转录因子Runx2和Osterix在半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)早期发育阶段的时序性表达分析*

转录因子Runx2和Osterix在高等脊椎动物骨骼发育的调控过程中具有重要作用。本研究以Runx2和Osterix基因作为研究对象,利用实时荧光定量PCR技术分析了两个转录因子在半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)成鱼的组织表达分布及其在早期发育阶段的表达水平变化。研究结果显示,Runx2和Osterix在半滑舌鳎成鱼的13个组织中具有较广泛的分布,并在脾组织中表达量最高,在背鳍、脑等组织中次之,在肝、肠、胃等组织中仅有微弱的表达。在半滑舌鳎早期发育阶段(卵期、仔鱼、稚鱼和幼鱼),Runx2和Osterix的时序性表达特征如下：1) 孵化前,Runx2在卵裂期与原肠期的表达水平最高,在胚胎期最低,而Osterix表达水平呈逐渐升高的趋势并在胚胎期达到最大值,表明两个基因功能作用的起始可能存在一定的时序性;2) Runx2和Osterix在1?5日龄仔鱼阶段的表达水平均呈现先升高后降低的趋势,而在10?90日龄稚、幼鱼阶段未呈现特定的变动规律,表达量在一定范围内呈波动变化;3) 相关性分析结果显示,两个基因的表达量在孵化后(1?90日龄)存在显著的相关性。研究结果表明,Runx2和Osterix基因可能共同参与半滑舌鳎早期发育阶段生长发育调控,但其与骨骼发生、发育的相关性有待进一步研究。     

渤海中部COD的时空分布特征及其对富营养化的贡献分析

以2013年春、夏、秋、冬4个季节对渤海中部海区的调查数据为依据,对调查海域表、中、底层水体的化学耗氧量(Chemical oxygen demand, COD)的时空分布、来源及其对富营养化的贡献等进行了分析。结果显示,调查海域COD平均含量以夏季最高,秋季次之,春季最低。垂直分布差异表现为春季表层最高,中层最低;夏季表层最高,底层最低;秋季和冬季均为中层最高,底层最低。各站位 COD 平均浓度水平分布在春季无明显的高值出现,含量分布较均匀,夏季 COD从西向东呈降低趋势,高值主要分布于西部海域;秋季和冬季COD从北向南呈递减趋势,高值分布于调查海域北部。调查海域各站位营养指数E值变化范围为0.088–2.995,平均值为0.337±0.403,大于1的站位有25个,其中,秋季20个,冬季5个,表明大部分调查海域水质未达到富营养化状态,处于较低营养水平。COD 对调查海域富营养化的贡献率为46.15%–141.41%,平均值为(71.36±14.98)%,表明COD在渤海海区富营养化中占据了主要地位。     

渤海中部海域水体中Hg、As的时空分布特征

本研究分析了2013年5月(春季)、7月(夏季)、11月(秋季)、12月(冬季)渤海中部海域表、中、底层海水中汞(Hg)、砷(As)两种元素的时空分布特征。结果显示,Hg 的含量范围为0.0029–0.3926μg/L,平均含量为0.0676μg/L。从垂直分布来看,水体中Hg的含量呈现底层>中层>表层的变化特点;从四季的变化特点看,水体中Hg的含量呈现春季>冬季>秋季>夏季的变化规律,其中,仅有夏季表层水体达到国家海水水质标准(GB3097–1997),其余水体中 Hg 的含量均有超标现象发生。As的含量范围为0.65–10.83μg/L,平均含量为1.50μg/L,除夏季表层水体中的As含量较高外,水体中的As均呈现均匀的分布模式。从垂直分布来看,As在四季的平均含量均表现为表层>中层>底层,且均未超出国家海水水质标准。研究表明,渤海中部海域水体中,As 的含量均达到Ⅰ类水质标准(20μg/L),而Hg含量却频频超出Ⅰ类水质标准(0.05μg/L)或Ⅱ类水质标准(0.20μg/L)。渤海中部海域水质已经受到了重金属的污染,推测该现象主要源于人类活动的影响。     

渤海中部浮游动物的生态特征

本研究针对2013年5月(春季)、8月(夏季)、11月(秋季)和12月(冬季)在渤海中部海域以浅水Ⅰ型浮游生物网采集的浮游动物样品,分析了浮游动物的种类组成、丰度分布和多样性;通过结合现场环境参数,探讨了环境因子与浮游动物之间的关系。结果显示,4个季节共鉴定浮游动物74种(含浮游幼虫21类),桡足类为绝对优势的类群,在浮游动物的物种丰富度中占25.7%。渤海中部海域全年均出现的浮游动物优势种类共2个,分别为中华哲水蚤(Calanus sinicus)和强壮箭虫(Sagitta crassa)。春季共鉴定浮游动物29种(含浮游幼虫6类),浮游动物平均丰度为782.0 ind/m3,平均湿重生物量为157.1 mg/m3,香农-威纳指数(H’)和物种丰富度指数(D)分别为2.36和1.02;夏季共鉴定浮游动物45种(含浮游幼虫18类),浮游动物平均丰度为199.6 ind/m3,平均湿重生物量为135.8 mg/m3,H’和D分别为1.75和1.78;秋季共鉴定浮游动物42种(含浮游幼虫14类),浮游动物平均丰度为42.1 ind/m3,平均湿重生物量为122.5 mg/m3,H’和D分别为1.83和2.08;冬季共鉴定浮游动物33种(含浮游幼虫12类),浮游动物平均丰度为72.1 ind/m3,平均湿重生物量为151.1 mg/m3, H’和D分别为1.63和1.53。浮游动物丰度与环境因子间的相关性分析表明,春季影响渤海中部海域浮游动物分布的主要环境因子组合为表盐、底溶解氧和水深;夏季影响渤海中部海域浮游动物分布的主要环境因子组合为底温、底盐和叶绿素;秋季影响渤海中部海域浮游动物分布的主要环境因子组合为表温、表pH和底pH;冬季影响渤海中部海域浮游动物分布的主要环境因子组合为底pH和叶绿素。与同期历史数据相比,浮游动物的种类数、丰度和生物量均有所下降。     

胶州湾贝类养殖区氮、磷污染现状及动态变化

依据2011年3、5、8、10月和1997～2010年5、8、10月水环境调查资料,对胶州湾贝类养殖区氮、磷污染现状及动态变化进行了分析与评价,并分析了海水富营养化的成因,可为赤潮的预测预警提供基础资料.结果表明,1)2011年胶州湾贝类养殖区氮、磷污染较为严重,除3月其含量符合标准要求外,5、8、10月均存在氮、磷污染,其中无机氮超标率为11.11％～100％,活性磷酸盐超标率为33.33％～66.67％,无机氮超标率均值高于活性磷酸盐.2)氮、磷污染程度具有明显的季节变化,以10月最重,8月次之,3月最轻.无机氮和活性磷酸盐污染指数均值分别为1.35和0.93,氮污染重于磷污染.3)氮、磷营养盐空间分布不均,贝类养殖区西部和东部海域氮、磷含量高于中部海域,空间分异程度为8月＞3月＞5月＞10月.4)海水富营养化程度较为严重,2011年3、5、8、10月富营养化站位所占比例为44.44％～100％,营养指数均值为1.09～6.99,海水富营养化严重程度依次为8月＞10月＞5月＞3月.5)2011年各调查月份养殖区海水中N/P比值为20.96～43.22,除5月部分测站N/P比值小于Redfield比值,其他3个月份N/P比值均大于Redfield比值,活性磷酸盐可能成为浮游植物生长的主要限制因子之一.6)氮、磷污染指数具有明显的年际变化,其中无机氮污染指数2008年最高,1997和2000年最低;活性磷酸盐污染指数1997年最高,2011年最低.7)海水富营养化成因复杂,径流携带大量氮、磷等营养物质入海和贝类养殖自身污染是造成胶州湾贝类养殖区海水富营养化的主因.近年胶州湾贝类养殖区氮、磷污染状况并无明显改善,海水富营养化依然严重,存在发生赤潮的可能性.     

半滑舌鳎生长相关基因的微卫星及其在种群遗传结构分析中的应用

利用在生长激素(GH)、生长激素释放激素(GHRH)和垂体腺苷酸环化酶激活多肽(PACAP)基因中发现的7个微卫星位点,分析了半滑舌鳎两个野生群体(渤海群体和黄海群体)和1个养殖群体间以及各群体内雌雄个体间的遗传多态性差异。结果表明,7个位点中有4个位点表现出多态性,在3个群体中的等位基因数的分布范围为2～37,平均为9.5;有效等位基因数分布范围为2～28.9,平均为8.4。各位点的平均观测杂合度、平均期望杂合度和平均多态信息含量分布范围分别为0.5145～0.7738、0.5690～0.8671和0.4829～0.8314。群体间的成对FST值及个体分配分析的结果表明,半滑舌鳎野生群体和养殖群体之间存在显著性遗传差异,而在两个野生群体之间差异不显著。此外,等位基因分布和双倍体基因型分布的差异性检测结果表明,这4个多态性位点在3个群体的雌、雄性别间均不存在显著性差异。     

渤海中部海域沉积物中Hg的校正及其空间分布特征

以2013年5月从渤海采集到的表层沉积物及水样为研究对象,对渤海中部海域汞(Hg)的空间分布规律进行分析。结果显示,沉积物中,Hg的含量为(1.058–9.256)×10-3 mg/kg,平均值为4.781×10-3 mg/kg;水体中,Hg的含量为0.005–0.240μg/L,平均值为0.090μg/L。由于沉积物的粒度组成是影响重金属元素沉积中最显著的影响因素之一,故本研究采用归一化法对Hg的“粒度效应”进行校正,并以水体中的Hg作为参照与校正结果进行对比,来分析沉积物中的Hg对周边环境造成的影响。将校正后沉积物与水体中的Hg进行相关性分析,二者相关性显著(R=0.634, P<0.001, n=29)。推测,水体中的Hg主要来自于沉积物中Hg的释放。由此可见,这种“二次污染”会对周边环境造成长期的危害,在治理的过程中需要引起重视。     

黄河入海泥沙年际通量对莱州湾渔业资源结构的影响

根据2009年8月-2013年8月莱州湾海域渔业拖网调查数据,分析该海域渔业种群组成、优势种、空间分布和资源量的年际变动,以了解黄河入海泥沙通量对莱州湾渔业结构的影响.结果表明:(1)莱州湾渔业资源量整体呈下降趋势,主要以鱼类为主,甲壳类次之,头足类最少;鱼类中以中上层鱼类为主,网获量明显多于底层鱼类,但2011年8月底层鱼类稍多于中上层鱼类;(2)莱州湾渔业资源各年份的优势种有所变动,中上层鱼类和底层鱼类的优势种变动较大,甲壳类优势种变动较少,鱼类优势种组成存在年际更替现象,主要由经济价值高、个体大的种类向经济价值低、个体小的种类演替.主要优势种集中于斑鲦、矛尾鰕虎鱼、口虾蛄、小带鱼和日本枪乌贼等种类.2010年斑鲦大量暴发,为唯一优势种;(3)2009-2013年黄河入海泥沙年际通量与鱼类种数、底层鱼类数和渔业资源数存在显著相关性,与底层鱼类生物量存在极显著相关性.综上所述,黄河入海泥沙年际通量的变动对莱州湾渔业资源量和资源结构都产生了一定影响.     

中华原钩虾的胚胎发育及其与水温的关系

采用发育生物学和生态学方法,观察描述了中华原钩虾的胚胎发育过程,研究了胚胎发育与水温的关系。结果显示,中华原钩虾的抱卵量与雌体体长呈正相关,抱卵雌虾通过抱卵板附着胚胎,在育卵袋内孵化幼体。水温15~27°C范围内,随着温度的升高,胚胎发育历期缩短,发育速率加快;21°C恒温条件下,中华原钩虾胚胎发育全程大约需要220 h,离体培养受精卵和亲体抱卵孵化基本同步。根据有效积温法则公式计算出胚胎的发育温度阈为6.02°C,有效积温为137.30°C·d。研究表明,中华原钩虾的前几次卵裂为全裂,后转为表面卵裂,初孵幼体与成体形态相似;温度对其胚胎发育历期和发育速率的影响差异极显著。     

黄海太平洋磷虾回波映像识别与资源密度评估

太平洋磷虾是黄海生态系统中浮游动物的关键种。为准确评估太平洋磷虾的资源密度,基于2010年1月黄海渔业资源调查过程中采集的声学和生物学数据,利用SDWBA目标强度理论模型,研究了太平洋磷虾38和120 k Hz目标的回声散射特性,并根据2个频率平均体积散射强度的差值(简称频差技术),开展了太平洋磷虾回波映像识别及资源密度评估研究。结果显示,太平洋磷虾的目标强度与其倾角和体长密切相关;120k Hz的目标强度明显高于38 k Hz,且两个频率的有效平均目标强度之差随着磷虾体长的增加而减小。数据处理结果显示,两个频率回声数据的平均体积散射强度(MVBS)呈线性关系,120 k Hz的MVBS比38 k Hz高约14.1 d B,与理论仿真结果一致;回声散射层内太平洋磷虾的资源密度为1.8~2531.8尾/m3,均值为255.1尾/m3。本研究对利用渔业声学技术开展浮游动物资源评估具有借鉴意义,未来还需要进一步对太平洋磷虾目标强度模型参数及目标识别方法进行完善,以提高其资源密度声学评估的准确度。