冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群结构特征及其影响因素

本研究以我国北方典型岸基半开放刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘为对象,利用高通量测序技术构建冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群16S rRNA基因测序文库,解析封冰期、融冰期和化冰期刺参养殖池塘沉积物菌群结构特征,并查明影响菌群结构的主导环境因子。结果显示,冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群丰度和多样性表现为整体下调趋势,在融冰初期呈现显著性波动(P<0.05)。冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群结构呈现显著性差异,封冰期、融冰期和化冰期差异菌群分别隶属于厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和软壁菌门(Tenericutes)。尽管不同阶段微生物相对丰度比例不同,但第一优势菌门均隶属于变形菌门(Proteobacteria),相对丰度高于49.04%;次优势菌门则呈现出显著性变化,其中,封冰期为拟杆菌门(Bacteroidetes),融冰期为绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria),化冰期为浮霉菌门(Planctomycetes)。环境因子与菌群相关性分析表明,冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群结构与环境因子具有显著相关性(P<0.05),温度、盐度、总氮和总有机碳是沉积物菌群的主导环境因子。本研究将为刺参养殖池塘精细化管理提供理论依据。     

北方吊笼养殖刺参肠道及其养殖环境菌群结构特征及其相关性分析

为探究北方吊笼养殖刺参(Apostichopus japonicus)肠道及其养殖环境菌群结构的关系,本研究基于高通量测序技术全面解析刺参肠道和养殖环境菌群结构和功能特征,并初步探讨刺参肠道及其养殖环境菌群相关性。结果显示,刺参肠道菌群丰度和多样性均显著高于养殖水体(P<0.05)。刺参肠道及养殖水体主要优势菌门均隶属于变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),二者存在13个相对丰度大于0.1%的共有核心菌属。此外,肠道菌群具有一定的独立性,其特异性菌群主要隶属于厚壁菌门(Firmicutes)和绿弯菌门(Chloroflexi),以芽孢杆菌属(Bacillus)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)、海泥海球菌属(Halioglobus)、Lutimonas和Woeseia为代表。基于KEGG代谢通路数据库,共注释到300条三级代谢通路,其中146条存在极显著差异(P<0.001)。刺参肠道菌群差异代谢通路主要表现在代谢方面,具体表现为碳水化合物消化吸收、蛋白质消化吸收和鞘脂类代谢。研究表明,刺参肠道菌群种类与其养殖水体呈高度相似性,但相对丰度存在显著性差异。本研究结果可为北方刺参吊笼健康养殖提供一定的理论依据。     

刺参germ cell-less基因表达分析及转录因子预测

不同性别的刺参(Apostichopus japonicus)在生长速度、免疫能力等方面具有显著差异,解析其性别决定和性别分化机制具有重要的理论和经济价值。目前,刺参的性腺发育机制尚不清晰,挖掘性腺发育相关基因是解析其发育机制的重要途径。研究表明,germ cell-less基因在哺乳动物性腺发生中起重要作用,但无脊椎动物中关于germ cell-less基因的研究较少。本研究从刺参基因组中鉴定了germ cell-less (Ajgcl)基因片段,随后通过cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends, RACE)获得其全长cDNA序列。通过荧光定量PCR (real-time quantitative PCR, RT-qPCR)揭示了Ajgcl在成体组织中呈现泛表达状态,性腺中表达量最高,且雌性性腺中的表达量是雄性性腺中表达量的2.25倍。随着卵子的发生,Ajgcl的表达量呈现先上升后下降的动态表达变化,而在精子发生的过程中其表达量变化不大,意味着其可能在卵子发生过程中发挥重要作用。在整个胚胎发育过程中均能检测到Ajgcl转录本,意味着Ajgcl作为母源因子可能与原始生殖细胞的形成有关。此外,Ajgcl基因启动子中具有Oct-1、FOXD3、PAX-6、CRP、c-Myb和NF-1等转录因子的结合位点。本研究为深入解析germ cell-less基因在刺参等无脊椎动物性腺发育中发挥的功能奠定了基础。