北部湾重点实验室
海洋生态系统对环境变化的响应是生态学研究的焦点与前沿，也是国家应对环境和气候变化对策的科学基础。海洋微生物是海洋生物多样性的重要组成部分，在海洋有机物分解、元素生物地球化学循环、污染物转化和生态系统生产力维持等方面起着重要作用。对海洋微生物多样性及其演变机制的深入研究，有利于阐明海洋生态系统演变规律。研究组以北部湾海洋微生物环境演变机制及海洋生物资源开发利用为主要研究方向，注重实用型技术的研发，坚持基础理论研究与应用开发研究并重，进行了系统探索，近年来取得了系列研究成果。
(1)北部湾海洋微生物多样性研究
北部湾具有丰富的生物多样性，是中国优良的渔场之一。近年来，由于河流输入和人类活动影响，导致水体富营养化频繁发生。为揭示本地区海洋微生物群落对海洋环境变化的响应机制，研究组综合利用高通量测序技术和生物信息学研究方法，对北部湾浮游细菌、真菌和小型浮游植物群落构建过程及其关键控制因子进行研究。研究发现富营养化引起了北部湾浮游细菌群落、结构和功能的变化，温度、Chl-a、TDN 和 NO3− 是影响北部湾浮游细菌群落结构的主要环境驱动因子。Ponticaulis koreensis, Nautella italic, Anaerospora hongkongensis, Candidatus Aquiluna rubra和 Roseovarius pacificus等细菌对营养变化敏感，可作为海洋富营养化的指示菌。海洋富营养化也显著改变了浮游真菌群落结构，并且对丰富物种的影响大于稀有物种。网络结构分析表明浮游真菌丰富物种和稀有物种的关系随着富营养化程度升高而增强。还发现随机性(生态漂移)主导了海洋真菌的群落构建过程，丰富和稀有浮游真菌亚群落对环境因子有不同的响应。海水营养盐的变化对丰富和稀有真菌群落的影响各有不同，提示这两类真菌亚群落占据不同的生态位，在应对海洋富营养化时具有独特的生态功能。此外，还发现北部湾小型浮游植物(Small Chromophytic Phytoplankton, SCP)群落的多样性也存在显著差异。共发生网络分析揭示了SCP群落与环境因子之间复杂的相互作用。随机过程对SCP群落构建的贡献度达到了69.26%，但在重度富营养状态下，确定性过程对SCP群落构建占主导地位。上述研究工作，填补了北部湾海洋微生物多样性相关研究空白，为解析北部湾海洋微生物种群的生态功能及其对环境变化的响应机制提供了数据依据和理论支撑。
(2)北部湾海洋弧菌及其种质库建设
海洋弧菌(Vibrio)是一类广泛分布于河口、海岸、沉积物和水产养殖区等水生环境中的异养型革兰阴性细菌。致病性弧菌与水产养殖发展和人类健康密切相关，同时弧菌也在海洋生态系统元素循环中发挥重要作用。北部湾区域的海水养殖活动和海水富营养化状况，可能导致海洋弧菌的增殖和爆发。鉴于此，研究组针对北部湾海洋弧菌进行了分离鉴定、群落结构多样性及环境驱动因子研究。在北部湾采集表层海水、鱼、牡蛎、藻类和沉积物样品，利用TCBS和Chromagar培养基分离培养海洋弧菌菌株。建立了北部湾海洋弧菌种质库(1000余株)。对可培养海洋弧菌的多样性进行分析，共鉴定出18种不同的海洋弧菌和潜在弧菌物种(16S rDNA基因相似性在90%以下)。其中，Vibrio alginolyticus，V. cyclitrophicus，V. tasmaniensis，V. brasiliensis和V. splendidus是优势弧菌种。研究还发现，可培养弧菌具有明显的区域分布特征，盐度、氮、磷是驱动可培养弧菌多样性的关键因素。利用高通量测序方法，研究组发现在茅尾海区域，海洋弧菌群落在夏季表现出最高的香农指数，β多样性分析表明不同季节之间的弧菌群落结构存在明显差异。TDN、TDP、DIN、盐度和温度是驱动海洋弧菌群落结构季节性变化的关键控制因子。随机森林分析发现，V. fluvialis，V. alginolyticus，V. proteolyticus和V. splendidus等8种弧菌对富营养化变化较为敏感，可作为指示性菌种反映茅尾海富营养化水平。此外，还分析了北部湾海洋弧菌的多样性和群落构建过程，以及它们与环境因子之间的关系。研究发现海洋富营养化显著增加了海洋弧菌群落的多样性，地理距离是影响海洋弧菌群落结构的重要因素，海洋弧菌群落构建以随机性过程为主，其中生态漂移的影响最为重要。该部分研究，为解析北部湾海洋弧菌的群落结构和多样性提供了基础数据，填补了海洋弧菌群落构建机制研究空白，也为预防北部湾致病性弧菌的爆发提供了科学依据。
(3)北部湾赤潮灾害藻类爆发机制初探
近年来, 棕囊藻藻华在北部湾海域频繁发生, 严重影响北部湾海洋生态环境、水产养殖业和防城港核电安全。研究组分析了钦州湾海域球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)爆发过程中的浮游细菌多样性和群落结构变化，发现Marinobacterium、Erythrobacter和Persicobacter可作为棕囊藻爆发的指示细菌属。棕囊藻爆发前和爆发中的细菌群落构建以确定性过程为主，而爆发后则由随机性过程控制。总而言之，在棕囊藻爆发期间，细菌群落的构建是一个复杂的过程，是由海洋微生物群和环境因素共同作用的结果。这部分研究工作，对棕囊藻藻华引发的微生物群落变化，以及棕囊藻爆发的生物标志物进行了初探，为棕囊藻藻华的预警和治理研究奠定基础。
(4)海洋微生物菌剂的开发及应用
海洋微生物资源包括物种资源、基因资源和产物资源，是社会发展的重要战略资源。研究组开展北部湾海洋区域和其他海域的产高活性海藻酸降解酶及琼胶酶微生物的分离筛选的相关实验及研究工作。初步建立了北部湾海藻高效降解微生物菌种库。其中，海藻酸降解菌株液体产酶发酵的酶活力最高接近0.1U/L，接近国内目前已报到的最高酶活水平。目前该工作正按计划向前有序推进。此外，研究组与山东北游生物科技有限公司开展深入产学研合作，从不同环境中分离、纯化、筛选、鉴定对农业生产中的有益微生物，建立微生物资源库，开展中试、现场试验及效果验证等，制定了相关企业标准，开发出了一系列微生物菌制剂，主要包含水产用复合芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌、乳酸菌、复合微生态制剂、环保菌制剂、去氮菌、改底修复菌、噬菌体等，应用领域包含水产、种植业、畜禽业、宠物观赏鱼、环保等领域。这些应用研究，拓宽了北部湾生物资源高值化利用的发展思路。
上述研究受到北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室基金、国家自然科学基金、广西自然科学基金和广西“百人计划”等项目的资助。 2019-2020，本课题组发表论文14篇，其中SCI论文11篇，参与编写英文著作1部。主要代表作如下：
1.Xing Chen, Huaxian Zhao, Gonglingxia Jiang, Jinli Tang, Qiangsheng Xu, Lengjinghua Huang, Si Chen, Shuqi Zou, Ke Dong and Nan Li*, Responses of free-living Vibrio community to seasonal variation and environmental gradients in a subtropical inland bay in the Beibu Gulf, Frontiers in microbiology, 2020. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.610974 (JCR 1区, 中科院2区, IF=4.235)
2.Nan Li, Xing Chen, Huaxian Zhao, Jinli Tang, Gonglingxia Jiang, Zhuoting Li, Xiaoli Li, Si Chen, Shuqi Zou, Ke Dong, Qiangsheng Xu*, Spatial distribution and functional profile of the bacterial community in response to eutrophication in the subtropical Beibu Gulf, China, Marine pollution bulletin, 2020, Volume 161, Part A, 111742，https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2020.111742(JCR 1区, 中科院2区, IF=4.049)
3.Li, Nan，Dong, Ke; Jiang, Gonglingxia; Tang, Jinli; Xu, Qiangsheng; Li, Xiaoli; Kang, Zhenjun; Zou, Shuqi; Chen, Xing; Adams, Jonathan; Zhao, Huaxian*，Stochastic Processes Dominate Marine Free-Living Vibrio Community Assembly in a Subtropical Gulf，FEMS Microbiology Ecology，2020，fiaa198,https://doi.org/10.1093/femsec/fiaa198(JCR 2区, 中科院2区, IF=3.675) 4.XingChen,HongDu,SiChen,XiaoliLi,HuaxianZhao,QiangshengXu,JinliTang,GonglingxiaJiang,ShuqiZou,KeDong,JonathanM.Adams,
NanLi**,ChengjianJiang*.PatternsanddriversofVibrioisolatesphylogeneticdiversityintheBeibuGulf,China,JournalofMicrobiology.2020, Volume 58, https://doi.org/10.1007/s12275-020-0293-z(JCR 3区, 中科院3区, IF=2.845)
5.Nan Li*,Huaxian Zhao,Gonglingxia Jiang,Qiangsheng Xu,Jinli Tang,Xiaoli Li,Jiemei Wen,Huimin Liu,Chaowu Tang,Ke DongandZhenjun Kang3*. Phylogenetic Responses of Marine Free-Living Bacterial Community toPhaeocystis globosaBloom in Beibu Gulf, China, Front. Microbiol., 16 July 2020 https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.01624(JCR 1区, 中科院2区, IF=4.235)
6.KANG Zhenjun , YANG, LAI Junxiang, NING Yi, ZHONG Qiuping, LU Dongliang, LIAO Riquan, WANG Pei, Solomon Felix Dan, SHE Zhicai, JIA Zhen, LAO Yanling, and LI Nan*，Phaeocystis globosa Bloom Monitoring：Based on P. globosa Induced Seawater Viscosity Modification Adjacent to a Nuclear Power Plant in Qinzhou Bay, China，J. Ocean Univ. China，2020,19 (5):1207–1220(JCR 4区, 中科院2区, IF=0.802)
7.唐金利，李晓丽，陈星，赵华显，李楠*，北部湾茅尾海副溶血性弧菌的分离鉴定与致病性分析, 现代食品科技, 2020, 36(7):1-14. (北大核心期刊)
8.陈星，唐金利，姜宫凌侠, 亢振军，李楠*，海洋弧菌鉴定与分类相关功能基因研究进展，广东海洋大学学报，2020，40(1)： 118-127. (中国科技核心期刊)
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