海洋贝类对盐度胁迫适应机制的研究进展

盐度是影响海洋贝类存活、生长、发育、繁殖等生命活动的关键因素,其生命活动时刻受到海洋局部环境中盐度变化的影响。对海洋贝类适应盐度胁迫机制的研究是学术界长期关注的问题。大量研究表明,盐度胁迫会对海洋贝类的生长、渗透调节、能量代谢和免疫反应等生物学过程产生影响。近年来,随着基因组、转录组等组学技术的发展和广泛应用,许多研究从分子水平来探讨海洋贝类适应盐度胁迫的机制。本文综述了海洋贝类在盐度胁迫过程中的调控机制,包括渗透调节、能量代谢、免疫反应,以及转录组和基因组在海洋贝类盐度胁迫机制研究中的应用,提出了广盐性海洋贝类在盐碱水领域中的开发潜力,为海洋贝类抗逆品种选育以及绿色养殖提供重要参考。

盐度对硝酸盐还原型铁氧化菌亚铁氧化与硝酸盐还原的影响研究

作为重要的嗜中性铁氧化菌,硝酸盐还原型铁氧化菌一直以来都被认为是在环境污染修复中具有广阔应用前景的一类微生物,其广泛分布于淡水沉积物、地下水、稻田土壤、海岸沉积物等各种盐度的水土环境中。已有研究指示,盐度可能会对此类铁氧化菌的生长代谢和亚铁氧化过程产生抑制作用,但是具体作用机制尚不清楚。为深入探究盐度对硝酸盐还原型铁氧化菌生长代谢的影响,选取Acidovorax sp.BoFeN1为模式菌株,设置微宇宙培养实验,并利用NaCl调节反应体系盐度(NaCl质量浓度分别为0、15、35、55 g·L^(-1))。通过监测反应过程中亚铁离子和硝酸盐的浓度变化,并对产物进行矿物学表征,探究硝酸盐还原型铁氧化菌在不同盐度条件下亚铁氧化和硝酸盐还原过程;进一步设置真实海水(盐度为34 g·L^(-1))的模拟实验对实验结果进行验证。亚铁氧化和硝酸盐还原动力学结果表明,尽管低浓度氯化钠影响不大,但当NaCl质量浓度为35 g·L^(-1)和55 g·L^(-1)时,Acidovorax sp.BoFeN1的亚铁氧化和硝酸盐还原过程会被促进。利用SEM、XRD和FTIR对反应终点产物进行物相分析,结果显示盐度会促进微生物亚铁氧化成矿类型由纤铁矿向针铁矿转变。最后,真实海水验证实验表明,在海水提供的盐度条件下Acidovorax sp.BoFeN1的亚铁氧化和硝酸盐还原能力分别提升了1.2倍和1.3倍;此时,微生物亚铁氧化的成矿类型为纤铁矿和针铁矿。这一结果与微宇宙培养实验所得结论一致。从环境意义上看,该研究证明了硝酸盐还原型铁氧化菌能够适应海水入侵等高盐水土污染环境,更新了盐度抑制细菌代谢的传统认识,这将有助于推动此类细菌在高盐环境污染修复中的应用。

盐度和pH对平凡舟形藻生长和油脂积累的影响

为研究盐度和pH对淡水硅藻生长和油脂含量的影响,对一株分离自野外采集水样中的平凡舟形藻(Navicula trivialis)进行研究,通过设置不同盐度0、0.03、0.06、0.12、0.18和0.24 mol/L和不同pH 4.5、6.0、7.5、8.5、9.5和10.5进行胁迫,测定各处理对平凡舟形藻的生长、叶绿素a含量、叶绿素荧光参数和油脂含量的影响。结果表明:盐浓度为0.12 mol/L、pH 7.5时,平凡舟形藻细胞密度和叶绿素a含量最高;盐浓度为0.24 mol/L、pH 7.5时,总脂含量最高,分别为34.93%和33.5%。结果表明,平凡舟形藻对不同盐度和pH的适应性不同,这在一定程度上影响其生长和油脂含量。

紊动与盐度共同作用的黄河口黏性泥沙絮凝沉降试验研究

为研究多因素共同作用对黄河口黏性泥沙絮凝沉降的影响,利用盐度、温度和紊动剪切率同时可控的沉降桶,开展黄河口黏性泥沙絮凝沉降系列试验,分析并厘清了盐度和紊动剪切率共同作用对黄河口黏性泥沙絮凝沉降的影响机制;基于正态分布的多元非线性回归模型,建立了絮凝体沉降速度与紊动剪切率、盐度间的关系式,揭示出絮凝体沉降速度和粒径均随着紊动剪切率和盐度的增大呈现先增后减的规律。试验研究发现,黄河口泥沙最佳絮凝条件为紊动剪切率13~15/s、盐度7‰~10‰。研究结果有助于更好认识黄河口黏性泥沙颗粒的絮团发育和沉降过程。

孔隙水盐度与黏土类型对海洋沉积物水分特征曲线的影响研究

海洋沉积物在天然气水合物分解或海水入侵过程中会出现孔隙水盐度及水饱和状态不断变化的现象,其透气和透水能力与沉积物水分特征曲线有关,然而孔隙水盐度变化对沉积物水分特征曲线的影响规律目前仍不够清楚。本文采用南海北部天然气水合物赋存区的海洋沉积物与实验室配置的混合沉积物进行试验,使用相对快速的离心机法,测定了不同基质吸力条件下的孔隙水饱和度,分析了黏土矿物类型和孔隙水盐度等因素对沉积物水分特征曲线的影响,选用被广泛使用的van Genuchten模型,率定了模型的拟合参数。结果表明:含黏土石英砂水分特征曲线基本不受黏土矿物种类的影响;南海北部海洋沉积物的黏土质量含量超过35%,但其水分特征曲线在两倍海水盐度范围内也几乎不受影响;对于南海北部海洋沉积物,van Genuchten模型系数a取值为0.00023 kPa^(-1),系数n和m取值分别为0.51和4.9。

不同盐度滨海盐渍土壤N_(2)O排放特征

[目的]滨海盐渍土壤作为耕地的后备资源,具有强大的生产潜力,科学改良应用盐渍土壤的同时综合考量温室气体的排放,有利于实现经济-环境的双赢。探究不同盐度滨海盐渍土N_(2)O排放规律特征,可为后续盐渍土壤盐度管控和温室效应的应对提供科学依据。[方法]采集自然形成的不同盐度梯度的滨海盐渍土壤进行室内培养试验,土壤盐度分别为0.96、2.57、4.04和15.23 mS·cm^(-1),并依次命名为Y1、Y2、Y3、Y4,采用气相色谱动态监测土壤N_(2)O的排放特征。[结果]不同盐分浓度影响下盐渍土壤N_(2)O累积排放量存在显著差异,当土壤盐度为0.96~4.04 mS·cm^(-1)时,随着盐度上升,土壤N_(2)O排放量下降;当盐度达到15.23 mS·cm^(-1)时,N_(2)O再次被刺激产生,排放量(2598.94μg·kg^(-1))仅次于轻度盐渍土(5384.17μg·kg^(-1))。盐度的增加给土壤微生物生存带来压力,氨氧化细菌AOB相较于古菌AOA更易受到盐分的影响,在轻、重度盐渍化土壤(Y1、Y2、Y3)中AOA仍能保持较高丰度;而在高盐分土壤(Y4)中,AOA和AOB的相对丰度受到抑制,阻碍了硝化作用的进行。盐度梯度影响下N_(2)O累积排放量还与反硝化潜势(PDR)呈显著正相关。当盐度持续增加,土壤类型划分为盐土(Y4)时,nosZ基因丰度显著降低,N_(2)O还原作用减弱,使得Y4盐渍土中的氮素最终以N_(2)O的形式排放。[结论]盐度梯度影响滨海盐渍土壤硝化和反硝化进程,二者共同促进了土壤氮素的转化,造成N_(2)O排放的差异。当EC_(2.5∶1)为0.96~4.04 mS·cm^(-1)时,盐度的提高限制硝化、反硝化作用的速率,表现出N_(2)O的减排;当盐分分类达到盐土标准时,由硝化作用产生的N_(2)O减少,由反硝化作用(异养反硝化和硝化细菌反硝化)产生的N_(2)O成为盐土土壤的主要温室气体排放来源。

黄斑蓝子鱼幼鱼对水温、盐度和溶解氧的耐受研究

为研究黄斑蓝子鱼(Siganus oramin)幼鱼对养殖环境的耐受力,对体质量为(3.25±0.83)g的黄斑蓝子鱼幼鱼开展了水温、盐度和溶解氧等环境因子的耐受性实验,同时监测了极限水温和盐度条件下黄斑蓝子鱼幼鱼的耗氧率和呼吸频率变化,以期为黄斑蓝子鱼的养殖生产提供参考。结果显示,黄斑蓝子鱼幼鱼适宜水温为23.0~28.0℃,可耐受的水温范围为12.1~32.5℃;适宜盐度为8.0‰~59.0‰,可耐受的盐度范围为3.5‰~75.0‰;正常环境下窒息临界点溶解氧质量浓度为(1.47±0.52)mg·L^(-1)。临近耐受极限的水温和盐度均对黄斑蓝子鱼幼鱼的窒息临界点、窒息点以及极限低氧耐受有较大影响,其中低盐对窒息点的影响最大。研究表明,黄斑蓝子鱼幼鱼对温度和盐度耐受范围较广,但超出适宜范围时耗氧率和呼吸频率均发生显著性变化,出现应激反应;黄斑蓝子鱼幼鱼窒息点高,易缺氧,建议养殖全过程溶解氧质量浓度不低于6 mg·L^(-1)。

不同温度、盐度条件对草鱼暂养及应激保活的影响

为探究淡水鱼类低温保活运输技术中的基础数据,以草鱼(Ctenopharyngodon idellus)为试验对象,以梯度降温方式,将水温从室温23~25℃降至24~12℃,设置盐度为0.5~5,保活48 h后检测草鱼的血清生化指标、抗氧化指标含量及水体中总氨氮质量浓度。结果表明:草鱼的临界温度为6~8℃,半休眠温度为16℃,盐度不应超过3;16℃下草鱼应激迟缓,水体中氨氮质量浓度较低,草鱼存活率最高,保活48 h时血清中AST、ALT、COR、GLU含量较低,SOD、CAT、GSH-Px酶活力最高,MDA含量较其他试验组显著降低(P<0.05)。盐度为1~2时,水体中氨氮质量浓度较低,草鱼存活率最高,草鱼血清中所测各生化指标含量低于盐度3时水平,保活48 h抗氧化酶活性较高,MDA含量较低。皮尔森和曼特尔检验分析显示,温度对草鱼血清COR、GLU和GSH-Px,盐度对ALT、AST、COR、GLU、SOD的影响更显著。研究表明,在16℃水温条件下,控制适当盐度,可改善水质,有利于草鱼有水长途运输,温度为16℃、盐度为1~2的水体更适合草鱼长途运输。通过本试验所得关于草鱼保活的关键参数,为大宗淡水鱼类活运提供数据基础。本研究结果可为制定相关暂养及运输规范提供理论参考。

温度、盐度和密度对菲律宾蛤仔稚贝生长和存活的影响

为查明温度、盐度和密度对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)稚贝生长和存活的影响,本研究通过响应面法构建了不同环境条件下蛤仔生长存活模型并进行分析。实验设计了3因素(温度、盐度、密度)和3水平(-1、0、1),以稚贝壳长为响应值,探究温度、盐度、密度三因素及其相互作用对蛤仔稚贝生长和存活的影响。研究表明,培育73 d后,温度、盐度、密度的二次效应对蛤仔稚贝的壳长生长影响极显著(P<0.01)。随着温度、盐度、密度的升高,蛤仔壳长生长呈先上升后下降趋势,即表现出抛物线形特征,其中盐度对稚贝的壳长生长影响极显著(P<0.01)。然而,三因子间的交互作用对蛤仔壳长生长的影响均不显著(P>0.05)。壳长预测值Y对应自变量温度(T)、盐度(S)和密度(D)的二次多项回归方程:Y=-6.33105+0.2765 T+0.573 S+0.689 D-0.00566 T^(2)-0.0137 S^(2)-0.1159 D^(2)。本研究通过二次响应面回归方程构建了不同环境下蛤仔苗种的生长模型,得出稚贝最适生长环境为温度24.32℃、盐度21.13、密度2.88×10^(4)粒/m^(2),在此条件下蛤仔稚贝平均壳长可达到最大值(4.07 mm)。

盐度对菲律宾蛤仔幼虫生长、存活和附着变态的影响

为山东探究菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)人工苗种规模化繁育的最适环境条件,本文研究了不同盐度对菲律宾蛤仔幼虫生长、存活和附着变态的影响。实验设置4个盐度梯度(15、20、25、30),分别在第3、9、18、27天测量幼虫壳长和统计幼虫存活率,在第27天统计幼虫附着变态率。研究表明,培育至第18天时,盐度25组幼虫平均壳长最大,达到(0.164±0.003)mm,显著高于其他盐度组;盐度15组平均壳长最小,仅为(0.149±0.001)mm。盐度15组平均壳长与盐度20组无显著差异,与盐度25组和30组(对照组)有显著差异(P<0.05)。在存活率方面,盐度25组存活率最高,为51.40%,显著高于其他盐度组,但与盐度30组存活率(44.43%)无显著差异;盐度15组存活率最低,为25.75%。培育至第27天时,盐度25组幼虫存活率最高,为4.47%。在附着变态方面,盐度15组幼虫附着变态率最高,为21.56%,显著高于其他盐度组(P<0.01);盐度20组的附着变态率为11.14%,显著高于对照组和盐度25组(P<0.05)。研究结果表明,幼虫在盐度25时生长最快、存活率最高,而在盐度15时幼虫附着变态率最高。综上所述,在菲律宾蛤仔人工育苗过程中,盐度25是蛤仔幼虫生长和存活的最适盐度,附着变态前适当降低盐度有利于提高幼虫的附着变态率。

盐度对中华绒螯蟹繁殖性能的影响

为研究盐度对中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)繁殖性能的影响,开展了不同盐度梯度下亲蟹的交配(盐度0、2、4、6、8,后续补充盐度1、3、5)、产卵(盐度0、3、6、9、12、15、18、21)及其胚胎孵化(盐度0、3、6、9、12、15、18、21)实验。测定并分析不同盐度下亲蟹的交配率、产卵率、胚胎孵化率、性腺成熟系数(GSI)、肝胰腺指数(HSI)、产卵量、生殖指数和生殖力等指标。结果表明:1)中华绒螯蟹可交配的最低盐度为1,在此盐度下雌蟹的平均交配率为(6.67±5.77)%,适宜交配的盐度范围为4~21;能够正常产卵的最低盐度为6,适宜产卵的盐度范围为9~21;2)在盐度0~21环境下,当盐度为0时,中华绒螯蟹胚胎虽可继续发育,但不能孵化出膜,其他盐度下的孵化率均随着培养时间的延长逐渐升高。当盐度为15时,胚胎的孵化率最高,盐度15中第15天时平均孵化率达到了(70.00±5.23)%;3)在盐度0~8范围内,雌雄蟹交配后各盐度组间HSI均无显著差异(P>0.05),雌蟹GSI随盐度升高表现出先上升后下降的趋势,雄蟹GSI则先下降后上升;4)在盐度6~21范围内,随盐度的升高,雌蟹的产卵量、生殖力及生殖指数均呈现先上升后下降的变化趋势。当盐度为6时,雌蟹的产卵量和生殖指数均为最低(P<0.05),分别为(13.26±2.99)万粒和(5.47±1.70)%。当盐度升至18时,雌蟹的产卵量、生殖指数和生殖力均达到峰值,分别为(31.83±2.61)万粒、(11.45±1.70)%和(0.51±0.05)万粒·g^(-1),且与其他各盐度组间有显著性差异(P<0.05)。综上所述,中华绒螯蟹交配、产卵的盐度下限阈值分别为为1和6,适宜交配的盐度范围为4~21,适宜产卵的盐度范围为9~21;从原肠期开始,胚胎最佳孵化盐度为15,适宜孵化的盐度范围为12~18;中华绒螯蟹在盐度18时繁殖性能最佳。研究表明,水体盐度对中华绒螯蟹亲蟹交配、产卵及胚胎孵化等具有一定影响。研究确立了中华绒螯蟹交配、产卵和胚胎孵化的最低盐度值及适宜盐度范围,可以为中华绒螯蟹的繁育生物学研究提供基础资料,也可为合理划分长江口中华绒螯蟹繁育场提供科学依据和参考。

盐度驯化对大鳞鲃幼鱼生理生化和抗氧化免疫的影响

为了探索大鳞鲃经盐度驯化后的血液生理生化、免疫应激的适应性变化,选择体长为(15.09±3.54) cm,体重为(13.66±1.26) g的幼鱼,设置了3个组别,空白组始终处于淡水中养殖,驯化组经4 g/L的盐度适应性驯养168 h后再放入8 g/L的盐度水体中,未驯化组直接放入8 g/L的盐度水体中,分别测定并比较放入8 g/L盐度水体中第0、6、12、24、48、96和168小时幼鱼血液生理生化和免疫应激相关指标变化。结果显示,(1)驯化组和未驯化组幼鱼血液中的血常规指标[白细胞(WBC)、淋巴细胞(Lymph)、单核细胞(Mon)、中性粒细胞(Gran)、红细胞(RBC)、血红蛋白(HGB)含量]、血浆生理生化指标[尿素(UREA)浓度、血清葡萄糖(GLU-G)和白蛋白(ALB)含量、血浆渗透压]、鳃组织中的天门冬氨酸氨基转移酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、乳酸脱氢酶(LDH)和肝脏组织中抗氧化指标[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)含量]在盐度为8 g/L的水体中,均随着胁迫时间的延长呈现出先升高后降低的现象。(2)胁迫初期,驯化组和未驯化组幼鱼的各生化指标在相同组织内到达峰值的时间相同,但驯化组幼鱼血浆中的生理生化指标(WBC、Lymph、Gran、Mon、UREA、GLU-G、ALB、渗透压)和转氨酶(AST、ALT)、肝组织中的抗氧化酶(SOD、CAT、GSH-Px、MDA)上升幅度和峰值大小均显著性小于未驯化组。(3)在8 g/L NaCl盐度胁迫168 h后,驯化组和未驯化组均能够恢复到对照组水平,但驯化组的大鳞幼鱼血浆渗透压、血浆ALB含量均早于未驯化组恢复到对照组水平。研究表明,经4 g/L的盐度驯化后的大鳞鲃幼鱼遭受8 g/L NaCl盐度环境胁迫时,显示出较好的生理生化自我调节和恢复能力。

基于盐度动态模拟估算潮间带地下淡水排泄量

目前关于砂质潮间带海底地下淡水排泄速率、海水再循环速率及相应比例随潮位的变化研究较少。文章以厦门湾某砂质潮滩为例,对地下水渗出面的盐度进行实地动态监测,采用变密度流数值模拟技术,对潮间带地下水盐度变化过程进行动态模拟,以此反演潮间带海底地下淡水排泄量。研究结果显示:(1)潮间带不同位置地下水盐度随潮汐发生不同规律的变化,通过数值模型估算出典型剖面海底地下水排泄量为17.47 m^(3)/(m·d),其中海底地下淡水排泄量为3.19 m^(3)/(m·d),占海底地下水排泄总量的18.26%,海水再循环量为14.28 m^(3)/(m·d),占海底地下水排泄总量的81.74%,处于主导地位;(2)潮汐作用下,海水入渗与海底地下水排泄交替发生,落潮阶段发生交替的时间略早于平潮位,涨潮阶段发生交替的时间略晚于平潮位,海水入渗速率与海底地下水排泄速率达到峰值时刻分别早于潮位达到高潮和低潮时刻,整个潮汐周期内(从高潮时刻到下一个高潮时刻)海底地下淡水排泄量比例逐渐增大;(3)潮间带地下水盐度的变化可间接反映海底地下淡水排泄量的变化,与其他研究相比,该典型剖面的海底地下淡水排泄量占海底地下水排泄总量比例相对较高,显示潮间带存在着大量海底地下淡水排泄;(4)通过敏感性分析可知,内陆水头对海底地下淡水排泄量及盐度空间分布有重要影响。研究可为海岸带地下水开发利用和滨海环境管理提供一定参考。

基于双峰谐振长周期光纤光栅的海水盐度传感器

为研制高灵敏海水盐度传感器,本文基于CO_(2)激光技术成功制备出一种工作在色散转折点(DTP)附近的长周期光纤光栅(LPFG)。首先,利用CO_(2)激光器在80μm细单模光纤上制备出工作在DTP附近的LPFG,证明了采用CO_(2)激光微加工技术制备较短周期LPFG的可能性。其次,通过调控CO_(2)激光器的制备周期,使高阶包层模式LP_(1,9)工作在DTP附近,从而显著提高了LPFG的折射率灵敏度。在双峰谐振增敏效应的作用下,当海水盐度从5.001‰变化到39.996‰时,光栅周期为115.4μm的双峰谐振LPFG平均灵敏度高达0.279 nm/‰。研究结果表明,本文制备的LPFG海水盐度传感器具有谐振损耗大和灵敏度高的优点,其在海水盐度监测领域具有较好的应用前景。

盐度对绿鳍马面鲀存活、抗氧化酶及组织结构的影响

绿鳍马面鲀(Thamnaconus septentrionalis)作为中国沿海新兴网箱养殖种类,在夏季多雨季节会经历盐度剧烈变化的过程,因而探明盐度对绿鳍马面鲀存活和生理指标的影响,对开展网箱养殖具有重要意义。本研究首先测定了绿鳍马面鲀的96 h半致死盐度,随后分别设置低盐组(15)和高盐组(40),分析盐度胁迫不同时间后生理指标的动态变化规律,观察肝脏、鳃和肾脏的组织结构改变。结果显示,绿鳍马面鲀96 h半致死低盐度为10.74,半致死高盐度为42.95。低盐组和高盐组鳃Na^(+)-K^(+)-ATP酶活呈上升趋势,且高于对照组,在96 h时各组差异性显著(P<0.05)。低盐组和高盐组肝脏超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均表现为先上升、后下降的趋势,在96 h时均低于对照组;谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性呈先下降后上升的趋势,在96 h时低盐组显著低于高盐组(P<0.05)。低盐组和高盐组肝脏丙二醛(MDA)含量在96 h达到最大值,且显著高于对照组(P<0.05)。组织切片显示,低盐组和高盐组肝细胞出现空泡和细胞核固缩的现象,且高盐组更为严重;鳃丝上皮细胞排列紊乱、细胞坏死,低盐组鳃丝变宽,鳃小片变长,高盐组鳃丝萎缩,鳃小片间距变大;肾组织低盐组出现肾小管管腔扩张、肾小囊腔膨大,高盐组出现肾小管和肾小球坏死的现象。本研究探究了盐度对存活、抗氧化酶及组织结构的影响,可为绿鳍马面鲀健康养殖提供理论支持。

黄河口滩涂翼内茧型藻的分离鉴定及盐度适应性分析

从黄河口滩涂泥样中分离得到11株底栖微藻,经形态学和分子生物学鉴定,这11株微藻与翼内茧型藻属的藻株亲缘关系更近。为了解这11株微藻的盐度适应性,首先比较了这11株微藻在两个极端盐度(5、80)下的生长情况,并筛选出3株藻株(HaF、HaI和HaB)用于比较不同盐度(5、25、45、65、85)对藻株生长、光合潜力及生化组分的影响。研究表明,在实验盐度下,藻株HaF、HaI和HaB生长的最适盐度分别为25、25和45,在该盐度条件下,这3株藻株具有最高的比生长速率和光合色素含量。3株藻株的叶绿素荧光参数(Fv/Fm和ETRm)均随着培养时间的延长而逐渐降低,HaF、HaI藻株的光合潜力在各盐度条件下变化显著。HaF、HaI和HaB藻株的总脂含量均在盐度为5时最高,分别为68.231%、60.125%和63.324%;HaF、HaI和HaB藻株的总多糖含量在盐度为85时最高,分别为9.784%、8.132%和10.302%。研究结果表明,来自滩涂分离的翼内茧型藻具有广范的盐度适应性。本研究结果可为深入研究滩涂藻类盐度适应性机制提供参考。

盐度胁迫对缢蛏渗透压、游离氨基酸及肌肽合成酶基因的影响

缢蛏(Sinonovacula constricta)为广盐性贝类,自身存在抵抗外界盐度胁迫的渗透调节机制。为探究缢蛏在适应盐度胁迫过程中发挥渗透调节作用的主要游离氨基酸(freeaminoacids,FAA)及其降解途径,本研究测定了不同盐度(5、20和35)胁迫下缢蛏组织的渗透压、FAA含量,并结合其肌肽合成酶基因(carnosine synthase, Sc-CARNS)的表达及相关生理指标的变化研究了Sc-CARNS基因的功能。结果显示,缢蛏鳃、足和血淋巴中渗透压和总游离氨基酸含量随着盐度的升高而升高,且各组织渗透压都在盐度胁迫24h后达到稳态。此时,缢蛏鳃、足和血淋巴中随盐度变化含量变化最明显的FAA分别为Ala、Gly、Glu、Pro,Ala、Gly、Arg、Tua和Ala、Ser、Thr、Gly。前期研究结果显示,在缢蛏盐度胁迫转录组中,Sc-CARNS表达上调,与盐度调节相关。Sc-CARNS在缢蛏肌肉型组织中表达量最高。低盐胁迫下,Sc-CARNS m RNA表达量和肌肽含量显著升高(P<0.05),丙氨酸(Ala)含量变化趋势与肌肽相反。受RNA干扰后,正常盐度和低盐胁迫下,Sc-CARNS基因在足中m RNA表达量和肌肽含量先下降后升高,丙氨酸含量变化则相反,48h干扰效率和含量变化最高,且肌肽与丙氨酸是1∶1的转化。结果表明,缢蛏属于渗透压随变者,体内FAA中的丙氨酸在渗透调节方面的贡献率最大,肌肽合成酶(CARNS)是丙氨酸代谢为肌肽的关键酶,参与渗透压调节过程。本研究揭示了低盐胁迫下缢蛏渗透压调节的关键机理,为揭示竹蛏科(Solenida)贝类独特的盐度耐受性机制提供了依据。

低盐度胁迫下不同脂肪含量饲料对大菱鲆幼鱼生长及脂质代谢相关基因表达的影响

为了研究脂肪水平是否对低盐胁迫导致的大菱鲆(Scophthalmus maximus)脂质代谢紊乱具有缓解作用,本研究进行了低盐胁迫下不同脂肪含量饲料的投喂实验,以确定大菱鲆在应对低盐度时的最佳脂质需求量。本研究设置了3个盐度梯度(10、20和30),每个盐度组设置4个脂肪含量梯度(8%、12%、16%和20%),分析在不同盐度下不同脂肪含量饲料对大菱鲆幼鱼生长性能、脂质代谢及其相关基因表达的影响。结果显示,脂质含量为16%时,盐度20与盐度30组之间大菱鲆幼鱼的生长性能无显著差异,盐度10组的生长性能要低于盐度20和盐度30组;盐度为10时,大菱鲆幼鱼的生长性能随脂肪含量的增加而增加,最高值出现在20%组,且高于盐度30与盐度20下的20%组。脂质代谢相关基因表达方面,在盐度10和盐度20养殖条件下,与脂质合成相关的基因lxra、cyp 7a1和srebp-1的表达量基本随脂肪含量升高呈先升高后降低的趋势,尤其在盐度为10时,12%组的表达量高于其他各组,20%组显著低于其他各组(P<0.05)。此外,盐度为10时,acc和fas基因的表达水平类似,在高脂肪20%组中均被抑制,在12%组的表达量较高。与脂质吸收相关的基因apoa-Ⅳ在盐度10下20%组的表达量远高于相同盐度条件下其他各组(P<0.05),而且在脂肪含量20%条件下呈随盐度升高而降低的趋势,这与其他脂质组中的趋势完全相反。以上结果表明,低盐胁迫影响脂质代谢后,通过不同脂肪含量的饲料可以从脂质合成和脂质吸收的角度来缓解胁迫带来的不利影响,且这种缓解作用更多的体现在脂质吸收层面上,进而提高低盐胁迫下的生长表现。研究结果从盐度影响脂质代谢的角度探索鱼类对低盐的适应性,可为大菱鲆耐低盐良种选育提供理论和技术支撑。

盐度对青虾幼虾生长及其异速生长的影响

为探讨盐度对青虾(Macrobrachium nipponense)幼虾生长及其异速生长的影响,本研究将1月龄青虾幼虾分别养殖在盐度0、7和14的水体中,每隔15 d分别随机抽样90尾并测定个体的体长、体质量等形态性状,计算并比较不同盐度中青虾幼虾生长速度。结果显示:在60 d的养殖过程中,青虾幼虾在盐度0中的平均体长、体质量均显著高于盐度7、14;第15、60天时,青虾幼虾在盐度0中的体长、体质量相对增长率均显著高于盐度7、14;不同盐度梯度下青虾幼虾个体生长速度均存在显著差异,体长、体质量的差异随养殖时间的增加而显著加大,其中盐度0中个体间异速生长差异程度最大,盐度14中个体间异速生长差异程度较小。综上所述,青虾幼虾在不同盐度中均存在异速生长现象,青虾幼虾在盐度14中个体间异速生长最小。

不同营养水平下浮游细菌群落对盐度干扰的响应与稳定性

微生物群落是湖泊生态系统的重要组成部分,其结构和功能的稳定性对于生态系统正常执行功能和服务具有至关重要的作用。以营养富集和盐度增加为特征的全球变化深刻影响湖泊生态系统,揭示这些因素对微生物群落结构及其稳定性的影响机理具有重要意义。本研究以浮游细菌群落为研究对象,开展2个营养水平和3个盐度干扰强度水平(对照组、3‰和9‰)的室内模拟实验;基于同一时间点的实验组和对照组之间细胞密度的差异,计算反应力、抵抗力、恢复力和时间稳定性等多个稳定性指标,尝试揭示群落的稳定性机制;借助细菌16S rRNA基因高通量测序对群落结构进行分析,阐明不同营养水平下浮游细菌群落不同类群对盐度干扰的响应。研究发现,浮游细菌的细胞密度和物种丰富度在盐度干扰后降低,对盐度敏感类群相对丰度减少;盐度干扰后水体中溶解性有机碳增加,促进了适应干扰后环境的浮游细菌生长。更高的干扰强度显著降低了细胞密度,导致了更低的抵抗力;盐度干扰和营养水平在反应力、恢复力和时间稳定性方面存在显著交互作用,在9‰盐度干扰下,高营养水平群落表现出最低的稳定性。多数稳定性指标之间表现出了显著的正相关,可以协同指示浮游细菌群落的稳定性;抵抗力和恢复力之间并不显著相关,但是可以从不同角度反映群落稳定性。未来淡水生态系统的富营养和盐度增加将显著降低浮游细菌群落稳定性,多个稳定性指标的应用和高频次观测有助于了解浮游细菌群落对干扰的响应与稳定性机制。