中国对虾生物量评估的环境DNA检测技术 的建立及优化

近年来,环境DNA(Environmental DNA, eDNA)技术作为一种新的水生生物调查方法发展迅速,在水生生态系统的研究领域被广泛应用到物种检测、生物多样性评价、生物量评估等方面。然而,很少有研究专门评价eDNA技术操作流程中不同的eDNA富集方法与提取方法对研究结果的影响,从而针对具体研究对象建立一套最佳的eDNA技术操作流程。此外,由于物种间生活习性的差异,不同物种释放到环境中的DNA量及DNA片段大小不同,因而,针对不同研究对象需采用不同的eDNA富集与提取方法。本研究以中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)为研究对象,采用滤膜法富集eDNA,结合血液与组织DNA提取试剂盒提取eDNA。选取直径为47 mm的玻璃纤维膜、硝酸纤维膜、聚碳酸酯膜、尼龙膜共4种材质的滤膜,每种滤膜根据其孔径大小设置0.45、0.8、1.2、5 μm共4个梯度,取样水量设置500 ml、1 L、2 L共3个梯度。结果显示,滤膜材质、滤膜孔径大小及取样水体体积均对中国对虾的定性与定量分析具有一定的影响,其中,0.45 μm的玻璃纤维滤膜过滤2 L水样能够检测到的DNA拷贝数最多,并依据此建立了一套中国对虾eDNA技术的操作流程,提高了中国对虾的检出率,为后续中国对虾的分布监测及生物量评估提供了基础。     

环境DNA技术在水域环境中的应用进展

简述了环境DNA发展进程,介绍了环境DNA应用领域,包括物种及物种多样性研究、生物量评估、珍稀物种和入侵物种监测。归纳了环境DNA研究方法,样品的采集与保存、eDNA捕获、提取、分析。指出了eDNA技术的优势和存在的问题。提出,在今后的环境DNA研究中,一方面要大力发展并推广eDNA技术;另一方面应尽快制定一个统一的eDNA监测方法标准化框架,将eDNA技术和传统调查方法相结合,才能更好地对水生生物进行监测,在水生生态文明建设中发挥更为重要的作用。     

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。     

环境DNA在长江江豚监测中的应用

为了从水体环境中提取到高质量的eDNA环境DNA(environmentalDNA,eDNA),应用于长江中长江江豚(Neophocaenaphocaenoidesasaeorientalis)的分布调查,本研究比较了滤膜孔径和水样保存方式对eDNA获取的影响,同时对比了eDNA技术与传统调查法对长江江豚的检测结果。结果显示水样抽滤时间与滤膜孔径大小呈负相关关系,且都可以检出目标生物;水样采集后需在6 h内完成抽滤处理,或在冷藏条件下短期保存48 h;长江流域江苏段中观测到长江江豚出现的8个检测点均检测出长江江豚eDNA,而在10个未观测到长江江豚的水域中有3个检测出其eDNA。研究结果表明,相比传统目视监测方法, eDNA技术在长江江豚监测中不仅具有较高的准确性,还具有更高的灵敏性,可作为长江江豚种群调查的有效辅助检测工具。     

环境DNA在水生生态系统生物量评估中的研究进展

环境DNA (Environment DNA, eDNA)技术因其无创、高效、经济、灵敏等特点在水生生态系统生物评价中愈来愈引起人们的重视。文章围绕eDNA技术的内容、应用现状和面临的挑战3个方面,系统综述了该技术在实验室环境和野外环境水生生态系统生物量评估中的应用进展,探讨其优劣势、生态过程、评估错误等内容,展望了该技术在水生生物量评估领域的应用前景,以期为eDNA技术的相关应用研究提供参考。     

环境DNA(eDNA)技术在水生生态系统中的应用研究进展

环境DNA(Environmental DNA,eDNA)是指从皮肤、黏液、唾液、精子、分泌物、卵、粪便、尿液、血液、根、叶、果实、花粉和腐烂体等释放出来的、普遍存在的、游离的DNA分子。环境DNA技术是指从环境样品(土壤、沉积物和水体等)中直接提取DNA片段后利用测序技术进行定性或定量分析的方法。近年来随着分子生物学的发展,环境DNA技术已经成为一种新的水生生物调查方法,其主要被用来进行生物入侵的防治、濒危物种的保护、生物多样性的评价以及生物量的评估等。作者综述了环境DNA技术的发展历程、操作流程、在水生生态系统中的应用、优势以及存在的问题,同时对环境DNA在生态学领域中的应用前景进行了展望。     

环境DNA在水体中存留时间的检测研究——以中国对虾为例

精确地掌握物种的分布与种群动态是保护生物学的基础。然而,对于某些具有特殊生活史的物种以及群体数量非常少的种群而言,物种分布检测极其困难。DNA条形码技术与环境DNA(Environmental DNA,eDNA)的结合使以上困难得以解决。鉴于eDNA易降解、在环境中含量低的特性,探究其在环境中的持续存留时间对于后续准确进行定性与定量分析至关重要。本研究以中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)为研究对象,结合实时荧光定量PCR定量分析了水环境中eDNA随时间的降解情况,基于赤池信息准则(Akaike Information Criterion,AIC),选择了最适于eDNA随时间降解的统计模型。结果显示,当eDNA的释放源头被去除后,eDNA在水体中的含量与时间呈负相关关系,其在环境中的存留时间为30 d左右。本研究旨在为合理规划物种的定性检测与定量评估提供理论依据,以期将人为因素造成的实验误差降到最低。     

环境DNA技术及在鱼类监测中的应用

随着人类活动的影响,鱼类资源正在急剧下降,开展鱼类监测对于鱼类多样性的保护具有非常重要的意义。传统的鱼类监测方法因具有破坏性、调查者也要专业形态学知识、调查工作量大等弊端,故亟需一种新的技术方法进行辅助补充。环境DNA （eDNA）技术的发展使得鱼类调查更加的省时省力、节约成本、无损伤,目前在鱼类的监测中广泛使用,然而eDNA技术也存在着一定的缺陷所以不能完全取代传统方法。eDNA技术包含了样品的采集及处理、eDNA提取、eDNA扩增、测序和生物信息学分析几个主要步骤,在整个流程中每一个步骤都非常必要,对单个步骤又有不同的实验方案,选择不同对鱼类eDNA的检测效率也会产生重要的影响。目前国外对于eDNA技术应用于鱼类监测所研究的问题较为丰富而全面,如生物多样性监测、入侵物种检测、濒危物种检测和生物量的估算等,虽然国内的起步不晚,但国内对此研究方向较为单一,需要进一步重视。     

叶绿素a测定方法之比较

本文比较了3种滤膜（玻璃纤维滤膜、醋酸纤维滤膜、微孔滤膜）、不同提取时间和不同离心温度对叶绿素a含量测定的影响。结果表明,玻璃纤维滤膜叶绿素a测定值显著高于醋酸纤维滤膜和微孔滤膜;叶绿素a最佳提取时间在16h-24h;放人冰块制冷所测得的叶绿素a含量显著高于不放入冰块制冷的含量。     

蛋白质水解物的超过滤分馏

为浓缩富集低分子量抗氧化肽（2kDa）鱼肉蛋白水解物（绿青鳕,Pollachius virens）,测试了不同材质和截留分子量的五种有机管式纳滤膜。为限制浓差极化效应,研究了在低污染状况下膜的材质和截留分子量（MWCO）对渗透通量、水解吸附程度、膜的清洁和多肽保留时间的影响。水渗透通量显现出对MWCO和膜的材质都敏感。高疏水性材质的聚醚砜膜（PES）表现出比改进的聚醚砜（m—PES）膜和聚砜（PS）膜更低的透水通量。     

水硬度对七彩神仙鱼幼鱼发育的影响

采用不同硬度的水对七彩神仙鱼幼鱼进行饲养。6周龄幼鱼在硬度为7.94°dH±0.30°dH时饲养84d后,比在硬度为14.71°dH±0.23°dH水中的幼鱼个体大,生长速度快。表明较高硬度的水有利于七彩神仙鱼幼鱼的生长发育。     

头足类耳石微化学研究进展

耳石是位于平衡囊内起平衡作用的一对钙化组织,它是头足类的加速度感应器,记录其生命周期内的生物和生态信息。随着鱼类耳石微化学研究及应用的日趋成熟与完善,头足类耳石的相应研究也逐渐兴起。目前头足类耳石微化学的研究内容主要包括无机和有机大分子、微量元素、同位素、微化学标记等方面,其中微量元素是应用研究的重点,在头足类种群识别、生活史分析及栖息环境重建等方面发挥了重要作用。分析认为,头足类微量元素在与栖息环境尤其水温关系的研究中取得了很好的结果,被认为是测定头足类生活水温的温度计。然而,涉及种群识别、生活史分析以及与盐度和食物关系的研究还不够充分,且多集中于Sr/Ca的研究。因此,建议在今后的研究中要综合多种研究方法按时间和空间序列从日轮水平分析多种微量元素的含量与变化。     

斑节对虾虾苗活力检测方法

该研究通过肉眼观察、镜检,进行干露、饥饿、盐度突降、福尔马林等抗性试验,并采用病毒检测等方法,以期建立评估斑节对虾（Penaeus monodon）虾苗活力和质量标准。结果表明,斑节对虾健康虾苗具有趋光性、集群性,体表光洁,肌肉透亮,肠胃食物充盈等特性。测试虾苗干露时间以15min为宜,健康虾苗干露后能立即恢复活力,而病弱虾苗多出现死亡、昏迷现象;虾苗的成活率随饥饿时间的延长而降低,随福尔马林浓度升高和时间延长而降低,随盐度突降幅度增加而降低。健康虾苗能忍受100～200μL·L^-1福尔马林溶液30min,成活率近100％;在盐度20～30下虾苗的成活情况较好,而其在淡水中仅能存活1h。对虾苗进行病毒检测,可以避免养殖中因虾苗携带病毒而可能导致的病毒性疾病的暴发。     

不同品系盐生杜氏藻培养技术的研究

4种不同品系盐生杜氏藻培养结果表明：常温下,A33是最适宜培养的藻种,经4天培养,藻细胞密度可达到114×104cell／ml,细胞生长率达到0．369;其次是A23、A140、A5藻种,细胞生长率分别为0．317、0．314、0．234。控温条件下,4种品系杜氏藻细胞生长速度明显增高,是常温条件下的1．2倍。     

K^＋对几种海胆幼虫变态的诱导效果

K^ 是对海洋底栖无脊椎动物幼虫诱导普遍有效的无机离子。本文探讨了K^ 对红海胆等9种胆的变态诱导效果，分析了其安全使用浓度、处理时间等技术。对有关因子对变态率的影响进行了对比。     

虾夷扇贝（Patinopecten yessoensi）亲贝的升温与积温对育苗效果的影响

在虾夷扇贝人工育苗中,积温是衡量亲贝成熟程度的重要标志。试验表明,当4℃以上的有效积温达到80．6～85.3℃时是人工采卵的最佳时机,可取得最佳的育苗效果     

氯氰菊酯暴露对草鱼4种器官组织结构的影响

通过氯氰菊酯对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)幼鱼(9.30±0.48)g的急性毒性实验及对鳃、肝、肾、脾的组织学研究,探讨了随着氯氰菊酯浓度的增加以及暴露时间的延长草鱼组织结构损伤的变化趋势.结果显示:氯氰菊酯对草鱼种的48 h-LC50和96 h-LC50分别为55.21μg/L和25.00...     

台风对江苏近海海表温度的影响分析与探讨

利用中国台风网"CMA-STI热带气旋最佳路径资料数据"和多卫星遥感观测资料,本文对2011年09号梅花台风、2011年06号马鞍台风和2012年10号达维台风在发展过程对中国江苏近海海域海温的影响进行了分析与探讨,并辅助以沿岸的海温实测资料进行对比验证,借此提高对近海海域上层海洋物理环境对台风响应的认识。分析结果表明,台风对近海SST的影响程度与台风自身强度和台风的移动路径密切相关,近海SST降低区域一般位于台风路径的右侧,最大SST降低一般滞后台风中心两天或一天。当台风在远海活动并靠近江苏近海时,江苏近海海域SST略有上升;当台风进入江苏近海时,近海海域SST大幅降低;登陆台风在登陆后近海才出现最大降温。     

虎斑乌贼受精卵卵黄营养成分分析

本实验对虎斑乌贼受精卵卵黄的营养成分进行分析,旨在探讨其幼体的营养需求量,为其幼体配合饲料研制提供参考数据。随机选取大约800个虎斑乌贼受精卵的卵黄,采用国家标准方法测定其水分、灰分、粗蛋白质、粗脂肪、氨基酸、脂肪酸和矿物元素含量。结果表明:1)虎斑乌贼受精卵卵黄中粗蛋白质含量为76.33%(干重基础);总氨基酸(TAA)和必需氨基酸(EAA)含量分别为71.22%和32.38%(干重基础),EAA/TAA为45.46%,氨基酸中以谷氨酸(Glu)含量最高(9.97%),必需氨基酸中亮氨酸(Leu)含量最高(7.58%)。2)其粗脂肪含量12.71%(干重基础);共检出17种脂肪酸,包括8种饱和脂肪酸(SFA)、5种单不饱和脂肪酸(MUFA)和4种多不饱和脂肪酸(PUFA),SFA、MUFA和PUFA分别占脂肪酸总量的43.47%、7.54%和49.25%,其中以DHA含量最高,达32.80%,EPA含量为7.70%,DHA/EPA为4.26。3)检测出Na、K、Ca、Mg、Sr、Mn、Fe、Cu、Zn、Al和As 矿物元素,微量元素中富含Zn、Al和Fe,含量分别为 0.77、0.71和0.43 mg/kg(鲜重基础)。由此可见,卵黄具有高蛋白、低脂肪,富含n-3PUFA的特点;虎斑乌贼幼体饲料中蛋白质需求量参考值为76.33%;氨基酸需求量参考值,如赖氨酸(Lys)为5.49%,蛋氨酸(Met)为2.63%;脂肪的需求量参考值为12.71%,DHA为4.17%,EPA为0.98%;微量元素需求量参考值,如Zn为2.77 mg/kg,Cu为0.19 mg/kg(干重基础)。     

合浦珠母贝选育家系的遗传多样性分析

该研究选取具有多态性的6对微卫星引物对构建的2批合浦珠母贝(Pinctada fucata)完全双列杂交家系的遗传多样性进行了分析。6个微卫星标记在9个家系360个个体中共检测到32个等位基因,有效等位基因(Ne)为1.758 7~3.586 5,观测杂合度(Ho)为0.144 4~0.488 9,期望杂合度(He)为0.432 0~0.722 2,Shannon指数(I)为0.691 9~1.507 4。9个家系都有单态位点,平均Ho为0.129 2~0.466 7,平均He为0.155 0~0.439 6,平均I为0.248 5~0.712 2。有19个位点(占35.19%)极显著地偏离Hardy-Weinberg平衡。各家系之间的遗传距离为0.109 0~1.137 2,遗传相似性系数为0.320 7~0.896 8。家系L4B46与L4B48的遗传距离最大,与D3D313的遗传距离最小。UPGMA法聚类分析显示,9个家系分为3支,L4B48单独成一支,B4D426、B4D427与D4B445聚成一支,其余家系聚成一支。该研究结果为合浦珠母贝家系选择育种的亲本选择与交配设计提供了科学依据。