基于耳石微化学的长江禁捕前后鄱阳湖都昌水域刀鲚群体动态变化研究

为了解长江禁捕对鄱阳湖都昌南部水域刀鲚(Coilia nasus)资源的影响,利用电子探针微区分析(EPMA)分别对该水域禁捕前(2014年)和禁捕后(2019年)刀鲚的洄游生态学特征开展了研究。结果显示,所有刀鲚个体耳石自核心至边缘均依次具有锶钙比(Sr/Ca×1000)<3、3~7以及<3的生境履历特征,表现为典型的溯河洄游履历。禁捕后刀鲚数量(17尾)明显多于禁捕前(2尾),体长[(28.1±2.3)cm]也长于禁捕前[(21.3±4.7)cm],且长于禁捕前的已有报道。此外,刀鲚耳石边缘低值区呈现多样化特征[2014年(125.0±63.6)μm、80~170μm,2019年(173.5±73.6)μm、20~290μm],表现出多个上溯群体在该水域混栖的现象。结合该水域多数个体性腺尚未成熟,且都昌南部水域(大矶山至和合乡水域)是刀鲚群体自江湖通道出入鄱阳湖中部和南部湖区及通湖河流(如饶河、信江等)的必经之路,得出都昌水域主要行使刀鲚洄游通道的生态功能,亟须加强保护。

背角无齿蚌幼蚌对水体铜的吸收特征研究

为了探究在不同浓度铜(Cu)暴露下背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对水体Cu的吸收特征,选定对Cu吸收能力更强的幼蚌作为实验对象,依据Cu对幼蚌96 h-EC50和我国渔业水质标准(GB11607—89)中Cu限量设定5个浓度梯度2.0、1.0、0.1、0.01和0.005 mg·L^(-1),进行24 h Cu暴露实验及水体Cu含量测定。结果显示:随暴露浓度的升高,幼蚌Cu吸收效率迅速升高,最高值出现在2.0 mg·L^(-1)暴露组为(0.69±0.11)μg/(g·h);幼蚌Cu去除率总体呈现出降低趋势,其中0.005 mg·L^(-1)暴露组去除率最高为84.8%,1.0 mg·L^(-1)暴露组去除率最低为28.9%。综上所述,背角无齿蚌幼蚌具有较强的Cu吸收能力,表明其在淡水渔业水域环境Cu污染防控方面以及开发作为监测评价淡水渔业水域环境Cu污染的模式生物方面具有非常高的应用潜力。

池塘养殖“六月黄”中华绒螯蟹肝胰腺的滋味特征

为揭示“六月黄”中华绒螯蟹食用部分(几乎全部为肝胰腺)的滋味品质特征,利用味觉分析系统,研究昆山市养殖池塘产雌、雄“六月黄”中华绒螯蟹肝胰腺的滋味特征。结果表明,新鲜蒸制的“六月黄”中华绒螯蟹肝胰腺的基本味味觉指标中,鲜味非常突出,其次是苦味和涩味。而其回味味觉指标中苦味回味最高,其次是涩味回味和鲜味回味。“六月黄”雌、雄蟹个体间,苦、涩味和苦味回味等味觉强度指标均有极显著差异(P<0.01)。相关线性判别分析的初始验证判别和交互验证回判的正确率均可达到100%。池塘养殖“六月黄”中华绒螯蟹肝胰腺滋味具有显著性别差异性,雄蟹的滋味特征显示出较雌蟹更为美味的趋势。

基于耳石微化学特征的鄱阳湖刀鲚永修群体的关键栖息地识别

随着长江禁渔国策的持续实施,长江干流和沿线通江湖泊中刀鲚资源及其关键栖息地将有可能得到恢复。为了确证长江禁渔后的2020年在鄱阳湖永修瓢头水域所采集到21尾刀鲚的洄游履历和资源类型,本研究采用电子探针微区分析技术(EPMA)对其耳石元素锶(Sr)和钙(Ca)的微化学特征进行了测定和分析。结果显示,所有个体耳石的Sr/Ca值变化较为复杂。自耳石核心至边缘Sr/Ca值分别出现了对应淡水生境的低值(<3)和对应河口半咸水或海水生境的中高值(>3),最后边缘部分再次出现了对应洄游返回淡水生境的低Sr/Ca值(<3)。Sr含量面分析图中也呈现出了对应淡水—河口半咸水—海水—淡水的蓝色—黄绿色、红色—蓝色变化的图谱;证明上述个体均具有明显的江海洄游特征,为典型溯河洄游型刀鲚。鄱阳湖永修瓢头水域是一处尚未曾正式报道过的洄游型刀鲚分布区。根据性成熟度和摄食情况可将瓢头水域刀鲚分为产卵场群体和非产卵群体两类。通过与鄱阳湖其他水域刀鲚情况的比较分析可以推定,两类刀鲚可能起源于鄱阳湖内两个不同区域的产卵场。对于产卵场群体而言,瓢头水域可能更主要起到产卵场的作用;而对于非产卵群体来说,瓢头水域更多地起到洄游通道的作用。本研究可为了解长江禁渔对刀鲚资源和关键栖息地的恢复效果提供最新的基础信息。

长江安庆江段存在溯河洄游型和淡水定居型刀鲚实证研究

为了探究长江十年禁渔后安庆江段刀鲚的生境履历,利用X射线电子探针微区分析技术研究安庆江段不同类型长颌刀鲚(Coilia nasus)和短颌刀鲚的耳石Sr和Ca微化学特征。结果显示,根据耳石Sr/Ca值的变化值将安庆江段的短颌刀鲚分为2类,一类是其比值为一直小于3.0的低值,表明其纯淡水的生境履历;另一类是其比值不仅有小于3.0的低值区,还有大于3.0的高值区(小于7.0),表明其不仅有淡水的生境履历,还有高盐度的河口半咸水生境履历。长颌刀鲚的耳石Sr/Ca值均具有小于3.0的低值区和大于3.0(甚至大于7.0)高值区的显著波动,表现为典型的淡水、河口半咸水及海水的溯河洄游型生境履历,Sr含量面分析图谱也可印证上述结果。本研究表明,长江安庆江段刀鲚群体组成较为复杂,同时存在溯河洄游型、淡水定居型短颌刀鲚和溯河洄游型长颌刀鲚3种生态表型个体。

背角无齿蚌和背瘤丽蚌中20种元素的积累特征

为有效保护我国淡水贝类,应用电感耦合等离子质谱仪检测了资源量锐减的我国特有物种背角无齿蚌(Anodonta woodiana)和国家重点保护的背瘤丽蚌(Lamprotula leai)中必需元素(常量元素:Na、Mg、K、Ca;微量元素:Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Mo)和非必需/有毒元素(Al、As、Sr、Cd、Ba、Tl、Pb)的含量,进而进行元素积累相关性分析及积累评价。结果显示:背角无齿蚌中必需元素Se和Mo含量显著高于背瘤丽蚌,而Na、K和Cr含量显著低于背瘤丽蚌(P<0.05);背角无齿蚌中非必需/有毒元素Al、As、Sr、Cd含量显著高于背瘤丽蚌(P<0.05)。背角无齿蚌和背瘤丽蚌中分别有37对和34对元素之间显著相关,其中,Mg-Mo、CaMn、Ca-Zn、Mn-Zn、Ca-Sr和Mo-Sr在两种蚌中均呈显著正相关(P<0.05),而Mg-Al和Fe-Tl均呈显著负相关(P<0.05)。背角无齿蚌和背瘤丽蚌的元素积累指数(EAI)分别为3.7和3.2;两种蚌中无机As、Cd和Pb的残留量指数(RI)为0.2~39.1,背角无齿蚌中Cd的RI显著高于背瘤丽蚌(P<0.05)。研究表明背角无齿蚌的元素积累能力总体强于背瘤丽蚌,它们的资源量受到Cd、Pb、As、Al和Tl等元素影响。

中华绒螯蟹肌肉甜味特征分析

甜味是蟹类水产品的主要味道特征之一。由于与水产品中甜味相关的化学物质有很多种,有甘氨酸、丙氨酸等氨基酸(张家奇等,2017;Cheng等,2021;俞铮等,2022),还有甜菜碱及游离的糖类等(刘源等,2022),且一些苦味氨基酸如苯丙氨酸和酪氨酸在低于其阈值浓度时亦能协同增强其他氨基酸甜味(谭斌等,2004),故以往对各产地中华绒螯蟹鲜甜的口感滋味很难用科学定量的数据评价。

使用EM菌养殖的河蟹滋味品质特征分析

日本琉球大学比嘉照夫(Teruo Higa)教授研制的复合微生物活菌制剂(简称EM菌)具有抑制腐败菌繁殖、促进藻类生长、降低水中亚硝酸盐含量、增加水中的养分和氧气含量,从而起到优化水质、加速河蟹生长、增加其免疫力的功效。中国水产科学研究院淡水渔业研究中心扬中基地通过施入EM菌原液配制的土壤改良剂、定时全塘泼洒EM菌以及在饲料中加入益菌素等方式,成功开展了富有特色的河蟹养殖。

基于耳石微化学分析的丹东鸭绿江刀鲚不同生态表型生境履历的研究

为了解东北地区刀鲚(Coilia nasus)的生活史履历特征,2020年7月对丹东鸭绿江水域刀鲚进行调查,获得传统长颌鲚10尾、短颌鲚3尾,并首次采集到“杂颌鲚”6尾。通过电子探针微区分析技术对不同刀鲚进行了研究。耳石Sr和Ca定量线分析及Sr面分布图谱分析结果显示,长颌鲚既有具江海洄游生境履历的生态表型,亦有仅具淡水定居生境履历的生态表型;而短颌鲚及“杂颌鲚”个体则全为河口孵化起源、具江海洄游生境履历的生态表型。结果表明,丹东鸭绿江刀鲚类型的组成非常复杂,生境履历极富多样性,显示其可能是一个独特资源地理种群。

背角无齿蚌对养殖水体亚硝酸盐氮的净化效果

为探究背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对养殖水体亚硝酸盐氮(NO-2-N)的净化效果,分析了亚硝酸盐氮(1.0 mg/L)暴露组背角无齿蚌相较于亚硝酸盐氮空白组(0 mg/L)的滤水率的影响,进而通过构建受亚硝酸盐氮(1.0 mg/L)污染的微型生态系统,比较了对照组(0只/m^(3))、低(10只/m^(3))、中(20只/m^(3))和高(30只/m^(3))养殖密度背角无齿蚌及其不同处理时间(24、48、72和96 h)交互作用下亚硝酸盐氮的含量、去除率与净化效率变化。结果显示:空白组和亚硝酸盐氮暴露组背角无齿蚌的滤水率分别为232.1±122.3 L/(h·kg)和69.0±17.7 L/(h·kg),两者之间差异不显著(P>0.05);低养殖密度背角无齿蚌处理96 h后的养殖水体亚硝酸盐氮含量最低,为0.20±0.06 mg/L,相应的去除率和净化效率分别可达到(64.99±10.32)%和90.16±13.54 mg/(h·kg);背角无齿蚌对亚硝酸盐氮含量及去除率的影响与养殖密度和处理时间显著相关(P<0.05),与两者的交互作用关系不显著(P>0.05),而对亚硝酸盐氮的净化效率仅与养殖密度显著相关(P<0.05)。研究表明,背角无齿蚌能够有效净化养殖水体中较高含量的亚硝酸盐氮,养殖密度设定为10只/m^(3)的净化效果最佳。

基于耳石几何形态测量学的长江安徽江段刀鲚群体识别研究

为了解长江安徽江段刀鲚耳石的形态特征和尝试识别不同群体,研究选用基于地标点的几何形态测量学手段,对不同年份采于长江安徽安庆、铜陵江段长颌鲚和短颌鲚2种生态表型的5个群体刀鲚矢耳石形态差异性进行了比较研究。基于12个地标点,将其坐标进行相对扭曲主成分分析及判别分析,经薄板样条分析和网格变形,使其耳石形态变异矢量可视化。结果显示,在相对扭曲主成分分析中,提取的地标点中多为Ⅱ类地标点,其贡献率为69.48%,说明Ⅱ类地标点是耳石形态差异的主要来源。5个群体刀鲚判别分析的综合判别准确率为95.6%,表明这些刀鲚群体耳石形态的差异总体显著。这种差异显著性尤其存在于长颌鲚与短颌鲚生态表型间及长颌鲚和短颌鲚不同群体间,显示出刀鲚不同生态表型分化及其群体间差异性已可体现在耳石的形态特征上。上述发现可为长江十年禁渔前后安徽江段刀鲚群体组成和群体差异性的客观评价提供理论支撑。

长江水系中华绒螯蟹背甲几何形态的产地差异

为探明长江中下游中华绒螯蟹形态特征的产地差异性,应用几何形态测量学方法对长江水系湖南大通湖,安徽黄陂湖、沱湖、女山湖、无为长江江段,江苏溱湖、石臼湖7个产地的中华绒螯蟹背甲形态进行比较研究。基于几何形态测量学的地标点法选取原则提取背甲的35个特征地标点数据系统,并将其标准化获得此7个产地蟹的平均型,再利用薄板样条分析和网格变形将形态变异矢量进行可视化分析,同时对上述标准化数据开展判别分析。结果表明:省间和省内各不同产地间蟹的背甲形态均存在差异;与平均形比较,除无为野生蟹无明显变化外,安徽省3个产地蟹背甲额齿和侧齿更尖长,M型花纹变小,背甲后缘缩小;其余3个产地背甲额齿和侧齿变短,M型花纹变大,背甲后缘变宽大。雌、雄蟹个体产地间的判别准确率均可达100%。本研究结果进一步证实,背甲几何形态测量学法可为精细尺度产区中华绒螯蟹原产地溯源及保护提供更为便捷的技术途径。

中华绒螯蟹螯足长节产地差异的几何形态测量学研究

为掌握中华绒螯蟹螯外形精细结构的产地差异性,首次应用几何形态测量学方法,对长江中下游湖南省、安徽省、江苏省等7个产地蟹的螯足长节形态进行了比较研究。依据地标点法选取原则建立了螯足长节的14个特征点数据系统,并通过将其标准化,获得此7个产地蟹的平均型,再利用薄板样条分析和网格变形,对形态变异矢量进行了可视化分析。结果表明,与平均形比较,除无为野生蟹无明显的变化外,安徽省其他3个产地蟹长节形态有同趋势变化(即长节左下端向内缩小,长节内部凹陷点向左下端靠近);湖南、江苏3个产地蟹长节形态亦有同趋势变化(即长节左下端向外扩展,长节内部凹陷点向右上方向偏移)。此外,对上述标准化数据开展判别分析的结果更显示,7个产地雌、雄蟹个体间的判别准确率均可达100%。上述发现进一步证实了几何形态测量学法不仅在大至背甲,小至螯足长节的形态方面能有效把握中华绒螯蟹产地差异性,而且在非致死、致伤产地溯源技术研发上也极具潜力。

阳澄湖中华绒螯蟹养殖生境水和沉积物元素研究

为了了解阳澄湖中华绒螯蟹养殖区生境中水和底泥元素的含量特征,同时对阳澄湖蟹与环境水和底泥元素的相关性进行研究,本研究周年期间逐月采集了阳澄湖养殖围网区中华绒螯蟹的水与底泥样本,使用电感耦合等离子质谱仪对水样进行了测定,同时利用电感耦合等离子体质谱仪、电感耦合等离子体原子发射光谱仪和X射线荧光光谱对底泥样品元素进行了测定。结果显示阳澄湖养殖区水样的矿质元素含量符合淡水养殖标准且同样满足国家Ⅰ类水标准;底泥样本的矿质元素均不在风险筛选值范围内。对用于中华绒螯蟹原产地鉴别的Na等10种元素结果进行Pearson相关性分析结果显示蟹样和水样之间Ba成极显著正相关(P<0.01),Mg和Zn显著正相关(P<0.05);蟹样和泥样元素相关性分析中,K成显著负相关(P<0.05)。阳澄湖养殖区水、泥均不存在重金属污染的问题,同时阳澄湖蟹与养殖环境也存在一定的相关性。

不同污染背景生境中背角无齿蚌的重金属积累特征

以中国水产科学研究院淡水渔业研究中心南泉基地(无明显外源污染)、太湖梅梁湾(历史上污染较为严重)以及云南茈碧湖(高原洁净湖泊)生境中的背角无齿蚌(Anodonta woodiana)为对象,应用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析了蚌样软组织中15种重金属(Al、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Ag、Cd、Ba、Tl和Pb)的积累特征。结果表明:南泉基地养殖蚌中Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Ba的含量显著低于梅梁湾野生蚌(P<0.05),茈碧湖野生蚌中Al、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Ba和Pb的含量显著低于梅梁湾蚌样(P<0.05),但前者Mo和Tl的含量显著高于后者(P<0.05);南泉基地蚌样中Cr、Fe、Mo和Tl的含量显著低于茈碧湖蚌样(P<0.05),而Cu、As和Pb的含量显著高于后者(P<0.05)。梅梁湾、南泉基地和茈碧湖蚌的金属污染指数(MPI)分别为11.1、1.8和1.0,显示出南泉基地养殖蚌重金属总体污染水平很低,与生活于洁净水体茈碧湖中蚌的情况相近,而远低于采自太湖梅梁湾蚌的水平。

椭圆背角无齿蚌发育关键阶段形态结构以及寄生有效积温的研究

显微观察椭圆背角无齿蚌原肠胚期的受精卵、双壳期的钩介幼虫、成熟的钩介幼虫以及刚脱落稚贝的形态特征,并统计研究了钩介幼虫寄生在黄颡鱼鳃丝上发育到刚脱落稚贝过程的生物学零度和有效积温。结果表明:椭圆背角无齿蚌的钩介幼虫在常见淡水双壳类中属大型;钩介幼虫寄生发育到稚贝的生物学零度为8.89℃,有效积温为86.39℃·d;寄生前后,稚贝的壳长和铰合线长生长显著(P<0.01),壳高变化不显著(P>0.05)。

移殖“标准化”背角无齿蚌监测五里湖重金属污染

移殖生物因子相同、遗传质量稳定和污染本底值低的"标准化"背角无齿蚌至太湖五里湖,并以仍养殖在未受污染的中国水产科学研究院淡水渔业研究中心南泉基地的同批蚌作为对照,每3个月回收蚌样,应用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)研究了重金属Al、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Ag、Cd、Ba、Tl和Pb的含量变化.结果表明,"标准化"背角无齿蚌对重金属的积累与特定的季节/时间密切相关,在夏季的含量明显低于春季.移殖五里湖3个月蚌样中Mo和Tl的含量显著高于相应的对照组(P<0.05),而前者Ba的含量显著低于后者(P<0.05).移殖五里湖6个月蚌样中As的含量显著低于对照组(P<0.05).综合重金属污染指数(MPI)和我国及国际上的相关限量标准评价显示,五里湖和南泉基地水体中重金属的含量处于相同水平,重金属污染均不明显.

镉对“标准化”背角无齿蚌的急性毒性及脂质过氧化和DNA损伤的影响

为了探究"淡水贝类观察"研究体系的专用指示生物"标准化"背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对镉(Cd^(2+))的毒性效应,研究了Cd^(2+)对钩介幼虫(<24 h,平均壳长0.25 mm)、稚蚌(<5 d,平均壳长0.27 mm)和幼蚌(6 months,平均壳长50 mm)的急性毒性,并针对Cd^(2+)积累的靶器官——鳃,分析了幼蚌脂质过氧化产物丙二醛(MDA)、成蚌(48 months,平均壳长85 mm)DNA损伤(OTM)对Cd^(2+)的响应特征。结果表明:Cd^(2+)对钩介幼虫24 h半效应浓度(EC50)为0.001 8 mg·L^(-1),对稚蚌和幼蚌96 h EC50分别为0.004 7、4.5 mg·L^(-1);Cd^(2+)浓度0.05 mg·L^(-1)和0.5 mg·L^(-1)暴露组MDA含量随时间延长呈降低的趋势,MDA含量变化与Cd^(2+)浓度之间不相关(P>0.05);OTM随暴露时间的延长呈升高的趋势,OTM变化和Cd^(2+)浓度之间表现为显著的线性正相关(P<0.05)。研究认为,钩介幼虫和稚蚌有作为Cd^(2+)的灵敏受试物种的潜力,幼蚌和成蚌适于Cd^(2+)污染的监测与评价,OTM可作为Cd^(2+)污染预警的生物标志物。

淡水贝类观察--生物阐释水污染和毒理的创新手段

淡水渔业是国民经济重要产业,在产量和产值均取得巨大成就的同时,也面临着严峻的水域生态环境污染形势.与此相适应,自2003年系统性提出以背角无齿蚌(Anodonta woodiana)为专用指示生物的创新性“淡水贝类观察”研究体系(Freshwater Mussel Watch)以来,已经成功地应用于国内外的江河、湖泊和池塘等渔业生态环境无机(特别是重金属)和有机污染物胁迫的监测、评价和预警,以及毒理学、污染物积累动力学和水质净化等方面研究.本文梳理了“淡水贝类观察”在被动监测、主动监测及渔业环境研究用模式动物开发等方面的研究进展,以期为渔业以及水域生态环境污染的有效监测、评价、保护以及阐释污染毒性机制提供有益参考.

基于“标准化”背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对太湖五里湖重金属污染的主动监测

将人工繁育的"标准化"背角无齿蚌(Anodonta woodiana)移殖至太湖五里湖,并以仍养殖在未受污染的中国水产科学研究院淡水渔业研究中心南泉基地的同批蚌作为对照,进行为期9个月的主动监测研究.每3个月回收一次蚌样,应用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测定15种重金属(Al、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Ag、Cd、Ba、Tl和Pb)的含量.结果表明,南泉基地对照组和五里湖移殖组的蚌样对重金属均产生了明显的生物积累.培养3个月的五里湖移殖组蚌样中As的含量显著高于同期南泉基地对照组,而前者Mn、Fe、Zn和Ba含量显著低于后者;培养6个月的五里湖移殖组蚌样中Al和Pb的含量显著低于同期南泉基地对照组;培养9个月的五里湖移殖组蚌样中Pb含量显著低于同期南泉基地对照组.然而,南泉基地对照组和五里湖移殖组蚌样中重金属(Cr、Cu、As、Cd和Pb)含量均低于我国及国际上的相关标准.培养3、6和9个月的南泉基地对照组及五里湖移殖组蚌样的重金属污染指数分别为1.8、1.8,2.4、2.1和8.3、16.8,均值综合污染指数分别为0.0218、0.0289,0.0337、0.0218和0.0560、0.0732,属于正常背景水平,并且两水体蚌样的重金属污染指数和均值综合污染指数无显著差异,提示五里湖和南泉基地均未受到明显的重金属污染.