二氧化碳和阳光紫外辐射对坛紫菜丝状体光合生理特性的影响

为了探索大型海藻生活史丝状体阶段对于海洋酸化与紫外辐射的响应,实验选取经济海藻坛紫菜的自由丝状体作为实验材料。实验设置两个CO2浓度,正常CO2浓度(390 ppmv)和高CO2浓度(1 000 ppmv);3种辐射处理,PAR处理(仅接受可见光)、PA处理(滤除UV-B)、PAB处理(全波长辐射)。研究结果表明,高CO2显著提高了坛紫菜自由丝状体的生长速率,但高CO2处理下坛紫菜自由丝状体中藻红蛋白、藻蓝蛋白、叶绿素a、类胡萝卜素及紫外吸收物质UVACs分别降低了7.3%、9.3%、19.8%、16.5%和18.7%。高CO2处理的坛紫菜自由丝状体最大光化学效率Fv/Fm,光能利用效率(α)及最大相对电子传递速率(rETRmax)都显著高于正常CO2处理。太阳模拟器下处理的坛紫菜自由丝状体,PAR与PA处理下的抑制率,正常CO2与高CO2处理间无显著差异,然而在PAB处理下,高CO2处理的抑制率要高于正常CO2处理,这可能与其体内紫外吸收物质含量下降有关。PAR处理下的抑制率,无论是在正常CO2还是在高CO2处理下,都显著低于PA及PAB处理,而PA与PAB之间无显著差异。在未来海洋持续酸化的背景下,UV辐射的增加将会影响到坛紫菜自由丝状体的光合生理及生长。     

阳光紫外辐射对铜藻的生长及荧光参数的影响

为了探讨近年来南麂列岛铜藻场衰退、消亡的原因以及更好的进行人工育苗恢复藻场,实验结合阳光紫外强度日益增加的环境问题,开展了紫外辐射对铜藻生长和光合生理影响机制的探究。实验设置3种不同阳光辐射处理:可见光(P A R)处理(400~700 nm),可见光加紫外辐射A(PA)处理(320~700 nm)和全波长辐射(PAB)处理(280~700 nm)。铜藻经过14 d阳光辐射适应培养后,其生长表现为UV-A部分(PA处理中)对铜藻的RGR促进了6.7%,且提高了藻体的叶绿素a、类胡萝卜素和UVACs含量;UV-B部分(PAB处理中)对藻体的RGR产生了8.98%的抑制,同时抑制了铜藻色素的合成。比较3种辐射处理的快速响应曲线(RLC),PA处理下的藻体具有最高的最大电子传递速率(r ETRmax)和光能利用率(α)。当将藻体置于太阳模拟灯下照射1 h,经PA适应的藻体其D1蛋白修复速率与损伤速率的比(r/k)比P处理的高13.02%,而经PAB适应的r/k比P处理的低17.62%,证明UV-A对铜藻具有正面效应。     

UV-B紫外辐射对条斑紫菜生理生化的影响

条斑紫菜(Pyropia yezoensis)作为一种生长在潮间带的经济海藻，在适应干露失水时的高紫外辐射上有其独特的特性。本研究以无UV-B辐射为对照组，0.5 W/m2(低)和2 W/m2(高)UV-B辐射为实验组，检测条斑紫菜对UV-B紫外辐射响应的叶绿素荧光光合参数、多光谱荧光参数以及酪氨酸酶活性的变化。结果显示，受到UV-B辐射的条斑紫菜的叶绿素荧光光合参数(QY_max、NPQ_Lss、qP_Lss和Rfd_Lss)随辐照时间呈不同程度的下降趋势，并且高辐射强度下的各光合参数值低于低辐射强度，表明条斑紫菜光合作用受到辐射的负面影响；极早期胁迫参数F440/F690和F440/F740的差异表明，2 W/m2 UV-B辐射组条斑紫菜比0.5 W/m2辐照组更早(1 h)进入胁迫状态，且UV-B辐射下条斑紫菜酚醛类物质减少；与叶绿素浓度呈负相关的参数F690/F740变化表明，0.5 W/m2辐照组叶绿素浓度高于对照组，而在辐照3 h内低于2 W/m2辐照组，2 W/m2辐照组叶绿素浓度则先上升，并在辐照4 h下降，至6 h呈显著降低，说明藻体可耐受较低UV-B辐射，而高UV-B长时间辐照对藻体造成明显的伤害；对酪氨酸酶的活性检测结果表明，受到UV-B辐照的条斑紫菜酪氨酸酶活性显著高于对照组，且高辐照组的酶活性高于低辐照组的酶活性。     

紫外辐射对浒苔游孢子附着、萌发和幼苗生长的影响

为了探讨绿潮藻浒苔游孢子对紫外线(UVR)的敏感性,研究了相对于有效光辐射(PAR,P)增加UVA辐射(PAR+UVA,PA)和全波长辐射(PAR+UVA+UVB,PAB)对浒苔游孢子的光合效率、附着、萌发和幼苗生长的影响。实验结果表明,(1)强光[900μmol/(m2·s)]下PA和PAB辐射对浒苔游孢子的最大光化学效率(Fv/Fm)具有明显抑制作用,且辐射时间越长抑制作用越大。强光下PA和PAB辐射15、30、60min导致浒苔游孢子最大光化学效率分别下降为28.4%、42.4%、36.5%、52.1%、64.4%、54.5%;(2)游孢子在15min辐射期间的附着率分别为50.0%(P)、44.9%(PA)和23.9%(PAB),紫外辐射尤其是UVB显著抑制(延迟)了游孢子的附着(P<0.05),但对24h后游孢子的总附着率没有显著影响。不同辐射处理和处理时间之间存在显著交互作用(P<0.05);(3)阳光下PA和PAB对孢子萌发具有显著抑制作用,第3天PA和PAB处理的游孢子萌发率分别为P处理的57.0%和39.1%,游孢子的萌发存活决定于最初的3d,3d后的紫外辐射对幼苗的存活没有显著影响(P>0...     

不同光质LED光源对坛紫菜单性叶状体的生长发育及生理指标的影响

为掌握坛紫菜叶状体生长与发育的最适光谱成分，实验以坛紫菜雌性叶状体为培养材料，探究了不同光质(白、蓝、绿、红光)的LED光源对叶状体营养生长、发育分化、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)及光合色素含量等生理指标的影响。结果显示，在复合型白光下培养25 d后，藻体的叶长和鲜重分别为单色光下的2.42~3.86倍和2.64~4.50倍，白光下叶状体生长速率最快，鲜重增加最多，而单色光限制了藻体的营养生长。与白光下培养相比，在红、绿光下培养，藻体的藻胆蛋白合成受到明显限制，藻红蛋白含量分别下降了44.1%和43.2%，藻蓝蛋白含量分别下降了11.6%和12.5%。然而，在蓝光下培养的藻体，藻红蛋白和藻蓝蛋白含量较白光下分别增加了94.3%和16.2%，且PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)值始终较高，保持持续上升的趋势，表现出对光源的长期适应。蓝、绿光在坛紫菜叶状体营养细胞发育成生殖细胞的过程中，均能加快藻体梢部细胞的分化并提前进行单性生殖，而白光和红光在这一过程中的效应不明显。其中，蓝光能够促进单性生殖孢子萌发成正常的单性生殖丝状体，而绿光则会阻断这一发育途径，使单性生殖孢子萌发体的色素体暗淡、内含物中空，最终消亡。研究表明，单色光源限制了坛紫菜叶状体的营养生长，且会对叶状体的光合色素组分和F_v/F_m产生较明显的影响，但其中的蓝光可以诱导坛紫菜单性叶状体提前进行单性生殖。这也为进一步探讨坛紫菜叶状体的光适应机制提供了参考依据。     

小新月菱形藻碳酸酐酶活性和光合作用对高盐度胁迫的响应

以浮游硅藻小新月菱形藻为实验材料,研究其在不同盐度下的生长、胞外碳酸酐酶活性、光合速率和叶绿素a荧光参数的变化。结果显示,与正常海水培养相比,最高盐度(70)培养的细胞比生长速率下降了59.2%;同时,胞外碳酸酐酶活性、叶绿素a、c含量分别降低了66.3%、50.0%和45.7%。高盐度培养下,最大光合速率(P_{m)、光合效率(α)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(Yield)和光化学淬灭系数(qP)下降,但非光化学淬灭系数(qN)升高,对无机碳的亲和力明显下降。以上结果表明,盐度升高对小新月菱形藻生长和光合作用具有明显抑制作用,但小新月菱形藻可以通过胞外碳酸酐酶活性变化、对无机碳的亲和力和调整光系统Ⅱ的能量流动与能量利用效率以应对高盐度的胁迫。}     

条斑紫菜外植体的生长与分化研究

在不同条件下,对条斑紫菜外植体的生长与分化进行了分析。试验结果表明:条斑紫菜外植体用氨苄青霉素(2.0×10-6)灭菌效果较好;ESS培养基比PES培养基更有利于条斑紫菜外植体的生长与分化;在条斑紫菜叶状体的不同部位中,梢部的成活率、日生长量、分化率均高于其他部位,分别达75.0%、8.25 mm2/d和75.0%,但中部的再生苗数量远远高于梢部。     

温度对多肋藻小孢子体生长及抗氧化生理的影响

温度是影响藻类生长发育的关键因素之一。本研究探讨了 6~22 ℃下, 多肋藻(Costaria costata)小孢子体的生长情况及抗氧化生理特性, 以探明其适温机制, 为多肋藻海区栽培提供支撑。结果发现, 培养初期(5 d 内), 多肋藻小孢子体在 18 ℃下具有最大的相对生长速率(RGR), 22 ℃下藻体梢部严重穿孔溃烂; 随着培养时间延长(10 d), 10 ℃下藻体 RGR 最高。实验周期内, 不同温度组间 F_v/F_m 无显著差异, 6~14 ℃下藻体均具有较高的总光合速率(P_t) 和最大表观光合速率(P_nmax), P_nmax 随着培养时间的延长在 10 ℃下最高。培养 3 d 时, 6 ℃下呼吸速率(R_d)最高; 22 ℃ 下, 藻体 R_d 随着培养时间延长显著上升, 表明增强呼吸作用是多肋藻小孢子体对低温和高温胁迫的共同响应。 22 ℃高温胁迫下, 胡萝卜素(Car)和岩藻黄素(Fucox)、可溶性蛋白的含量升高; 6 ℃时, SOD 酶活高于其他温度组。 在 6~18 ℃范围内, 灰分、碳水化合物和粗纤维的积累与温度具有一定的正相关性。综上, 多肋藻小孢子体可在 6~18 ℃生长, 其中以 10 ℃左右为佳。     

条斑紫菜在不同生长周期砷形态变化规律及其对砷的富集效应

首次研究了江苏省3个主产区条斑紫菜中总砷及各种形态砷的含量从1月至4月不同收割时期的变化规律以及条斑紫菜对砷的富集系数。结果发现,条斑紫菜中不同形态砷含量差异很大,以砷糖含量最高,占总砷含量的90.40%~98.14%;二甲基砷次之,无机砷含量最低,含量在0.054~0.14 mg/kg,三者之间具有显著性差异(P＜0.05)。2月份收割的紫菜样品总砷和砷糖含量最高,之后呈逐渐下降的趋势。而无机砷含量及其占总砷百分比则从1月至4月逐渐降低。条斑紫菜对砷具有极强的富集能力,富集系数在454.4~623.8。本研究进一步证明,条斑紫菜中无机砷含量远小于我国标准规定的无机砷限量。     

条斑紫菜泛素结合酶基因的cDNA序列克隆与分析

泛素蛋白酶体系统（ubiquitinproteasomes system，UPS）是真核生物重要的翻译后修饰系统，参与了许多重要的生理反应，同时也参与了蛋白质的质量控制和细胞的稳态维持，因此研究条斑紫菜UPS有助于阐明条斑紫菜在逆境胁迫下通过UPS降解异常蛋白和调节蛋白的生物学活性。泛素结合酶（ubiquitinconjugating enzyme，E2）是UPS的重要组成部分。根据电子克隆结果指导RT-PCR实验，成功克隆了条斑紫菜泛素结合酶基因（PyE2）的cDNA序列（GenBank accession：FJ232910）。该cDNA序列含有长444 nt的完整ORF，编码蛋白（PyE2）的分子量16.6 ku，长147 AA。PyE2与其它物种的E2具有高度的一致性和相似性，反映出E2在进化上相当保守。PyE2含有E2活性位点的保守序列及半胱氨酸残基，其三维结构与人的I类E2高度一致。PyE2不含C端和N端延伸结构，所以在条斑紫菜E2家族中属于I类E2。     

Dietary Photoprotective Compounds Ameliorate UV Tolerance in Shrimp (Pleoticus muelleri) through Induction of Antioxidant Activity

The aim of this study was to determine the effects of ultraviolet radiation (UVR) on bioaccumulation of UV‐absorbing compounds acquired through the diet, in larvae and postlarvae of Pleoticus muelleri, and to assess tissue antioxidant activity, survival, and development. Mysis stage I were exposed to two artificial radiation treatments: M‐PAR (photosynthetically active radiation, range = 400–700 nm) and M‐PAR + UVR (280–700 nm). The experimental larvae received a mixed dietary treatment of Artemia persimilis and the microalga Pavlova lutheri, reared under two radiation regimes: PAR (D‐PAR) and PAR + UVR (D‐PAR + UVR). Shrimp from all treatments reached 8 d postlarval stage (PL8), except those under M‐PAR + UVR treatment fed the D‐PAR‐cultured algae, which had 0% survival. Larvae in M‐PAR + UVR and M‐PAR treatments fed with D‐PAR + UVR diet presented the highest survival rates (70 and 75%, respectively), with 37 and 41% increase in PL size. UV‐absorbing compounds were detected in microalgae and PL subject to PAR + UVR treatments. Antioxidant activity, quantified by measuring the free‐radical 1,1‐diphenyl‐2‐picrylhydrazyl in homogenates of PL8, decayed drastically under radiation treatment M‐PAR + UVR fed with algae of the D‐PAR + UVR treatment. It is concluded that the bioaccumulation of UV‐absorbing compounds and the highest antioxidant activity in PL could improve the biochemical and photophysiological responses of shrimp under UVR stress.     

尿囊素对印度产紫菜Pyropia chauhanii单孢子放散和体细胞分化的影响

为探讨尿囊素对印度产紫菜Pyropia chauhanii单孢子形成与放散的影响,选用能释放单孢子的野生型品系(PC-WT)与不能释放单孢子的诱变品系(PC-Y1)为实验材料,用含不同浓度尿囊素的培养液分别培养来自叶状体梢、中和基部的圆盘体。结果显示,处理后6 d,不同部位的叶状体圆盘体的单孢子放散量次序为中部梢部基部;随着尿囊素浓度的增加,PC-WT品系叶状体圆盘体的单孢子放散总量呈先升后降的趋势,其中10mmol/L是促进单孢子放散的最适浓度;但尿囊素并不能使原本不放散单孢子的PC-Y1品系释放单孢子。用含20 mmol/L尿囊素的培养液培养PC-Y1品系的叶状体圆盘体,8 d后再用酶解法将其体细胞单离出来经体外培养后发现,经尿囊素处理的单离细胞发育成丝状体的百分率为66.1%,而不含尿囊素的对照组仅为15.2%,说明尿囊素对紫菜叶状体的体细胞向生殖细胞分化具一定的促进作用。     

Hg2+胁迫对三种微藻生长和叶绿素荧光特性的影响

研究了不同浓度的Hg2+胁迫不同时间(1～7 d)后,蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)和莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)生长及叶绿素荧光特性的变化情况。测定的主要参数有光系统II(PSII)的最大光能转化效率(ΦM)、相对光合电子传递效率(rETR)、饱和光强(Ik)和细胞密度。试验结果表明,Hg2+胁迫下3种微藻的细胞密度和叶绿素荧光参数与Hg2+浓度、胁迫时间有一定的相关关系,细胞密度和叶绿素荧光各参数间有极显著的相关关系(P<0.01)。通过计算Hg2+对3种微藻不同胁迫时间的半抑制浓度(EC50),发现3种微藻对Hg2+的耐受性大小顺序为:斜生栅藻>莱茵衣藻>蛋白核小球藻。     

Ni^2+对钝顶螺旋藻生长及藻胆蛋白含量的影响

为研究Ni^2+对螺旋藻生长的影响,采用室内培养法,在培养液中添加不同质量浓度的Ni^2+,对螺旋藻的生长曲线、生物量、吸收光谱以及藻胆蛋白含量进行了测定和分析。试验结果显示,当Ni^2+质量浓度为0~0.5μg/mL时,随着质量浓度的增加,藻胆蛋白含量增加,螺旋藻生长加快,累积的螺旋藻生物量增加;0.5μg/mL的Ni^2+对螺旋藻生长、生物量累积和藻胆蛋白含量具有最大促进作用;0.5μg/mL的Ni^2+处理,导致螺旋藻叶绿素a在蓝紫光区的吸收光谱发生明显变化,440 nm的吸收峰消失,而在430 nm和450 nm处分别出现一个吸收峰;Ni^2+对藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白的吸收光谱没有显著影响。当Ni^2+质量浓度达到1.0μg/mL时,螺旋藻仍能正常生长。试验结果表明,0.5μg/mL的微量Ni^2+通过改变螺旋藻叶绿素a在蓝紫光区的吸收光谱,提高藻胆蛋白含量,从而促进螺旋藻的生长和生物量的累积,是促进螺旋藻生长的最佳Ni^2+质量浓度,为降低螺旋藻生产成本,以及利用螺旋藻治理水体镍污染提供科学依据。     

池塘养殖水体光谱观测系统的设计与实现

水产养殖水质状况复杂,容易突发水质变化,水体光谱数据可直接反映这些变化。设计了一套养殖水体光谱观测系统,为开展养殖水体光谱分析并评估水质状况提供数据基础和科学依据。基于高精度光学传感器、Flash存储技术、GPRS及RS485无线数据传输技术构建一套实时、自动化的光谱观测系统,用以观测养殖池塘水体特定波段光谱数据。通过对5个池塘水体样本进行连续观测,以美国ASD公司的地物光谱仪在680 nm、700 nm和769 nm三个波段位置的同步观测数据为标准值进行回归分析,并对系统性能指标进行量化分析,得到观测数据准确度达98%以上,且系统性能达标。结果表明:在针对养殖水体特定波段光谱观测方面,该系统可以代替人工光谱仪观测工作,实现远程、实时数据观测,减少繁琐的观测程序,节省人力物力,同时能够避免人工观测造成的误差。     

Optical properties of the pineal window of Atlantic salmon (Salmo salar L.)

The spectral composition and intensity of light penetrating different parts of fresh preparations of the upper part of the skull of Atlantic salmon (Salmo salar) (fork length 25–30 cm) was investigated. All measurements were made in an aqueous medium, by moving the tip of an optical fibre in a three dimensional lattice below preparations that were illuminated by a parallel light source from above. The intensity of the transmitted light showed a well-defined maximum just below the pineal groove. Light that penetrated the skull from a source vertically above was refracted to produce a focusing point in the approximate position of the pineal body. Light projected from angles of 45° relative to the vertical position was only slightly (25%) attenuated, thus indicating a wide acceptance angle. There was an almost uniform transmission of light (of 3%) between 500 and 700 nm. The transmittance of UV light (350 nm) was about 10% of that of green light. These differences are small when compared with the intensity range reported for the pineal light receptors. The transmission properties are discussed in relation to the known diurnal changes in the spectral composition of natural light.     

Purification and characterization of stomach protease from the turbot (Scophthalmus maximus L.)

Proteolytic activity in the different parts of the digestive tract of the turbot (Scophthalmus maximus L.) were studied in this work. One pure protease was isolated from turbot stomach and its behavior was studied. Results showed the optimum pH for proteases in the different parts of the digestive tract of the turbot were pH 2.0 for the stomach, pH 8.0 for the pylorus cecum, pH 8.0 for the foregut, pH 8.5 for the midgut, and pH 8.0 for the hindgut. The activity of proteases in the different parts of the digestive tract were in the sequence pylorus cecum protease > stomach protease > foregut protease > midgut protease > hindgut protease. The stomach protease was purified by ammonium sulfate precipitation and column chromatography on DEAE-Sepharose F.F. and Sephadex G-100. The purified enzyme gave a single band in SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Its molecular weight was found to be approximately 42,000 Da. The enzyme is stable at pH 1.0–9.0 and at temperatures below 40°C. Its activity was maximum at pH 2.0 and 40°C. When reaction time was prolonged the optimum temperature of the enzyme tended to decline. The enzyme was activated by Mn²⁺ and Cu²⁺ and inactivated by Fe³⁺. It was fully inhibited by pepstatin and partially inhibited by PMSF, TPCK, PCMB, and NBS. These results imply the enzyme is a pepsin.     

绿色合成纳米银材料的制备及其对水产病原菌的抗菌效果测定

近年来随着水产养殖规模不断扩大，渔药安全问题备受重视。为积极寻找抗生素替代品，本研究采用银杏叶提取物和硝酸银反应合成纳米银材料，并通过紫外-可见光全波段扫描、透射电镜以及X射线衍射对其结构表征进行鉴定。在此基础上，以金黄色葡萄球菌、大肠杆菌，以及水产病原菌迟缓爱德华氏菌和嗜水气单胞菌为测试对象，采用杯碟法、常量肉汤稀释法以及抑菌动力学实验测定合成的纳米银抗菌效果。结果显示，在波长450 nm处有纳米银等离子共振体形成的吸收峰；透射电镜观察到纳米银颗粒平均直径小于10 nm；X射线衍射图谱验证了金属银的生成；本研究所合成的纳米银材料对4种病原菌均有良好的抗菌效果。研究表明，采用银杏叶绿色合成纳米银，不仅方便、快捷，而且成本低廉、环境友好，在水产病害防控中具有良好的前景。     

环境污染物对斑马鱼早期胚胎转座子转录活性的影响

转座子在生物基因组中占据重要的组成部分,是基因组中可移动和扩展的重要元件,其转座活性受外界环境因子调控。为了探讨环境应激对基因组转座子表达活性的影响,用环境污染物二噁英(TCDD)和重金属Cu~(2+)或Cd~(2+)处理斑马鱼早期胚胎,通过荧光定量PCR(q RT-PCR)比较处理前后9种结构完整的转座子转录活性变化,这9种转座子分别是DNA转座子Tc1家族的Tc-a、Tc-b、Tc-c、Tc-d、Tc-e,反转录转座子病毒家族ZB-ERV-1、ZB-ERV-2、反转录转座子LINE家族L1-323和L1-21。结果发现,TCDD使8个转座子转录活性明显下调,1个转座子显著上调;Cu~(2+)导致7个转座子上调,2个显著下调;Cd~(2+)导致6个转座子上调,3个显著下调。研究表明,斑马鱼转座子转录活性受环境因素影响显著,环境胁迫可能是转座子活性变化的原因之一。本研究对了解和评估环境因子对鱼类转座子活性的影响作用具有重要的意义,为进一步研究生物基因组的进化机制提供参考。