半滑舌鳎苗种生产技术的开发研究

总结了2003～2004年作者对半滑舌鳎(Cynoglossussemilaevis Günther)工厂化育苗技术的开发研究结果,论述了半滑舌鳎苗种生产过程的关键技术。通过改进亲鱼培育条件和强化培育、受精卵孵化条件的综合调控、加强饵料的合理搭配和投喂、水环境调控等技术措施,提高了苗种成活率,完善了半滑舌鳎苗种生产技术工艺,取得了良好的育苗效果。两年间在莱州、海阳、胶南3个试验基地分别培育出全长30～40mm的半滑舌鳎苗种84.8万尾、131万尾和61.5万尾,单位面积平均出苗量分别为1696尾/m2、1985尾/m2和2050尾/m2,苗种成活率分别达到20.2%、25.5%和30.9%。在国内首次实现了半滑舌鳎苗种规模化生产连续成功并突破百万尾大关。     

人工模拟条件下环境DNA宏条形码技术的定量分析初探

近年来,环境DNA宏条形码技术(eDNA metabarcoding)在水生生态系统生物多样性评估等相关领域中得到广泛应用,因其具有快速测算群落中物种丰度的潜能,eDNA宏条形码技术成为资源保护和管理中颇具应用前景的调查工具。虽然大量证据表明eDNA高通量测序获得的reads数与自然环境中生物相对数量具有相关性,但一直不能得到明确的量化关系结果。eDNA的富集、扩增过程中的偏倚等诸多不确定因素,制约了该技术在生物资源调查领域的推广应用。假定水体中的eDNA全部回收,且PCR扩增时不存在引物偏倚性,这种理想状态下的水体中eDNA组成与其高通量测序reads数是否存在线性关系？为此,本研究在实验室可控条件下,选择2个同属近缘的凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)和墨吉对虾(Penaeus merguiensis),对其DNA样品进行不同比例混合,模拟从自然水体中富集到的eDNA复合样品,既保证了样品的回收率,又降低了引物偏倚的干扰。以此为模板,探究eDNA宏条形码技术检测种群相对数量的准确性。结果显示,当2个物种DNA模板浓度比例为1∶1时,高通量测序结果注释得到的2个物种reads数比值为13/24(墨吉对虾/凡纳滨对虾),可见,即使是同属近缘种间依然存在轻微的引物偏倚现象,引物偏移率为1.5%。同时,根据7个实验组获得的高通量测序结果注释得到的2个物种reads数比值与对应模板中2个物种DNA浓度比值之间的线性回归分析表明,水体中eDNA组成与其高通量测序reads数间呈明显线性关系,即y=0.0716x+0.7043 (r²=0.9824)。综上所述,本研究为验证eDNA宏条形码技术监测水生生物资源量的可行性提供了直接证据,也为后续DNA宏条形码技术的定量研究提供了思路。     

鳀科(Engraulidae)鱼类DNA条形码电子芯片研究

本研究将基于线粒体COⅠ部分序列的DNA条形码和DNA芯片技术相结合,以鳀科11属30种鱼类为研究对象,在比对分析其DNA条形码序列的基础上,利用软件Oligo Array 2.1筛选探针,经OligoCalc优化探针,去除易形成发夹(Hairpin)、茎环(Stem-loop)及自身二聚体结构(Homodimers)的探针,再利用Oligo heat map对探针与靶标序列进行虚拟杂交,共有14个物种的24条探针能与靶标序列特异性结合.利用DNA条形码芯片技术能将14个物种鉴定到种,虽然物种识别能力仅占总物种数的46.7％,但鉴定准确率可达100％.因此,基于COⅠ基因的DNA芯片技术对鳀科鱼类物种鉴定有一定的实用价值,但该技术对物种的识别能力尚有较大提升空间,通过筛选和优化得到高质量的分子探针则是突破该项技术的关键.     

三种大型钵水母幼体对牙鲆和许氏平鲉仔稚鱼的捕食选择性

为探讨中国近海常见大型钵水母对鱼类资源补充的影响,本实验利用清除率法比较研究了伞径4 cm的3种大型水母幼体—海月水母(Aurelia aurita)、海蜇(Rhopilema esculentum)和沙海蜇(Nemopilema nomurai),对不同发育阶段的牙鲆(Paralichthys olivaceus)和许氏平鲉(Sebastes schlegeli)仔稚鱼的捕食量。结果表明,3种水母均可捕食牙鲆和许氏平鲉仔稚鱼,其捕食率随仔稚鱼生长而降低,其中海月水母可捕食规格15 mm牙鲆和20 mm许氏平鲉,海蜇能够捕食规格20 mm牙鲆和30 mm许氏平鲉,沙海蜇可捕食30 mm许氏平鲉;仔稚鱼密度对水母捕食率影响不显著,牙鲆的变态和底栖生活是其逃避被水母捕食的有效手段;不同水母物种对仔稚鱼的捕食效率主要与其活力相关,水母结构和毒性也是重要因素,相同规格3种水母对仔稚鱼捕食率由高到低为海蜇沙海蜇海月水母。本研究结果可为阐明水母与鱼类的动态关系,研究海洋鱼类的自然资源补充机制提供参考。     

海月水母排精诱导及胚胎发育研究

本文观察研究了海月水母的排精诱导因素、受精及胚胎发育过程。结果显示,长光照(14 L:10 D)、饥饿、机械损伤等因素能有效诱导性成熟的海月水母排精;海月水母体内受精过程为：雌性海月水母伞缘触手将雄性排出的精子细丝收集到伞缘的食物囊处,通过口腕进入口腕基沟,先后经胃口腕沟、胃循环沟等水管系统到达卵巢,精子与成熟卵子结合完成受精;海月水母受精卵为球形,卵径150 μm左右,胚胎发育过程包括卵裂期、囊胚形成期、囊胚期、原肠胚形成期、原肠胚期及浮浪幼虫期6个时期。受精卵在22±1℃的水温下,经29 h 20 min发育为浮浪幼虫,经过73 h 20 min发育为四触手螅状体。海月水母体内受精,胚胎体内发育的繁殖模式有利于幼体的存活,这或许是其广泛存在的重要原因之一。     

硬骨鱼类渗透压的内分泌激素调节机制

正在400多科20 000多种海淡水硬骨鱼类中,有些鱼类只能生活在淡水或海水中,有些鱼类则能自由出入海淡水。这些鱼类能够在盐度变化很大的环境中生存主要依靠鳃等渗透调节器官对盐分的调节。鱼类的鳃上皮组织绝大部分为扁平细胞,但具有离子调节功能的细胞却是那些为数不多     

中国渔业生物DNA条形码信息平台构建及应用

构建DNA条形码数据信息系统是规范管理DNA条形码数据和实现数据共享的有效解决方案。项目在采集我国重要渔业生物的凭证标本及相应DNA条形码的基础上,通过统一提交数据的规范格式,实现物种、凭证标本和DNA条形码的三级关联,构建了中国渔业生物DNA条形码信息平台(http://www.fishery-barcode.cn)。该平台数据信息由物种名录数据库、凭证标本数据库和DNA条形码数据库组成,涵盖6020种渔业生物的凭证信息和DNA条形码资源。平台能够提供方便的网络查询,实现未知渔业生物样本的DNA条形码物种鉴定。研究首次构建涵盖我国重要渔业生物的DNA条形码信息平台,通过平台实现国内外数据共享和合作交流,为渔业生物分类、种质资源利用、濒危物种保护和水产品物种物种鉴定提供重要数据资源。     

金乌贼生长期DNA甲基化水平和模式

DNA甲基化在基因表达、细胞衰老、性状分化中发挥重要调控作用,为探讨生长期金乌贼(Sepia esculenta Hoyle)不同性别、不同组织DNA甲基化水平和模式的差异,本研究采用荧光标记的甲基化敏感扩增多态性(Fluorescence-labeled Methylation Sensitive Amplified Polymorphism,F-MSAP)技术,选取12对特异性引物,检测分析了雌、雄金乌贼肌肉、心脏、胰脏和性腺4种组织的基因组DNA甲基化。结果显示,生长期金乌贼基因组DNA总甲基化水平为23.97%~39.70%,在水产无脊椎动物中处于较高水平;金乌贼4种组织中,肌肉的总甲基化水平最高,这可能与金乌贼存在异速生长现象且在生长期运动器官优先发育有关;金乌贼甲基化水平和模式存在性别差异,雌性金乌贼肌肉组织DNA总甲基化水平显著低于雄性,心脏和胰脏组织DNA总甲基化水平却显著高于雄性;此外,雌性金乌贼肌肉组织全甲基化水平对总甲基化水平贡献最大,与之不同的是,雌性其他组织、雄性金乌贼各组织中半甲基化水平和全甲基化水平差异不大,说明金乌贼DNA甲基化的水平和模式具有性别和组织差异。上述结果可为深入研究金乌贼生长发育、组织分化和衰老死亡等生命过程的表观遗传学调控提供基础数据。     

三种养殖石首鱼类的DNA条形码鉴定及有效种名确认

针对部分养殖石首鱼种质资源存在命名混乱、物种鉴定不准确的问题, 本研究在形态学观察与测量的基础上, 利用 DNA 条形码技术对 3 种养殖石首鱼类进行了物种鉴定。测序获取待测样品 DNA 条形码序列 15 条, 在 GenBank 中对序列进行相似性比对分析, 同时在中国重要渔业生物 DNA 条形码信息平台验证了比对结果的准确性; 结合已报道的 18 条石首鱼类 DNA 条形码序列对全部样品进行分析, 运用 Kimura 2-paramater (K2P)模型构建其系统进化关系, 进一步确定待测样品的种类及分类地位。研究结果将 3 种养殖石首鱼分别定种为黄唇鱼[Bahaba taipingensis (Herre, 1932)]、元鼎黄姑鱼(Nibea chui Trewavas, 1971)和双棘原黄姑鱼[Protonibea diacanthus (Lacepède, 1802)], 厘清了 3 个物种的有效种名及分类特征, 证实了石首鱼外部形态、鳔、耳石的典型特征可作为其物种鉴定的重要证据, 对 DNA 条形码物种鉴定具有辅助作用, 表明 DNA 条形码技术可解决石首鱼类幼鱼由于形态特征尚不明显等问题造成的定种困难。研究结果为国家一级保护野生动物黄唇鱼的繁殖驯养报备和登记提供了科学证据, 也为石首鱼类种质资源鉴定、评价及其开发和保护提供了技术支撑。     

黄渤海虾虎鱼DNA条形码分类体系构建

虾虎鱼(Gobiidae)是海洋底层食物链中的关键环节, 在生态系统的物质循环和能量流动中发挥重要作用。因虾虎鱼种类繁多、分布广泛、体型较小, 加之形态上存在不同程度的特化, 对形态学分类鉴定带来极大挑战。本研究对采自黄渤海的 73 尾虾虎鱼成鱼和幼鱼样本分别进行了形态学鉴定和 DNA 条形码分析, 依据形态学分类特征, 鉴定出 9 属 12 种; 而运用 DNA 条形码技术, 共鉴定出 13 种, 隶属于虾虎鱼科 10 属。可见, 在形态学鉴定经验不足或幼鱼形态学特征不明显的情况下, DNA 条形码可以有效地实现物种鉴定。同时, 系统整理了黄渤海虾虎鱼科记录种名录, 共计 29 属 47 种。依据物种名录, 从 BOLD 及 NCBI 数据库中筛选并下载了 18 属 29 种虾虎鱼科鱼类的 DNA 条形码, 与本研究鉴定出的 10 属 13 种虾虎鱼类合并分析, 构建了虾虎鱼科 26 属 42 种鱼类的系统关系树, 覆盖了黄渤海虾虎鱼科 89.36%的记录种, 通过对虾虎鱼科鱼类的分子系统发育关系与形态学分类地位进行确认和修订, 初步建立了黄渤海虾虎鱼科 DNA 条形码分类体系。本研究结果证明了 DNA 条形码技术对虾虎鱼物种具有较高识别效率, 有效弥补了传统形态学鉴定方法的缺点和局限, 丰富了虾虎鱼 DNA 条形码数据库, 完善了虾虎鱼 DNA 条形码分类体系, 为虾虎鱼的保护生物学、进化生物学及生物地理学等研究提供了科学依据。