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。     

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。     

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。     

硅烷化表面海洋细菌对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为探讨厚壳贻贝稚贝对自然微生物膜中海洋细菌的附着行为反应,本论文研究了厚壳贻贝（Mytilus coruscus）稚贝附着与硅烷基化附着基表面、微生物膜密度以及细菌种属系统发育之间的相互关系。研究表明所测海洋细菌均能显著促进厚壳贻贝稚贝的附着;其中Staphylococcus sp. 1和Cobetia sp. 1表现出较低诱导活性,且这两株细菌形成的微生物膜密度与稚贝附着率之间无显著相关性;其他7株海洋细菌均表现出中等程度诱导活性,且所形成的微生物膜密度与稚贝附着率之间呈显著相关性。系统发育分析表明所测海洋细菌对厚壳贻贝稚贝附着的诱导活性与细菌种属无关。因而,硅烷基化表面的海洋附着细菌对厚壳贻贝附着有着显著性促进作用,本研究将为后续开展厚壳贻贝稚贝附着机制奠定了基础。     

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。     

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。     

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。     

纤维素对海假交替单胞菌生物被膜生物学特性及厚壳贻贝幼虫附着变态的影响

为探究纤维素对海假交替单胞菌生物被膜的生物学特性及其对厚壳贻贝幼虫附着变态的影响,实验设置海假交替单胞菌(初始细菌密度5×10⁸个/m L)分别与浓度为0.02、0.20、2.00、20.00 mg/L的纤维素共孵育形成生物被膜,检测形成的生物被膜对厚壳贻贝幼虫变态的诱导作用变化,比较生物被膜成膜能力、胞外产物等生物学特性变化,并分析其与厚壳贻贝幼虫附着变态的关系。纤维素浓度为2.00或20.00 mg/L时,所形成的生物被膜对幼虫附着变态的诱导活性显著降低。通过分析加入纤维素后海假交替单胞菌形成的生物被膜生物学特性发现,随着纤维素浓度升高,生物被膜中细菌的分布更为分散,细菌密度和膜厚呈逐渐降低趋势,生物被膜胞外产物中α-多糖、β-多糖和脂质的生物量显著降低,而蛋白无明显变化。在海假交替单胞菌生物被膜形成过程中,纤维素主要通过降低胞外α-多糖、β-多糖和脂质的产生,进而间接调控厚壳贻贝幼虫附着变态。研究结果为探究海假交替单胞菌纤维素对生物被膜形成及对厚壳贻贝附着变态调控分子机制提供理论依据,为整治生物污损等实际问题提供新思路。     

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。     

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。     

灿烂弧菌对厚壳贻贝免疫指标和消化酶活性的影响

为探究灿烂弧菌对厚壳贻贝免疫指标和消化酶活性的影响,用1×10~6、1×10~7、1×10~8个/mL 3个浓度的灿烂弧菌刺激厚壳贻贝,探讨弧菌刺激后厚壳贻贝的一氧化氮合酶(NOS)、一氧化氮(NO)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MAD)等免疫指标和淀粉酶、蛋白酶等消化酶的变化情况。结果显示,灿烂弧菌刺激48 h后,厚壳贻贝足、鳃、消化腺等组织中仅消化腺的NOS活性较对照组有显著升高,且酶活性随初始细菌浓度的升高而升高,故选用消化腺来测定灿烂弧菌刺激后72 h内的免疫指标和消化酶活性的变化。灿烂弧菌刺激后,48 h内NOS活性较对照组均显著升高。NO含量较对照组均显著升高,与NOS显现相同变化趋势。SOD活性在各浓度灿烂弧菌刺激下较对照组均显著升高,而MAD含量在实验组中含量显著低于对照组。淀粉酶活性在实验组中显著低于对照组,总体呈现先下降后升高的趋势。蛋白酶活性在各实验组中均呈现先升高后下降的趋势。研究表明,灿烂弧菌对厚壳贻贝免疫指标和蛋白酶活性的升高有诱导作用,但对蛋白酶的活性有抑制作用。本研究初步探明了厚壳贻贝对灿烂弧菌的免疫应答机制,为进一步研究灿烂弧菌和厚壳贻贝相互作用机制以及厚壳贻贝免疫机制奠定了基础。     

健康和患病凡纳滨对虾幼虾消化道菌群结构的比较

凡纳滨对虾养殖过程中,早期阶段是病害易感阶段,而消化道菌群结构与对虾健康关系密切。因此,探讨幼虾的消化道菌群尤其是弧菌类细菌与对虾发病的关系对病害有效防治具有重要意义。本实验采用Illumina测序研究了凡纳滨对虾健康和患病幼虾的消化道细菌群落结构,并基于纯培养和16S r DNA,rec A和pyr H基因序列比对,分析了幼虾消化道中弧菌的主要种类组成。结果发现,健康幼虾消化道中α-变形菌纲和厚壁菌门丰度较高,而患病幼虾中γ-变形菌纲、拟杆菌门、放线菌门和β-变形菌纲较高,其中放线菌门丰度差异显著。基于科水平的响应比分析,发现患病幼虾消化道中动性球菌科和噬菌弧菌科的丰度显著降低,而弧菌科的丰度显著升高。相似度分析发现,驱动群落变异的OTU主要来源于弧菌属、海洋杆状菌属、冷杆菌属、假交替单胞菌属以及未分类至属的红杆菌科和微杆菌科。健康幼虾消化道弧菌组成以锡那罗亚州弧菌为主,而患病幼虾消化道弧菌组成以坎氏弧菌为主。尽管健康和患病幼虾消化道内细菌群落结构整体差异不显著,但一些重要类群丰度变化显著,其特征与已知的生态功能一致。     

Susceptibility of corkwing wrasse Symphodus melops, goldsinny wrasse Ctenolabrus rupestis, and Atlantic salmon Salmo salar smolt, to experimental challenge with Vibrio tapetis and Vibrio splendidus isolated from corkwing wrasse

The virulence of two Vibrio strains, previously isolated from diseased corkwing wrasse Symphodus melops and identified as V. tapetis and V. splendidus, to corkwing and goldsinny wrasse Ctenolabrus rupestris and to Atlantic salmon Salmo salar, was studied under laboratory conditions. Both bacteria were shown to be opportunistically pathogenic to corkwing wrasse, causing significantly higher mortality in the challenged groups than in the controls. Bacterial cultivation of kidney samples and re-isolation of V. tapetis and V. splendidus from most mortalities confirmed the two strains as the probable cause of mortality in the challenged groups. The control group also suffered relatively high mortality, but no specific pathogens that were suspected to be the main cause of death were isolated, other than a mixture of Vibrio spp. and, in the case of one individual, atypical Aeromonas salmonicida. Following injection challenge with both bacterial strains, no mortality was recorded in Atlantic salmon. In bath challenge trials with goldsinny wrasse, only slight mortality was observed in the challenged groups and the unchallenged control group. Bacterial examination showed that atypical Aeromonas salmonicida was the probable cause of death in both bath challenged and control groups of goldsinny wrasse, and no indication of infection by any Vibrio sp. was found.     

厚壳贻贝Wnt4基因时空表达

为探究Wnt4基因在厚壳贻贝幼虫发育阶段和组织生长过程中的作用,通过RACE技术克隆了厚壳贻贝Wnt4基因c DNA全长序列,该序列全长3342 bp,开放阅读框为1074 bp,编码357个氨基酸。该序列与人、小鼠、海胆、栉孔扇贝和长牡蛎等物种的同源性分别为61%、61%、60%、71%和76%。通过实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析Wnt4基因在厚壳贻贝成体多个组织中(外套膜、闭壳肌、鳃、雌雄性腺、足和消化腺)均有表达,其中在外套膜中表达量最高,推测可能与贝壳形成有关;Wnt4基因在厚壳贻贝幼虫发育阶段高表达主要集中在壳顶期,并推测Wnt4基因可能参与了贝壳形态结构发生转变的过程以及某些器官的形成与发育。本研究为进一步开展双壳贝类Wnt基因家族的功能研究提供了理论依据。     

胆碱受体化合物对厚壳贻贝幼虫变态的调控作用

为研究胆碱受体在厚壳贻贝幼虫变态发育过程中的作用,通过药理学手段调查胆碱类神经递质乙酰胆碱、氯甲酰胆碱及其拮抗剂六甲双铵和阿托品对厚壳贻贝幼虫变态发育调控作用。结果显示:在24 h暴露实验中,氯甲酰胆碱在10-5~10-4mol/L浓度表现出诱导活性,乙酰胆碱则无诱导活性。在持续暴露实验中,氯甲酰胆碱在10-5~10-4mol/L浓度表现出诱导活性,乙酰胆碱在10-6~10-4mol/L浓度表现出诱导活性。在拮抗剂实验中,在10-4mol/L氯甲酰胆碱或10-4mol/L乙酰胆碱存在时,N型胆碱受体拮抗剂六甲双铵对厚壳贻贝幼虫的变态均无抑制效果,表明N型胆碱受体可能并不在幼虫的变态发育过程发挥主导作用。M型胆碱受体拮抗剂阿托品在10-4mol/L氯甲酰胆碱存在时表现出抑制作用,且测试液中幼虫的变态率降为0%,表明M型胆碱受体可能参与调控厚壳贻贝幼虫变态发育过程。在整个药理学实验过程中无死亡幼虫出现,因而氯甲酰胆碱和乙酰胆碱可作为有效诱导物来促进厚壳贻贝幼虫的变态发育,尝试应用于该种的水产养殖过程;同时本研究为厚壳贻贝变态发育调控机制的研究提供有效理论依据。     

厚壳贻贝5-羟色胺2A受体(5-HT2AR)基因克隆和时空表达

为探究5-羟色胺2A受体（5-HT 2A receptor， 5-HT2AR）基因在海水贝类生长发育中的作用，本研究通过RACE技术和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）克隆了厚壳贻贝5-HT2AR 基因的cDNA全长，并分析该基因的时空表达。结果显示，5-HT2AR基因全长2 636 bp，开放阅读框（ORF）2 124 bp，共编码707个氨基酸。序列分析结果显示该序列与人、小鼠、斑马鱼、长牡蛎和虾夷扇贝等物种分别具有45%、45%、48%、49%和67%的同源性。厚壳贻贝雌雄成体各组织和器官中均有5-HT2AR基因表达，雄性中的鳃表达量最高，而在雌性鳃、外套膜和性腺中的表达稍高于其他组织和器官；推测该基因可能与厚壳贻贝的摄食、对外界环境的感知及促进卵母细胞成熟有关。5-HT2AR基因在厚壳贻贝各发育阶段均有表达，且稚贝的表达量为眼点幼虫的1.4倍，推测5-HT2AR基因可能参与了调控厚壳贻贝幼虫的生长发育过程。本研究为进一步了解5-HT基因家族在双壳贝类中的功能奠定了基础。