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(mén)大學(xué)近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室，海洋基因組學(xué)功能實(shí)驗室的李凌高級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。兩周的硬件設備及實(shí)驗過(guò)程的培訓學(xué)習收獲頗豐。相信回國后，我們能盡快調試準備好國內第一套有毒藻和藻毒素在線(xiàn)監測系統ESP，為有害藻華的監測提供更加快速準確的數據，為我國的海洋生物研究提供新的監測方式。
左一：廈門(mén)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(mén)大學(xué)李凌博士；右二：澤泉科技產(chǎn)品經(jīng)理王陽(yáng)陽(yáng)；右一：澤泉科技維修工程師宋立新
| 右圖，被稱(chēng)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(xiàn)監測系統。它布放在海洋中，可以自動(dòng)采集水樣、過(guò)濾濃縮、破碎細胞獲得DNA/RNA和其它細胞物質(zhì)，然后用分子生物學(xué)和免疫學(xué)的方法對產(chǎn)毒藻及藻毒素進(jìn)行定量監測，并實(shí)時(shí)、遠程、無(wú)線(xiàn)傳輸到岸上基站?？梢哉f(shuō)是一種可長(cháng)期、自動(dòng)工作的“水下分子生物學(xué)實(shí)驗室”ESP由美國蒙特雷海洋研究所（Monterey Bay Aquarium Research Institute, MBARI）Chris Scholin 教授團隊研發(fā)，Scholin教授曾是Anderson教授的博士研究生，當時(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(zhuān)業(yè)生產(chǎn)海洋生物，海洋物理觀(guān)測設備的公司。 |
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培訓的第二站，便是國際上著(zhù)名的海洋研究單位Woods Hole海洋研究所（WHOI），著(zhù)名的有害藻華研究專(zhuān)家Don Anderson教授的實(shí)驗室Anderson Lab。 科研人員Bruce Keafer 為我們系統的介紹了ESP的應用以及準備布放前校準流程。在這里，分子生物技術(shù)和ESP才完美結合到一起。
核酸探針技術(shù)是通過(guò)具有高度特異性和高度穩定性的寡核苷酸探針對靶序列進(jìn)行標記，實(shí)現對目標藻種的檢測。盡管基于分子生物學(xué)的藻種檢測技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但由于人工采樣的不連續性和前期處理的耗時(shí)性，對有害藻華的觀(guān)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）以細胞裂解液中的DNA或者RNA為目標進(jìn)行分析，操作簡(jiǎn)單，易于自動(dòng)化，是ESP有害藻華檢測的核心技術(shù)。成功應用于美國緬因灣及芬迪灣的亞歷山大藻藻華監測。同時(shí)還可用于魚(yú)類(lèi)eDNA的檢測。
廈門(mén)大學(xué)林森杰教授也參與了我們在WHOI的培訓，期間與Bruce就檢測探針、試劑以及布放經(jīng)驗方面進(jìn)行了深入交流。
ESP測量過(guò)程 儀器布放在水下 → 自動(dòng)進(jìn)水樣 → 過(guò)濾濃縮 → 破碎細胞 → 抽提核酸→ 利用probe array進(jìn)行SHA雜交→ 檢測結果被數碼CCD拍攝 → 遠程無(wú)線(xiàn)傳輸到岸上基站 → 監測中心根據藻毒素檢測結果采取應急預案 |
4月，Mclane 和 WHOI 開(kāi)始忙碌的季節。有害藻華季節即將來(lái)臨，在A(yíng)nderson教授的實(shí)驗室中 的6臺ESP需要開(kāi)始準備待命了。Thomas 和Bruce對“Short”號，”Susumu” 號進(jìn)行校準。我們趕在他們忙碌之前來(lái)培訓，以獲得更系統的學(xué)習，在設備準備布放之際，也更加真切的領(lǐng)會(huì )布放準備工作的細節及重要性。
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)研究機構，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構。位于美國馬薩諸塞州的Woods Hole，在鱈魚(yú)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隊合作。做為設備制造商的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。未來(lái)將會(huì )在中國的有害藻華（海洋赤潮、淡水水華）監測預警、水產(chǎn)養殖監測預警、供水水源監測預警等工作中發(fā)揮巨大的作用。澤泉科技期待與您展開(kāi)更多深入的合作。
天氣已經(jīng)開(kāi)始漸漸轉暖，酒店周?chē)幕ú輼?shù)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)驗的資深科學(xué)家，多年ESP部署經(jīng)驗： 2017 在芬迪灣和緬因灣東海岸部署了4臺ESP 2013-2016 與康涅狄格大學(xué)合作在緬因灣部署了3臺ESP 2014 在緬因灣部署3臺ESP 2013 在緬因灣部署2臺ESP |
林森杰
首次將PCNA方法應用到浮游植物細胞周期和生長(cháng)率現場(chǎng)觀(guān)測，開(kāi)拓了浮游植物整體細胞免疫染色的方法。應用浮游植物整體細胞免疫染色的方法發(fā)現了固氮藍藻（紅束毛藻）的固氮酶只分布在一部分（分化的）細胞內，為了解此生物種如何克服固氮與光合之間矛盾提供了細胞化學(xué)的證據。應用分子生物學(xué)和生理學(xué)方法首次發(fā)現在南極積雪里有細菌生存。 首次在浮游植物里克隆了線(xiàn)粒體細胞色素B基因，并應用它設計分子探針用以探測噬魚(yú)費氏藻（Pfiesteria piscicida）, Karlodinium veneficum等甲藻。 首次在甲藻門(mén)內發(fā)現mRNA編輯現象， 克隆了甲藻特異的Rubisco（CO2固定酶）第三例，首次證明這個(gè)基因重復排列(tandem repeat)，并且這些重復基因組一起被轉錄、翻譯。用Rubisco基因首次發(fā)現浮游纖毛蟲(chóng)攝食大型海藻，說(shuō)明傳統的大型海藻的顆粒食物鏈需要修訂。 首次嘗試用線(xiàn)粒體細胞色素B基因分析浮游植物的系統進(jìn)化，演示了這個(gè)基因作甲藻系統進(jìn)化分析的潛力并顯示一些重要門(mén)類(lèi)的系統地位需要修改。 首次發(fā)現甲藻spliced leader RNA trans-splicing, 為甲藻現場(chǎng)實(shí)時(shí)基因組表達模式的研究打下基礎。 在國際上首次系統完整地分析了甲藻基因組的結構特性，描繪了珊瑚蟲(chóng)和蟲(chóng)黃藻共生過(guò)程中相互作用的分子機制，為今后甲藻基因組學(xué)和珊瑚-蟲(chóng)黃藻共生生態(tài)系統的深入研究奠定了堅實(shí)的分子生物學(xué)基礎。這一研究成果不但填補了國內空白，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(mén)大學(xué)?，F任《Frontiers in Microbiology》、《Plos ONE》等期刊編輯。