凡纳滨对虾白便综合征发生与环境因子、机体免疫酶活性和微生物的相关性

为系统解析凡纳滨对虾白便综合征(white feces syndrome,WFS)的发生与环境因子、微生物因子、宿主免疫力和水体微生物群落组成的关系。实验利用水体理化因子、可培养细菌、对虾机体免疫酶活性以及高通量测序等检测技术对健康与患WFS的池塘养殖凡纳滨对虾进行比较分析。结果显示,与健康组相比,患病池塘的水温、溶解氧(DO)、pH、盐度等水质理化因子波动趋势相似,波动范围分别为26.1~29.0℃、4.26~6.08 mg/L、8.39~8.73和40~49,患病组DO和盐度比健康组高;健康组对虾肝胰腺内可培养细菌和弧菌含量为1.19×10^(5)~7.70×10^(5)和8.8×10^(3)~1.96×10^(4) CFU/g,弧菌占比为2%~16%,患病组对虾肝胰腺内可培养细菌和弧菌含量在3.80×10^(5)~2.51×10^(6)和2.02×10^(5)~1.49×10^(6) CFU/g范围内,比健康组高15~113倍,弧菌占比在55%~70%。碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)、溶菌酶(LZM)、超氧化物歧化酶(SOD)和酚氧化酶(PO)活性在健康组内为1.21~5.64、9.17~15.25、3.56~7.43、4.83~6.70及3.10~4.55 U/mg,在患病组内为2.12~5.39、19.22~26.96、19.73~26.85、3.00~4.14及7.76~9.21 U/mg。比较分析表明,WFS的发生与可培养细菌含量、弧菌占比、ACP、LZM、PO的相关性较强。高通量测序分析表明,患病组水体菌群结构的Ace和Chao指数呈一定程度下降趋势,PCoA指数偏离度较高,放线菌门、变形菌门相对丰度降低,拟杆菌门、蓝藻门相对丰度显著升高;RDA关联分析表明,盐度、溶解氧、虾体细菌、虾体弧菌、水体细菌是影响患病对虾水体菌群结构组成的重要因子。相关研究结果为解析养殖生产中对虾WFS发生机制提供数据支撑,并为WFS的临床防控奠定理论基础。

山东省水产种业高质量发展战略研究

山东是我国渔业大省,肩负着打造“蓝色粮仓”,构筑“海上田园”的重要使命。山东省水产种业的高质量发展,对于贯彻落实“大食物观”,保障我国水产品的持续、多样供给具有重要意义。本文基于文献分析、实地调研等方式,系统地梳理了山东省水产种业发展现状,指出了山东省水产种业在顶层设计规划、优异种质资源收集与保存、高效育种技术创新与应用、突破性新品种培育以及种业龙头企业打造等方面存在的不足,有针对性地提出了山东省养殖鱼类、贝类、虾蟹、参藻种业以及种业经济发展的远景目标、重点任务和行动建议,以期为山东省水产种业高质量发展提供参考。

基于Deep Forest算法的对虾急性肝胰腺坏死病(AHPND)预警数学模型构建

为预报池塘养殖凡纳对虾(Penaeus vannamei)急性肝胰腺坏死病(AHPND)的发生,自2020年开始,笔者对凡纳对虾养殖区开展了连续监测工作,包括与疾病发生相关的环境理化因子、微生物因子、虾体自身健康状况等18个候选预警因子指标,通过数据标准化处理后分析病原、宿主与环境之间的相关性,对候选预警因子进行筛选,基于Python语言编程结合Deep Forest、Light GBM、XGBoost算法进行数据建模和预测性能评判,仿真环境为Python2.7,以预警因子指标作为输入样本(即警兆),以对虾是否发病指标作为输出结果(即警情),根据输入样本和输出结果各自建立输入数据矩阵和目标数据矩阵,利用原始数据矩阵对输入样本进行初始化,结合函数方程进行拟合,拟合的源代码能利用已知环境、病原及对虾免疫指标数据对目标警情进行预测。最终建立了基于Deep Forest算法的虾体(肝胰腺内)细菌总数、虾体弧菌(Vibrio)占比、水体细菌总数和盐度的4维向量预警预报模型,准确率达89.00%。本研究将人工智能算法应用到对虾AHPND发生的预测预报,相关研究结果为对虾AHPND疾病预警预报建立了预警数学模型,并为对虾健康养殖和疾病防控提供了技术支撑和有力保障。

浒苔暴发前后青岛沿岸水体和藻体的细菌群落结构与生态环境因子相关性分析

自2008年起,浒苔(Ulva prolifera)暴发给海洋环境生态、水产养殖业、旅游业和公共卫生带来严重影响。为进一步探究浒苔暴发对近岸环境中细菌群落结构与生态因子的影响,本研究对浒苔暴发前后青岛沿岸主要滨海区域水体、浒苔藻体中可培养细菌群落的组成与丰度及环境理化指标进行了比较分析。结果显示,浒苔暴发后,青岛沿岸水体的化学需氧量(COD)、氨氮、无机氮、砷离子和活性磷酸盐含量均显著升高(P<0.05),溶解氧、Cd、Pb、Cr、Cu等金属离子的含量显著降低(P<0.05);聚集地浒苔藻体中有机碳含量低于非聚集地(P<0.05),大肠菌群、粪大肠菌群、硫化物、Hg、Cd、Zn和Cu离子含量高于非聚集地(P<0.05)。可培养细菌分析结果显示,浒苔暴发后,青岛市沿岸水体与藻体中可培养细菌的数量增长超1个数量级,弧菌(Vibrio)占比增加了38%;基于16S rDNA的细菌鉴定结果显示,浒苔暴发前,青岛市沿岸海水中的主要优势菌为长巨牡蛎弧菌(Vibrio gigantis)、塔斯玛尼亚弧菌(Vibrio tasmaniensis)和大西洋弧菌(Vibrio atlanticus);浒苔暴发后,青岛市沿岸海水中的主要优势菌为强壮弧菌(Vibrio fortis)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)和欧文斯氏弧菌(Vibrio owensii)。优势弧菌的毒力基因与耐药基因携带风险检测结果表明,浒苔暴发后,弧菌携带毒力基因(VAC、vhh、chxA、tlh和flaA)和耐药基因(strA、strB、QnrVC和sul2)的类别和检出率均增高。研究结果初步揭示了浒苔暴发对青岛市沿岸环境中细菌群落结构及环境生态的影响,查明了浒苔暴发产生的有害微生物种类及其携带的毒力基因、耐药基因风险,为黄渤海近岸海域浒苔绿潮防控、海洋生态保护、水产健康养殖和公共卫生治理提供了理论依据。

养殖密度对投喂模式下网箱养殖刺参生长、消化酶及肠道菌群的影响

为评估养殖密度对投喂模式下浅海网箱养殖刺参(Apostichopus japonicus)的影响,本研究在辽宁省大连刺参网箱养殖核心区开展了为期42 d的养殖实验,分析了不同养殖密度条件下(10、20、30 kg/箱,标记为F10、F20和F30)刺参的生长、消化酶及肠道菌群结构的差异。结果显示,F10、F20和F30组增重率(WGR)分别为(51.63±4.27)%、(33.21±8.58)%和(23.08±0.24)%。随着养殖密度的增大,刺参的WGR和特定生长率(SGR)显著降低,净产量增加,饵料系数(FCR)升高。F10组的FCR(0.76±0.06)显著低于F30组(1.72±0.03)(P<0.05)。随着养殖密度的增大,刺参肠道胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等消化酶活性均呈下降的趋势,F30组的消化酶活性显著低于F10组和F20组(P<0.05)。F10组与F20组的菌群相似性较高,其ACE、Chao1、Shannon和Simpson等多样性指数均显著高于F30组(P<0.05)。优势菌属随着养殖密度的不同存在差异,F10组、F20组和F30组分别显著富集于链球菌属(Streptococcus)、瘤胃球菌UCG_005属和Alkanindiges等菌属。Pearson相关性分析显示,链球菌属、Muribaculaceae和UCG_005属与消化酶活性呈显著正相关。效益估算显示,F20组与F30组养殖效益相差不大,较F10组有大幅提高。研究表明,养殖密度在20~30kg/箱时,可提高养殖净产量,但养殖密度达30 kg/箱时,刺参生长、肠道消化酶活性和微生物多样性显著降低,现有小网箱投喂模式下养殖密度宜提高至20kg/箱。研究结果可为刺参浅海网箱的科学养殖和提质增效提供参考。

福建东吾洋海域海水和沉积物菌群结构及其与环境因子相关性

福建东吾洋海域是我国刺参(Apostichopus japonicus)吊笼养殖的核心产区,但目前该地区的水域环境现状和环境菌群结构相关研究匮乏。本研究以东吾洋海域东安、马坑、雷江和沙湾4个主要养殖区域为对象,完成了海参养殖高峰期1月的水质环境因子调查和评价分析,采用高通量测序方法完成了水体和沉积物菌群多样性和差异特征菌群分析,解析了环境因子与菌群结构相关性。结果表明,马坑海域的富营养化指数为21.60,属于严重富营养化;东安和雷江海域属于重度富营养,只有沙湾海域处于中度富营养的水平。东安和沙湾海域水质属于轻度有机污染,而马坑和雷江海域属于中度有机污染。高通量测序共获得1 520个操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs),归属于28门、57纲、163目、322科、581属。菌群结构多样性分析表明,各区域沉积物的菌群多样性水平均显著高于相应海域水体菌群多样性,且具有较强的空间异质性。沙湾海域环境菌群多样性与丰度最高。PCo A分析表明,沉积物和水体中细菌群落结构差异极显著,水体交换和海域位置对其水体和沉积物菌群结构的影响较大。具有潜在致病性的弧菌科(Vibrionaceae)在所有水体和沉积物样本中均为优势种类之一。对水体样品和沉积物样品的LEFSe(line discriminant analysis effect size)分析筛选到处于不同分类水平的74个特异菌群。基因功能的预测和COG分类统计表明,水体与沉积物样品在12个代谢途径上存在显著差异(P<0.05)。对4个海区的水体菌群LEFSe分析筛选到处于不同分类水平的30个特异菌群。水体的菌群与环境因子的RDA分析揭示,温度、溶氧、叶绿素a浓度是影响不同海域水体菌群结构的主要环境因子,相关研究将为福建刺参养殖管理提供基础数据和科学参考。

刺参养殖池塘一株贝莱斯芽孢杆菌的分离及其生理特性

2014年5月,在东营的刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘环境中对水样和底泥样品进行了细菌分离和益生菌的筛选,共获得66株可培养细菌。以刺参"腐皮综合征"主要致病菌为指示菌进行拮抗作用实验,使用选择培养基对菌株的产淀粉酶和蛋白酶能力进行测定,筛选获得一株潜在益生菌株——DY-6,并进行了生理生化实验、16S r DNA基因序列分析、菌株生长特性及其对刺参的安全性研究。结果表明,DY-6对其指示菌假交替单胞菌(Pseudoalteromonas nigrifaciens)、灿烂弧菌(Vibrio splendidus)、副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)和溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)均有良好的抑制作用,抑菌圈直径分别达到24 mm、22 mm、27 mm和37 mm,对淀粉和蛋白培养基的水解直径分别为28 mm和20 mm。利用该菌对刺参进行高浓度胁迫实验测试其安全性,实验期间浸浴组和投喂组刺参状态良好,没有发病和死亡现象。利用细菌生理生化和16S r DNA基因序列分析表明,DY-6与贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis CP015911)的相似性为99%。因此,初步鉴定该菌株为贝莱斯芽孢杆菌。同时,将该菌株与商品化微生态制剂产品中分离的4株益生菌进行了比较,DY-6在温度20~35℃、盐度0~35范围内生长较快,优于上述4株菌,4 h进入对数生长期,10 h达到生长高峰。筛选的贝莱斯芽孢杆菌具有良好的抑菌能力,生长速度快,并且具有广温广盐的优点,不仅能够降低疾病发生率,还可更好地适应黄河口地区夏季水温偏高、盐度波动大的特点,由此具有良好的益生菌商业化开发潜力。

基于SSR标记的刺参不同地理群体的遗传结构分析及指纹图谱构建

为分析中、韩、俄沿海刺参(Apostichopus japonicus)种质遗传结构,本研究采用SSR指纹图谱技术对中国青岛、烟台,韩国浦项、群山、木浦,俄罗斯符拉迪沃斯托克的不同刺参群体进行遗传多样性分析和指纹图谱构建。结果显示,13个微卫星座位的平均观测杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)分别为0.47和0.80。13个位点的多态信息含量(PIC)为0.465(AJ06)~0.909(AJ09),除AJ06为中度多态性(0.25<PIC<0.50)外,其余12个位点均为高度多态性(PIC>0.50)。单个位点的等位基因数(A)为10(AJ06)~34(AJ07),平均等位基因数为19.4个。各位点的有效等位基因共83.8个,各位点的有效等位基因数(Ne)为1.7(AJ06)~11.8(AJ09),平均有效等位基因数为6.5。各群体遗传多样性分析结果显示,8个群体的PIC指数为0.6392(韩国木浦)~0.7122(中国青岛),说明相应群体均具有较高的遗传多样性。构建的DNA指纹图谱可将所采集的8个群体区分开。遗传结构分析结果显示,8个刺参群体分配到3个自由交配群中,与UPGMA聚类分析结果相一致。UPGMA聚类分析结果显示,中国青岛、烟台群体与韩国木浦黑参群体聚为一支,俄罗斯刺参群体、韩国浦项黄参群体、韩国群山黑参群体和韩国浦项黑参群体聚为一支,而韩国浦项红参群体作为外群,单独聚为一支。刺参分群及聚类分析表明,不同群体的遗传结构及遗传分化情况不仅与地理位置相关,还与刺参体色有一定的相关性。本研究结果可为刺参种质资源保护及不同地理种群刺参的鉴别提供技术支撑。

刺参“参优1号”苗种在不同pH条件下的代谢特征和适应性研究

为研究刺参(Apostichopus japonicus)"参优1号"苗种的适宜pH及耐受范围并解析其对水体的酸碱性适应机制,本研究测定了pH 6.5~10.0条件下该良种苗种的生长、存活、呼吸代谢以及非特异性免疫酶活性的差异。结果显示,在pH 6.5~9.5范围内,30 d实验周期内苗种的存活率均为100%,而在pH 10.0条件下苗种全部死亡。在pH 7.5~8.5范围内,苗种特定生长率(SGR)为正值,且在pH为8.0时SGR最高,达到0.541%/d,而在pH低于7.0和高于9.0时,SGR为负值,苗种为负生长。对不同pH条件下的耗氧率(R_O)和排氨率(R_N)的测定结果显示,随pH的变化,R_O和R_N均呈现以pH 8.0为波谷的"V"型变化,在pH 8.0条件下的R_O和R_N分别为19.07和1.34μg/(g·h)。不同pH实验组刺参苗种的氧氮比(O/N)均在11左右,O/N随pH变化无显著差异(P>0.05)。pH的升高和降低会引起刺参体腔液中酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、溶菌酶和超氧化物歧化酶的活性显著升高(P<0.05),在苗种适应pH胁迫过程中,各pH组超氧化物歧化酶活性的峰值一般在第0天出现,而溶菌酶的活性峰值在第10天出现。研究表明,刺参"参优1号"可存活的pH范围为6.5~9.5,适宜生长的pH范围为7.5~8.5,pH变化会导致苗种呼吸代谢和免疫酶活性的改变。本研究结果将为刺参"参优1号"苗种的科学化推广提供依据。

刺参池塘养殖系统中1株副干酪乳杆菌的分离及其生物学特性研究

本研究利用MRS培养基,从山东东营刺参(Apostichopusjaponicus)养殖池塘环境中分离到56株乳酸菌。以刺参腐皮综合征2种重要致病菌灿烂弧菌(Vibrio splendidus)和假交替单胞菌(Pseudoalteromonas nigrifaciens)为指示菌,采用牛津杯法测定所分离的乳酸菌对2株致病菌的抑制效果,筛选出1株具有较强抑菌活性的乳酸菌CSND-6,并对该细菌的形态、胞内产物和胞外产物的抑菌活性、生理生化实验、16S r DNA序列分析、菌株生长特性及对刺参安全性进行了研究。结果显示,菌株CSND-6对灿烂弧菌和假交替单胞菌的生长具有较好的抑制作用。其中,胞内产物的抑菌圈分别为17、22 mm,胞外产物的抑菌圈分别为25、31 mm。该菌株对刺参的高浓度浸浴胁迫实验结果表明,所分离的菌株对刺参是安全的。通过生理生化和16S rDNA序列分析表明,CSND-6属于乳杆菌科(Lactobacillaceae),与副干酪乳杆菌(LactobacillusparacaseiJCM1171)的相似性为99.83%。菌株CSND-6在30℃~44℃、pH为6~8范围内生长较快,24 h后进入对数生长期,28~32 h时达到生长高峰,最高值达2.10×10^(9)CFU/ml。本研究筛选的副干酪乳杆菌属于刺参池塘养殖环境中土著益生菌,对刺参的主要病原菌抑制效果较好,并表现出了较好的生长特性,可为养殖池塘刺参疾病的生态防控和乳酸菌开发提供参考。

我国海参养殖产业现状、存在问题及对策探讨(上)

海参不仅具有重要的营养和药用价值,还在海洋物质能量循环中发挥着重要的生态学功能。它不仅是我国继鱼、虾、贝、藻四次海水养殖浪潮后的第五次海水养殖浪潮的主要品种之一,还是多营养层次综合养殖和海洋牧场增殖的主要品种之一。海参养殖业的蓬勃发展在促进沿海经济结构调整和渔民就业、增收的同时,也在海水养殖业绿色健康发展方面具有重要的生态价值。

我国海参养殖产业现状、存在问题及对策探讨(中)

二、我国海参养殖业面临的问题随着海参产业的快速发展,其养殖规模和养殖产量不断扩大,在助推我国渔业经济发展方面发挥了重要作用。但当前海参养殖产业还存在很多亟待解决的问题,如产业无序发展、种苗参差不齐、疾病频发、产品质量安全问题等,养殖经济效益与生态效益的矛盾依然存在,这些问题与矛盾一方面直接影响养殖者的增产增收和产业效益,另一方面也关系到第五次海水养殖浪潮的可持续发展。综观产业现状,主要存在如下问题。

我国海参养殖产业现状、存在问题及对策探讨(下)

海参从育种到投入市场,至少要经过育种、育苗、保苗、养殖、加工、流通6个环节,目前一些海参企业只做其中单个环节,各环节分散独立经营,全产业链一体化发展程度不高,产品可追溯体系不健全,这样就产生了产品来源不清、信息不畅、竞争无序的情况,终端产品质量出现问题无法追踪,消费者的合法权益难以保障,消费信任危机又反过来影响了海参产业的可持续发展。

山东主要刺参养殖区幼参肠道抗生素耐药菌及耐药基因分布特征

为解析目前刺参(Apostichopus japonicus)苗种携带耐药菌及耐药基因现状,本研究从烟台、威海、青岛3个刺参主要养殖区的6家养殖场采集了幼参,对其肠道内容物中常用抗生素的耐药菌数量、占比和种类进行检测。利用荧光定量PCR技术,对样本中4类抗生素的7种耐药基因分布情况进行分析。结果显示,所检测的6个采样点中均有6种抗生素耐药菌的检出,从耐药菌占比来看,耐药菌占比最高的种类是乙酰甲喹、萘啶酸和四环素耐药菌,占比分别为0.05%~40.06%、2.16%~39.94%和0.06%~23.15%,氟苯尼考、庆大霉素和链霉素耐药菌的占比均不高,占比范围为0.01%~4.15%。由所分离到的98株耐药菌的鉴定结果可以看出,可培养的抗生素耐药菌分为4门5纲30属,主要集中在弧菌属、芽孢杆菌属和嗜冷杆菌属,占检出率的15.30%、13.27%和12.25%。基于属水平的不同抗生素耐药菌种类的分布统计结果显示,各采样点耐药菌种类差异较大,而且弧菌属、芽孢杆菌属和嗜冷杆菌属中均存在同一菌属中有耐多种抗生素的情况。对6个样本7种抗生素耐药基因的丰度检测结果显示,同一类抗生素的不同耐药基因的含量差异显著,除氨基糖苷类抗生素耐药基因aadA的相对拷贝数比例和链霉素以及庆大霉素耐药菌占比之间存在显著相关性(P<0.05)外,其他抗生素耐药基因的丰度与耐药菌占比之间相关性不显著(P>0.05)。研究表明,苗期刺参中存在一定的携带耐药菌和耐药基因的风险。

刺参养殖池塘中一株植物乳杆菌的分离及其生物学特性

2017年5月,从山东东营刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘底泥中分离获得49株乳酸菌。以刺参"腐皮综合征"的2株致病菌[灿烂弧菌(Vibrio splendidus)和假交替单胞菌(Pseudoalteromonas nigrifaciens)]为指示菌进行拮抗作用实验,获得1株具有显著抑菌活性的乳酸菌CLY-5,对该菌株进行了生理生化实验、16S rDNA序列分析、生长特性及其对刺参的安全性研究。结果显示,菌株CLY-5对灿烂弧菌和假交替单胞菌具有较好的抑制作用,且菌株的胞内产物与胞外产物均具有抑菌效果,抑菌圈分别为20、23 mm和27、38 mm,胞外产物的拮抗作用优于胞内产物。利用该菌对刺参进行高浓度浸浴测试其安全性,浓度为1×10^9、1×10^8和1×10^7 CFU/ml,实验期间刺参状态良好,无死亡现象。16Sr DNA序列分析表明,CLY-5与植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum NR117813.1)的相似性为100%,初步鉴定该菌株为植物乳杆菌。菌株CLY-5在30℃~44℃、pH6~8范围内生长较快,20 h进入对数生长期,28~32 h达到生长高峰。筛选的植物乳杆菌具有良好的抑菌能力,且其生长特性适应刺参池塘的养殖环境,为刺参疾病的生态防控及乳酸菌资源的开发提供应用数据参考。

刺激隐核虫对大黄鱼致病力及中草药抑制其世代繁殖的研究

由刺激隐核虫寄生感染而引起的"白点病"成为大黄鱼养殖生产中危害最为严重的病害之一。为研究刺激隐核虫对大黄鱼的致病力及复方中草药HD-2对刺激隐核虫世代繁殖的抑制和阻断其感染的效果,本研究在测定了患病大黄鱼产生刺激隐核虫包囊数量、大小、孵化率和幼虫产率的基础上,测定了幼虫体外存活时间和感染力。同时,研究了HD-2中草药液对刺激隐核虫幼虫、滋养体和包囊的杀除效果以及口服复方中草药HD-2对患病大黄鱼的治疗效果。结果显示,自然患病大黄鱼体型规格与产生包囊总数呈正相关,包囊直径为(340.8±64.9)μm,平均孵化率为76.4%,每个包囊可产生280±42.5个幼虫;幼虫体外最长存活时间超过24 h,幼虫孵化20 h后便丧失感染力。幼虫感染大黄鱼7 d的LD_(90)为9 712个幼虫/尾,LD_(50)为4 366个幼虫/尾。HD-2中草药液可有效杀灭刺激隐核虫幼虫,分别口服含复方中草药5、10和15 g/kg饲料30 d的实验组大黄鱼在LD50攻毒剂量下其相对感染强度较对照组分别下降32.0%、44.5%和51.8%,包囊体积较对照组分别减少35.4%、36.1%和37.3%,孵化率分别下降16.3%、23.3%和27.9%;在LD90攻毒剂量下3个实验组大黄鱼的存活率分别达到40.0%、55.0%和58.3%,显著高于对照组(8.3%),且鳃丝、胸鳍上滋养体数量较对照组显著下降。口服复方中草药HD-2对自然患病大黄鱼的治疗效果表明,采集口服15 d的3组大黄鱼的包囊数量分别较对照组下降73.1%、87.7%和93.8%,鱼体死亡率分别为58.3%、36.7%和21.7%,较对照组83.3%的死亡率明显降低,且用药组大黄鱼的生理状态明显优于对照组。由此可见,口服复方中草药HD-2能有效阻断刺激隐核虫的二次感染,抑制包囊的形成和发育,降低包囊孵化率和幼虫孵化数量,从而有效抑制了虫体的世代繁殖。

刺参(Apostichopus japonicus)重要经济性状相关SNP标记的验证分析

本研究在前期构建的刺参(Apostichopus japonicus)高密度遗传连锁图谱和QTL分析的基础上,筛选出26个与体长、体重、体宽、棘刺总数、抗病力相关的SNP位点,设计出可用于HRM检测的SNP扩增引物13对。在扩大群体中利用HRM小片段法对这13个刺参重要经济性状相关的候选SNP位点进行分型和多态性检测,并结合扩大群体的相关性状数据进行了QTL位点验证。多态性结果显示,13个位点中有3个单态性位点,其余10个多态性位点中有3个位点为低等位多态性,7个位点为中等位多态性。10个多态性位点的最小等位基因频率(MAF)介于0.016(SNP113)～0.332(SNP160)之间,平均值为0.173;各位点的观测杂合度(Ho)介于0.031(SNP113)～0.818(SNP9)之间,平均值为0.433;期望杂合度(H_o)介于0.031(SNP113)～0.834(SNP9)之间,平均值为0.402;多态信息含量(PIC)介于0.030(SNP113)～0.393(SNP160)之间,平均为0.248,有6个位点偏离HardyWeinberg平衡。QTL验证结果表明,SNP40和SNP160位点为与生长(体长、体重、体宽)相关的位点,各位点的优势基因型分别为SNP40(CC)和SNP160(AA);SNP88、SNP112和SNP126这3个位点为与抗病力相关的位点,各位点的优势基因型为SNP88(CC)、SNP112(AA)和SNP126(TT)。基于这5个位点构建生长和抗病二倍型,发现二倍型K_1(CC AA TT)抗病力最强,S_1(CC AA)、S_3(CC AC)在生长方面优势显著,相关研究结果可为分子标记辅助育种在生产中应用提供基础数据。

刺参“参优1号”新品种在不同盐度下的代谢特征和适应性研究

本研究通过测定盐度为14~40条件下,刺参"参优1号"苗种的生长、存活、呼吸代谢及非特异性免疫酶活性差异,确定其适宜和最适盐度条件及其盐度适应机制。结果显示,盐度为23~40时,30 d苗种的存活率(SR)均为100%;盐度在16以下时,苗种全部死亡。盐度为23~40时,苗种的特定生长率(SGR)为正值;盐度为29~37时,SGR较高,为0.9932%/d,盐度为20以下时,SGR降为负值。耗氧率(R_O)和排氨率(R_N)随盐度的变化呈现出以32为波谷"M"型变化,盐度为32条件下的R_O和R_N分别为0.0130和0.00138 mg/(g·h)。不同盐度组刺参的O:N值均为8左右,O:N值随盐度升高无显著差异。盐度的升高和降低会引起刺参体腔液中酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、溶菌酶(LZM)、超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高(P<0.05),在苗种适应盐度胁迫过程中,各盐度组SOD活性的峰值一般在0 d出现,而ACP、AKP活性在第10天出现峰值,LZM活性的峰值在10~20 d。研究表明,刺参"参优1号"适宜的生长盐度为23~40,最适盐度范围为29~37,盐度变化会导致苗种呼吸代谢和免疫酶活性的变化,研究结果将为刺参"参优1号"苗种的推广提供科学依据。

养殖刺参早期发育阶段体内可培养细菌的菌群特征及其与环境菌群相关性分析

采用传统细菌培养方法,对养殖刺参(Apostichopus japonicus)早期发育各阶段幼体体内及环境(投入饵料及培育用水)菌群的组成与结构展开研究,对分离的优势细菌进行分子鉴定,在此基础上,进行了刺参幼体体内菌群结构与环境菌群结构相关性分析。幼体各发育期的细菌培养结果显示,在幼体开口前的各发育时期(性腺、卵、受精卵、原肠胚)均无可培养细菌,在投饵以后,耳状幼体、樽形幼体体内可分离到可培养细菌,幼体发育到稚参以后,消化道可培养细菌总数急剧增加,并在4月龄时达到10~8 CFU/g数量级。在幼体体内可培养细菌中,弧菌(Vibrio)占比为2.2%～77.3%。对环境菌群的细菌培养结果显示,培育用水中细菌含量变化不显著,随着幼体发育期饵料的转变,不同时期饵料中细菌含量差异显著。整个养殖系统中共分离到65株优势细菌,16S rDNA鉴定结果显示,所分离的65株优势菌鉴定为14个属43种细菌。相关性分析结果显示,随着幼体的发育,生物饵料中的细菌对消化道中的菌群结构影响越来越大。本研究结果为解析刺参消化道菌群的形成过程和演替规律以及养殖用益生菌的筛选与应用奠定了基础。

基于多个线粒体序列的中韩俄沿海不同地理群体刺参的遗传多样性及种群结构分析

为评价不同海域不同体色特征刺参群体的遗传结构,本研究采用PCR技术扩增了中国、韩国和俄罗斯沿海8个刺参(Apostichopus japonicus)群体的16S rDNA、COⅠ和D-loop序列。根据所获得的16S rDNA、COⅠ和D-loop序列分析这8个群体的遗传多样性和遗传进化关系。结果显示,16S rDNA、COⅠ和D-loop序列长度分别为543 bp、656 bp和509~527 bp。16S rDNA序列中共检测到16个多态位点,16种单倍型,单倍型多样性指数为0.629,核苷酸多样性指数为0.0016,平均核苷酸差异数0.880。COⅠ序列共检测到62个多态位点,38种单倍型,单倍型多样性指数为0.958,核苷酸多样性指数为0.0073,平均核苷酸差异数为4.796。D-loop序列共检测到200个多态位点,61种单倍型,单倍型多样性指数为0.922,核苷酸多样性指数为0.0157,平均核苷酸差异数为6.834。3个线粒体片段对于不同群体的遗传多样性检测结果显示,D-loop和COⅠ序列的多态位点数、单倍型数和核苷酸多样性均显著高于16S rDNA序列,更适用于同一物种不同群体遗传结构的解析。韩国浦项地区3个群体遗传多样性最高,这可能与其所处地理位置洋流影响有关。利用COⅠ基因对采自浦项的3种体色刺参进行遗传分化分析,遗传分化系数Fst<0.05,不存在遗传分化。对所采集的群体构建的系统进化树结果显示,青岛海参群体与烟台海参群体聚为一支,再与韩国群山黑参群体聚为一支,然后与韩国木浦黑参群体聚在一起,向外依次为俄罗斯群体及韩国浦项的3个群体,不同种群的遗传结构受洋流影响最大,其次跟其地理分布有关。