中国碱蓬属Suaeda植物研究中的分类学错误

以纠正碱蓬属Suaeda盐生植物研究中广泛存在的分类错误为目的,针对碱蓬属研究中因缺乏正确的种属鉴定与使用错误种名等导致无法确定研究对象是何植物,使研究结果丧失确定性和科学价值的问题,通过对相关错误文献的梳理,对包括《中国高等植物图鉴》在内的有关碱蓬属植物研究文献进行了初步分析,指出了有关碱蓬属植物研究中的同物异名、同名异物以及中文名与拉丁名错乱等问题并予以纠正。对提高碱蓬属植物研究的科学性与可靠性具有重要参考价值。

中国经济海藻养殖技术概况与展望

我国是全球海藻生产和消费大国。当前,我国海藻养殖种类以海带、紫菜、江蓠和裙带菜等为主体,兼有小规模养殖的羊栖菜、鼠尾藻、麒麟菜、石花菜、礁膜、浒苔、长茎葡萄蕨藻等。海藻养殖方式包括浅海养殖、潮间带养殖和陆基养殖。近年来,在全球气候变化、海水污染、海岸工程等多重压力下,海藻养殖环境不佳,养殖病害多发;另外,海洋生态文明建设大背景下的近海水域利用政策变化,对海藻养殖产业及其养殖技术提出了新的要求与挑战。对我国海藻养殖技术进行回顾,总结经验、查找不足,提出新思路、新方法,以期为我国海藻养殖产业可持续发展提供支撑。

中国碱蓬属植物修订

本文对《中国植物志》藜科(Chenopodiaceae)碱蓬属(Suaeda Forsk. ex Scop.)长期存在的分类错误进行了纠正。将其中的高碱蓬S. altissima (L.) Pall.合并入碱蓬S. glauca (Bunge) Bunge,纵翅碱蓬S. pterantha (Kar. et Kir.) Bunge合并入刺毛碱蓬S. acuminata (C.A. Mey.) Moq.,同时增加了垦利碱蓬(新种)S. kenliensis J. W. Xing sp. nov。由此将中国碱蓬属(Suaeda)植物从原来的20种,变更为19种。并重新修订了中国碱蓬属(Suaeda)植物的分种检索表,使中国碱蓬属(Suaeda)植物的系统分类更趋于完善,为《中国植物志》的修订和碱蓬属(Suaeda)植物分类及其深入研究与开发利用提供了依据。

海洋线虫Litoditis marina低氧胁迫响应的转录组分析

全球气候变化导致海洋氧含量降低,海水低氧胁迫对海洋无脊椎动物的生长、发育和繁殖造成了严重的威胁。以海洋线虫Litoditis marina为实验对象,观察了其在不同氧浓度(21%、3%、1%和0.5%)条件下的生长发育速率,并对不同氧浓度条件下的L1幼虫样品进行了转录组测序和分析。实验结果表明,当环境氧浓度从21%下降至3%时,L.marina的发育成熟速度明显加快,进一步下降至1%时,产卵时间延长并和21%氧浓度接近,但当氧浓度为0.5%时,L.marina的产卵时间显著延迟。比较转录组分析表明,相比于21%氧浓度环境,3%、1%和0.5%低氧条件下L.marina的糖酵解、糖异生、硫代谢和线粒体碳代谢等通路相关基因的表达显著上调;而寿命调控通路、细胞色素P450代谢通路和ABC转运蛋白相关基因的表达显著下调。研究结果发现的海洋线虫应对氧浓度胁迫的基因表达变化模式,为深入理解海洋无脊椎动物应答低氧胁迫分子机制提供了重要参考。

海洋线虫Litoditis marina酸性pH胁迫响应的转录组分析

工业革命以来,二氧化碳排放导致了海洋酸化。海水pH下降对无脊椎动物的生长发育、繁殖、代谢和免疫等多个生命过程产生重要影响,但海洋无脊椎动物如何感知和响应酸性pH胁迫的分子机制还很不清楚。本研究以团队建立的海洋线虫Litoditis marina品系为模型,对其在不同酸性pH条件下的表型特征及转录组数据进行了分析。结果表明,当pH从实验室最佳生长条件5.92下降到5.33时,L.marina生长发育的速度明显减慢,但依然可以产卵繁殖;但当pH下降到4.33时,L.marina的生长受到严重影响,表现为不能长成成体且不能产卵繁殖。通过转录组数据分析,发现当pH从5.92下降到4.33时,海洋线虫L.marina脂肪酸β-氧化通路基因和不饱和脂肪酸合成相关基因表达上调;表皮相关基因表达则呈现差异变化,2个nas基因和6个ptr基因表达显著上调,表皮胶原基因col类基因的表达没有发生显著变化;细胞色素P450通路相关基因、凝集素C基因和HSP70家族基因的表达量显著上调。当pH从5.92下降到5.33时,上述提到的这些上调基因中的大多数没有发生显著变化。我们发现的海洋线虫应答酸化胁迫的主要调控模式,为理解生物体能够在低pH环境中生存的分子机制提供了参考,为筛选和识别生物体响应和适应酸化胁迫的关键基因奠定了基础。

海洋线虫Litoditis marina早期发育的转录组分析

全球气候和环境变化影响海洋动物的生长发育和繁殖等生命过程,探究环境因子调控发育的分子机制,需要深入了解海洋动物早期发育的生理和分子特征。以实验室驯化的潜在模式动物海洋线虫Litoditis marina为研究对象,对其胚胎期和孵化后发育早期2 h、4 h和6 h的L1幼虫样品进行了转录组测序和分析。结果表明,2 h、4 h和6 h的L1幼虫间差异较小,而三个L1幼虫样品与胚胎期相比,基因表达发生了显著变化。通过KEGG富集分析,发现与胚胎期相比,三个L1幼虫样品的多个通路如核糖体、核糖体生物发生、糖酵解/糖原异生、TCA循环和氧化磷酸化通路相关基因发生了显著上调。另外还发现多个神经递质和神经肽受体基因如dop-和npr-等在L1期转录水平显著上调。与胚胎期相比,L1幼虫的多个DNA复制和修复相关、Notch、Hippo和Hedgehog信号和剪切体等通路相关基因发生了显著下调。发现的L.marina早期发育转录组变化模式与已经发表的陆生模式生物秀丽线虫Caenorhabditis elegans从胚胎期到L1幼虫的转录组变化特征非常相似,但同一上调或下调通路中具体发生表达变化的基因有些不同。另外,L1幼虫显著上调的核糖体生物发生通路相关基因在秀丽线虫中发生了显著下调。进一步通过基因编辑等技术和方法深入研究发育调控关键基因的功能将为海陆近缘线虫间的发育进化机制、海洋线虫对潮间带环境适应以及全球气候变化应答的分子机制研究提供新认知。

水产动物雷帕霉素受体信号通路的研究进展

雷帕霉素受体信号通路(mTOR信号通路)广泛存在于真核生物细胞中,能够接收来自营养素、生长因子或者环境胁迫等的信号,通过调控细胞的合成代谢和分解代谢,实现对细胞生长和生理活动的精确调控。在mTOR信号通路的研究中,水产养殖动物mTOR信号通路的研究仅见于少数几种鱼类、对虾和蟹类,且其研究深度远远落后于模式生物。本文综述了近年来mTOR信号通路的研究进展,包括TOR蛋白的发现与组成,以及参与mTOR信号通路的信号因子和信号通路调控生命过程的机制。同时,本文重点阐述了mTOR信号通路在水产动物细胞中的研究现状,说明了水产动物mTOR信号通路研究的必要性,以期为水产养殖动物mTOR信号通路的进一步研究提供参考。

贝类净化技术研究现状与展望

随着养殖水域环境问题日益凸显,贝类食品安全问题越来越受到重视,贝类在进入流通环节前进行净化将成为不可缺少的处理环节。本文从贝类净化工艺类型、净化用水处理技术,以及贝类净化对风味的影响等方面对当前国内外研究进展进行了总结梳理,并提出下一步贝类净化应重点解决的问题,为深入开展贝类净化相关研究提供参考。

大菱鲆精子运动特征与精液pH的相关性研究

为探究大菱鲆(Scophthalmus maximus)精液质量与pH的关系及甘油对大菱鲆精子激活的影响,本研究通过计算机辅助精子分析系统分析检测了威海和烟台4家大菱鲆育苗场(A、B、C、D)的精子质量。研究发现,不同育苗场的大菱鲆精子活力存在显著的差异,A2>A1>D>C>B,精子预测寿命分别为11.7、7.1、6.8、4.6、3.3 min,所取精子的质量的存在显著差异。研究结果发现,大菱鲆精子运动特性与精子活化率相关性显著,其中精子活化率与平均曲线运动速度、平均直线运动速度、平均路径速度、精子头侧摆幅度、精子平均鞭打频率呈显著正相关(P<0.05),与运动直线性、运动摆动性、运动前向性等参数无显著相关性;大菱鲆精子运动特性受pH影响显著,精液pH与平均曲线运动速度、平均直线运动速度、平均路径速度、精子头侧摆幅度、精子平均鞭打频率呈显著正相关(P<0.05),而与运动直线性、运动摆动性、运动前向性等参数无显著相关性。同时还发现,精子活化率高、寿命长的大菱鲆精液pH偏弱碱性(pH=8.0),即大菱鲆精子适宜在弱碱性环境中活动。除此之外,向激活海水中加入梯度甘油(0.1、1、10、100、500、1 000 mmol/L),发现可以显著提高大菱鲆精子寿命,其中甘油浓度为100 mmol/L时,精子寿命延长至15.17 min±0.29 min,推测甘油在精子激活后可能被精子吸收并氧化分解提供能量。

大菱鲆幼鱼视网膜结构及不同光谱下视蛋白基因表达特征的研究

大菱鲆(Scophthalmus maximus)是中国重要的养殖鱼类之一,其生活史经历不同的栖息地和光环境,视觉器官结构及视觉功能也具有适应性发育特征和可塑性。本研究以不同发育阶段的大菱鲆幼鱼为对象,探究了其视网膜结构变化、视蛋白基因的表达特征及其与光谱之间的关系。结果表明,随着大菱鲆幼鱼的生长发育,其视网膜的外核层逐渐变厚;视锥视杆层的厚度变化不明显;而内核层与神经节细胞层逐渐变薄。视紫红质基因rh1与视蛋白基因总表达量的比例上升,由2月龄的57.35%上升到9月龄77.19%;视锥蛋白基因与视蛋白基因总表达量的比例下降;其中红视蛋白基因lws由2月龄的4.49%下降至9月龄的0.13%。将7月龄的大菱鲆幼鱼用不同光谱处理75d后,其视蛋白基因的表达会随光谱环境的变化而发生改变。与全光谱相比, rh2b1、sws2、sws1在红、黄光下的表达量显著下降,而rh2b1在蓝、绿光下表达显著上升、sws2在绿光下表达显著上升,其他则变化不显著(P<0.05)。黄、绿、蓝及全光谱下rh2基因家族与视蛋白基因总表达量的比例最高,而红光下基因rh1的表达量占比最高。大菱鲆幼鱼在不同阶段以及不同光谱处理下表现出了视蛋白基因表达的可塑性以适应不同水层的光谱环境。本研究为探究大菱鲆对光环境的适应机制及工厂化养殖光照调控技术的建立提供理论参考。

牙鲆17β-HSD1基因克隆及其表达调控的初步研究

17β-羟类固醇脱氢酶1(17β-HSD1)的主要作用是将雌酮(El)转化为发挥功能的雌二醇(E2)。作者从牙鲆(Paralichthys olivaceus)性腺转录组数据库获得该基因的开放阅读框(ORF)序列,对其进行了验证,并分析了该基因在高温、外源性激素处理条件下性腺分化期性腺组织中的差异表达以及c AMP和转录因子(NR5a2和NR0b1)在精巢原代细胞中对该基因表达的作用。结果显示,牙鲆17β-HSD1基因的ORF为873bp,编码290个氨基酸,与其他鱼类的有很高的相似性。半定量RT-PCR结果表明,该基因在卵巢中高表达,精巢有少量表达,并且在雌性个体的鳃、头肾、肾、脾、胃和肠中也有表达。实时定量RT-PCR结果显示,该基因在卵巢或精巢分化的关键时期表达量较高;在精巢原代培养细胞中,外源信号分子c AMP及转录因子NR5a2可以显著下调17β-HSD1基因的表达(P<0.05),且呈现剂量效应,转录因子NR0b1对该基因的调控也与剂量有关。作者推测牙鲆17β-HSD1基因在性腺分化中起一定的作用,其表达受到调控因子的作用,这些结果将有助于增加对鱼类性腺分化和发育的认识。

大菱鲆(Scophthalmus maximus)不同发育阶段视蛋白基因表达特征研究

视网膜视蛋白组成是动物识别光强与颜色视觉的基础,其会随着不同生长环境和发育阶段而发生变化。大菱鲆(Scophthalmus maximus)为重要的海水养殖鱼种,在发育过程中经历了从浮游生活到底栖生活的转变;生活习性的转变伴随着生存环境的变化,尤其是光照环境的变化。我们推测大菱鲆光照感知功能包括视蛋白种类及表达模式等,在不同阶段应有所不同,目前未见相关研究报道。本研究以1、4和9月龄大菱鲆为研究对象,通过qRT-PCR探查了不同阶段大菱鲆视蛋白基因表达的特征规律,通过分析三个发育阶段的视蛋白基因表达比例,推测鱼体光谱敏感性变化规律。结果表明,红视蛋白(LWS)基因表达量随鱼体发育逐渐降低,视紫红质(RH1)、紫外视蛋白(SWS1)和蓝视蛋白(SWS2)随鱼体发育表达量逐渐升高,而绿视蛋白(RH2)中高表达的RH2b1无显著变化。LWS表达比例由1月龄57.2%降至九月龄11.4%,RH2b1表达比例由1月龄29.9%升至九月龄73.3%。随着大菱鲆由早期浮游生活转入底栖生活,表达占主导地位的视蛋白,逐渐由LWS转变为RH2b1,其光谱敏感性可能由红色敏感向绿色敏感转变。大菱鲆视蛋白在不同发育阶段表达的特征变化引发的光谱敏感性变化,可认为是其对不同光环境的适应策略。

过硫酸氢钾复合物对对虾养殖底泥硝化作用、氨氧化微生物丰度和群落结构的影响

采用在模拟池塘中投放过硫酸氢钾复合物(KMPS)进行对比实验的方法,探究KMPS对养殖底质硝化作用的影响。通过对氨氮和亚硝态氮含量的检测,探究对不同时期氮素转化的影响,低频率高剂量投放组中的氨氮和亚硝态氮含量显著降低,而高频率低剂量组中氨氮和亚硝态氮的含量显著上升。高频率低剂量KMPS的投放使氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)丰度降低,而低频率高剂量KMPS的投放不会造成丰度降低,而且还表现出部分时期AOB丰度的上升。进一步对群落结构进行分析发现KMPS的投放使AOA群落中Nitrosopumilu属相对丰度降低,Nitrososphaera属的相对丰度上升,这种相对丰度的变化与KMPS的投放方式无关;但AOB群落受到KMPS投放方式的影响,低频率高剂量的KMPS投放下AOB群落优势属相对丰度显著提高。以上结果均说明低频率高剂量KMPS的投放起到了促进底质硝化作用的效果。同时,可为KMPS用于对虾养殖池塘底质改良开辟一个新的途径。

鱼类生殖细胞移植技术研究及进展

鱼类生殖干细胞具有多向分化潜能,作为供体细胞移入同种或异种受体,在受体内迁移、定居、增殖、分化、成熟,产生供体来源功能性配子和后代,称为鱼类生殖细胞移植。作为一项辅助生殖技术,与冷冻保存技术相结合,已经在多种鱼类上进行研究。经过十几年的发展,鱼类生殖细胞移植技术逐渐成熟,目前已经建立了原始生殖细胞、精原细胞、卵原细胞作为供体细胞,囊胚胚胎、孵化幼鱼、成鱼为受体的移植体系。生殖细胞移植技术未来将在濒危物种保护、代理养殖、干细胞诱导分化等方面发挥重要作用。本文总结分析了目前已经报道的鱼类生殖干细胞移植技术,以及鱼类生殖干细胞移植存在的问题和未来发展方向。

江蓠属不同种质资源中藻胆蛋白和琼胶含量差异及综合提取工艺研究

藻胆蛋白和琼胶是来源于藻类的重要活性物质,随着藻胆蛋白和琼胶需求量的日益提升,寻找合适的提取原料尤为重要。本研究比较了中国8种常见江蓠(Gracilaria)的藻胆蛋白和琼胶含量,建立了一种环保的综合提取工艺并进一步优化了琼胶提取条件。研究结果显示不同品种江蓠的藻胆蛋白和琼胶含量有显著差异,张氏江蓠(Gracilaria changii)的藻胆蛋白和琼胶含量相对较高。以张氏江蓠为综合提取藻源,藻蓝蛋白的得率为0.073 mg/g,藻红蛋白得率为0.088 mg/g,通过单因素实验和正交模型优化琼胶提取工艺,最佳提取工艺为碱浓度4%,碱处理时间2h,碱处理温度65℃,琼胶得率为43.51%。结果表明,张氏江蓠有较高生物资源利用率,综合提取藻胆蛋白和琼胶可以提高张氏江蓠的应用价值,研究为张氏江蓠的综合开发提供理论依据。

孔鳐雄性生殖系统解剖学与组织学观察

本研究对成年雄性孔鳐(Okamejei kenojei)的生殖系统进行解剖学和组织学观察,结果表明,孔鳐的生殖系统主要由精巢、附睾、输精管、储精囊、间质腺、鳍脚腺和鳍脚组成。其中孔鳐的精巢中的精小囊,按照成熟度依次由中心向小叶外周辐射状排列,其精子发育成熟过程根据精巢支持细胞的位置、精小囊的大小和精小囊中的生精细胞所处的状态可划分为7个时期:精巢支持细胞未迁移期、精巢支持细胞迁移期、精巢支持细胞定植早期、精巢支持细胞定植晚期、精子变形期、精子迁移期、精子聚拢期。变态成熟的精子最终每59~64根精子组成精子束进入附睾。精子束在附睾中经历“游离-聚拢-游离”3个过程后,最终储存在储精囊中。鳍脚是孔鳐的外生殖器,主要有鳍扇、扇盾等结构组成,它与储精囊相连,是将精液输送至体外的器官。

软骨鱼类输卵管腺研究进展

输卵管腺(oviduct gland)是软骨鱼类特有的生殖器官,由雌性软骨鱼类的输卵管前段发育形成,输卵管腺对于软骨鱼类的生殖具有重要意义,参与了卵壳的合成,卵胶的分泌,精子储存等多个重要生命过程。同时输卵管腺的合成产物中含有一种高度交联的胶原蛋白复合材料,具有韧性强、抑菌、抗污、可降解等特点,是极具开发价值的海洋生物材料。但是目前中国该领域研究基础较为薄弱,本文通过对软骨鱼类的生殖方式、输卵管腺的结构、卵壳分泌过程等几部分的研究进展进行阐述,以期为软骨鱼类的繁育、新型生物材料的开发提供启发。

裙带菜配子体与孢子体的附生微生物群落组成分析

裙带菜(Undaria pinnatifida)是一种重要的大型褐藻,具有较高的经济和食用价值。藻类的附生微生物既能通过代谢产物调控宿主藻类的生长发育,特定条件下又可能导致病害。了解裙带菜附生微生物群落组成对研究裙带菜与附生微生物间的相互作用、种质资源的有效保存以及防治藻类病害等有重要意义。现有研究大多集中于海带和紫菜,关于裙带菜的附生微生物,特别是不同生活史的对比研究还很少。本研究通过16S rRNA基因高通量测序发现,裙带菜配子体和孢子体的附生细菌群落组成有明显差异,配子体样品中的细菌群落丰度和多样性均大于孢子体。配子体中变形菌门(Proteobacteria)(66.67%)为第一优势菌门,其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)(13.48%)和蓝细菌门(Cyanobacteria)(11.13%),α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)(34.58%)为第一优势菌纲,其次为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)(31.01%);而孢子体中蓝细菌门(95.67%)占绝对优势,其次为放线菌门(Actinobacteria)(1.65%)和厚壁菌门(Firmicutes)(1.48%)。裙带菜样品经18S rRNA基因测序检测出链形植物(Streptophyta)、纤毛虫门(Intramacronucleata)、担子菌门(Basidiomycota)、顶复亚门(Apicomplexa)、节肢动物门(Arthropoda)、硅藻门(Bacillariophyta)、脊索动物门(Chordata)、腹毛动物门(Gastrotricha)、子囊菌门(Ascomycota)和毛霉菌门(Mucoromycota),其中,担子菌门、子囊菌门和毛霉菌门属于真菌,孢子体的真核微生物群落丰度大于配子体。本研究确定了裙带菜配子体和孢子体附生微生物群落组成以及不同细菌和真核微生物的相对丰度,结果表明,2个世代之间存在显著差异,为后续研究藻类宿主与微生物之间的相互作用、提高海带目褐藻种质保存技术提供了基础的数据支持。

凡纳滨对虾类胰岛素肽基因的结构及表达分析

类胰岛素肽(ILP)是胰岛素超家族的成员,具有进化保守性,是影响动物生命活动的重要因子之一。本研究克隆了凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)ILP1(Lv ILP1)全长基因,m RNA长度为812 bp,其中开放阅读框长543 bp,编码180个氨基酸。序列分析显示,Lv ILP1蛋白预计分子量为20.81 kDa,理论等电点为9.45,不稳定系数为96.20,具有一个信号肽,没有跨膜结构,推导其为碱性、不稳定的分泌蛋白。结构预测显示,该蛋白具有胰岛素超家族保守的Il GF结构域,由N端信号肽、B链、C肽和A链组成,同时具有6个保守的半胱氨酸位点和2个断裂位点。系统进化分析显示,Lv ILP1与斑节对虾(Penaeus monodon)ILP7亲缘关系最近,与甲壳动物ILP1聚为一支,然后分别与无脊椎动物ILP7、脊椎动物松弛素(Relaxin)、胰岛素(Insulin)、胰岛素样生长因子(IGF)聚在一起。无脊椎动物ILP7类与外群海葵(Actinia tenebrosa)ILP的进化关系最近,表明这类ILP可能与胰岛素超家族的祖先较为相似。转录因子预测显示,Lv ILP1可能的转录因子为叉头框蛋白O3(FoxO3)、糖皮质激素受体(GR)、CAAT区/增强子结合蛋白(C/EBP)、信号传导及转录激活蛋白(STAT)等;蛋白互作分析显示,Lv ILP1与细胞膜上的胰岛素受体(IR)、神经信号分子(VGLUT1、SYT 1_3)、糖蛋白激素(GPHB5)、鞣化激素(Bursicon)等相互作用;对这些转录因子和互作蛋白的生物功能进行分析,进而推测Lv ILP1可能具有调节生长发育、激素刺激反应、神经系统稳态、碳水化合物稳态、蜕皮后组织重建以及生殖发育等作用。分析发现,Lv ILP1在凡纳滨对虾早期发育阶段有较高表达,在成体各个组织中均有表达,但在眼柄中表达量最高。本研究结果为深入了解凡纳滨对虾ILP的基因结构、进化、功能及表达提供了重要信息,同时为凡纳滨对虾的分子育种和健康养殖提供线索。

文蛤(Meretrix petechialis)多种游离氨基酸含量的综合评价

为了明确文蛤游离氨基酸的组成、含量及其风味特性,本研究以文蛤的11个全同胞家系为研究对象,利用氨基酸自动分析仪测定文蛤足组织中游离氨基酸的种类和含量,通过主成分分析、TOPSIS分析进行综合评价。结果显示,文蛤家系游离氨基酸总量均在473~816mg/100g,均值为638mg/100g。呈鲜味氨基酸含量为270~570 mg/100g,占总含量的56.0%~70.8%,是最主要的呈味氨基酸。15种游离氨基酸通过主成分分析提取到2个主成分,其累积方差贡献率为89.54%,可代表文蛤中游离氨基酸的综合信息。游离氨基酸T值较高的家系依次是22A8、22A5、22A1和22A6,与TOPSIS分析结果一致。结果表明上述4个文蛤家系可作为游离氨基酸含量综合性状突出的优良种质资源用于文蛤的选育工作。