摘要浮游植物是水生微生物群落的重要组成部分,浮游植物和细菌之间的代谢耦合决定了溶解有机碳 (DOC) 的命运。然而,初级生产力对细菌活动和群落组成的影响仍然很大程度上未知,例如,好氧不产氧光养 (AAP) 细菌利用浮游植物衍生的 DOC 和光作为能量来源。在这里,我们研究了自然淡水群落中初级生产力的减少如何影响细菌群落组成及其活性,主要关注 AAP 细菌。当光合作用因光系统 II 的直接抑制而降低时,细菌呼吸速率最低,而在没有光合作用抑制的环境光条件下细菌呼吸速率最高,这表明它受到碳可用性的限制。然而,细菌对亮氨酸和葡萄糖的吸收率不受影响,这表明当低初级生产力限制 DOC 可用性时,提高细菌生长效率(例如由于光异养)有助于维持整体细菌产量。细菌群落组成与光强度紧密相关,主要是由于光依赖性 AAP 细菌的相对丰度增加。这一观点表明,细菌群落组成的变化不一定反映在细菌生产或生长的变化中,反之亦然。此外,我们首次证明光可以直接影响细菌群落组成,这是浮游植物-细菌相互作用研究中被忽视的一个主题。
摘要:通过对加利福尼亚州蒙特雷湾的概要,高分辨率观测来检查影响浮游植物生态学的物理生物学耦合。海底峡谷和架子上断裂的地形对物理生物学耦合的影响。在第一个案例研究中,在南部的架子水域中观察到底栖底型耦合,那里的浑浊羽流从底部约60 m深到一个深度约10 m的植物浮游植物层的底部。在与浮游植物层的交点处,羽流的沿羽毛尺度范围从底部附近约5 km到约1 km。原位和遥感数据支持蒙特雷峡谷对循环的影响,强迫底栖式 - 彼此耦合。在第二个案例研究中,额定区域和邻近水在北部架子的约20 km 2中迅速进行了调查。前部与直径<1 km的额叶脊/槽结构,表面光滑和额叶结构相关。叶绿素最大层的大小和垂直位置与额叶区域紧密结合。该层被等轴脊和额叶涡流分散,并集中在等轴槽中和沿涡流的外围。通过观察到的表面光滑,测得的水速度以及架子断裂的接近和方向,通过潮流与架子断裂的相互作用产生的内波的影响。展示了地形对蒙特雷湾浮游植物生态学的显着和持续影响。
使用 CRISPR-Cas9 对 HSP90 基因进行遗传改造以增强 T. Suecica 的耐热性 Joy Xu,BHSc 学生 [1],Vedish Soni,BHSc 学生 [1],Meera Chopra,BHSc 学生 [1],Olsen Chan,BHSc 学生 [1] [1] 麦克马斯特大学健康科学学院,安大略省汉密尔顿,L8S 4L9 *通讯作者:xuj169@mcmaster 摘要:浮游植物是海洋微生物,在氧气的生产中发挥着关键作用,是海洋食物链的基础。在过去的一个世纪里,随着气候变化的开始,浮游植物的数量大幅下降。虽然浮游植物有能力适应海洋温度的上升,但快速的环境变化,包括自上而下的控制和热分层的增加,在适应性融入基因组之前就减少了它们的数量。为提高存活率,可通过增加保守的热休克蛋白 90 ( HSP90 ) 的表达来增强常见藻类菌株的耐热性。将对常见藻类四爿藻 (T. suecica) 进行试验,因为它体型较大、光合速率快、营养丰富。通过使用 CRISPR-Cas9 将 HSP90 基因拼接到 T. suecica 金属硫蛋白 ( Mt ) 启动子中,可增强耐热性。在硫酸铜溶液中孵育一段时间可确保 Mt 启动子受到刺激,从而增加 HSP90 的表达。将通过比较转基因和野生型 T. suecica 培养物之间的 HSP90 蛋白产生来衡量所提出方法的有效性。改良的 HSP90 基因的基因组整合使未来种群能够在海洋中存在重金属的情况下表现出超出其基础表达水平的耐热性。通过加速耐热性的适应,可以提高 T. suecica 的整体适应性,从而在较温暖的海洋条件下重新建立其种群。通过将类似的方法应用于其他浮游植物,各种物种的重新繁殖可以增加生物多样性和全球净初级生产力。关键词:热休克蛋白 90 ( HSP90 );金属硫蛋白 ( Mt );浮游植物;气候变化; CRISPR-Cas 9;耐热性简介
在公海中,被称为浮游植物的微小藻类漂浮在阳光照射的表层水中,将太阳能转化为食物能量。然而,浮游植物无法在某些河口的泥水中生长。相反,这些河口的大部分初级生产是由沼泽植物、底栖藻类和鳗草进行的,它们大量生长在河口的沼泽和泥滩(低潮时露出水面的泥地)中。这些植物构成了河口食物链的燃料,即动物吃植物,动物又吃植物,从而在这个过程中传递食物能量(见图 C)。然后,各种不同的食物链相互连接,形成河口食物网。
摘要:通过监测叶绿素浓度(CHLA),可以跟踪湖泊的富营养化状态并描述浮游植物生物量的时间动力学。这种监测必须既广泛又密集,以说明短期和长期生物量变化。通过具有高时间分辨率的轨道传感器对CHLA的远程估计可以实现这一目标。在这项研究中,我们使用MODIS图像为巴西半干旱地区的三个战略湖泊生成21年的CHLA时间序列:Eng。Armando RibeiroGonçalves,Castanh -o和Or。我们使用该地区13个湖泊中收集的数据来测试新的和已发布的回归模型以进行CHLA估计。所选模型已验证并应用于三个最大湖泊的每日MODIS图像。由此产生的CHLA时间序列表明,浮游植物生物量的时间动力学与湖泊的液压状态有关,而CHLA在强烈的水更新时逐渐下降,并在持久的干燥期间保持高。2004年的强烈雨季降低了浮游植物生物量,其影响甚至延长到随后的几年。我们的结果鼓励在羊水研究中探索MODIS存档图像。
摘要在巴西东北部半干旱地区的富营养化饮用水储层中分析了浮游植物的物种组成和季节性的继承。研究基于在1年(1997年至1998年)的两次或每月抽样,在1个代表站进行了2个采样深度(底部附近0.5和5 m)。limnological参数(温度,pH,pH,氧气,电导率,光,溶解的无机营养素),以确定影响浮游植物组成的可能因素。我们确定了30个分类单元,这些分类单元在数值上由叶绿素科主导。然而,在丰度和生物量方面,蓝细菌以cylindros- permopsis raciborskii(Wolsz。Seaveayya et subba Raju。该物种可以代表生物量接近浮游植物总生物量的96-100%,其值在1998年4月至11月之间达到70 mg 1-I(新重量)。在调查中,盘齿状梭菌的细丝盘绕(平均97%),平均比例为终端杂细胞的12.3%。物种毒性是根据生物症分析确定的,并且在开花过程中揭示了神经毒素的存在。到1998年3月,氯酸菌浓度在表面水平上达到135 pg 1-l,诱导了舒适区深度的急剧下降。在高温,高pH值,低N/P比以及没有有效的捕食者的情况下观察到了有利的环境条件。尽管没有外部养分供应,但营养环境似乎在蓝细菌的开花中起作用。然而,1998年与1997年的厄尔尼诺后果有关的年度雨水不足和缺乏水分的续约似乎是负责养育性贫血状况和氰基分体盛开的主要因素。因此,全球气候变化会影响大陆水域中的浮游植物种群动态,如海洋生态系统中经常证明的那样。
摘要:激光诱导的荧光(LIF)技术已被广泛应用于水生浮游植物的遥感中。然而,由于激光激发引起的荧光信号弱和水中激光的显着衰减,分析检测变得具有挑战性。此外,很难同时检索衰减系数(K MF激光雷达)和通过单个荧光激光拉尔(lidar)在180°(βF)处的荧光体积散射函数。为了解决这些问题,提出了一种新型的全纤维荧光海洋激光雷达,其特征是:1)使用单光子检测技术获得地下荧光曲线,以及2)引入荧光激光痛的KLETT倒置方法,以同时检索K MF Lidar和βF。根据理论分析,叶绿素浓度的最大相对误差范围为0.01 mg/m 3至10 mg/m 3,在10 m的水深度范围内含量小于20%,而K MF激光射线的最大相对误差则小于10%。最后,将船舶单光子荧光激光雷达部署在实验容器上,以在离岸区域的固定站进行9小时以上的实验,从而验证了其分析能力。这些结果证明了LiDAR在分析水生浮游植物的分析中的潜力,从而提供了支持研究地下浮游植物的动态变化和环境反应的支持。
摘要:激光诱导的荧光(LIF)技术已被广泛应用于水生浮游植物的遥感中。然而,由于激光激发引起的荧光信号弱和水中激光的显着衰减,分析检测变得具有挑战性。此外,很难同时检索衰减系数(K MF激光雷达)和通过单个荧光激光拉尔(lidar)在180°(βF)处的荧光体积散射函数。为了解决这些问题,提出了一种新型的全纤维荧光海洋激光雷达,其特征是:1)使用单光子检测技术获得地下荧光曲线,以及2)引入荧光激光痛的KLETT倒置方法,以同时检索K MF Lidar和βF。根据理论分析,叶绿素浓度的最大相对误差范围为0.01 mg/m 3至10 mg/m 3,在10 m的水深度范围内含量小于20%,而K MF激光射线的最大相对误差则小于10%。最后,将船舶单光子荧光激光雷达部署在实验容器上,以在离岸区域的固定站进行9小时以上的实验,从而验证了其分析能力。这些结果证明了LiDAR在分析水生浮游植物的分析中的潜力,从而提供了支持研究地下浮游植物的动态变化和环境反应的支持。
摘要 可以使用 16S rRNA 荧光原位杂交 (FISH) 研究微生物种群的净增长,即丰度随时间的变化。然而,这种方法不能区分死亡率和细胞分裂率。我们结合稀释培养实验,将基于 FISH 的图像细胞术用于研究两种不同的浮游植物水华中四种细菌类群的净增长、细胞分裂和死亡率:寡营养菌 SAR11 和 SAR86 以及富营养菌门拟杆菌门及其 Aurantivirga 属。细胞体积、核糖体含量和细胞分裂频率 (FDC) 随时间共同变化。在这三者中,FDC 是计算所选类群细胞分裂率的最合适的预测因子。 SAR86 的 FDC 衍生细胞分裂率高达 0.8/天,Aurantivirga 的 FDC 衍生细胞分裂率高达 1.9/天,这与寡养生物和富养生物的预期不同。令人惊讶的是,SAR11 的细胞分裂率也达到了高达 1.9/天的高水平,甚至在浮游植物大量繁殖之前也是如此。对于所有四个分类群,丰度衍生的净增长率(-0.6 到 0.5/天)比细胞分裂率低一个数量级。因此,死亡率与细胞分裂率相当高,表明大约 90% 的细菌产物在 1 天内被回收,没有明显的时间滞后。我们的研究表明,确定特定分类单元的细胞分裂率是对基于组学的工具的补充,并为包括自下而上和自上而下控制在内的单个细菌生长策略提供了前所未有的线索。
- 这些初步观察还提供了检测一种名为二甲基硫化物 (DMS) 的分子的可能性。在地球上,这种分子只有生命才能产生。地球大气中的大部分 DMS 是由海洋环境中的浮游植物排放的。
