染。
? 附生、寄生
大量细菌附生在蓝细菌表面生长。
一种类似蛭弧菌的海洋细菌寄生在与海绵共生的蓝细菌细胞壁同细胞膜之间。
2. 海洋细菌间及与海洋植物的关系
? 协同生长
藻类在生长过程中释放许多脂、肽、糖、维生素等，细菌能够利用这些有机物生长繁殖。细菌摄取的有机物经代谢后以矿物或
其他形式为藻类提供必需的生长因子。
某些藻类处于无菌条件下，不能正常生长。
? 拮抗
藻类能够产生抗生素类物质抑制细菌生长，细菌也可以通过直接或间接作用抑制藻类生长，甚至裂解藻细胞。
细菌与藻类竞争无机营养，如磷等。
? 捕食
海洋细菌可被异养藻类（如夜光藻）所摄食，相互间形成捕食关系。
此外，许多能利用各种多糖的细菌常是海藻体表的重要菌群，对藻菌关系的研究具有重要意义。 3. 海洋细菌间及与海洋动物的关系
? 互利共生
附生于海洋动物体表的细菌能够有效地利用宿主所释放的营养物质；
某些鱼类被细菌附生后游泳速度获得提高。
某些海洋动物利用其发光器官内发光细菌所发出的光用于捕食活动。
? 竞争
某些海洋动物能进行渗透营养与细菌竞争溶解有机物；海洋细菌通过释放拮抗物质与海洋动物进行空间竞争。
此外，海洋动物消化道中细菌能够释放胞外酶分解动物吞噬，难以消化的有机物如：几丁质等。 七、海洋放线菌
以形成丰富次级代谢产物著称的放线菌（也有称为高G+C含量的革兰阳性细菌），也存在于海洋环境，并具有一定的分布特点
和分布规律：
Streptomyces）、小单抱菌( Micromonospora）、诺卡菌（Nocardia）、红? 近海、沿岸的浅海海域中发现的放线菌主要是链霉菌（
球菌（Rhodococcus）、分支杆菌( Mycobacterium）；
? 远海、深海的放线菌则主要是高温放线菌（Thermoacti-nomyces）、游动放线菌（Actinoplanetes）、戈登菌（Gordonia）等，一般在海洋沉积物中容易找到其踪影。
此外，海洋放线菌的分离与海洋细菌相似。
一、分类地位和特征
蓝细菌又名蓝藻或蓝绿藻，属于原核生物，是最大的一群光合自养原核生物，包含丝状或单细胞细菌约150属，1500种。
许多蓝细菌在进行有氧光合作用的同时，具有固氮的能力。
蓝细菌又名蓝藻或蓝绿藻，属于原核生物，是最大的一群光合自养原核生物，包含丝状或单细胞细菌约150属，1500种。
如：蓝细菌与海绵共生，颤藻以内共生体的形式存在海绵的细胞内，并可以产生氯化环缩二氨酸。
某些海洋蓝细菌是组成海洋地衣的种类；与硅藻共生的蓝细菌，由于有固氮作用，可增加硅藻的营养供应。 1. 细胞形态
单细胞无分支或有分支，串生或链丝状。细胞由肽聚糖包围，细胞壁外面再包有胶质或纤丝的鞘。 2. 生殖方式
单细胞蓝细菌：二分裂，复分裂或释放出外生孢子
丝状蓝细菌：丝状体断裂或自顶端释放出游动的称为段殖体的短链细胞。
3. 光合作用装置
细胞质内的片层状类囊体，光合色素为叶绿素α和藻胆蛋白（phycobili protein）。
藻胆蛋白（PBP）是所有蓝细菌的重要光能捕获色素，也只有PBP吸收的光波长对光合作用产氧有效。 二、种类
蓝细菌种类很多，按照蓝细菌的生活状态，可分为两大类：
? 特殊环境中的底栖类群（如可附着生长的类群）。
? 浮游类群（可自由生活的类群，主要是单细胞形式）如：铜绿微囊藻，水华鱼腥藻、红海束毛藻。 三、分布
1. 岩石型浅滩
在岩石型浅滩的基质表面和内部都有种类丰富的蓝细菌，主要有石囊属，眉藻属及各种颤藻蓝细菌科。 2. 沙质浅滩
蓝细菌与硅藻形成的藻垫，蓝细菌是沙滩上 群体的主要类型是表面藻垫。 3. 盐沼地带与红树林区
部分蓝细菌普遍存在与海边盐沼地区，有颤藻、鞘丝藻、席藻及微鞘藻属。 4. 潮下带地区
主要有较大的鞘丝菌，一些附生蓝细菌如
皮果藻属和一些居住在岩石内的蓝细菌不能直接用肉眼观察到。
四、环境因素对蓝细菌分布的影响
1. 附着基质 的影响
暴露的沙滩环境，蓝细菌群体在松软多孔的岩石如沙石中分布量较大，但因沙浪的冲刷，表面的蓝细菌很难定植。
在硬质岩石如花岗石表面蓝细菌则与真菌共生（地衣）。
2. 脱水的影响
通常随着空气中暴露的程度的增加，即随着脱水程度的增加，蓝细菌种群的数目会下降。 3. 温度的影响
高纬度地区生活的类群必须能耐受周期性的冰冻；
热带地区的暗色无孔岩石是蓝细菌经受的最高温度。
4. 光照的影响
5. 盐度
++的浓度，当Na浓度低于0.47%，则生长量会减少。 很多蓝细菌的生长需要提高Na
6. 污染的影响
很多资料认为有机物的污染会增加海洋底栖蓝细菌的数量。
五、海洋蓝细菌的分离与培养
蓝细菌在细菌生长的基质中形成大量胶状基质鞘，因此常常难以获得不混杂有异养菌的培养物。
但是蓝细菌的抗紫外线能力强于大多数异养生物，可利用此特性分离蓝细菌。 蓝细菌分离培养方法很多方面与其他微藻相似，将在以后介绍。
1976年Lewin报道了一种蓝绿藻，为原核生物，但不含藻胆色素，含有叶绿素a和叶绿素b，其类囊体结构与绿色植物的叶绿体相似，具有重大的进化意义。
目前已知有三种类型：原绿藻、原绿球藻、原绿丝藻。
原绿球藻是目前研究较为深入的原绿球藻属原绿藻。
一、原绿藻具有以下5个特征
(1)原绿球藻细胞较小（培养中细胞直径为0.5 -0.7um），是已发现的最小的光合生物，其大小接近产氧光合生物的最小尺寸。但
这种生物广泛分布于南纬40?~北纬40?之间的区域，并且在水深100 - 200m的水层中均高密度存在，很可能是地球上数量最大的光合生物。
(2) 原绿球藻具有叶绿素a (Chla )与叶绿素b (Chlb )的二乙烯化衍生物Chla2与Chlb2 0在有些菌株中还含有少量的藻红素，尽管其光合作用器官在结构上与高等植物、绿藻的光合作用器官不同，但其功能相同。 (3) 在大西洋、太平洋的亚热带寡营养海域中，原绿球藻的分布超出了透光层的界限。自然环境中的原绿球藻具有奇特的光积累来
适应水下这种光照极弱的环境。
（4）原绿球藻在寡营养海域中的水面层中分裂周期为1d,由于这些环境营梦养缺乏，此原绿藻很可能具有独特的营养需求。
（5）在实验室分离物以及自然群体中均发现原绿球藻具有相当多的多样性，誉为何环境条件引起原绿球藻发生这么大的变化，目
前还不清楚。
二、海洋原绿球藻分离与培养
原绿球藻的分离一般采用双层0.6um孔径滤膜过滤后，再用无菌培养液富集的方法分离，也有采用流式细胞计分群的方法直接从自然水体中分离。
三、流式细胞计
流式细胞计（Flow Cytometry, FCM）：
是对细胞进行自动分析和分选的装置。它可以快速测量、存贮、显示悬浮在液体中的分散细胞的一系列重要的生物物理、生物
化学方面的特征参量，并可以根据预选的参量范围把指定的细胞亚群从中分选出来。
流式细胞计：
流动室和
液流系统
激光源和
光学系统
流式细胞计的基本结构流式细胞计主要由四部分组成。它们是：流动室和液流系统；激光源和光学系统；光电管和检测系统；
计算机和分析系统。
赤潮：有害赤潮也称有害藻华，是当今全球海洋的一大灾害。 定义：在一定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌在短时间内突发性增殖或高度聚集而引起的一种生态异常，
并造成危害的现象。
赤潮的发生机制
有害赤潮发生的内因是存在有害赤潮生物。
我国海域辽阔，物种丰富，通过对中国近海赤潮生物调查资料及有关文献综合统计，分布于中国沿海的赤潮生物有148种，（其中43种曾引发过赤潮）分别隶属甲藻20个属70个种。
Noctiluca scintillans，微型原甲藻Prorocentrum minimum，海洋原甲藻P.mians，塔玛亚历山最主要的赤潮生物为夜光藻
大藻lexandrium tamarensis，多纹膝沟藻Gonyaulax polyedra，中肋骨条藻Skeletonema costatum，红色中缢虫mesodinium rubrum，红色束毛藻Trichodesmium sp.，和海洋卡盾藻Chattonella marina。
在我国引发过赤潮的43种赤潮生物中，有毒种类有链状亚历山大藻Alexandrium catenella,多环旋沟藻Cocholdinium polykrikoides,链状裸甲藻Gymnodinium catenatum，米镏金裸甲藻Gymnodinium catenatum，红裸甲藻Gymnodinium sanguineum，金黄不沟藻Gyrodinium aureolum，波罗的海原甲藻Prorocentrum balticum，褐胞藻Phaeicystis pouchieti和海洋卡盾藻Chattonella marina等28种。
有些赤潮生物特别是甲藻，往往发展成能适应不同环境、并与其他生物成功进行生存竞争的一系列适应策略，如通过垂直迁移
优先争夺阳光或营养盐 ；能在不良环境中形成孢囊沉积于底泥中，一旦环境适宜，可大量萌发形成古优势的营养细胞群。如在我
国长江口以南沿海的调查中，发现了22种活的有害赤潮孢囊。
有害赤潮发生的外因是具备合适的环境条件。
赤潮的形成需要合适的条件，各种环境因子包括物理（温度、光照和海流等）、化学（氮、磷等营养盐和微量元素铁、锰和维生素
等）、生物（摄食与捕食、种间的相互作用等）和气候（降雨、温室效应和厄多尼诺现象）等方面都可能触发、影响赤潮的发生及
其时空分布。
赤潮近来频发的原因中，一般认为最重要的是人类活动带来的影响如海洋环境污染，尤其是海域的富营养化。随着经济发展，工农
业废水和生活污水排放量不断增加，沿海富营养化加剧，为赤潮的发生提供了物质条件。然而，富养化并不等同于赤潮，赤潮的发
生机制非常复杂，包括了其他物理、化学、生物和气候等各方面的作用及相互作用。
每一类赤潮藻种与环境因子的相互关系又各不相同，有其自身的特点，所以赤潮发生机制的研究目前已成为各国科学家研究的
热点。
６、赤潮的危害
6.1 危害海产养殖业及渔业资源
6.2破坏正常的海洋生态系统
?赤潮发生时，由于少数赤潮藻的暴发性异常增殖造成海水PH值升高，粘稠度增大，使赤潮藻之外的浮游生物衰减，破坏原有的
生态系统结构与功能。
?赤潮衰败时，大量藻细胞分解消耗大量氧气，造成海域大面积缺氧，甚至无氧。同时，藻体分解时又会产生大量有 害气体(如H2S、NH3、CH4等)和毒素，使海水变色，变臭，造成海洋环境严重恶化。
6.3影响海上娱乐和滨海旅游业
?在我国，1991年主办亚运会前不久，北戴河海域的夜光藻赤潮几乎使帆船等比赛不能举行。 ?在美国，由于赤潮的发生，每年在佛罗里达西海岸对旅游业就造成1,500万到2,000万美元的经济损失。 6.4威胁人群的健康：世界已知的60多种赤潮生物可产生6类致毒的赤潮毒素(麻痹性贝毒PSP；神经性贝毒NSP；腹泻性贝毒DSP；失忆性贝毒ASP；西茄毒素CFP；蓝藻毒素CTP)，引起人类中毒死亡事件历年都有发生，近年有增多的趋势。 7、赤潮问题的新动向、新特点
近年来赤潮发生频繁，为害日烈。赤潮这一海洋灾害已同沙尘暴一样成为危害社会经济、人群健康的环境问题。 赤潮的发生在近年来有上升的趋势。其频度、面积、持续的时间、危害的程度、种类组成等等都显示出一种增多、高、加剧的
趋势。
７.1赤潮事件增多
7.2赤潮的范围不断扩大
７.3 赤潮持续的时间增长
７.4 赤潮种类增多
７.5 赤潮发生有明显的季节性：中国沿海的赤潮发生依所处的地理位置而呈现出季节差异。一般来说，南海的赤潮发生较早，多
始于春季，3月至6月是赤潮的高发期，而在东海则于7、8月赤潮高发，在北部沿海则是8月至10月赤潮频发。
不过近年赤潮发生日益呈现一种全年式的状况，如南海在8月、9月，甚至12月都有赤潮。99年广东绕平8月发生棕囊藻赤
潮，2000年8、9月在大亚湾，大鹏湾发生斯氏藻赤潮。
7.6 我国沿海的赤潮藻类
统计自50年代至今已发生的赤潮种类，不外乎主要是4类藻类，即甲藻、硅藻、定鞭藻及针胞藻类。有的海区也有发生蓝藻赤潮或裸藻赤潮的情形。
Heptoph－yceae）的球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）赤 甲藻的赤潮最常发生，最为有害。硅藻赤潮最为普遍。定鞭藻类（
潮很为特别。针胞藻类（Raphidoplupceae）赤潮在我国南北海域都有报告。 8、赤潮研究的国际概况
? 全球规模的赤潮研究，从宏观上大尺度研究赤潮危害的扩大与全球变化的关系，特别是受 气候变化的影响所发生的赤潮。
? 区域性的赤潮研究，分析赤潮种群大规模地理扩展的特征以及影响赤潮动力学过程的因素，研究光温效应、摄食压力和生物防
治等。
? 实验室水平的赤潮机理与模型研究，赤潮藻的细胞生物学及生理学特征研究，如赤潮藻生长的营养需求的研究和产毒生理生态
等。
? 人类活动对赤潮发生的影响的研究，如富营养化(工农业废水，生活污水，养殖废水，土壤流失等)造成的赤潮，赤潮生物的地
理扩散与新种类的引入。
? 赤潮种源一甲藻孢囊的研究，以及藻毒素的研究。如其类型来源(是内源一内寄生细菌，或外源)，转移途径，致毒效应，检测，
毒效与生物积累等。
—加拿大对赤潮毒素的研究处于国际领先地位；
—日本对赤潮藻的分类水平居于世界前列；
—西班牙对赤潮的发生机理有较深入的发现；
—美国则在赤潮藻的分子水平研究上有较突出的结果。
10、当今世界赤潮研究的空白和热点
有毒有害赤潮生物的种间界定，特别是一些地理亚种和变型的快速识别手段的确立与分类系统的建立。
?有毒赤潮生物的种群生物学与遗传学，特别是产毒的内在机制与表达。 ?有害赤潮生物的营养动力学与污染生态学。
?有毒赤潮藻与海洋其它生物尤其是海洋细菌间的生态关系。 ?有毒赤潮藻的毒素生物合成与生态毒理学，如对毒素的影响剂量、危害评价、数据库、行病学记录等。
?有毒赤潮藻的毒素病理学与药理学。
?赤潮藻毒素、贝毒素的分离、提纯与快速分析方法的确立。 ?数学模型的建立。
?减灾策略(如监测、预报、防治与海产品监管等)
赤潮与微生物
海洋环境中分布着种类繁多、数量庞大的微生物，因其个体的
极端微小性，种群结构的多样性，生理、生化类型的多样性，
生态功能的多样性和遗传特征的多样性，因而在海洋生物地球
化学过程中起着多重的极其重要的生物学作用。
?在海洋生态系统中，它们既是食物链中的生产者，又是有机物
质（包括毒性物质）的有效的分解者和转化者，还是物质、能
量的贮存者。在物质循环、能量运动、元素转化、生态平衡以
及环境净化等方面担当着非常重要的角色。
?同时它们当中的某些种类还是促使海域富营养化、赤潮发生的
间接或直接的诱因和某些水产养殖动物爆发性流行病的病原体。
新近的一些研究又表明，有些海洋微生物是有毒有害赤潮藻的
有效抑制者并具有毒素降解潜力。
?显然，微生物的这些生理生态学特点，尤其是藻--菌关系问题，
需要彻底查明。
利用微生物法抑藻除毒的必要性与优越性
个体小，比表面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖速； 适应性强，易变异；种类多，分布广。 ? 目前对赤潮的防治，主要是采取化学方法。化学方法防治虽可迅速有效的控制赤潮，但所施用的化学药剂给海洋带来了新的污染。
因此，越来越多的人将目光投向了生物防治技术。
? 关于生物防治有人建议投放食植性海洋动物如贝类以预防或清除赤潮，但有毒赤潮的毒素也可能因此而富集在食物链中并产生令
人担忧的后果。
? 而利用微生物如细菌的抑藻作用及其对赤潮毒素的有效降解作用，使海洋环境保持长期的可靠的生态平衡，从而达到防治赤潮的
目的，就可以避免这些缺陷，这也是细菌防治独特的优越性。
关于“以菌治藻”研究的动态
1．微生物对赤潮发生的促进作用
为赤潮生物提供营养盐及所必需的生理活性物质
?在海洋环境中，尤其在底层，硝化细菌通过硝化作用使氨态氮转化为硝态氮，供浮游生物利用；在混合层中，细菌通过氨化作用
产生的氨态氮是再生生产力的重要物质基础。
?细菌还为藻类的生长提供无机磷，磷在很多海区是浮游植物生长的限制因子，磷的主要来源是靠细菌活动使磷酸盐再生。 ?海水受污染后所含的有机质及动植物残骸等，经细菌分解后所产生的维生素类物质和微量有机成分（嘌呤、嘧啶等核酸成分，酵
母的自消化物等特殊有机物），可以促进浮游植物繁殖。
氮、磷是影响赤潮生物繁殖的重要营养元素，赤潮发生的一个很重要的原因是水体富营养化，水体中氮、磷元素的含量过高。 ?细菌还在其他元素的生物地球化学循环中起着重要作用，一定浓度的铁、锰元素对某些赤潮藻类的生长均有不同程度的促进作用，
这表明微量元素中铁、锰是触发赤潮发生的重要因子。细菌可把三价铁还原为易溶性的二价铁，为藻类的生长提供必需的铁元素。
?细菌还可以合成藻类必需的生理活性物质如维生素B-12，它在藻类的生理生活中起着极其重要的作用。
藻－菌共生关系
细胞外共生
? Riquelme CE和Ishida Y(1989)研究了海水细菌和微型藻类的相互作用，他们发现，在海水发生硅藻Asterionella glacialis赤潮期间，细菌优势种群为假单胞菌Pseudomonas 022，且细菌量与叶绿素浓度之间存在着正相关关系。实验室研究发现，A.glcialis的生长在外加Pseudomonas 022时受到显著促进。
? 进一步研究发现Pseudomonas 022分泌的一类糖蛋白是促进A.glcialis生长的物质。而细菌Pseudomonas 022的生长也受到A.glcialis产生的细胞外有机碳主要是溶解态氨基酸的促进。
细胞内共生
?细菌既可存在于藻细胞核中，也可存在于细胞质和细胞器。Silva(1982) 认为，内生细菌和藻细胞之间保持平衡关系的生长速率
维持了二者之间的共存。Silva和Franca(1985)发现甲藻染色体中的DNA纤丝似乎通过围绕于细菌周围的电子透明区域与细菌表面
相联系，它们之间可能存在着遗传信息的交换。
?他们发现在甲藻的指数生长期内，细菌主要限于细胞核内，进入稳定期后，核内的细菌更加丰富，生长似乎不受外界环境的影响，
并可通过类似于反胞饮的过程离开细胞核游移到细胞质中形成一批由核被膜包围的细菌。然后，其中一些在细胞质中被消化掉，另
外一些在细胞分裂时进入周围的培养基中。
?内生细菌在一些有毒藻类的毒素产生中起着一定的作用。目前，人们对内生细菌只是有了初步了解，对很多现象如共存方式、维
持机制、内生意义、产毒机制等，还需进一步研究。
２、微生物在赤潮消亡中的作用
细菌对赤潮消亡的作用
细菌对藻类的抑制作用有较强的种属特异性。如Fukami K.等(1992) 研究细菌的抑藻作用时发现，黄杆菌Flavobacterium sp.对裸甲藻Gymodinium nagasakiense具有强烈的抑制和杀灭作用，而对Chattonella, Heterosigina akashiwo和骨条藻Skeletonema costatum均无效。这表明该细菌对Gymodinium nagaskiense的杀灭作用是专一的。
食菌蛭弧菌对赤潮消亡的作用
? 蛭弧菌的分布自被发现后的大量研究表明它广泛分布于近海洋环境，是以海洋微型生物为寄主的寄生菌，对水环境中的微型生
物寄主具有“高速碰撞、高速钻孔、高产量胞壁酸形成”等生物学特性。
? 由于它们生活在宿主细胞的周质空间，可确保营养小环境稳定，使它具有生态学优势，又因为它可“吃掉”有害宿主细胞而具
有很大应用潜力。
? 研究表明蛭弧菌也可进入藻细胞内而溶藻。厦门大学赤潮研究组也曾对其在近岸海水环境中的生态分布及对寄主裂解的多样性、
有效性作过研究报道。
病毒对赤潮消亡的作用
?在海洋环境中存在着大量病毒，其生物特点是：?非细胞性。?极端的微小性。?专性的寄生性，其对赤潮消长起着重要作用。
Emiliania hualyi引起的赤潮消亡过程中起着重要作用，他们在溶解细胞内和 ?Bratbak(1993)等研究表明：病毒在由海洋藻类
周围环境发现游离态病毒颗粒和病毒类似颗粒的存在，同时，赤潮在消退过程中伴随着病毒数量的增多。
?Nagasaki等也从日本Nomi海湾分离到一种病毒，这种病毒能够感染赤潮引发种Heterosigma akashiwo，该病毒颗粒可以感染并裂解两株H.akashiwo, 该病毒对H.akashiwo具有较高的特异性，不会导致Chattonella antiqua, C.verruculosa, Fibrocapsa
japonica等15种其它种类的浮游植物细胞裂解。而且，三株从日本Hiroshima湾分离到的Heterosigma akashiwo具有对该病毒的抗性，表明这种病毒并非种特异性而是具有株特异性。
微生物与藻毒形成的关系
１、藻类毒素和相应的产毒藻类（见表）
２. 甲藻内共生细菌产毒之说
?早在1982年，Silva就提出了甲藻内共生细菌产毒的假说，并对甲藻内共生细菌进行了研究，但一直没有确切的细菌产毒证据。 ?直到1987年，Kodama实验组才首次从一株高毒的A.tamarense中分离到一株产毒细菌。它可以在独立培养的条件下产生麻痹性
贝毒毒素。对这株细菌的生理生化研究表明，这株细菌是Moraxella属，其产毒量在磷元素缺乏条件下升高，这同培养的产毒藻在
磷缺乏条件下产毒量增加相类似。在此之后，该实验组又从其它地区的产毒藻中分离出了产毒细菌。 ?Doucette等应用生物化学和分子生物学技术研究了分离出的细菌，
发现它们所产生的毒素组成相对稳定，毒素含量在磷缺乏条件下上升，并且与作为能源的有机物有关。 ?这些证据表明，与产毒甲藻共存的细菌中有的可以产生麻痹性贝毒。但到目前为止，只有Kodama实验组成功分离出了产毒细菌。 ３、细菌同赤潮毒素形成的关系
? 甲藻本身是否可以产生毒素呢?研究表明，在培养条件一致时，甲藻的毒素组成是相对稳定的，也就是说不同种甲藻，甚至在不
同的地理区系中分离出的不同品系，其毒素的组成可能存在差别，而这种差别可以保持稳定。 ? 对具有不同毒素组成的甲藻株进行交叉有性生殖实验的结果表明，毒素组成的遗传符合1:1孟德尔分离，这表明毒素的组成是伴随染色体稳定遗传的。
? 毒素组成与有毒藻本身遗传物质密切相关，由此证实毒素组成是由有毒藻本身的酶决定的。目前已分离出多种毒素合成相关酶。 ? 从已有的结果来看，麻痹性贝毒究竟是由甲藻本身产生还是由甲藻的共生细菌产生尚不清楚。但是可以得出这样的结论：细菌可
以产生麻痹性贝毒，麻痹性贝毒毒素组成与有毒藻的基因有关，可以稳定遗传。
? 细菌是否对赤潮毒素的产生有促进或抑制作用，其作用机理及效应如何，目前的研究还相对较少。 样品采集与预处理
构建宏基因组文库 常规手段进行有 效抑藻菌的分
离、筛选和纯化
抑藻活性基因的筛选 ?环境参数调查 抑藻菌的初步构建 ?赤潮生消过程 中微生物群落结 构动态变化
菌藻关系研究
细菌抑藻生抑制作用的机 优势菌生态位 长、产毒作用 制研究
抑制作用的条 件优化
获得稳定、高效的抑藻菌
应用于赤潮的微生物防治
海洋抑藻基因的高效筛选及其在赤潮调控中的应用
--创新性
--前瞻性
--带动性
, 针对赤潮灾害发生的新态势、新特点，采用抑藻基因调控赤潮的新思路，瞄准“以菌治藻”的目标，利用宏基因组学技术
开发源于海洋微生物的抑藻基因，从环境样品中提取宏基因组，构建宏基因组文库，筛选出抑藻活性克隆，构建抑藻菌；
, 进而探讨抑藻菌同赤潮藻生长和产毒之间的生态关系；并进行有效抑藻菌的生物化学、分子生物学研究，查明抑藻基因抑
藻生长的机理和过程并优化其抑藻作用的环境条件；
, 而后建立抑藻菌抑藻作用的模型，提出有害赤潮的微生物法调控技术；为海洋抑藻基因的开发利用、有害赤潮的微生物防
治、海洋资源环境和人类健康的保护提供理论和实践依据。 在运用以菌治藻同时需要考虑以下因素：
?首先是杀藻作用与细菌的种属特异性有关，在以菌治藻中，菌种的选择对防治效果而言是关键所在，对不同的藻类引发的赤潮，
要采用不同的细菌，要选择抑藻效果强烈且专一性高的菌种，这样才能在有效抑藻的同时避免给鱼类等水生生物造成不良影响。
?其次是投放细菌的数量要恰到好处，必须要达到阈值才能收到预期的杀藻效果。 ?再者是细菌投放的时间，在赤潮发生和演替的过程中，自然菌群的组成也发生着巨大的变化，对赤潮藻也有着不同的作用。要定
期监测海洋中主要菌的组成与变化，适时投放适量的菌剂或菌粉以达到防治效果。 ?最后是要注意海水的营养盐程度，诸多研究表明，细菌的杀藻作用与水环境营养物浓度有密切关系。有些细菌的抑藻作用是通过
与藻类进行营养竞争来实现的。因此，在营养很贫乏的海域就不能采用这种方法。
范文五：海洋微生物
一、实验题目:从海洋微生物中提取产抗生素菌株
二、实验背景：海洋微生物包括海洋细菌、海洋真菌和海洋放线菌，其种类约为
陆生微生物的20倍以上，海洋微生物其特殊的生存环境（高盐、高压、低温、
低光照和寡营养），从而可合成一些结构新颖的抗生素，这是陆地微生物所不具
备的。从海洋微生物中筛选新抗生素，实际上是由陆地资源发掘向整个自然界的
延伸，开发海洋微生物资源的意义是重大的，表现在几个方面：
（1） 海洋丰富的微生物资源为新药发现提供了多样的物种基础，它的开发将使
人类进一步认识自然。
（2） 新抗生素由于结构与作用机制可能有别于陆生来源的抗生素，将极大的克
服目前的抗药性，同时为新药的合成提供新的“母核”。
（3） 微生物易于培养、发酵，可无限再生而无需过度开发野生资源。
三、实验思路：
四、实验步骤：
五、实验原理
已知海洋微生物其特殊的生存环境（高盐、高压、低温、低光照和寡营养），从而可合成一些结构新颖的抗生素，抗生素可以抑制周围微生物的生长。若把这些微生物臵于含有供试菌的琼脂平板上，则其周围会形成一个圆形的不长菌的透明区域，即透明圈。这样就可以选择不同类型的微生物做供试菌，来寻找能抑制该类微生物生长的抗生素产生菌。本次实验采用的是纸片扩散法，其原理为：纸片中的药物向纸片周围扩散时形成递减的浓度梯度，纸片周围的实验菌生长若受到抑制，就会形成抑菌透明圈，透明圈越大、越透明，说明实验菌对该药物越敏感，反之，则不敏感。实验时，在固体培养基表面均匀涂布实验菌后，将滤纸片平整的贴在平板表面。取适量待测样品加到滤纸中央，培养一定时间后测量透明圈直径。该方法具有直观、快速的优点，在化合物分离纯化过程中还可以用来进行活性成分的追踪。
六、实验过程
（一）所用器皿的洗涤
1、刷洗、烘干：先用自来水洗刷至无污物，再选用大小合适的毛刷蘸取去污粉刷洗，用自来水冲洗干净后再用蒸馏水洗2-3次，然后烘干。
2、泡酸、清洗：烘干后泡入酸液，24h后取出，立即用自来水冲洗，无色后用自来水冲洗12遍，后用三蒸水清洗三遍。
3、烘干、包装：洗干净的器皿烘干后取出用牛皮纸（油光纸）等包装，以便于消毒、储存及防止灰尘再次污染。
4、高压消毒：包装好的器皿装入高压锅内，盖好盖子，打开开关和安全阀，随着温度的升高安全阀冒出蒸汽，当蒸汽成直线冒出3-5分钟后，关闭安全阀，气压表指针随之上升，当指针指向15磅时，调节电开关维持20-30分钟即可。（玻璃培养瓶消毒前可将胶帽轻轻盖上）
5、烘干备用：因为高压消毒后器皿会被蒸汽打湿，所以要放入烧箱内烘干备用。 备注：金属器皿不能泡酸，洗涤时可先用洗涤剂刷洗，后用自来水冲洗干净，然后用75％酒精擦拭，再用自来水，然后用蒸馏水冲洗，再烘干或在空气中晾干。
放入铝制盒内包装好在高压锅内15磅高压（30分钟）消毒，再烘干备用。 橡胶和塑料：先用洗涤剂洗刷干净，再分别用自来水和蒸馏水冲干净，再用烤箱烘干，备用。
（二）所用培养基的配制
一、牛肉膏蛋白胨培养基的制备
实验目的：掌握培养基的配制原则与方法；
实验材料：器材：试管、三角瓶、烧杯、量筒、玻璃棒天平、牛角匙、高压蒸汽
灭菌锅等。
试剂：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂等
实验原理：
培养基是人工按一定比例配制的供微生物生长繁殖和合成代谢产物所需要的营养物质的混合物。培养基的原材料可分为碳源、氮源、无机盐、生长因素、能源和水。根据微生物的种类和实验目的不同，培养基要选择合适的配比关系；选择合适的理化性质；配后要及时灭菌。
牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基，有时又称为普通培养基。由于这种培养基中含有一般细胞生长繁殖所需要的最基本的营养物质，所以可供细菌生长繁殖之用。
实验内容：
1.牛肉膏蛋白胨培养基的制备
（1）称量 准确称取各种成分。一些不易称量的成分如牛肉膏，可用玻璃
棒取出放硫酸纸上称量，然后连同硫酸纸一起放入烧杯中。
（2）溶解 向烧杯内加入所需的水量，将牛肉膏用水洗下后，取出硫酸纸
弃去。加热搅拌全溶后稍放冷。
（3）调pH值 用酸度计或精密pH试纸测定其pH值，并用10％NaOH调至
所需pH值，必要时用滤纸或脱脂棉过滤。一般比要求的pH高出0.2，
因为高压蒸汽灭菌后，pH常降低。
（4）分装 根据不同需要，可将配好的培养基分装入配有棉塞的试管或三
角瓶内（如下图）。注意分装时避免培养基挂在瓶口或管口上引起杂菌
污染。如液体培养基，应装试管高度的1/4左右；固体培养基装试管高
度的1/5左右；装入三角瓶的量以三角瓶容量的一半为限。
（5）包扎 试管扎成捆。试管和三角瓶的棉塞外用硫酸纸和牛皮纸包扎，
纸上表明培养基的名称、配制日期等。
（6）灭菌 培养基用1.103mpa,121℃,高压蒸汽灭菌20min。
二、完全培养基（TYG培养基）
实验原理
完全培养基是用来培养和观察大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的合成培养基。配臵
时，除琼脂和葡萄糖外，混合配方中的其他成分，调节pH使比最终的pH略高0.2-0.4，加入琼脂，加热溶化后过滤，加葡萄糖溶液后摇匀，调节pH是灭菌后为7.0〒0.2,115℃，灭菌30min。
完全培养基配方如下： 材料及器材
胰蛋白胨 10g 1、试剂
K2HPO4 3g 胰蛋白胨、K2HPO4、琼脂、酵母浸膏、
琼脂 15-20g 蒸馏水、葡萄糖。1mol/LNaOH、1mol/L
pH 7.0〒0.2 HCL。
酵母浸膏 5g 2、器材
葡萄糖 1g 试管、三角烧瓶、烧杯、量筒、玻璃棒、
蒸馏水 1000ml 培养基分装器、天平、牛角匙、高压蒸汽灭菌锅、pH试纸、棉花、牛皮纸、记号笔、麻绳或橡皮筋、纱布等。
实验步骤
1、 称量和溶化
参考实验原理
2、 pH调节、分装、包扎、灭菌及无菌检查。
备注：接种后，37℃,24h
再转移到牛肉膏蛋白胨培养基上培养37℃,24h
三、高氏I号培养基的制备
备注：1、121℃,20min
2、接种放线菌后，28℃培养5-7天。
四、培养海洋微生物培养基的制备
目的要求
熟悉配制培养基的一般步骤。
实验原理
由于海洋微生物特殊的生存环境（高盐、高压、低温、低光照和寡营养），所以培养海洋微生物的培养基需要特制，为了使微生物更好的生长，已获得更多的菌株，本实验采用尽量保持与微生物原来生存环境相同或相近的生存环境，所以配臵了加入人工海水的牛肉膏蛋白胨培养基。人工海水是指根据Marcet-Dittmar的海水常量元素恒比定律，在实验室中利用化学试剂和蒸馏水配制的与天然海水成分接近的混合物溶液。
培养基配方:
琼脂 15.0g 酪蛋白胨 10.0g
蛋白胨 5.0g 酵母浸膏 1.0g
人工海水 1L Ph 7.8〒0.2
人工海水配方：
天然海水中的化学成分较多， 主要有氯化钠、氯化钾、硫酸镁和 铁、锂、碘、铝、溴、锶等数十种， 将这些化学物质按照一定的比例， 充分混和在一起，就可制成使用方 便的人工海水盐。使用时，只要将人 工海水盐按照一定的比例与
水兑合， 就可配成与天然海水较接近的人工 海水。 Mocledon的人工海水配方
(盐度3.34％)
名 称 分 子 式 单位：克／升水
氯化钠 Nacl 26．726
氯化镁 Mgcl2 2．26
硫酸镁 Mgso4 3．248
氯化钙 Cacl2 1．153
碳酸氢钠 NaHCO3 0．198
氯化钾 KCL 0．721
溴化钠 NaBr 0．058
硼酸 H3BO3 0．058
硅酸钠 Na2SiO3 0．0024
硅酸钠 Na2Si4O9 0．0015
磷酸 H3PO4 0．002
六氯化二铝 Al2cl6 0．013
氨 NH3 0．002
硝酸锂 LiNO3 0．0013
人工海水配制的水源主要是自 来水，将自来水晾晒一周，待水中氯 气挥发尽后备用。或者将自来水通 过离子交换树脂过滤器，采用过滤 后的水源来配制人工海水，是配制 人工海水最常用的方法。 人工海水盐的兑掺数量，是按 照海水的盐度来决定的。天然海水 的盐度为3.4—3.5%，人工海水的盐 度控制在3.0—3.3%。人工 海水的盐度3.0%，即是1000千克水 中含有30千克盐类，那么，要在100 千克淡水中兑掺3千克海水盐，才 可配制盐度3.0%的人工海水。不同
水温下的海水盐度和比重换算
密度： 1．020 1．021 1．022 1．023 1．024
水 25 28．6 29．9 31．2 32．6 33．9 盐
26 29．0 30．3 31．6 33．0 34．3
温 27 29．3 30．6 31．9 33．3 34．6 度
28 29．7 31．0 32．3 33．7 35．1
人工海水在配制过程中不要采用金属容器，以后换水时可采用玻璃 缸，塑料或非金属容器。人工海水必 须在使用前24—48小时调配好。刚配制的人工海水，水质 不稳定，水色也比较混浊，应每隔12 小时对水质进行一次测量，通过兑 水或增加海水盐的方法，将人工海 水的比重维持在1．022—1．023。一般 48小时后，水色澄清水 质稳定。采用水质测试剂，努力将人 工海水调整到合理的范
围内。
（三）样品的采集
采集原理
样品采集是从特定生态系统中分离微生物菌群的第一步，采样前应充分考虑采样的季节与时间。微生物的数量、种类与采集时间、季节、有机物含量、深度等有着密切关系，通常在夏季或冬季沉积物中微生物存货数量较少，暴雨后微生物也会显著减少。采样地点尽可能选择人为干扰小、无污染的区域，采样当天或前三天天气应晴朗。确定采样地点后，根据采样范围、样品水分、肥力状况、植被等特征，采用蛇形取样法、棋盘法或对角线法，选取5-15个采样点进行样品采集。采样点不要过于集中，布点应均匀且各点取样量要大体一致。
采集工具
无菌刮铲、镊子、解剖刀、采水器、采泥器、无菌塑料袋和塑料瓶等。
注意事项
海洋样品含水量高，尤其海洋动物极易腐败，一般要求采好的样品及时送回实验室处理，暂不能及时处理的应储存于冰浴作短暂存放。这是因为，样品采集后微生物群体脱离原来的生态环境，其内的性境发生变化，微生物群体之间会出现消长。
采集地点
黄海附近海域
（四）样品的培养
实验原理
培养时尽量使培养条件与原有生境相同或相近，研究表明，参照海洋环境改变培养条件，有可能分离出更多的菌株，有时也能使海洋微生物活性化合物产量得以提高。考虑到海洋的高盐、高压、贫营养等特殊环境，对海洋微生物分离培养基需加以改造，例如水的选择，通常要选用天然陈海水或人工海水（见备注），营养物的浓度、共生关系的利用、抑制剂的使用等。一般分离海洋菌株时营养物的浓度应比分离陆地菌株时低，抑制剂的浓度应比陆地真菌的使用浓度要低一些。除此之外，所需的培养浓度较同类的陆栖微生物要低，但对于嗜热微生物，最适生长温度最高可达80度，分离嗜盐微生物时培养基中盐浓度可高达
2.5mol/L。
实验步骤
1.十倍稀释
先将含菌样品用无菌海水进行 10倍系列稀释至10-1,10-2,10-3,……，10-8，制成菌悬液，使微生物细胞充分分散为单细胞（如下图所示）
2.涂布法
将溶化的琼脂培养基倒入培养皿，均匀凝固后，用无菌移液枪吸取0.1ml不同稀释倍数的稀释液移至平板培养基上，用无菌玻璃涂布棒均匀涂布后放入培养箱倒臵培养。
3.倾注法
用无菌移液枪吸取适量不同稀释倍数的稀释液加到溶化并冷却至50度的培养基，混匀后倒入培养皿，平臵，待凝固后放入培养箱倒臵培养。
注：此上两种方法为最初的富集培养，待菌落长成以后分别将不同的菌株分离出来再进行纯培养。
（五）培养敏感菌株
此次选用的敏感菌株有大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和炭疽杆菌，其中大肠杆菌和金黄色葡萄球菌需要先在完全培养基上37度培养24小时，然后再转移到牛肉膏蛋白胨培养基上37度培养24小时，绿脓杆菌和炭疽杆菌在牛肉膏蛋白胨培养基上37度培养24小时。
注：敏感菌株一般采用平板划线法进行培养（如下图）
【（六）敏感菌菌液的制备
四种敏感菌菌液的制备方法大致相同，基本操作步骤为：将原培养基上的菌株取
下，将其接种于加了0.05%无菌葡萄糖的牛肉膏蛋白胨培养基上（斜面试管），于37度培养18-20小时，连续转接3-4次，用0.85%的生理盐水洗下，离心后菌体用生理盐水洗涤1-2次，再将其稀释至一定浓度（约10^9/ml,或用光电比色计测定，在波长650nm处透光率为20%左右即可）】
（七）海洋微生物次级代谢产物的提取
实验目的
通过发酵培养技术，获得实验所需的次级代谢产物。
实验原理
微生物生长的稳定期是次级代谢产物产生的主要时期，通过对这个时期的微生物进行发酵处理，从而提取出微生物产生的次级代谢产物，以用于下一步的测试实验。发酵培养的一般方法为:在培养瓶中放入50ml发酵培养基，用双面绒布或6层纱布及牛皮纸扎紧瓶口，121℃湿热灭菌30min，在无菌室中接入代培养的菌种，28℃条件下旋转式摇床（20r/min）中培养四天。发酵培养结束后，再经过离心技术取得所要的物质。
实验步骤
1、 将分离到的不同类海洋微生物分别接种到发酵培养基上，进行发酵培养，
其方法为：在培养瓶中放入50ml发酵培养基，用双面绒布或6层纱布及牛皮纸扎紧瓶口，121℃湿热灭菌30min，在无菌室中接入代培养的菌种，28℃条件下旋转式摇床（20r/min）中培养四天。
2、 发酵培养完成以后，将上述发酵液离心（3000r/min,10min）,分别取上清
液和沉淀
3、 制备无菌滤纸片，其方法为：（1） 取直径0.6cm圆形滤纸片，每100片置于一小平
皿中，15磅灭菌20分钟，再置于烤箱（60~100℃）烘干。
（2） 取一定浓度的不同的已提取出的海洋微生物的次级代谢产物，分别注入装有无菌滤纸片的小平皿内，每100片加入1ml所取物质，浸泡半小时后，再臵37℃温箱中2-3小时干燥。或用移液器吸取菌液将纸片打湿。
4、所用敏感菌的混菌平板的制备，其方法为：（1）用大口吸管吸取20ml已加热融化的营养琼脂培养基，注入无菌平皿内，均匀铺满皿底，凝固后作为底层培养基。（2）用2ml无菌吸管分别吸取制备好的敏感菌菌液1.2ml，加至48℃保温的100ml营养琼脂培养基上，轻轻摇匀，再用无菌大口吸管吸取4.0ml加至已冷凝好的底层培养基上，摇匀。
5、测试培养皿的制备，如下图所示，中间0号为未加入任何次级代谢产物的滤纸片，作为对照。周围1-6号则分别用培养的海洋微生物的次级代谢产物浸泡过的，实验时应做好标记，以便做记录。抑菌作用的判断:
抑菌环直径大于7mm 者，判为有抑菌作用。
抑菌环直径小于或等于7mm 者，判为无抑菌作用。
6、实验结果的记录。
备注：实验所用培养皿每种有两个。
本实验会用到高压蒸汽灭菌锅，现将其用法介绍一下： 1．首先将内层灭菌桶取出，再向外层锅内加入适量的水，使水面与三角搁架相平为宜。
2．放回灭菌桶，并装入待灭菌物品。注意不要装得太挤，以免防碍蒸汽流通而影响灭菌效果。三角烧瓶与试管口端均不要与桶壁接触，以免冷凝水淋湿包口的纸而透入棉塞。
3．加盖，并将盖上的排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内。再以两两对称的方式同时旋紧相对的两个螺栓，使螺栓松紧一致，勿使漏气。
4．用电炉或煤气加热，并同时打开排气阀，使水沸腾以排除锅内的冷空气。待冷空气完全排尽后，关上排气阀，让锅内的温度随蒸汽压力增加而逐渐上升。当锅内压力升到所需压力时，控制热源，维持压力至所需时间。
5．灭菌所需时间到后，切断电源或关闭煤气，让灭菌锅内温度自然下降，当压力表的压力降至0时，打开排气阀，旋松螺栓，打开盖子，取出灭菌物品。如果压力未降到0时，打开排气阀，就会因锅内压力突然下降，使容器内的培养基由于内外压力不平衡而冲出烧瓶口或试管口，造成棉塞沾染培养基而发生污染。
6．将取出的灭菌培养基放入 37℃温箱培养24小时，经检查若无杂菌生长，即可待用。
