中湿度表面的海洋细菌对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为研究自然微生物膜中海洋细菌对厚壳贻贝稚贝附着的影响,通过海洋贝类生物学、分子微生物生态学等手段调查附着基表面湿度、微生物膜的密度以及细菌种属系统发育与厚壳贻贝(Mytilus coruscus)稚贝附着关系。结果表明,所有测试海洋细菌形成微生物膜的最终密度随初始密度的增加而增加。所测海洋细菌均能不同程度地诱导厚壳贻贝稚贝的附着,其中Cobetia sp.3形成的微生物膜显示出最高诱导活性,其诱导的稚贝附着率为(70%±3%);Nautella sp.2、Pseudoalteromonas sp.9、Pseudoalteromonas sp.10、Bacillus sp.5和Pseudoalteromonas sp.11等5株细菌表现中等程度的诱导活性,其诱导的附着率范围为51%~60%。所有测试菌株所形成的微生物膜密度与稚贝附着均呈显著相关,尤其是Pseudoalteromonas sp.9和Cobetia sp.3诱导活性与附着率相关性极强,其相关性系数分别为0.774 1和0.723 3。系统发育分析结果表明,微生物膜密度和厚壳贻贝稚贝的附着率显著相关,然而海洋细菌诱导活性与细菌种属无关。因而,中湿度表面的海洋附着细菌对厚壳贻贝的附着有着明显的促进作用,本研究为后续开展厚壳贻贝稚贝的附着机制提供了理论依据。     

不同来源海洋弧菌微生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为探讨广泛存在于近海环境中海洋弧菌和贝类附着的相互作用关系,实验从自然微生物被膜和厚壳贻贝成体肠道内分离了海洋弧菌,测定其种属及亲缘性,调查了这些不同来源弧菌形成的微生物被膜与厚壳贻贝稚贝附着的调控作用。结果显示,测试弧菌形成的微生物被膜密度随着初始细菌密度的增加呈现不同程度的增加。源于自然微生物被膜和贻贝肠道内的10株弧菌均能显著促进厚壳贻贝稚贝的附着,不同菌株形成微生物被膜的诱导活性存在显著差异,附着率变化范围为17%~67%,其中稚贝在Vibrio sp.17微生物被膜上的附着率为67%±2%。微生物被膜对稚贝附着诱导活性与被膜密度呈显著相关性,其中弧菌V.crassostreae ECSMB14106的相关性系数最高,为0.8992。此外,微生物被膜的诱导活性与弧菌的来源无关。本实验初步探明了海洋弧菌对厚壳贻贝稚贝附着的影响,有助于进一步理解微生物被膜调控厚壳贻贝的附着分子机理。     

微生物膜对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为研究微生物膜在厚壳贻贝稚贝附着过程中的作用,通过海洋化学生态学和分子微生物学方法分析了微生物膜形成过程中其干重、附着细菌密度、底栖硅藻密度、叶绿素a含量等随日龄变化情况及其对厚壳贻贝稚贝附着的影响。同时,利用DGGE指纹图谱技术对不同日龄微生物膜中的细菌群落结构多样性进行了分析。结果发现,微生物膜的干重、附着细菌密度及底栖硅藻密度明显随着日龄的增加而增加,在28 d达到最高值,其干重、细菌和硅藻密度分别为0.87 mg/cm2、1.5×107/cm2、1.0×106/cm2,均与日龄显著相关。叶绿素a含量在14 d时达到最大,为2.2μg/cm2,随日龄的增加呈持续下降的趋势,相关性分析表明叶绿素a含量与日龄无直接关系。随着日龄的增加,微生物膜诱导的稚贝附着率逐渐增加,28 d时达到最高值,为76%。相关性分析显示,微生物膜的活性与干重、附着细菌密度及底栖硅藻密度显著相关,其相关性系数分别为0.717、0.711和0.754。然而,微生物膜的附着诱导活性与叶绿素a无直接相关性。细菌群落结构在厚壳贻贝稚贝附着过程中发挥了重要作用。     

培养基对微生物被膜形成和厚壳贻贝附着的影响

为探讨微生物被膜生物学特性、培养基以及大型生物附着三者之间的相互关系,本实验通过微生物分子生态学和海洋贝类生态学等方法调查了不同培养基对海洋细菌所形成微生物被膜的影响及其对厚壳贻贝幼虫附着的影响。结果显示,厚壳贻贝稚贝率与培养基类型和细菌初始密度显著相关,进一步分析表明,Zo Bell 2216E和Seawater Luriabertani(SWLB)条件下分别有6株和9株细菌形成的微生物被膜密度与稚贝率显著相关。扫描电镜结果显示,Staphylococcus sp.3在Zo Bell 2216E培养基条件下形成微生物被膜的细菌分布较为紧密,Pseudoalteromonas sp.8则在SWLB培养基条件下微生物被膜细菌分布较为紧密,且形态变为短杆状。SDS-PAGE结果显示,相比Zo Bell 2216E培养基,Staphylococcus sp.3在SWLB培养基条件下9条条带蛋白显著下降,其中2个条带完全消失;Pseudoalteromonas sp.8则在SWLB培养基条件下明显增加5条蛋白条带。研究表明,微生物被膜的形成受到培养基的影响,培养基的不同导致微生物被膜的形态结构、分布和蛋白有所差异,最终导致微生物被膜诱导厚壳贻贝幼虫附着变态的活性差异,本研究为后续开展厚壳贻贝附着的分子机制奠定良好基础。     

弧菌生物被膜的动态演替对厚壳贻贝附着的影响

为探讨生物被膜动态演替过程中如何影响海洋无脊椎动物附着,实验选取了对厚壳贻贝附着具有不同诱导活性的弧菌Vibrio cyclitrophicus、V. chagasii和Vibrio sp. 22形成单一生物被膜,观察弧菌动态演替中生物被膜细菌密度、膜厚度和胞外产物等生物学特性变化,探究其对厚壳贻贝稚贝附着的影响。结果显示,弧菌生物被膜动态演替过程中,被膜细菌随着时间推移出现聚集现象,细菌密度和膜厚度也随着时间变化呈先增多后减少。除了Vibrio sp. 22,V. cyclitrophicus和V. chagasii生物被膜细菌密度和膜厚度与稚贝附着均有不同程度的相关性。所测弧菌生物被膜胞外产物的显微激光共聚焦结果分析发现,胞外多糖随着时间先增多,然后开始下降。相对比而言,胞外蛋白和胞外脂质无显著性变化。因而,胞外多糖变化规律与稚贝在被膜上附着变化相一致,表明胞外多糖是生物被膜动态演替过程中调控厚壳贻贝附着的重要因素。本实验初步探讨了生物被膜动态演替特征及其对厚壳贻贝稚贝附着的影响,对于后续进一步在海区开展生物被膜的动态演替与海洋底栖动物附着相互关系研究具有重要的学术价值,同时对于人工鱼礁礁体生物附着机理的研究具有重要的实践价值。     

细菌运动性对生物被膜的动态演替及其对厚壳贻贝附着的影响

为研究海洋细菌的运动性在生物被膜形成和贝类附着过程中的作用,本研究以厚壳贻贝(Mytilus coruscus)为研究对象,开展了海洋假交替单胞菌(Pseudoalteromonas marina)野生型菌株和ΔcheW菌株不同时间段的运动性能分析,调查了运动性能不同的细菌形成生物被膜的膜厚、细菌密度以及胞外产物的动态变化,探究了其生物被膜的动态演替对厚壳贻贝附着的影响。研究发现,野生型菌株和ΔcheW菌株在6、12、24、48、72和96 h等不同时间的运动性能差异显著(P<0.05)。同时,对2株菌株形成菌圈的半径进行测量发现,随着时间的变化,菌圈的半径不断增加,均在96 h达到最大。整体上,野生型菌株在不同时间段形成的菌圈大于ΔcheW菌株。在运动性的作用下,2株菌株随着时间的变化形成生物被膜的细菌密度及膜厚在48 h达到最大值,在72 h后开始扩散。在运动性的影响下,野生型菌株在不同时间段形成的生物被膜对厚壳贻贝附着诱导效果显著高于ΔcheW菌株。在运动性介导下,2株菌株形成生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着率随着时间变化呈现先增长后减少的趋势,在48 h达到最高,在72 h后开始降低,这一结果与不同时间段下形成生物被膜的胞外产物变化一致,且胞外产物分泌与细菌运动性密切相关。因此,运动性影响生物被膜的形成,且在生物被膜动态演替过程中介导了生物被膜的膜厚、细菌密度以及胞外产物的分泌,从而影响了厚壳贻贝的附着。本研究为后续开展细菌运动性、生物被膜形成和厚壳贻贝互作机制研究奠定了基础,为海洋经济物种的生产养殖提供了技术支撑。     

维生素B7和B12对细菌生物被膜形成及厚壳贻贝幼虫变态的影响

为探究B族维生素对海洋细菌生物被膜形成、海洋贝类幼虫变态所产生的作用,本研究首先使用维生素B7 (VB7)和B12 (VB12)直接刺激厚壳贻贝(Mytilus coruscus)幼虫,观察其对变态的直接诱导活性;然后通过添加VB7和VB12,与海假交替单胞菌(Pseudoalteromonas marina)共同形成生物被膜,分析B族维生素对生物被膜形成及其生物学特性的影响;同时检测生物被膜变化对厚壳贻贝幼虫变态发育的影响。研究结果显示,0.02 mmol/L浓度VB7和VB12可以直接诱导厚壳贻贝幼虫的变态,且效果最为显著(P<0.05);0.02 mmol/L浓度VB7和VB12处理后的海假交替单胞菌生物被膜对幼虫附着变态的诱导作用均显著提高(P<0.05);进一步通过细菌密度计数、膜厚度分析、可拉酸染色和定量等方法,揭示VB7和VB12处理后生物被膜细菌密度、膜厚度以及胞外多糖、蛋白和脂质均显著增加(P<0.05)。研究结果证实,VB7和VB12可能通过改变海洋细菌生物被膜的生物学特性,进而调控厚壳贻贝幼虫变态发育。本研究为探究厚壳贻贝幼虫附着变态的分子机制提供了新的理论依据和创新思路,同时为B族维生素在提高厚壳贻贝人工育苗技术、改善厚壳贻贝养殖产业问题和促进海洋牧场生态修复建设等方面的应用提供了理论基础。     

脂多糖对细菌生物被膜形成及厚壳贻贝幼虫变态的影响

为探究脂多糖(LPS)对海洋细菌生物被膜形成、海洋贝类幼虫变态所产生的作用,本研究使用不同浓度的LPS直接刺激厚壳贻贝幼虫,观察其对幼虫附着变态的直接作用;同时在海假交替单胞菌形成生物被膜的过程中添加不同浓度的LPS,通过分析生物被膜生物学特性的变化,及变化后的生物被膜对厚壳贻贝幼虫附着变态的影响。研究结果显示,3种浓度的LPS均可直接诱导厚壳贻贝幼虫的变态;10 mg/L浓度LPS处理后的生物被膜其细菌密度、膜厚明显降低(p<0.05),胞外产物中多糖(如可乐酸)、脂类显著增加(p<0.05),同时其对幼虫变态的诱导作用也显著提高(p<0.05),因此推测,在厚壳贻贝幼虫的附着变态过程中,LPS具有直接诱导作用;除此之外,脂多糖还可以通过调控生物被膜胞外物质,特别是可乐酸的生成,从而间接影响厚壳贻贝幼虫的附着变态。     

厚壳贻贝人工繁殖技术的研究

厚壳贻贝(Mytilus coruscus)是我国贻贝的主要养殖品种,其苗种主要依靠天然苗种和半人工采苗获得。2006年浙江海洋学院于嵊泗县石柱育苗厂,首次突破了厚壳贻贝规模化全人工繁殖和稚贝海区中间培育技术。研究结果表明,厚壳贻贝亲贝通过室内强化培养,经人工催产可获得成熟受精卵,受精率可达95%。在水温16℃时,受精卵在受精后25min出现第一极体,受精后39h50min发育至直线绞合幼虫期,胚胎孵化率达92%,在水温15.8～21℃的条件下,经39d室内人工培育,获平均壳长0.694mm的附着稚贝1304.7×104ind;附着稚贝经102d海区中间培育,获平均壳长13.95mm的稚贝404.46×104ind,海区保苗成活率达31%。该研究结果为今后厚壳贻贝大规模苗种生产奠定了重要理论和技术基础。     

不同温度下形成的深海菌膜对厚壳贻贝幼虫变态的影响

为探讨深海细菌生物被膜对温度的适应性及对厚壳贻贝幼虫变态的影响,分别在4、18、25、37°C条件下培养生物被膜,调查温度对细菌密度、膜厚和胞外产物等生物学特性的影响,以及被膜对幼虫变态发育的影响。结果显示,4个温度条件下产生的生物被膜均可有效促进幼虫变态发育。其中,深海菌株Virgibacillus sp. 1在18°C时生物被膜的变态诱导活性最高(35%),且α胞外多糖含量较高,诱导活性与温度和细菌密度均显著相关;同时温度与其细菌密度和膜厚均显著相关。2株深海假交替单胞菌诱导活性与细菌密度均显著相关,温度仅影响Pseudoalteromonas sp. 33细菌密度。研究表明,3株深海细菌均有很好的温度适应性,且都能形成生物被膜;温度变化导致生物被膜的生物学特性改变,最终影响其对幼虫的诱导效果。     

厚壳贻贝抗菌肽Mytilin的初步鉴定

厚壳贻贝是我国具有重大经济价值的水产养殖贝类,对其抗菌肽的研究有助于人们了解厚壳贻贝的免疫机制。为了解厚壳贻贝血清中抗菌肽Mytilin的分子组成和特性,采用多维高效液相色谱对厚壳贻贝血清进行分离纯化,从中获得3种对革兰氏阳性菌以及阴性菌均有抑制作用的抗菌肽分子,序列分析表明3种抗菌肽具有较高的序列相似性,均属于贻贝抗菌肽Mytilin家族,分别命名为Mytilin-1,Mytilin-2和Mytilin-3。其中,Mytilin-1为34个氨基酸残基构成的多肽,其分子量为3885.17u,含8个半胱氨酸,形成4对二硫键。根据所测Mytilin-1的氨基酸序列设计特异性引物,通过菌落PCR方法筛选厚壳贻贝cDNA文库,获得Mytilin-1的cDNA基因并进行了序列分析。以上研究结果表明,作为贻贝的主要抗菌肽家族,Mytilin在厚壳贻贝血清中具有较高丰度,对其蛋白质序列以及基因序列的研究为深入了解厚壳贻贝Mytilin抗菌肽的分子多样性奠定了基础。     

厚壳贻贝M7 lysin分子的克隆与表达

M7 lysin位于贻贝精子顶体中,是溶解卵黄膜、促进受精作用的重要蛋白质,决定了贻贝种间精卵识别的特异性。采用同源克隆法得到厚壳贻贝M7 lysin分子,并在原核生物中对该分子进行重组表达。结果表明,扩增产物为540 bp左右的片段,进一步测序发现其开放阅读框cDNA为543 bp,与贻贝、地中海贻贝、盖勒贻贝具有较高的相似性;在线翻译所得蛋白质片段中含有180个氨基酸,分子量为20 ku,等电点为8.48;通过M7 lysin氨基酸序列构建系统进化树发现,贻贝和地中海贻贝亲缘关系最近,其次为盖勒贻贝,最后是厚壳贻贝;将 M7 lysin分子在E.coli Rosseta(DE3)中融合表达,得到包括载体氨基酸序列在内的25 ku蛋白质,符合预期分子质量。     

MIDI自动鉴定系统在贻贝菌相分析中的应用

以7—10月的新鲜紫贻贝为试验材料优化培养基,从中分离纯化出各种细菌,并采用MIDI微生物自动鉴定系统结合PCR的方法分析贻贝整体及各部位的优势菌相。试验结果表明,选用加5%贻贝汁和2.5%营养琼脂作为培养基较好;新鲜贻贝的优势菌主要由弧菌、芽孢杆菌和腐败希瓦氏菌组成,而弧菌和腐败希瓦氏菌集中在表面,芽孢杆菌在肠腺占82%;对分离的蜡样芽孢杆菌菌株进行16SrDNA序列分析,发现其与GeneBank中的4,5,6,7株蜡样芽孢杆菌的16SrDNA序列相似性均达到99%,因此,应用MIDI微生物自动鉴定系统鉴定贻贝中优势细菌是可行的。     

不同溶解氧水平下厚壳贻贝的贝壳开放行为和呼吸代谢

为了探讨溶解氧浓度变化对厚壳贻贝(Mytilus coruscus)摄食和代谢的影响, 分析贝壳开放行为和呼吸代谢的相关关系, 观察测定了 8 mg/L、6 mg/L、4 mg/L、2 mg/L 和 1 mg/L 溶解氧水平下厚壳贻贝贝壳开放程度、滤水率、耗氧率和排氨率, 并计算了氧氮比值。结果显示, 溶解氧浓度在 4 mg/L 及以上水平时, 厚壳贻贝的贝壳持较大程度开放, 而当溶解氧浓度降至 2 mg/L 及以下后, 贝壳逐渐关闭; 溶解氧浓度降至 4 mg/L 后, 贻贝滤水率显著下降; 溶解氧浓度在 2~8 mg/L 间, 贻贝耗氧率无显著变化, 降至 1 mg/L 后, 耗氧率显著下降; 排氨率与滤水率和耗氧率呈相反趋势, 溶解氧浓度降至 2 mg/L 后, 贻贝排氨率显著上升; 降至 4 mg/L 后, 氧氮比值显著下降; 贝壳开放程度与滤水率、耗氧率之间呈正相关关系。研究表明, 厚壳贻贝可以适应一定范围内溶解氧浓度的波动, 保持机体代谢水平相对稳定; 当环境溶解氧降至 1 mg/L 以下, 机体无法再维持正常的代谢, 厚壳贻贝部分关闭贝壳, 以降低能量消耗, 应对低氧胁迫。本研究可为厚壳贻贝低氧适应机制研究和养殖提供参考。