桑沟湾鳗草分布区表层沉积有机碳来源分析与草床碳储量评估

海草床是浅海典型的生态系统之一,其积聚和储存碳的能力备受关注。沉积有机碳是海草床碳汇的重要组成部分,而沉积有机碳的来源与海草的种类及其所处的生态场景密切相关。本研究聚焦我国北方规模化养殖海湾桑沟湾2处主要鳗草(Zostera marina)分布区,基于稳定碳氮同位素(δ13C和δ15N)技术研究了潮间带鳗草床表层沉积有机碳的来源及其碳储量。结果显示,2处草床沉积有机碳均主要来自浮游植物,约占34.0%~41.4%,鳗草自身贡献约占8.3%和17.1%,贝类生物沉积物的贡献约为23.9%~25.3%,大型藻类约贡献25.0%。在楮岛草床周围,鳗草输出碳对周围2 km内站位表层沉积有机碳的贡献约为5.2%~10.7%。碳储量估算结果显示,2处草床沉积物为0~30 cm 的有机碳储量为2.01 Mg C/hm2和3.75 Mg C/hm2,平均为2.88 Mg C/hm2,来自生物沉积的有机碳储量约为0.71 Mg C/hm2。研究结果为深入解析桑沟湾鳗草床分布区沉积碳汇的来源及与规模化海水养殖活动的贡献提供了数据支撑。     

基于转录组分析对中国对虾Myostatin基因调控的肌肉生长相关基因的筛选

Myostatin (Mstn)即肌肉生长抑制素,在脊椎动物中是胚胎期肌肉形成和成体肌肉生长的主要调控因子之一,通过抑制肌细胞的扩增和分化而抑制肌肉的生长和发育。为了筛选在中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)中Mstn调控的肌肉生长相关的基因,为肌肉生长调控机理奠定基础,本研究利用RNA-Seq技术对PBS对照组和Mstn表达抑制组进行了测序分析。结果显示,Mstn表达被抑制后,共筛选到1657个差异表达基因,其中,805个显著上调,852个显著下调。参考脊椎动物Mstn调控的肌肉生长经典信号通路TGF-β/Smad和MAPK通路及差异基因功能已有报道,初步筛选出29个Mstn调控的与肌肉生长相关的基因。在涉及TGF-β/Smad和MAPK通路的16个基因中,除ActRI被检测到略微上调外,其他基因均表现出不同程度的下调;在另外13个涉及蜕皮、肌肉生长等过程的基因中,促进肌肉生长的基因显示为上调。前期的研究表明,Mstn可能同脊椎动物功能类似,在中国对虾中负向调控肌肉生长,而本研究结果提供了进一步的证据,为阐明对虾的肌肉发育调控机制提供了重要基础。     

莱氏拟乌贼纳精囊超显微结构

本研究采用组织切片和透射电镜技术,对莱氏拟乌贼(Sepioteuthis lessoniana)纳精囊进行超显微结构分析,并通过扫描电镜和投射电镜技术观察纳精囊中精子的形态构造。结果显示,莱氏拟乌贼口膜具有1个椭圆形的纳精囊,呈乳白色,交配后雌体的口膜内侧散布大量精子囊。纳精囊由囊壁组织、中心管腔和储精小囊组成,储精小囊数量较多,少数呈圆形或椭圆形,2个或多个储精小囊形成中心管腔,二者的囊腔中均分布大量精子。储精小囊和中心管腔由上皮细胞组成,细胞间排列紧密,其细胞核较大,细胞质中含有多种细胞器,包括线粒体、内质网、高尔基复合体和囊泡等;中心管腔中精子大多排列紧密有序,精子头部朝向纤毛,鞭毛位于囊腔中间。莱氏拟乌贼的精子头部细长,由圆屋顶形的顶体和细长圆柱形的精核组成,线粒体距位于精核后端,尾部为细长鞭毛。研究表明,莱氏拟乌贼纳精囊具有储存精子的功能。其中,储精小囊的上皮细胞具备一定分泌功能,其分泌物质能吸引精子进入纳精囊。     

基于生命周期法的养殖海带的碳足迹评估

碳足迹是指商品或服务在生产、运输、使用、处置的整个生命周期内排放的温室气体总量。为探究海带(Saccharina japonica)在整个养殖周期内CO2的源与汇,本研究基于生命周期评价理论构建了筏式养殖海带碳足迹测算方法,对桑沟湾养殖海带的碳足迹进行了测算,分析了碳足迹的主要影响因素和可能的误差来源。结果显示,养殖1 t海带的碳足迹约为–95.93 kgCO2e,其中,碳排放量为74.30 kgCO2e,碳吸收量为170.23 kgCO2e。从海带育苗开始至养成收获的整个过程是碳汇过程,其中,以海带生物质碳的形式固定的CO2占比约为79.9%,以沉积埋藏碳的形式固定的CO2占比约为14.1%,以惰性溶解有机碳(RDOC)的形式固定的CO2占比约为6.0%,沉积埋藏碳和惰性溶解有机碳长期封存于深海或海底;养殖设施是主要碳源,碳排放占比为93.81%,柴油和电能的碳排放占比分别为5.05%和1.14%,肥料和运输的碳排放占比仅有万分之一。     

铁促进半叶紫菜华北变种丝状体的生长发育及其生理生化基础

通过探讨半叶紫菜华北变种(Pyropia katadae var. hemiphylla)丝状体在不同铁浓度下的相对生长速率(RGR)、孢子囊枝形成率及若干生理生化指标(叶绿素荧光参数、活性氧含量、抗氧化剂含量、抗氧化酶活性等)的变化规律,以期获得适宜其生长及孢子囊枝形成的铁浓度范围,并初步揭示其在不同铁浓度下的生理生化变化特征。研究结果显示,在0.040 mg/L铁浓度下,半叶紫菜华北变种营养藻丝有较高的RGR、光系统Ⅱ最大量子产量(Fv/Fm)和调节性能量耗散的量子产量[Y(NPQ)],表明此铁浓度可促进营养藻丝的光能转换效率和光保护能力的提高,并利于其生长。高铁浓度(0.160~0.800 mg/L)组的营养藻丝RGR显著降低,而贝壳丝状体孢子囊枝形成率显著增加,表明高铁浓度抑制了藻丝的营养生长,而促进了藻丝营养生长状态向发育状态的转变。贝壳丝状体的孢子囊枝比例与Fv/Fm呈显著的正相关关系,表明营养藻丝向孢子囊枝转变后,贝壳丝状体的光能转换效率显著提高。铁的添加使藻丝中活性氧(ROS)含量显著增加,而类胡萝卜素和脯氨酸含量以及抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)]活力与ROS含量均呈显著正相关关系,表明藻丝的抗氧化系统可对铁介导的过量ROS作出积极应答,以平衡ROS的产生和清除。本研究可为半叶紫菜华北变种的苗种培育提供理论依据。     

半滑舌鳎酪氨酸酶基因(TYR)和多巴色素异构酶基因(DCT)的克隆表达与分析

作为我国鲆鳎鱼类中的一种主要养殖品种,半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)有时会发生无眼侧黑化(Melanism)、有眼侧白化(Albinism)的体色异常现象。本研究克隆了半滑舌鳎体色相关的酪氨酸酶基因(TYR)和多巴色素异构酶基因(DCT)的cDNA序列,并对这2个基因进行系统发育分析和时空表达分析。实验获得了TYR基因编码区cDNA序列长度为1620 bp,编码539个氨基酸;DCT基因编码区cDNA序列长度为1551 bp,编码516个氨基酸。结果显示,TYR和DCT在20日龄前的鱼苗体内表达量较高,尤其是在变态关键时期(15~20日龄)表达量最高,30日龄时的表达量锐减到很低水平;在其他时期的皮肤组织中,这2个基因在有眼侧正常皮肤和无眼侧黑化皮肤的表达量最高,在有眼侧白化皮肤和无眼侧正常皮肤中表达量极低;在其他时期的其他组织中,在眼睛中的表达量最高,其次是肝脏,在脾脏和肌肉中表达量极低。研究表明,TYR和DCT基因是半滑舌鳎无眼侧黑化发生和有眼侧体色维持的关键基因。本研究为查明半滑舌鳎体色异常机制提供了重要依据和参考。     

山东半岛北部海域渔业生物群落结构及健康评价

山东半岛北部海域是渤、黄海众多渔业生物的产卵场或索饵场,对渤、黄海渔业资源补充和繁衍发挥重要支撑作用。本研究基于2021年5—6月山东半岛北部水域渔业资源调查数据,结合历史资料,通过食物网拓扑结构与社会网络分析法,分析了山东半岛北部海域渔业资源结构、优势种、关键种和多样性,并以2011—2013年山东近海渔业生物健康状况为基准,评价了山东半岛北部海域渔业生物健康状况。研究显示,2021年山东半岛北部海域春季中上层鱼类所占比例减少,优势种与重要种种类减少,均以小型、经济价值较低的种类为主。优势种鳀(Engraulis japonicus)在渔获物中占比增加。脊腹褐虾(Crangon affinis)为无脊椎动物绝对优势种。群落关键种为细纹狮子鱼(Liparis tanakae)、黄 (Lophius litulon)、鳀、小黄鱼(Larimichthys polyactis)和矛尾 虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)。2021年春季渔业生物密度、鱼类密度和甲壳类密度健康指数均为健康状态,而头足类密度健康指数则处于亚健康状态。相比2011—2013年,多种经济种类密度有较大增长,山东半岛北部海域渔业生物健康状况总体良好。     

云龙石斑鱼与云纹石斑鱼、珍珠龙胆石斑鱼的生长性状及对比分析

为了对云纹石斑鱼与鞍带石斑鱼的杂交种云龙石斑鱼生长特性进行分析,本研究对工厂化养殖条件下云龙石斑鱼与云纹石斑鱼、珍珠龙胆石斑鱼的生长特性进行了对比。通过云龙石斑鱼家系与云纹石斑鱼家系建立和培育,对不同家系的受精率、正常发育率和畸形率进行统计;分别对45~245日龄的云龙石斑鱼与云纹石斑鱼的生长性状进行了测量;分别对云龙石斑鱼与珍珠龙胆石斑鱼在生长时间跨度为2~13月龄的生长性状进行测量,并于13月龄时统计成活率(苗种为2016年繁育);利用单因素方差分析法和多重比较分析对测定的生长性状进行比较分析,同时利用Excel软件拟合云龙石斑鱼、云纹石斑鱼的生长曲线。结果显示,杂交种云龙石斑鱼受精率平均为55.5%±26.7%,正常发育率平均为33.9%±23.6%,畸形率平均为8.3%±0.9%。至245日龄时云龙石斑鱼体长、体质量的平均值分别为(22.5±1.7) cm、(316.7±57.3) g,云纹石斑鱼的体长与体质量的平均值分别为(16.8±1.3) cm、(123.2±30.2) g,云龙石斑鱼比云纹石斑鱼生长快,云龙石斑鱼的体长为云纹石斑鱼的1.3倍,体质量为云纹石斑鱼的2.6倍。云龙石斑鱼在45~245日龄阶段的生长曲线为W=0.039 2L^{2.891 2}(R²=0.986 9),云纹石斑鱼生长曲线为W=0.025 5L^{3.021 6} (R²=0.990 8),在本阶段云龙石斑鱼为异速生长型,云纹石斑鱼为等速生长型。经过12个月的对比养殖,云龙石斑鱼成活率为97.2%,珍珠龙胆石斑鱼的成活率为93.2%~94.5%,云龙石斑鱼全长与体质量平均值分别为(35.3±4.1) cm、(700.0±247.2) g,珍珠龙胆石斑鱼全长与体质量平均值分别为(28.6±3.5) cm、(550.0±224.8) g,云龙石斑鱼体质量是珍珠龙胆石斑鱼的1.3倍,全长为1.2倍。研究表明,云纹石斑鱼(♀)×鞍带石斑鱼(♂)是一个比较理想的杂交组合,杂交后代云龙石斑鱼具有生长快、畸形率低、成活率高的杂交优势,为杂种优势的研究提供了基础材料,同时也为新品种云龙石斑鱼的推广提供了科学依据。     

中国对虾V-ATPase c亚基基因的克隆及其在高pH胁迫下的表达分析

采用RACE技术克隆了中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)V-ATPase c亚基基因,命名为FcVHA-c基因,检测该基因在高pH胁迫下的基因应答,并采用RNAi技术验证其功能。基因分析表明, FcVHA-c基因cDNA全长为2128 bp,开放阅读框483 bp,编码160个氨基酸,预测蛋白分子量为16 kD,理论等电点7.82,具有4个跨膜结构域。同源性和系统进化分析表明, FcVHA-c具有较高的保守性,其中与南美白对虾(Penaeus vannamei)同源性最高,为99%,与南美白对虾首先聚为一支。组织表达分析显示, FcVHA-c基因在中国对虾各个组织中均有表达,在鳃中表达量显著高于其他组织(P<0.05)。pH 8.8胁迫下,该基因的表达量在12 h达到峰值,为对照组的1.206倍,在48 h达到最低值,为对照组的0.166倍;pH 9.2胁迫下,该基因表达量在1 h达到峰值,为对照组的1.577倍,在12 h达到最低值,为对照组的0.104倍。结果表明,高pH对该基因具有一定的抑制作用。干扰结果显示,高pH胁迫下干扰组较对照组的死亡率显著增高(P<0.05),表明该基因表达量越高,越有利于中国对虾的存活。本研究结果表明, FcVHA-c基因参与了高pH胁迫下中国对虾的离子调控,高pH胁迫抑制FcVHA-c基因的调控能力。     

刺参养殖池塘中一株植物乳杆菌的分离及其生物学特性

2017年5月,从山东东营刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘底泥中分离获得49株乳酸菌。以刺参“腐皮综合征”的2株致病菌[灿烂弧菌(Vibrio splendidus)和假交替单胞菌(Pseudoalteromonas nigrifaciens)]为指示菌进行拮抗作用实验,获得1株具有显著抑菌活性的乳酸菌CLY-5,对该菌株进行了生理生化实验、16S rDNA序列分析、生长特性及其对刺参的安全性研究。结果显示,菌株CLY-5对灿烂弧菌和假交替单胞菌具有较好的抑制作用,且菌株的胞内产物与胞外产物均具有抑菌效果,抑菌圈分别为20 、23 mm和27 、38 mm,胞外产物的拮抗作用优于胞内产物。利用该菌对刺参进行高浓度浸浴测试其安全性,浓度为1×109、1×108和1×107 CFU/ml,实验期间刺参状态良好,无死亡现象。16S rDNA序列分析表明,CLY-5与植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum NR117813.1)的相似性为100%,初步鉴定该菌株为植物乳杆菌。菌株CLY-5在30℃~44℃、pH 6~8范围内生长较快,20 h进入对数生长期,28~32 h达到生长高峰。筛选的植物乳杆菌具有良好的抑菌能力,且其生长特性适应刺参池塘的养殖环境,为刺参疾病的生态防控及乳酸菌资源的开发提供应用数据参考。