HAB season is coming, Are you ready?
2019年03月25日-2019年04月07日，澤泉科技工程師陪同廈門大學(xué)近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海洋基因組學(xué)功能實(shí)驗(yàn)室的李凌高級(jí)工程師和劉遲遲博士一起參加了Mclane Research Lab 和 Anderson Lab （WHOI）關(guān)于ESP的培訓(xùn)。兩周的硬件設(shè)備及實(shí)驗(yàn)過程的培訓(xùn)學(xué)習(xí)收獲頗豐。相信回國后，我們能盡快調(diào)試準(zhǔn)備好國內(nèi)第一套有毒藻和藻毒素在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)ESP，為有害藻華的監(jiān)測(cè)提供更加快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為我國的海洋生物研究提供新的監(jiān)測(cè)方式。
左一：廈門大學(xué)劉遲遲博士；左二：Mclane Research Lab 資深工程師 Thomas L.Fougere；左三：廈門大學(xué)李凌博士；右二：澤泉科技產(chǎn)品經(jīng)理王陽陽；右一：澤泉科技維修工程師宋立新
| 右圖，被稱之為環(huán)境樣品處理器（Environmental Sample Processor，ESP）的大鐵罐，是一種新型的產(chǎn)毒藻及藻毒素在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它布放在海洋中，可以自動(dòng)采集水樣、過濾濃縮、破碎細(xì)胞獲得DNA/RNA和其它細(xì)胞物質(zhì)，然后用分子生物學(xué)和免疫學(xué)的方法對(duì)產(chǎn)毒藻及藻毒素進(jìn)行定量監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、無線傳輸?shù)桨渡匣?。可以說是一種可長(zhǎng)期、自動(dòng)工作的“水下分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室”ESP由美國蒙特雷海洋研究所（Monterey Bay Aquarium Research Institute, MBARI）Chris Scholin 教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)，Scholin教授曾是Anderson教授的博士研究生，當(dāng)時(shí)Scholin在麻省理工大學(xué)/Woods Hole海洋研究所（MIT/WHOI）的聯(lián)合資助項(xiàng)目下進(jìn)行了博士學(xué)位的研究工作。Mclane Research Lab 作為ESP的生產(chǎn)商是一家專業(yè)生產(chǎn)海洋生物，海洋物理觀測(cè)設(shè)備的公司。 |
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培訓(xùn)的第二站，便是國際上著名的海洋研究單位Woods Hole海洋研究所（WHOI），著名的有害藻華研究專家Don Anderson教授的實(shí)驗(yàn)室Anderson Lab。 科研人員Bruce Keafer 為我們系統(tǒng)的介紹了ESP的應(yīng)用以及準(zhǔn)備布放前校準(zhǔn)流程。在這里，分子生物技術(shù)和ESP才完美結(jié)合到一起。
核酸探針技術(shù)是通過具有高度特異性和高度穩(wěn)定性的寡核苷酸探針對(duì)靶序列進(jìn)行標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)藻種的檢測(cè)。盡管基于分子生物學(xué)的藻種檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但由于人工采樣的不連續(xù)性和前期處理的耗時(shí)性，對(duì)有害藻華的觀察依然存在空間和時(shí)間上的局限性。三明治雜交技術(shù)（SHA）以細(xì)胞裂解液中的DNA或者RNA為目標(biāo)進(jìn)行分析，操作簡(jiǎn)單，易于自動(dòng)化，是ESP有害藻華檢測(cè)的核心技術(shù)。成功應(yīng)用于美國緬因?yàn)臣胺业蠟车膩啔v山大藻藻華監(jiān)測(cè)。同時(shí)還可用于魚類eDNA的檢測(cè)。
廈門大學(xué)林森杰教授也參與了我們?cè)赪HOI的培訓(xùn)，期間與Bruce就檢測(cè)探針、試劑以及布放經(jīng)驗(yàn)方面進(jìn)行了深入交流。
ESP測(cè)量過程 儀器布放在水下 → 自動(dòng)進(jìn)水樣 → 過濾濃縮 → 破碎細(xì)胞 → 抽提核酸→ 利用probe array進(jìn)行SHA雜交→ 檢測(cè)結(jié)果被數(shù)碼CCD拍攝 → 遠(yuǎn)程無線傳輸?shù)桨渡匣?→ 監(jiān)測(cè)中心根據(jù)藻毒素檢測(cè)結(jié)果采取應(yīng)急預(yù)案 |
4月，Mclane 和 WHOI 開始忙碌的季節(jié)。有害藻華季節(jié)即將來臨，在Anderson教授的實(shí)驗(yàn)室中 的6臺(tái)ESP需要開始準(zhǔn)備待命了。Thomas 和Bruce對(duì)“Short”號(hào)，”Susumu” 號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)。我們趕在他們忙碌之前來培訓(xùn)，以獲得更系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，在設(shè)備準(zhǔn)備布放之際，也更加真切的領(lǐng)會(huì)布放準(zhǔn)備工作的細(xì)節(jié)及重要性。
伍茲霍爾海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institution，WHOI） 是美國大西洋海岸的綜合性海洋科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，是世界上知名的私立的、非盈利性質(zhì)的海洋工程教育研究機(jī)構(gòu)。位于美國馬薩諸塞州的Woods Hole，在鱈魚角（CapeCod）的南端。這是個(gè)值得每個(gè)從事海洋學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物學(xué)研究的人向往和留戀的地方。我想，其在海洋科學(xué)研究領(lǐng)域的成就，除了科學(xué)家縝密的科研思維，可敬的科學(xué)精神之外，還要得益于其善用工具和團(tuán)隊(duì)合作。做為設(shè)備制造商的Mclane 和WHOI的密切合作，也給科研人員研究的順利進(jìn)行提供了不可或缺的保障。而為科學(xué)家提供正確的研究工具，也是我們一直努力的目標(biāo)。未來將會(huì)在中國的有害藻華（海洋赤潮、淡水水華）監(jiān)測(cè)預(yù)警、水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)預(yù)警、供水水源監(jiān)測(cè)預(yù)警等工作中發(fā)揮巨大的作用。澤泉科技期待與您展開更多深入的合作。
天氣已經(jīng)開始漸漸轉(zhuǎn)暖，酒店周圍的花草樹木也悄悄抽出了嫩芽，兩周的時(shí)間，竟然第一次感受到從冬到春的漸變。Falmouth 的夜空繁星點(diǎn)點(diǎn)，正如這里的科學(xué)明星們璀璨卻從不浮夸。
人物簡(jiǎn)介
Bruce A. Keafer
具有多年海上經(jīng)驗(yàn)的資深科學(xué)家，多年ESP部署經(jīng)驗(yàn)： 2017 在芬迪灣和緬因?yàn)硸|海岸部署了4臺(tái)ESP 2013-2016 與康涅狄格大學(xué)合作在緬因?yàn)巢渴鹆?臺(tái)ESP 2014 在緬因?yàn)巢渴?臺(tái)ESP 2013 在緬因?yàn)巢渴?臺(tái)ESP |
林森杰
首次將PCNA方法應(yīng)用到浮游植物細(xì)胞周期和生長(zhǎng)率現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，開拓了浮游植物整體細(xì)胞免疫染色的方法。應(yīng)用浮游植物整體細(xì)胞免疫染色的方法發(fā)現(xiàn)了固氮藍(lán)藻（紅束毛藻）的固氮酶只分布在一部分（分化的）細(xì)胞內(nèi)，為了解此生物種如何克服固氮與光合之間矛盾提供了細(xì)胞化學(xué)的證據(jù)。應(yīng)用分子生物學(xué)和生理學(xué)方法首次發(fā)現(xiàn)在南極積雪里有細(xì)菌生存。 首次在浮游植物里克隆了線粒體細(xì)胞色素B基因，并應(yīng)用它設(shè)計(jì)分子探針用以探測(cè)噬魚費(fèi)氏藻（Pfiesteria piscicida）, Karlodinium veneficum等甲藻。 首次在甲藻門內(nèi)發(fā)現(xiàn)mRNA編輯現(xiàn)象， 克隆了甲藻特異的Rubisco（CO2固定酶）第三例，首次證明這個(gè)基因重復(fù)排列(tandem repeat)，并且這些重復(fù)基因組一起被轉(zhuǎn)錄、翻譯。用Rubisco基因首次發(fā)現(xiàn)浮游纖毛蟲攝食大型海藻，說明傳統(tǒng)的大型海藻的顆粒食物鏈需要修訂。 首次嘗試用線粒體細(xì)胞色素B基因分析浮游植物的系統(tǒng)進(jìn)化，演示了這個(gè)基因作甲藻系統(tǒng)進(jìn)化分析的潛力并顯示一些重要門類的系統(tǒng)地位需要修改。 首次發(fā)現(xiàn)甲藻spliced leader RNA trans-splicing, 為甲藻現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)基因組表達(dá)模式的研究打下基礎(chǔ)。 在國際上首次系統(tǒng)完整地分析了甲藻基因組的結(jié)構(gòu)特性，描繪了珊瑚蟲和蟲黃藻共生過程中相互作用的分子機(jī)制，為今后甲藻基因組學(xué)和珊瑚-蟲黃藻共生生態(tài)系統(tǒng)的深入研究奠定了堅(jiān)實(shí)的分子生物學(xué)基礎(chǔ)。這一研究成果不但填補(bǔ)了國內(nèi)空白，且處于國際領(lǐng)先水平。 |
伍茲霍爾海洋研究所生物學(xué)系，副研究員
美國康涅狄格大學(xué)終身教授，2010年加盟廈門大學(xué)?，F(xiàn)任《Frontiers in Microbiology》、《Plos ONE》等期刊編輯。