基于大型底栖动物的桑沟湾不同养殖区底栖生境健康评价

为了解桑沟湾养殖区大型底栖动物的动态变化以及底栖生境的健康状况,于2019年5-9月采集了中国北方典型养殖海湾桑沟湾不同养殖区（藻类、贝类和网箱养殖区）大型底栖动物样品,分析了不同养殖区大型底栖动物的种类、组成、数量分布、群落结构及生物多样性等群落特征,运用多样性指数、AMBI和M-AMBI指数法评价了不同养殖区底栖生境健康状况的时空变化。调查共鉴定出大型底栖动物56种,其中多毛类31种,甲壳类10种,软体动物9种,棘皮动物4种,其他类2种,大型底栖动物的优势种主要为多毛类,以污染耐受种为主;调查期间,贝类养殖区和网箱养殖区的群落多样性指数H''呈现下降趋势,表明贝类养殖活动和网箱养殖活动已经造成沉积物中有机物颗粒过度积累。ABC曲线显示,7月桑沟湾养殖区开始受到干扰,8月和9月受到中等程度的干扰。AMBI和M-AMBI指数评价显示桑沟湾养殖区域底栖生态系统处于轻度或中度干扰状态,底栖生境健康状况处于高等或者良好的状态。     

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。     

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。     

对虾渔业生物学研究现状

中国明对虾是我国最重要的养殖虾类之一。性成熟后的中国明对虾在生长和体色上表现出性别二态性。为了探查基因组上潜在的性别分化相关区域,对中国明对虾进行了全基因组重测序研究。分别使用中国明对虾基因组和其近缘物种凡纳滨对虾的基因组作为参考基因组,计算了雌雄中国明对虾之间的遗传分化指数F_st,以筛查基因组上的性别分化相关区域。当使用中国明对虾参考基因组时,有约89%的中国明对虾测序读段全部或部分比对到中国明对虾参考基因,覆盖度大约为84%。基因组上F_st出现较多杂乱的峰,其中LG5的F_st值整体呈升高的趋势,另外LG13、LG17及LG35均有F_st指数相对较高的区域。而当使用凡纳滨对虾参考基因组时,有约60%的中国明对虾测序读段全部或部分比对到凡纳滨对虾参考基因,覆盖度约为52%。Scaffold 2550和Scaffold 3683上分别有2个最显著的峰。将雌雄中国明对虾转录组测序数据与凡纳滨对虾的参考基因组比对后,获得了中国明对虾的粗略表达谱,挖掘出了丰富的差异表达基因。分析了前述2个Scaffold上的基因表达情况。在Scaffold 2550上,有2个肌肉中的差异表达基因,有3个性腺中的差异表达基因;在Scaffold 3683上,有4个性腺中的差异表达基因,全部都是雄性高表达,且都位于F_st峰值区域,其中2个基因编码外周型苯二氮卓受体相关蛋白1 (peripheral-type benzodiazepine receptor-associated protein 1),参与类固醇激素生物合成,推测这两个雄性高表达基因参与了雄虾的性别特异性生理机制,与雄性生殖功能相关,在性别分化过程中发挥一定作用。本研究初步筛选到了与中国明对虾性别分化相关的区域和基因,为中国明对虾性别二态性的进一步研究提供了依据。     

基于线粒体COⅠ和Cytb基因探讨北鲍南养对皱纹盘鲍群体遗传结构的影响

为探讨近三十年来我国皱纹盘鲍养殖模式对群体遗传结构产生的影响,利用线粒体细胞色素C氧化酶亚基 (COⅠ)基因和细胞色素b (Cytb)基因分析了定殖漳州的群体、大连培育蓬莱越冬群体、荣成培育福建越冬群体及长山列岛 (砣矶岛、大钦岛、南隍城岛)皱纹盘鲍群体的遗传多样性与群体遗传结构。结果显示,在259个个体730 bp的COⅠ序列片段中检测到48个变异位点和30个单倍型,6个群体的单倍型多样性为0.586~0.897,核苷酸多样性为0.0056~0.0081。259个个体730 bp的Cytb序列片段中检测到59个变异位点和32个单倍型,6个群体的单倍型多样性为0.605~0.909,核苷酸多样性为0.0077~0.0120。基于COⅠ和Cytb基因的群体间F_st值以及AMOVA结果表明,绝大部分群体之间存在显著的遗传分化,并且遗传变异主要来源于群体内。现行的皱纹盘鲍北鲍南养模式加强了不同群体之间的基因交流,使不同遗传背景的种群二次接触,导致皱纹盘鲍6个群体均具有较高的单倍型多样性和核苷酸多样性;而各养殖群体中的不同选育条件则可能是造成显著遗传分化的重要原因。本研究对分属南北沿海的6个皱纹盘鲍群体的遗传评估将为我国皱纹盘鲍资源的合理利用以及养殖模式对遗传结构的影响提供科学依据。     

仿刺参硫酸软骨素合酶1基因克隆及灿烂弧菌感染后的表达特征模式分析

硫酸软骨素在生物体应对病毒和细菌感染中起着重要作用, 为研究硫酸软骨素合酶 1 (chondroitin sulfate synthase-1, ChSy-1)在仿刺参(Apostichopus japonicus)受到灿烂弧菌(Vibrio splendidus)感染后的作用, 本研究开展了仿刺参 ChSy-1 基因(AjChSy-1)全长序列克隆和结构及系统进化分析, 并采用荧光定量 PCR 技术测定了该基因在刺参不同组织中的表达差异及灿烂弧菌感染下的表达模式。结果显示, AjChSy-1 基因 cDNA 全长为 2756 bp, 其中, 5′-UTR 长度为 194 bp, 3′-UTR 为 228 bp, ORF 为 2334 bp, 编码 777 个氨基酸。AjChSy-1 基因编码的蛋白含有糖基转移酶保守性 DXD 基序、β3-糖基转移酶基序及 β4-糖基转移酶基序等结构。刺参基因组比对发现在 chr13 染色体上存在 2 个 AjChSy-1 基因拷贝。系统进化分析表明, 刺参 AjChSy-1 编码蛋白与玉足海参(Holothuria leucospilota) 和棘冠海星(Acanthaster planci)的蛋白亲缘关系较近, 与斑马鱼(Danio rerio)、智人(Homo sapiens)等脊椎动物的蛋白亲缘关系较远。荧光定量 PCR 显示, AjChSy-1 基因具有广泛的组织表达特性, 其中, 体腔细胞中表达量最高, 体壁、性腺(雄性和雌性)和纵肌次之。在响应灿烂弧菌侵染过程中, 随灿烂弧菌侵染时间增加, 体壁中 AjChSy-1 表达量呈现先上升后下降的趋势, 在第 3、6、9 天分别为对照组的 1.79、2.06、3.12 倍, 对发病期抗病群体和易感群体中该基因的检测结果表明, 易感群体体壁该基因表达量显著低于抗病群体(P＜0.05), 表达量降低 11.4%。推测该基因可能在刺参应对灿烂弧菌中发挥免疫防御作用, 相关研究结果为解析刺参 AjChSy-1 基因功能以及抗病分子调控机制提供了参考数据。     

渤海口虾蛄仔虾季节性分布及其早期补充模式

仔虾是口虾蛄(Oratosquilla oratoria)早期生活史的重要阶段,其转为底栖生活所需的环境条件及我国近海口虾蛄早期补充模式,仍缺乏了解。基于2017年春季(3―6月)和夏秋季(8―11月) 8个航次的渤海渔业资源底拖网调查数据,分析了各月份口虾蛄仔虾(<60 mm)的分布、出现概率和样本量等,并利用广义加性模型筛选出影响仔虾出现概率的主要环境因子。通过文献综述,回顾了我国近海口虾蛄产卵期、胚胎和幼体发育、仔虾生长特性等繁殖特征和早期生长发育历程,结合仔虾季节性分布,阐释渤海口虾蛄群体的早期补充模式。结果发现,春季,仔虾在4―5月出现频次较高,其分布区随水温升高逐步向北扩散或偏移,显著影响其出现概率的环境因子为底层温度、底质平均粒径和粒径偏度;夏秋季,仔虾在9―10月分布广泛,11月趋向斑块化分布、出现频次降低,显著影响因子为底层温度、底层盐度和底质含沙百分比。渤海口虾蛄群体呈现多季节补充模式。其产卵期长达5个月,5―7月产出的受精卵预计在7―9月发育成Ⅰ期仔虾,在9―11月长成全长50 mm左右的仔虾;8―9月产出的受精卵,预计在10―11月左右发育成Ⅰ期仔虾,12月至次年3月受低温限制停止生长,在4―5月水温回升时逐步长成50 mm左右的仔虾。     

绿鳍马面鲀胚后早期发育各阶段形态特征的研究

本文研究了绿鳍马面鲀(Thamnaconus septentrionalis)胚后早期发育各阶段可观、可量和可数性状的变化。结果显示,在水温为(23.0±1.0) ℃条件下,1 d出现胸鳍;4 d卵黄囊消失,鳔基和第1背鳍鳍基清晰可见;7 d油球消失,出现腹鳍;8 d第1背鳍鳍基和腹鳍出膜;9 d披透明圆形小鳞;12 d鳔和腹两侧后匙骨清晰可见;14 d出现第2背鳍支鳍骨和臀鳍支鳍骨;16 d披锥形小鳞,上、下颌出现锥形齿;19 d分化出第2背鳍鳍条和臀鳍鳍条;20 d尾柄下侧长出尾鳍鳍条;24 d时,第2背鳍、臀鳍和尾鳍的鳍条形态发育完全;27 d鳔大量充气。可量性状变化的曲线方程 R2 值均>0.90,第1背鳍鳍高,4~30 d呈指数递增;视囊0~11 和11~20 d为线性递增,0~11 d递增程度<11~20 d,21~30 d为指数递增;口裂4~13和22~30 d为线性递增,13~22 d为线性递减;全长、体长、体高和矢耳石直径等拐点前为线性递增,拐点后为指数递增,拐点集中在19~23 d。初孵仔鱼共27对肌节,头部6对,躯体21对;仔鱼末期,第2背鳍支鳍骨数为31~36根,臀鳍支鳍骨数为33~35根;稚鱼末期,第2背鳍和臀鳍鳍条数与支鳍骨数相对应,胸鳍鳍条数为15~18根,尾鳍鳍条数为12根;早期幼鱼45 d时,鳍条分节明显,第2背鳍鳍条2节,臀鳍鳍条3节,尾鳍鳍条为7~10节,50 d躯体4~5条黑色条带。研究较详尽地描述了绿鳍马面鲀胚后早期发育各阶段的形态特征,丰富了绿鳍马面鲀胚后早期发育基础资料,可为其苗种繁育提供指导。     

基于Bytetrack的多目标跟踪算法在斑马鱼毒性行为识别中的应用

利用计算机视觉技术识别斑马鱼(Danio rerio)在不同污染物暴露下的行为变化是水质毒性评价的常用方法之一,但传统方法存在效率低、面对遮挡和复杂环境时性能差等缺陷。针对这些问题,本研究使用基于Bytetrack的多目标跟踪算法追踪斑马鱼在4种污染物(Zn、Pb、Cr和苯酚)暴露2 h后的行为变化,对斑马鱼在4种浓度梯度中的平均速度、最大速度、最低速度、平均碰撞次数和行为轨迹等指标进行分析。结果显示,算法的追踪精度、漏检率和检测时间(每300帧)分别能达到90.26%、16.33%和0.19 min,检测时间和精度相比于传统目标检测方法有较大提升。同时,根据污染物不同,该方法能准确识别特定污染物环境中斑马鱼相应的运动状态及轨迹变化,可实现精确识别和实时响应,在鱼类毒性行为识别领域具有重要参考意义。     

我国南美白对虾种业发展现状及对策建议

为评估基因型鉴定芯片在育种群体构建中的应用价值,实验对凡纳滨对虾3个群体 (EE、PP和SS)进行急性肝胰腺坏死病 (AHPND)副溶血弧菌 (Vp_AHPND)侵染实验,利用自主研发的40K SNP液相芯片“黄海芯1号”获得146尾个体的基因型信息,对群体遗传背景进行了系统调查并估算了AHPND抗性遗传力。Vp_AHPND浸染实验结果显示,不同群体间存在抗病差异,PP群体的存活性能比EE和SS群体分别高出12.9%和11.6%。利用质控后的38148个SNP信息构建系统进化树,结果显示群体内同一个家系的个体首先聚在一起,进而同属一个群体的多个家系聚在一起。主成分和遗传结构分析显示,可以准确地将146尾个体划分为3个组,与系统进化树聚类结果一致。遗传多样性分析显示,3个群体的观测杂合度 (H_o)平均值为0.25~0.29,多态信息含量 (PIC)平均值为0.20~0.23,上述遗传参数达到极显著水平。3个群体间的遗传分化系数 (F_ST)为0.11~0.21,存在中高度遗传分化。基因组近交分析表明,EE、PP和SS群体的近交系数均值分别为−0.05±0.06、0.20±0.09和0.37±0.07,后2个群体内部分个体表现出较高的近交水平。使用ssGBLUP-MF (Single Step Genomic BLUP with Metafounders)模型,复合基因型、表型和系谱信息,获得Vp_AHPND侵染后存活状态的遗传力估计值为0.24±0.07,表现为中等水平,表明基础群体具有较好的选育潜力。研究表明,利用液相芯片“黄海芯1号”开展辅助育种,可以进一步提高基础群体构建和评估的效率。