海洋生物综合利用的研究进展PPT演示课件

海洋微生物综合利用的研究进展,海洋微生物研究背景,海洋是生命资源的宝库,地球上的生物80%存在于海洋,海洋生物物种远比陆地生物丰富和复杂。海洋微生物是海洋生物的重要组成部分,是重要的海洋自然资源。海洋微生物种类数量繁多,据统计有100万2亿种,在正常海水中的数量一般为106/mL,海洋微生物处于低温、高盐、高压、寡营养、高温度梯度及高毒性浓度的特殊环境,具有产生结构新颖、功能独特的产品以及应用于各方面的重要资源。,2,什么是海洋微生物,简单的讲，生活或者栖息于海洋中的微生物均为海洋微生物。实际上，海洋中的微生物有些来源于海洋，有些来源于陆地。,3,4,海洋微生物综合利用的简介,海洋微生物的医药价值海洋微生物对农业的价值海洋微生物对环境的意义海洋微生物对新能源的贡献海洋微生物应用存在的问题海洋微生物的应用前景,5,海洋微生物的医药价值,随着海洋经济上升为国家发展战略，海洋中的微生物资源正以突破人们传统思维的各种方式进行研发应用，并终将成为可持续发展的重要推动力。海洋微生物医学是生物医学的重要分支，也是生物医学的纵深发展方向之一，具有巨大的开发潜力。其种类繁多、功能优良、安全性好且低廉易得，因而在生物医药领域的开发和转化前景开阔。,6,海洋微生物分泌抗菌肽,抗菌肽是动物机体具有天然免疫力的重要原因。有些抗菌肽不仅具有很强的杀菌能力，还能杀死肿瘤细胞，由于使用抗生素会导致人类致病菌对抗生素产生耐药性，所以使用抗菌肽代替抗生素是将来生物医学发展的必然，具有无限的发展前景。,7,海洋微生物次级代谢产物的抗胃癌活性,筛选能被海洋微生物次级代谢产物1403-B显著抑制的癌细胞，通过了解其机制，可把其作为临床抗癌药物的有效成分。经检测发现1403-B对各种癌细胞均具有增殖抑制作用，尤其对胃癌细胞抑制效果最明显。,8,海洋微生物分泌抗肿瘤生物活性物质,来自链霉菌的Straptochlorin对癌细胞表现为选择性的细胞毒性Streptochlorin是一种来自海洋链霉菌属的小分子活性物质，具有抗肿瘤、抗血管生成活性的作用。Streptokordin对7种人类肿瘤细胞有明显的细胞毒性，但对细菌、真菌的生长无抑制作用。,9,海洋微生物制药,海洋微生物制药是生物制药产业的一大特色，并取得了突出的成绩，国家卫生部门已经批准生产的有：藻酸双酯钠（PPS）、甘露醇烟酸酯、鱼油多烯康、甘糖脂等，其中PPS的产值达12亿元，实现利税3亿元。,10,海洋微生物对农业的价值,目前我国农业生物药物制品存在着成本高、持效期短、稳定性差、有效利用率低等缺点，致使其大规模的推广应用受到了很大限制。因此，开发新型高效农业生物药物已经成为我国现代农业可持续发展，食品安全和生态环境保护的重大需求，也是农业生物药物源头创新和产业化发展的迫切任务,11,防果蔬采摘后腐烂的海洋微生物的发现,从中国东海近海海域中分离筛选到一株对果蔬采后病害具有较好抑制效果的海洋酵母，经英国国际微生物所菌种保存和鉴定中心（CABI)鉴定为RhodosporidiumPaludigenumFell此外,R.paludigenum能激发与果实抗性相关的酶活性，如POO、PPO等，因此诱导果实的自身抗性可能也是R.paludigenum抑菌机制的一部分。,12,R.Paludlgenum的特性（1）,对R.Paludigenum耐盐性和生长曲线的测定结果表明:R.paludigenum与其它陆地生防酵母相比，具有更高的耐盐性;用R.Paludlgenum干粉制剂进行了食品级小鼠急性经口毒性实验，初步确定该制剂属于无毒类。,13,R.Paludlgenum的特性（2）,利用R.paludigenum对6种果实的5种主要采后致病菌进行了生防试验:试验表明该酵母可显著抑制链格孢、灰葡萄孢在番茄果实上的侵染;抑制指状青霉、扩展青霉引起的柑橘腐烂;抑制由链格孢引起的冬枣腐烂;抑制灰葡萄孢引起的梨和苹果腐烂;抑制由多毛抱引起的柿子腐烂。同时试验表明，R.paludigen“对病原真菌的抑制效力与其细胞悬浮液的浓度有关，浓度越高，对致病菌的抑制作用也越强。以上结果说明R.paludigenum可能是具有一定广谱抗菌活性的新型生物拮抗菌。,14,海洋微生物对农作物病虫害的防治,现代农业发展与人类健康、生态环境保护和农业可持续发展紧密联系,而高效生物农药的研究则成为新型农药研究的热点。海洋微生物资源极其丰富,而且在特殊的生存环境中,海洋微生物能产生结构新颖和功能天然的活性物质,越来越多的试验证明,海洋微生物是海洋动植物活性物质的真正生物源。海洋微生物源的生物农药,具有毒性低、选择性强、高效低残留、不易产生抗药性等优点。,15,海洋微生物源杀虫剂,目前,国内外关于农业虫害的相关研究较多,其中Crews等研究了红藻提取物对不同害虫的杀虫活性,结果显示,该提取物对烟草天蛾、夜蛾和蚊子幼虫均有很强的抑杀作用。Takahashi等对从海洋中分离到的200株放线菌进行筛选,得到一株放线菌Streptomycessioyaensis,它所产生的生物碱altemicidin具有很强的杀螨活性。,16,海洋微生物源杀菌剂,田黎等从海洋中分离得到海洋芽孢杆菌B-9987,其胞外分泌的代谢产物对茄交莲孢菌、大丽轮枝菌等病原菌有明显的抑制效果,并对其代谢产物做进一步化学分析,得到一种酚类化合物。郭刚从南海筛选得到具有抗稻瘟菌活性的菌株031057,并推测其胞外抗菌物质为蛋白类。,17,海洋微生物源农用抗生素,厦门大学生物系在研究红树林根际微生物时,从中分离到多株产生新型抗生素的放线菌。方金瑞等从海洋链霉菌鲁特格斯链霉菌鼓浪屿亚种的代谢产物中发现的春日霉素是一种重要的农用抗生素,抗菌谱广、毒性低,对稻瘟病有极好的防治效果,是一种无公害的农药,可作为开发生物源农药、生长调节剂先导化合物的新资源。,18,农用抗真菌海洋微生物,从31株海洋微生物中筛选出12株对多种植物病原真菌具有拮抗作用的菌株;确定了菌株T19207的代谢产物中的主要抑菌活性物质,其相对分子质量为214,并且它对茄交链格孢霉的离体抑菌活性和已登记的化学农药异菌脲活性相当。海洋微生物是寻找农用抗生素的重要资源,海洋放线菌T19207产生的拮抗植物病原真菌物质具有较好的离体抑菌活性,具有进一步研究开发的潜力。,19,海洋微生物对环境的意义,海洋微生物生物固氮作用对大气和海洋环境的影响海洋微生物对于清除海洋污染的贡献,20,海洋微生物生物固氮作用对大气和海洋环境的影响,20世纪80年代以来，人们研究发现，生物固氮在海洋等生态系统的氮、碳贡献有着至关重要的作用，对生态系统的群落结构演替和生产力持续发展有重要影响。海洋微生物固氮还在吸收大气CO2减缓温室效应方面发挥着不可替代的作用，全球海洋氮储库的变化与气候的变化有着密切的关系。,21,海洋微生物对于清除海洋污染的贡献,2010年4月，美国墨西哥湾再次发生溢油事件，成为美国历史上最为严重的石油污染事件据统计，海洋中石油污染的发生次数约占所有海洋污染次数的80%，海洋石油污染已经成为世界性公害之一，随着人们对海洋环境的日益关注，海洋石油污染及其防治已成为人们急需解决的问题。,22,海洋微生物降解石油的研究,2011年张景来，李会爽，周磊等探讨微生物降解海洋石油污染物的最佳条件。选择大庆原油为降解底物，以分离的优势石油降解菌为研究对象。首先通过单因素试验研究了初始盐度pH和营养盐等因素对菌株SY1和SY2降解石油的影响，然后通过正交试验确定最佳降解条件。单因素试验表明：初始pH和氮源浓度对菌株降解石油的影响较显著，同时添加氮磷营养盐能取得更好的降解效果正交试验表明，菌株SY1在最优组合下石油降解率达59.0%，主要影响因素是磷浓度;菌株SY2在最优组合下石油降解率为57.4%,主要影响因素是盐度和pH,该研究为菌株对石油降解性能的研究提供了理论参考,23,海洋微生物对新能源的贡献,世界能源危机和环境问题的日益加剧,使越来越多的人开始关注到清洁的可再生能源。生物柴油是一种新兴的可再生生物质能,清洁环保,易生物降解,燃烧后排放的氮氧化物和CO2少,且可直接用于现有的柴油发动机,因此成为了一种良好的化石燃料替代物。,24,利用海洋微藻制备生物柴油,以小球藻为研究对象,建立了海洋微藻超声波辅助直接合成生物柴油的工艺。采用正交实验对影响生物柴油转化率的重要因素进行优化,结果表明最佳工艺条件为:超声波功率240W,超声反应时间30min,甲醇与小球藻粉质量比6.0:1.0,KOH用量7.5%。在优化的最佳工艺条件及室温下,生物柴油转化率为92.61%,制备方法有较好的重现性。海洋微藻直接采用超声波辅助合成生物柴油的方法与传统工艺相比,具有操作步骤简单,方法快速、费用低等特点。,25,海洋微生物研究存在的问题,海洋生物资源开发的粗放性我国海洋生物多样性面临威胁,26,海洋生物资源开发的粗放性,首先，我国传统的海洋产业仍处于粗放型发展阶段，一些新兴的海洋产业尚未形成规模。其次，作为捕捞大国之一，我过的捕捞技术和设备与国外先进水平相比，仍存在很大差距。再次，从行政管理方面来说，我国的海洋管理机构职权有限，综合管理能力薄弱，使得海洋经济的发展缺乏一套完善的宏观指导和规划。,27,我国海洋生物多样性面临威胁,外来物种入侵通过压舱水传播海洋养殖引入等途径，许多外来物种入侵，使我国管辖的海域内生物多样性面临严重威胁。气候变化，海洋生态环境趋于恶化，开发和利用海洋生物资源一方面给我们带来强大的经济效益，另一方面，由于我们不适当的方式，无形中破坏了海洋生态系统。过度捕捞，导致海洋生物种类和数量大大减少我国虽是个海洋大国，但是不可持续