长牡蛎和福建牡蛎个体生长模型的构建及比较

长牡蛎和福建牡蛎分别是我国北方和南方沿海重要的养殖贝类。为比较分析二者的动态生长情况,实验基于动态能量收支理论（DEB）,以连续监测的水温和叶绿素a浓度为强制因子,通过现场实验、模型调试和文献查阅等方式获取模型参数,利用Python 2.7软件分别构建了桑沟湾长牡蛎、深沪湾福建牡蛎的个体生长模型,并以两种牡蛎的实测生长数据进行验证。结果显示：①所构建的DEB模型能够较好地模拟长牡蛎、福建牡蛎的个体生长情况（壳高、软组织湿重等）,模拟值与实测值之间相关性显著;②长牡蛎和福建牡蛎的温度耐受上限（T_H）、温度耐受下限（T_L）、半饱和常数（F_H）等参数存在差异,这可能与不同海域的理化环境、食物组成及牡蛎的选择性摄食有关;③在模拟周期内,受温度和食物的双重限制,长牡蛎冬季生长缓慢,而福建牡蛎处于持续增长状态,期间主要受到食物的限制。本研究结果可为后续生态系统模型构建和牡蛎养殖容量评估提供基础数据。     

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。     

烟威近岸海域鱼类早期资源群落结构及适宜产卵生境

烟威近岸海域是历史上重要的鲐(Scomber japonicus)产卵场之一,或囿于对其“过路渔场”的认知,近年来对该海域鱼类产卵场的研究相对较少。为了解烟威近岸海域鱼类产卵场现状,于2020年4—9月对该海域开展逐月产卵场调查,基于鱼卵、仔稚鱼及环境数据,运用空间插值、聚类分析、非度量多维标度排序、相似性分析和冗余分析(RDA)等方法对该海域鱼类早期资源时空分布、群落结构月度更替及主要种类适宜产卵生境进行了综合分析。结果显示,2020年4—9月于烟威近岸海域采集到鱼类早期资源种类52种,包括33种鱼类的337 038粒鱼卵和28种鱼类的2122尾仔稚鱼;5—6月为主要产卵期,共有21种鱼卵出现,鱼卵数量占全年鱼卵总数的98.32%,主要产卵场位于烟台套子湾至威海鸡鸣岛北部海域,主要产卵种类为鳀(Engraulis japonicus)、鲐、蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)、高眼鲽(Cleisthenes herzensteini)、黄条 (Seriola lalandi)、绯 (Callionymus beniteguri)、少鳞 (Sillago japonica)、黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)、短吻红舌鳎(Cynoglossus joyneri)、长蛇鲻(Saurida elongata)等;烟威近岸海域鱼卵与仔稚鱼群落结构年内变化明显,除产卵末期(8—9月)外,各月间种类更替率不低于50%,鱼卵与仔稚鱼群落月间平均相异性不低于73%;海表温度(SST)、海底温度(SBT)、海表盐度(SSS)和深度(DEP)是显著影响4—9月主要鱼种产卵选择的环境因子。研究表明,烟威近岸海域为黄渤海规模较大的鱼类产卵场之一,需在鱼类早期生活史研究与产卵场养护策略制定时得到足够重视。     

牙鲆"鲆优2号"不同养殖地点生长和存活性状的基因型与环境互作分析

为比较牙鲆"鲆优2号"在不同养殖地区的生长和存活性能,实验利用连续多代对生长性状和抗迟缓爱德华氏菌病性状遗传参数评估和基因组选择的结果筛选出的亲本,建立28个"鲆优2号"家系,在河北(Site 1)和山东(Site 2)进行对比养殖试验,利用混合线性动物模型对生长和存活性状进行了基因型与环境互作分析。Site 1和Site 2的平均日增重分别为1.5和1.2 g/d,养殖成活率分别为81.4%和82.2%,"鲆优2号"在两个养殖地点的生长和抗病性能均表现优异。不同养殖环境间收获体质量和存活性状的遗传相关分别为0.57(<0.7)和0.82(>0.7),说明不同养殖环境间收获体质量存在显著的基因型与环境互作效应,但是不同养殖环境间存活性状的基因型与环境互作效应不显著。研究表明,牙鲆"鲆优2号"新品种在不同养殖地点的生长和存活性能均表现良好,为保证良好的推广效果,需要对牙鲆的制种方案进一步优化,针对不同的养殖地区进行"鲆优2号"苗种生产,或培育具有普适性的"鲆优2号"苗种,保证在不同养殖环境下的快速生长和高存活率优势。     

镉对绿鳍马面鲀幼鱼急性毒性、肝脏抗氧化能力及组织结构的影响

本研究采用静水生物测试法测定了镉(Cd2+)对绿鳍马面鲀(Thamnaconus septentrionalis)幼鱼的急性毒性。根据预实验结果,设定8.19、9.18、10.30、11.56 mg/L共4个Cd2+浓度梯度进行急性毒性实验,根据急性毒性实验结果,设定1.84、2.76、3.68和4.60 mg/L 4个不同浓度Cd2+急性暴露实验,分别在6、12、24、48、72和96 h检测肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽抗氧化酶(GSH-PX)活性及丙二醛(MDA)含量,观察肝脏、鳃组织结构的变化。结果显示,随着Cd2+浓度的增加,急性毒性效应逐渐增强,24、48、72和96 h半致死浓度 (LC50)分别为11.47、10.82、9.84和9.19 mg/L,Cd2+对绿鳍马面鲀幼鱼的96 h安全浓度为0.92 mg/L。6 h时,各浓度组SOD和CAT活性与对照组相比显著升高;6—48 h时,SOD、CAT、GSH-PX活性均呈先上升后下降的趋势;48—96 h时,各浓度组酶活性均呈下降趋势,且时间越长,浓度越大,活性越低。与对照组相比,MDA含量整体呈先降低后增加的趋势,12—48 h时,1.84和2.76 mg/L组MDA含量有波动,3.68、4.60 mg/L组MDA含量与时间和浓度成正比。24 h时,1.84 mg/L组肝脏组织未见明显变化,2.76、3.68和4.60 mg/L组肝脏组织开始受到明显损伤,表现为细胞体积增大且形状不规则,细胞膜边界模糊,1.84和2.76 mg/L组鳃组织相比无显著变化,3.68和4.60 mg/L组出现鳃小片弯曲,上皮细胞水肿膨大,相邻鳃小片相互黏连融合,无游离端,细胞坏死脱落等损伤现象。在安全浓度为0.92 mg/L内绿鳍马面鲀幼鱼可健康生长,SOD、CAT和GSH-PX活性变化及MDA含量反映了绿鳍马面鲀幼鱼受损害程度,可作为安全性风险评价的参考依据。     

刺参响应灿烂弧菌侵染差异microRNAs鉴定及靶基因分析

microRNA参与基因的转录后调控,在真核生物的生长发育、细胞分化和免疫防御等过程中发挥重要作用。刺参(Apostichopus japonicus)病害问题已成为产业发展的主要限制因素之一,而其病害发生的分子机制尚待进一步完善。本研究以刺参重大疾病“腐皮综合征”的重要致病原灿烂弧菌(Vibrios splendidus)为侵染菌株,通过人工侵染实验制备患病刺参样本,采用miRNA-seq技术对侵染组(PT16S)和对照组(PT10H)各3头刺参的体壁组织进行miRNA测序,通过相关生物信息学软件对miRNAs进行鉴定和分析,筛选差异表达miRNAs (DEmiRNAs)并预测其靶基因,构建关键调控途径的miRNA-mRNA调控网络。结果显示,PT10H组平均得到5 902 588条有效序列,194个已知miRNA和19个新的miRNA;PT16S组平均得到5 053 529条有效序列,182个已知miRNA和42个新的miRNA。对2组鉴定到的miRNA进行差异表达分析,共筛选到2个上调和11个下调的具有显著差异的DEmiRNAs (P≤0.05),上调的DEmiRNAs靶基因预测结合到3010个靶基因,注释到585个GO terms及24条信号通路(P≤0.05),下调的DEmiRNAs靶基因预测到19 072个靶基因,注释到514个GO terms以及22条信号通路(P≤0.05)。对筛选到的DEmiRNAs进行实时荧光定量PCR (qRT-PCR)验证,显示miRNA-seq与qRT-PCR的一致率达到70%。根据KEGG分析结果构建泛素介导的蛋白水解途径和Notch信号通路的miRNA-mRNA调控网络,结果显示,13个DEmiRNAs分别靶向结合134个与泛素介导的蛋白水解相关的mRNAs和109个与Notch信号通路相关的mRNAs,Aja-miR-184、Aja-miR-2478和Aja-miR-9277p等DEmiRNAs可能参与对Notch信号通路和对泛素介导的蛋白水解的调控。相关研究结果将为刺参疾病发生调控网络建立和机制解析提供依据。     

凡纳滨对虾工厂化循环水养殖系统水质指标及微生物菌群结构的分析

为探究凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)工厂化循环水养殖系统的养殖水体水质情况以及微生物菌群的组成结构,本研究利用高通量测序技术和生物信息学分析手段,测定凡纳滨对虾工厂化循环水养殖过程一级移动床生物净化、二级固定床生物净化、养殖水体的水质指标、水体和生物净化载体以及对虾肠道微生物菌群的组成。结果显示,水体的氨氮(NH4+-N)和亚硝态氮(NO2–-N)质量浓度显著降低,分别为0.85和0.21 mg/L。养殖系统水体、生物净化载体和虾肠道样品中共有的优势菌为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes),此外,一级、二级生物净化系统水体中的放线菌门(Actinobacteria)为优势菌,生物净化载体中浮霉菌门(Planctomycetes)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)为优势菌;对虾肠道中的厚壁菌门(Firmicutes)为优势菌。另外,对虾养殖循环水系统中生物净化载体上的细菌物种含量比水样中的细菌物种少,但微生物多样性高于养殖水体,生物净化载体中微生物具有低丰度和高多样性的特点。综上所述,生物净化系统可有效地增加水体中促进氮、磷代谢的微生物菌群,调控养殖水体的水质指标,研究结果为凡纳滨对虾工厂化循环水养殖系统构建及水质调控提供理论依据。     

长牡蛎食物组成的高通量测序分析

为了更加细致地甄别滤食性贝类的食物组成,于2019年8月,以北方规模化典型养殖海湾——桑沟湾养殖的长牡蛎(Crassostrea gigas)为研究对象,运用Illumina高通量测序技术对长牡蛎的胃含物及所处养殖水体中的真核生物进行分析研究。结果显示,扩增18S rDNA V4区平均得到111,359个有效序列短片段,在97%相似性水平上划分OTUs (operational taxonomic units),聚类后得到239个类别。其中,长牡蛎胃含物中的真核生物分属于34个门,绿藻门(Chlorophyta)、甲藻门(Pyrrophyta)、链形植物(Streptophyta)、硅藻门(Bacillariophyta)和原生动物(Protozoa)等为主要类群。所处养殖水体中的真核生物分属于37个门,绿藻门、脊索动物门(Chordata)、节肢动物门(Arthropoda)、甲藻门和硅藻门等为主要类群。结果表明,浮游植物是长牡蛎的主要食物来源,链型植物和原生动物也有一定的贡献,分别占总食物贡献量的10.43%和4.11%。研究结果为深入认识滤食性贝类的摄食生态学及其在养殖生态系统物质循环和能量流动中发挥的作用提供了数据支撑。     

四种不同引进群体的凡纳滨对虾种虾形态差异性分析

种虾资源的好坏影响着整个凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)产业的发展,从国外引进不同的种虾群体可以在一定程度改善我国的种虾资源。本研究以凡纳滨对虾种虾(所选种虾均为雌虾,在12~15月龄之间)为研究对象,运用聚类分析、主成分分析和判别分析等方法对4种不同来源的引进群体(PRIMO群体、SIS群体、厄瓜多尔群体和API群体)进行形态差异比较分析。结果显示,各性状的变异系数除了体质量外,其他均低于15.000%。单因素方差分析结果显示,在10个性状的比例参数中,头胸甲宽/头胸甲长和腹部宽/腹部长在4个种虾群体中无显著差异。聚类分析结果显示,PRIMO与SIS群体形态差异最小,与厄瓜多尔和API群体的趋异程度逐渐增加。主成分分析构建了4个主成分,累积贡献率为88.861%,其中,主成分1、2、3和4的贡献率分别为32.606%、23.982%、17.569%和14.704%。判别分析建立了4种不同来源的引进群体的判别函数,判别准确率P1为33.3%~67.1%,P2为30.8%~69.5%,综合判别准确率为52.1%。4个凡纳滨对虾种虾群体在某些性状比例参数上差异显著,在一定程度上产生了形态差异,但尚未达到亚种水平。     

刺参响应灿烂弧菌侵染的基因组DNA甲基化水平和转录组差异及其关联分析

为探讨病原菌胁迫下刺参(Apostichopus japonicus)基因组DNA甲基化水平和转录组表达的差异,本研究采用人工攻毒侵染胁迫,获得刺参化皮体壁组织,并以未攻毒组的健康体壁组织为对照,对刺参2种体壁组织进行全基因组甲基化测序(WGBS)和转录组高通量测序,解析刺参体壁基因组DNA甲基化差异,筛选响应病原胁迫的差异甲基化区域和差异表达基因。同时,通过基因组甲基化和转录组联合分析,筛选负相关关联基因,为解析刺参响应灿烂弧菌(Vibrio splendidus)侵染的分子机理提供基础数据。结果显示,刺参对照组和侵染组基因组总甲基化水平分别为(3.59±0.04)%和(3.87±0.27)%,侵染组甲基化水平显著升高;在发生甲基化的位点中,攻毒组和对照组的mCpG占比分别为83.06%和81.91%,mCpG为最主要的甲基化形式。本研究共筛选出差异甲基化区域(DMRs) 626 677个,注释到23 706个功能基因。转录组测序共检测到29 290个基因,筛选到差异表达基因496个,其中,上调基因214个,下调基因282个。在基因组甲基化与转录组的关联分析中,筛选到180个负相关关联基因,其中,差异甲基化区域位于启动子区域的负相关基因为60个。对负相关关联基因的GO和KEGG富集分析,筛选到相关通路和LRR、hsp20和CARD等关键基因。本研究将为解析刺参抗病的表观遗传调控机制提供数据,也为刺参抗病性状选育提供科学参考。