海洋鱼类肠道微生物研究进展

肠道作为机体最重要的消化和免疫器官,其肠道微生物复杂多样、种类繁多,对宿主的生长和健康具有至关重要的作用。对于数量众多的海洋鱼类而言,肠道微生物的研究已经取得了很多进展。综述了国内外海洋鱼类肠道微生物的研究进展,包括海洋鱼类肠道微生物的研究方法、组成、影响因素以及肠道微生物对海洋鱼类的影响机制等,以期为促进海洋鱼类健康、高效、绿色和可持续发展提供一定的指导和帮助。

大黄素-香豆素噻唑类衍生物的合成及其抗哈氏弧菌活性

以大黄素为先导化合物,根据活性基团拼接原理,将具有良好抗菌活性的香豆素噻唑和大黄素通过酰胺键连接到同一分子上,设计并合成了6个含有香豆素噻唑的大黄素酰胺类衍生物(8a~8f),并对其抗菌活性进行了评价。结果表明:化合物8b、8c和8f对哈氏弧菌活性存在不同程度的抑制作用,抑菌圈分别为13.37±0.07 mm、13.60±0.12 mm和13.54±0.09 mm,MIC均为0.25 mg/mL。所有化合物的结构经IR、1H NMR以及HR-MS(ESI)确证。

Thermococcus siculi HJ21高温普鲁兰酶基因的克隆表达及其热稳定性保护剂研究

普鲁兰酶是水解α-1,6糖苷键的淀粉脱支酶,可提高淀粉制糖的糖化率。该研究将古菌Thermococcus siculi HJ21的超嗜热普鲁兰酶Pul-HJΔ782基因克隆在冷休克启动子cspA的质粒pColdⅠ,在宿主大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中诱导表达,研究其酶学性质,通过单因素和响应面试验优化该酶的热稳定性保护剂,并考察保护剂对酶水解马铃薯淀粉的影响。结果表明,该酶的最适作用温度和pH分别为90℃和6.5,在温度80~100℃及pH 4.0~9.0范围稳定性良好。最佳热稳定性保护剂配方为Ca^(2+)添加量0.15 mol/L、甘油添加量5.4%、Tween 20添加量3.8 mL/L、明胶添加量4.0 g/L。在该优化条件下,90℃保温12 h后,酶活保留率为97.43%,比对照组提高了34.94%。该酶的糖化率显著提高,对马铃薯淀粉糖化40 h葡萄糖当量(DE)值为58.35%,比对照组比提高了11.78%。

液相芯片“黄海芯1号”在凡纳滨对虾急性肝胰腺坏死病抗性基础群体遗传评估中的应用

为评估基因型鉴定芯片在育种群体构建中的应用价值,实验对凡纳滨对虾3个群体(EE、PP和SS)进行急性肝胰腺坏死病(AHPND)副溶血弧菌(Vp_(AHPND))侵染实验,利用自主研发的40K SNP液相芯片“黄海芯1号”获得146尾个体的基因型信息,对群体遗传背景进行了系统调查并估算了AHPND抗性遗传力。Vp_(AHPND)浸染实验结果显示,不同群体间存在抗病差异,PP群体的存活性能比EE和SS群体分别高出12.9%和11.6%。利用质控后的38148个SNP信息构建系统进化树,结果显示群体内同一个家系的个体首先聚在一起,进而同属一个群体的多个家系聚在一起。主成分和遗传结构分析显示,可以准确地将146尾个体划分为3个组,与系统进化树聚类结果一致。遗传多样性分析显示,3个群体的观测杂合度(Ho)平均值为0.25~0.29,多态信息含量(PIC)平均值为0.20~0.23,上述遗传参数达到极显著水平。3个群体间的遗传分化系数(FST)为0.11~0.21,存在中高度遗传分化。基因组近交分析表明,EE、PP和SS群体的近交系数均值分别为-0.05±0.06、0.20±0.09和0.37±0.07,后2个群体内部分个体表现出较高的近交水平。使用ssGBLUPMF(Single Step Genomic BLUP with Metafounders)模型,复合基因型、表型和系谱信息,获得Vp_(AHPND)侵染后存活状态的遗传力估计值为0.24±0.07,表现为中等水平,表明基础群体具有较好的选育潜力。研究表明,利用液相芯片“黄海芯1号”开展辅助育种,可以进一步提高基础群体构建和评估的效率。

光强和盐度对龙须菜生长及光合特性的影响

持续降雨会引起光照强度和海水表层盐度的变化。近年来,受梅雨影响,福建省龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)栽培产量波动明显。为揭示其原因,本实验设置3个盐度梯度(低盐:16,中盐:24,高盐:32)和两个光强水平[低光:30μmol/(m2·s),高光:120μmol/(m2·s)],共6个不同处理组合,研究其对龙须菜生长和光合特性的影响。结果发现:(1)盐度、光照强度和二者交互作用对龙须菜的相对生长速率和净光合速率均具有显著影响(P<0.05),适当降低盐度、增加光照有利于提高藻体相对生长速率和净光合速率,同时盐度适当降低条件下藻体呼吸速率被显著抑制;(2)光照强度和盐度对龙须菜有效光合量子产率、最大相对电子传递速率、光能利用效率均具有显著影响(P<0.05),在光照增加条件下有效光合量子产率和最大相对电子传递速率随盐度增加呈先增加后降低的趋势,光照强度和盐度的交互作用仅对光能利用效率影响不显著(P>0.05);(3)盐度对龙须菜的光合色素含量具有显著影响(P<0.05),在同一光强条件下藻体色素随着盐度增加呈先升高后降低的趋势;在盐度适当降低条件下,光照增加显著促进其叶绿素a的合成;盐度和光照强度的交互作用对龙须菜的叶绿素a和藻红蛋白含量具有显著影响(P<0.05)。进一步分析表明:光照充足条件下盐度的适当降低促进藻体光合作用的增强和光合色素合成,进而促进龙须菜的生长;当盐度过低时,龙须菜的生长、光合作用和色素合成均受到明显抑制。结果表明梅雨季节龙须菜栽培产量潜在地取决于光照强度、海水表层盐度及其耦合作用的变化。

饥饿对日本囊对虾免疫及ATP酶活性的影响

为探究饥饿胁迫对日本囊对虾生长、免疫和能量代谢的影响,在25℃条件下将体质量(0.8±0.06)g的日本囊对虾置于多层多格的格栅式养殖装置中,每格放置1尾个体进行0、3、6、9、12 d的饥饿胁迫,分别检测各时间点胃、肝胰腺和肌肉组织中各种指标的变化情况。试验结果表明:饥饿胁迫下,日本囊对虾生长性能显著降低;各组织中过氧化氢酶活性均呈现先升后降的趋势;酸性磷酸酶、碱性磷酸酶活性在各组织中均随饥饿时间的延长呈显著下降的趋势(P<0.05);超氧化物歧化酶的活性变化呈现出明显的组织特异性,胃组织中的超氧化物歧化酶活性在饥饿胁迫前期呈现上升趋势,并在饥饿3 d达到最高值,随着饥饿时间的延长显著下降,肝胰腺和肌肉组织中的超氧化物歧化酶活性则随着饥饿时间的延长呈显著下降的趋势;饥饿胁迫下日本囊对虾各组织中钠钾ATP酶和钙镁ATP酶活性均呈现先升后降的趋势,且均在胁迫的3 d达到最高值。本试验结果表明,饥饿胁迫不仅会显著降低日本囊对虾的生长性能,在不同胁迫时期对其各组织中免疫相关酶及ATP酶活性也有显著影响。

三疣梭子蟹P-gp蛋白在氟苯尼考代谢中的功能研究

为研究三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)的P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)的转运功能,利用RACE扩增技术克隆得到abcb1(ATP-binding cassette transporter subfamily b1)基因全长序列,命名为Ptabcb1,cDNA全长为4923 bp,开放阅读框(ORF)为3522 bp,编码1172个氨基酸,具有2个疏水性的跨膜区(TMD)和2个核苷酸结合区(NBD),符合ABC转运蛋白的基本结构特征。序列比对结果显示,Ptabcb1基因与脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)abcb1基因同源性最高(73.32%)。系统进化树分析表明,Ptabcb1氨基酸序列与脊尾白虾紧密聚为一支。组织表达分布结果显示,Ptabcb1基因在所有组织中均有表达,其中在肝胰腺中的表达量最高。采用荧光原位杂交技术,利用合成目的基因Ptabcb1的杂交探针,通过荧光染色,追踪到Ptabcb1基因主要在肝胰腺的细胞质中表达。利用实时荧光定量技术探究肌注20 mg·kg^(-1)、40 mg·kg^(-1)和80 mg·kg^(-1)不同浓度的氟苯尼考(FLR)对Ptabcb1基因在三疣梭子蟹体内转录表达的影响;以及用10μM维拉帕米(verapamil,VER)注射三疣梭子蟹1 h后,再进行40 mg·kg^(-1) FLR的注射处理,探究FLR与VER联合注射给药对三疣梭子蟹Ptabcb1基因转录表达的影响以及转运活性的变化。结果显示,FLR在24 h内以浓度依赖的方式,通过促进Ptabcb1基因的转录上调,显著促进PtP-gp蛋白在转录水平上的转运活性;同时发现40 mg·kg^(-1) FLR与VER联合注射处理组与单独注射40 mg·kg^(-1) FLR处理组相比,在12 h之内强烈抑制FLR的外排,导致PtP-gp蛋白转运活性降低;12 h之后,PtP-gp蛋白转运活性逐渐恢复到对照组水平。此外,还发现三疣梭子蟹具有保守的P-gp蛋白介导的防御系统。研究结果可为进一步了解P-gp蛋白介导甲壳类动物解毒的分子防御机制提供依据。