凡纳滨对虾幼虾体重性状在低温波动环境下的遗传参数分析

基于凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) 40K SNP 芯片分型信息估计了低温波动条件下幼虾体重性状的遗传参数, 为凡纳滨对虾耐低温新品种的选育提供基础数据。利用来自 40 个家系的 4000 尾凡纳滨对虾幼虾, 通过地下井水降温的方式使养殖温度从 30 ℃骤降至 20 , 24 h ℃ 自然回温后稳定 4 d。该降温–回温–稳定过程重复 3 次, 继续养殖 15 d后进行体重和存活性状测试。与对照群体相比, 低温波动条件对凡纳滨对虾幼虾生长影响显著(P＜0.05), 而对存活性状影响不显著(P＞0.05)。根据个体的系谱信息构建 A 矩阵; 利用 40K SNP 芯片对 159 尾家系亲本及其同胞个体进行 SNP 分型, 复合 SNP 信息和系谱信息构建 H 矩阵。基于 A 和 H 矩阵, 利用个体动物模型估计体重性状的方差组分和遗传参数。低温波动条件下凡纳滨对虾幼虾基于 A 矩阵获得体重的遗传力为 0.37±0.07, 基于 H 矩阵获得体重的遗传力为 0.40±0.08, 为高遗传力水平。经交叉验证, 基于两种不同矩阵的预测准确性和偏差无明显差别。研究结果表明, 低温波动条件下凡纳滨对虾幼虾的体重性状表现出丰富的遗传变异, 多代选育可能获得较大的遗传进展。     

基于转录组分析筛选凡纳滨对虾低温胁迫下的差异表达基因

凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)是中国主要的对虾养殖品种之一,对低温的耐受性较差,低于18℃就会停止摄食。为了探究凡纳滨对虾耐低温性状相关基因,选用凡纳滨对虾低温胁迫组(18℃)和常温组(24℃)肝胰腺组织为实验材料,进行Illumina HiSeq 2500测序,对测序原始数据进行拼接、注释,以及筛选分析低温胁迫下的差异表达基因。结果显示,测序共获得50921条基因(unigene),平均长度为828 bp, N50为1589 bp,其中28.13%为已知基因。基因差异表达分析共筛选得到243个低温胁迫相关基因,其中89个上调表达, 154个下调表达。功能富集分析发现,差异表达基因多富集在生物结合和催化过程、过氧化物酶、溶酶体、精氨酸和脯氨酸的代谢以及氨基酸的生物合成途径中。进一步根据Q-值共筛选出10个差异表达最显著的基因,其中ATP结合盒B亚家族6转运蛋白基因(ATP-binding cassette sub-family B member 6, ABCB6)、C型凝集素基因(C type lectin)、谷氨酰胺合成酶基因(glutamine synthetase, GS)在低温胁迫下均呈下调表达,推测可能参与了凡纳滨对虾低温应答反应。利用Real time RT-PCR验证转录组数据,结果证明基于转录组测序筛选低温胁迫下的差异表达基因是可行的。本研究为揭示凡纳滨对虾耐低温分子调控机制提供了基础数据和理论依据。     

半滑舌鳎雌、雄鱼myostatin基因差异表达的初步研究

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)生长具有明显的性别二态性,性成熟雌鱼体重显著高于雄鱼。鱼体肌肉占体重的40%~60%,肌肉生长是生长性状的核心,而myostatin (mstn)基因是肌肉生长发育的负调控因子,对成肌细胞的增殖具有抑制作用。本研究旨在探究肌肉生长发育过程中,mstn基因在半滑舌鳎雌、雄鱼的时空表达模式及其与雌、雄鱼生长差异的关系。结果显示,在所检测的1龄鱼的9个组织中,mstn在肌肉中的表达量最高。不同发育时期的肌肉组织定量结果显示,1龄和2龄雄鱼中的表达量显著高于雌鱼(P<0.05),而在选取的其他时期,雌、雄鱼之间的表达量不存在显著差异。原位杂交结果显示,mstn基因的表达位置在肌纤维边缘,即成肌细胞增殖分化的位置。本文系统研究了肌肉生长发育的负调控因子mstn在半滑舌鳎雌、雄鱼中的时空表达模式,为深入研究半滑舌鳎雌、雄鱼生长差异的原因及其机制提供了基础。     

短时间高盐处理对脆江蓠光合生理生化指标的影响

脆江蓠(Gracilaria chouae)藻体脆性大,短时间高盐海水浸泡可使其软化,有利于规模夹苗生产。采用实验生态学方法研究短期高盐胁迫对脆江蓠光合生理及生化组成的影响,以探讨高盐对其光合系统的损伤及其恢复效果。实验设置 5 个盐度梯度(40、45、50、55、60),自然海水作为对照(盐度 33),分析盐度处理 1 h 内脆江蓠的失水率及藻体软化程度;同时研究了高盐处理 0.5 h 及不同恢复时间(12 h、24 h)对脆江蓠 pH 补偿点、光合作用荧光特性、光合作用产氧量(RO)和光合色素组成等光合生理生化指标的影响。结果表明,脆江蓠在盐度 50~55 的海水中浸泡 0.5 h 效果较好,此时藻体软化,并且经过 24 h 恢复后,藻体光合作用参数可恢复到对照组水平,该处理条件可以用于脆江蓠生产。高盐(盐度 40~60)处理脆江蓠 0.5 h,随盐度增加,脆江蓠 RO 值呈波动下降(P<0.01)、pH补偿点和光合效率 Y(II)值逐渐降低(P<0.05)。PE 含量随盐度增加而增加(P<0.01);恢复 24 h 后最大光合效率 Fv/Fm和 Y(II)值基本恢复正常水平(P>0.05), Chl a、Car、PE 和 PC 含量均恢复到与对照组无显著性差异水平(P>0.05)。本研究旨在为提高脆江蓠规模化养殖夹苗效率提供理论依据。     

鞍带石斑鱼isg15基因cDNA克隆及其在虹彩病毒感染下的表达分析

本研究利用PCR和RACE技术首次获得了鞍带石斑鱼(Epinephelus lanceolatus)干扰素刺激基因15 (interferon stimulated gene 15, isg15)全长序列。isg15基因序列长为910 bp,包含一个468 bp的开放阅读框,可编码155个氨基酸,预测分子量为17.09 kDa,理论等电点为9.33。保守结构域分析显示,鞍带石斑鱼ISG15蛋白包含2个类似泛素结构域,且C末端具有高度保守的“Leu Arg Leu Arg Gly Gly (LRLRGG)”结构域。序列分析和系统发育分析显示,鞍带石斑鱼与斜带石斑鱼(E. coioides) isg15的相似性最高,为88.24%,与大菱鲆(Scophthalmus maximus)和大黄鱼(Larimichthys crocea) isg15的相似性分别为61.18%和60.59%。采用实时荧光定量PCR技术检测了鞍带石斑鱼健康组织中的isg15表达,以及虹彩病毒(iridovirus)感染后不同时间脾脏和肾脏中的isg15表达变化。结果显示,isg15在血液中的表达量最高,在肝脏、肾脏等组织中的表达量较高。经虹彩病毒感染后,isg15在脾脏和肾脏中的表达显著升高,在72 h到达最高水平,说明isg15在鞍带石斑鱼防御虹彩病毒的过程中发挥着重要作用。对鞍带石斑鱼isg15基因的分析和表达模式的研究,有助于进一步了解isg15基因在硬骨鱼体内的抗病毒调控机制,为鞍带石斑鱼抗病分子育种提供基础数据。     

三疣梭子蟹心激肽基因克隆及在低盐适应中的功能验证

采用RACE技术克隆获得三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)心激肽(CCAP)基因。该基因全长606 bp, 5￠端非编码区72bp,3￠端非编码区108bp,开放阅读框426bp,编码141个氨基酸,预测分子量15.6kD,理论等电点9.55。同源性分析表明,三疣梭子蟹CCAP与拟穴青蟹(Scylla paramamosain)和蓝蟹(Callinectes sapidus)的CCAP同源性较高,分别为85%和82%。系统进化树分析显示,三疣梭子蟹与蓝蟹首先聚为一支,之后再与拟穴青蟹相聚。组织表达分析发现, CCAP基因在胸神经节中的相对表达量最高,其次是脑和眼柄组织。通过分析CCAP基因在低盐胁迫过程中的表达规律发现,低盐可显著改变CCAP在胸神经节中的表达模式,在24 h, 48 h和72 h实验组的表达量显著高于对照组(P0.05),分别为对照组的1.73, 2.16和2.19倍。体外注射CCAP多肽可降低三疣梭子蟹在低盐条件下的死亡率,并诱发钠钾ATP酶(Na~+/K~+-ATPase)和V型ATP酶(V-ATPase)酶活力显著提高。本实验结果暗示CCAP通过调控Na~+/K~+-ATPase和V-ATPase活力以达到盐度适应的作用。     

渤海银鲳的营养级及摄食习性

根据2017年9—11月在渤海进行的3次定点底拖网调查采集的216个样品[包括120个银鲳(Pampus argenteus)样品, 51个饵料生物样品和45个比较研究鱼类样品],采用碳、氮稳定同位素技术测定了样品的稳定同位素比值。对银鲳各饵料种类的贡献比率进行了计算,探讨其摄食习性、营养级、生态位宽度和生态位重叠随叉长变化的特征。同时也通过对比研究验证了采用稳定同位素技术研究银鲳摄食生态的准确性。结果表明:(1)渤海银鲳的δ~(13)C值范围为-19.50‰～-14.85‰,平均值为-17.18‰,与叉长相关性不显著(r=-0.03,P=0.71);δ~(15)N值范围为11.55‰～14.77‰,平均值为13.30‰,与叉长相关性极显著,但相关强度是弱相关(r=0.26,P0.01)。(2)基于R语言的贝叶斯稳定同位素混合模型(SIAR)计算各饵料贡献率,表明渤海银鲳为杂食性,其主要饵料为底层虾类,其贡献率为11.52%～57.49%,平均贡献率为35.03%;其次是中国毛虾(Acetes chinensis),其贡献率为13.52%～42.82%,平均贡献率为27.87%。其他饵料的贡献率从高到低依次为日本枪乌贼(Loligo japonica)、浮游植物和浮游动物,其贡献率范围分别为6.41%～42.57%、0～21.33%和0～16.21%;平均贡献率分别为23.29%、8.08%和5.77%。(3)随叉长增加,银鲳的食物组成存在一定变化。生态位宽幅计算结果表明,渤海银鲳的营养生态位宽度随叉长增大存在先升高后下降的特征, 90～109 mm叉长组的生态位宽幅达到最大;但各叉长组营养生态位相似,生态位存在较多的重叠。(4)渤海银鲳的营养级范围为2.84～3.79,平均营养级为3.35;营养级随着叉长增大有升高的趋势。(5)MDS图分析得出银鲳与赤鼻棱鳀(Thryssa kammalensis)的δ~(13)C和δ~(15)N值相似性最高。本研究通过碳氮稳定同位素技术对银鲳的营养级和摄食习性有了较全面的了解,对构建渤海全程食物网,进而研究其动态变化具有重要的意义。     

中国对虾ATG5基因的克隆及其在pH、碳酸盐碱度胁迫下的表达分析

采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术获得中国对虾(Fenneropenaeus chinensis) ATG5基因cDNA全长,命名为FcATG5。利用实时荧光定量技术分析了FcATG5的组织表达及其在pH和碳酸盐碱度胁迫下的表达特征,并利用RNAi技术验证其功能。基因分析显示,FcATG5 cDNA全长为2225 bp,开放阅读框为810 bp,编码269个氨基酸,预测其编码的蛋白质分子量为31.103 kDa,理论等电点为5.59,为疏水性蛋白,包含1个APG5自噬相关蛋白结构域,无跨膜结构,不包含信号肽。同源性和系统进化分析显示,FcATG5具有高度保守性,与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)同源性最高(98.14%)。组织表达分析显示,FcATG5在中国对虾各组织中均有表达,肌肉中表达量最高(P<0.05),血淋巴细胞中最低(P<0.05)。pH胁迫后48 h,FcATG5在鳃中的表达量最低,为对照组的1.68倍;胁迫后96 h最高,为对照组的2.67倍。碳酸盐碱度胁迫后12 h,FcATG5在鳃中表达量最高,为对照组的2.77倍;胁迫后96 h最低,为对照组的1.30倍。干扰实验结果显示,pH和碳酸盐碱度胁迫下,沉默FcATG5基因会使中国对虾死亡率显著增高(P<0.05),表明该基因的表达量越高,越有利于中国对虾存活。实时定量结果表明,FcATG5在pH、碳酸盐胁迫下的表达量均显著升高(P<0.05),推测自噬可能参与中国对虾应对非生物胁迫的调控。本研究结果对水生动物特别是甲壳动物中细胞自噬研究具有重要的借鉴意义,有助于推进中国对虾盐碱水养殖的研究进程。     

虾夷扇贝的闭壳力及其对捕食者海星的逃跑响应

采用压力传感器—测力计, 测定了 3 个规格虾夷扇贝(Pationopecten yessoensis)的闭壳力及其对捕食者海星刺激的逃跑行为响应, 以期了解虾夷扇贝的运动行为特性。3 个规格组虾夷扇贝壳长设置分别为(82.71±3.49) mm (大组)、(65.76±4.20) mm (中组)、(32.36±2.38) mm (小组)。研究发现, (1)3 种规格虾夷扇贝的闭壳频次(time/min) 分别为 0.7±1.6、1.1±0.5 和 0.6±0.4; 最大闭壳力 F_max 分别为(11.4±5.2) N、(5.9±1.3) N 和(1.8±0.6) N。虾夷扇贝的位相性与紧张性收缩交替出现, 在一个运动周期中, 紧张性收缩力大于位相性收缩力; 不同规格之间都存在显著性差异。规格越大, 闭壳能力越强。(2)当有海星刺激时, 3 个规格扇贝的 F_max、闭壳频次、总收缩力和紧张性收缩力都显著性增加。其中, 大中小 3 个规格的 F_max 分别增至(17.1±2.8) N、(8.3±2.3) N、(2.6±0.5) N。该方法量化了扇贝的运动行为。     

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。