基于血细胞全长转录物组和血清差异蛋白质组的厚壳贻贝新型免疫相关蛋白质鉴定

贻贝是一类极具经济价值和生态价值的双壳贝类,对其先天免疫防御机制的研究在海洋生物免疫学研究中占据重要地位。血淋巴是贻贝的主要免疫组织,采用贻贝血细胞Nanopore全长转录物组,结合基于SDS-PAGE分析的血清差异蛋白质组学手段,开展了厚壳贻贝血淋巴对不同微生物免疫响应的关键分子挖掘。研究结果表明,在不同微生物诱导后的贻贝血清中,共鉴定到蛋白质44种,其中26种蛋白质表现为在不同微生物胁迫后具有与对照组相比的显著差异表达(P<0.05),其功能涉及蛋白质折叠保护、细胞自噬与凋亡的调节、活性氧产生、能量代谢调节、细胞解毒功能以及炎症反应调节等。上述蛋白质在不同细菌和真菌胁迫后,其在血细胞中的基因表达量变化趋势存在差异,反映出贻贝对不同细菌和真菌诱导具有不同的响应策略。上述研究结果为了解贻贝先天免疫系统在应对不同类别微生物侵袭过程中,其差异化免疫响应机制,以及贻贝在微生物感染后,特异性标志蛋白质的筛选提供了新的科学依据,也为后续贝类养殖业的健康发展和病害防治提供了思路。

厚壳贻贝(Mytilus coruscus)组织及其海水环境中真菌群落结构差异分析

海洋真菌广泛参与近海生态系统的物质循环和能量流动,同时与海洋动物之间存在复杂的相互作用。贝类是我国主要的海水养殖生物,为深入了解海洋真菌与贝类养殖的潜在关系,选择厚壳贻贝养殖区海水及8种组织真菌为研究对象,利用荧光定量PCR以及ITSrDNA高通量测序解析养殖厚壳贻贝各组织及所处海水环境的真菌群落丰度和结构特征。结果显示厚壳贻贝养殖区内和边缘海域的真菌丰度显著高于养殖区外围海域;从贻贝养殖区和组织中共获得1409个OTUs,其中粪壳菌纲(Sordariomycetes)在海水真菌群落为优势纲;而在贻贝组织中,锤舌菌纲(Leotiomycetes,足20.13%、肾脏14.72%)、座囊菌纲(Dothideomycetes,鳃2.89%、后闭壳肌1.92%、血淋巴1.36%)、散囊菌纲(Eurotiomycetes,性腺3.59%、足1.57%)和伞菌纲(Agaricomycetes,性腺3.09%、消化腺2.71%、鳃2.50%)占据优势地位。多样性分析显示厚壳贻贝和海水间真菌群落存在显著性差异;Bray-Curtis相似距离分析显示贻贝真菌群落与养殖区内海水更为相似,而与边缘和外围海水差距较大。厚壳贻贝不同组织间、不同区域海水间的Beta多样性差异主要来自物种替换;贻贝与海水间真菌Beta多样性的差异主要来自丰富度差异。综上所述,厚壳贻贝体内真菌具有组织差异性,并且养殖活动改变了养殖区海水的真菌群落。研究结果将为贝类真菌资源、贝类-真菌相互作用及生态影响提供基础。

长江口及其毗邻海域真菌群落时空特征

为了解长江口及其毗邻海域水体真菌群落的时空分布特征,通过真菌ITS rDNA绝对定量和其扩增子高通量测序,系统调查了2022年春季、夏季和秋季海域表层水和底层水中真菌丰度和群落结构差异。结果显示,相较于春季[表层:(1.38×10^(8)±3.02×10^(7))copies/L;底层:(1.71×10^(8)±3.78×10^(7))copies/L]和夏季[表层:(1.14×10^(8)±3.64×10^(7))copies/L;底层:(1.11×10^(8)±2.55×10^(7))copies/L],水体真菌丰度在秋季[表层:(3.02×10^(8)±6.09×10^(7))copies/L;底层:(2.56×10^(8)±3.61×10^(7))copies/L]显著增加;表层与底层水体间真菌丰度差异不显著,但表现出离岸衰减的分布格局。群落结构分析表明,海水真菌主要为子囊菌门(Ascomycota)的粪壳菌纲(Sordariomycetes),其相对丰度在秋季呈现明显升高。多样性结果显示,海水真菌群落存在明显的季节性差异;表层与底层海水真菌群落多样性呈现不一致,底层海水中真菌群落季节性更为明显。冗余分析(redundancy analysis,RDA)分析表明,该海域真菌群落变化主要受溶解氧和温度影响。上述研究结果阐明了长江口及其毗邻海域真菌丰度及群落多样性存在明显的时空分布差异,为今后进一步深入解析河口生态系统真菌的生态功能提供依据。

舟山海域厚壳贻贝软体部分营养成分分析与评价

为评估舟山海域厚壳贻贝(Mytilus coruscus)的营养水平、确定其食用价值和养殖开发前景,采用常规营养指标测定方法对厚壳贻贝软体部分营养成分进行了评价。结果显示,厚壳贻贝软体部分(鲜样)中的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分的质量分数分别为74.20%、11.12%、3.10%和1.70%。共检出17种常见的氨基酸,包括7种人体必需氨基酸和4种鲜味氨基酸,分别占氨基酸总量的37.2%和37.9%;第一限制性氨基酸为异亮氨酸(Ile)和苏氨酸(Thr),氨基酸指数(EAAI)为45.27,必需氨基酸的构成比例基本符合FAO/WHO模式。矿质元素中钠(Na)质量分数最高,其次为钾(K)和钙(Ca);微量元素中锌(Zn)质量分数最高,其次为铁(Fe),铜(Cu)、Fe、Zn之间的比值合理。结果表明厚壳贻贝是营养价值较高的海水经济贝类,具有较高的食用价值、广阔的养殖前景和市场开发潜力。

全息光栅制作新发现

介绍了全息光栅制作过程中的问题及解决方法,并从实验的角度揭示了马赫-曾特尔全息干涉光路图的局限性,为制作高频全息光栅提供新的思路。

微生物燃料电池研究进展

首先介绍了微生物燃料电池的基本原理,然后从电池结构、产电微生物、电极等方面分析影响电池性能的各参数之间的关系,最后对其发展趋势进行分析和展望。

新马赫-曾特尔全息光路图制作高频全息光栅

介绍了根据马赫-曾特尔全息光路图而改进和设计的新全息光路图。此光路图不仅很好地解决了原光路图由于分束镜Ⅱ不能使得θ角度有太大改变[1]的局限性,而且具有光路的光程差易控制、角度易调节、实验易操作等诸多优点。可以依据此光路来制作高频全息光栅和相关物理量的测定。

鱼类铁调素(Hepcidin)的研究进展

铁调素是一类具有调节铁代谢功能的抗菌肽,在鱼类中广泛存在。文章介绍了Hepcidin的基本结构、生理功能,并总结了鱼类Hepcidin基因的克隆和表达、抗菌活性、铁代谢活性的研究进展,以期为鱼类Hepcidin的开发和利用奠定一定的基础。

海水养殖鱼类病原微生物研究进展

天然海洋渔业资源衰退，促使近海增养殖快速发展。随着海水养殖规模不断扩大，集约化程度不断提高，以及受养殖环境污染、布局不合理、管理技术相对落后等诸多因素的影响，养殖鱼类的病害频繁发生，已成为制约海水养殖产业的关键因素。

热休克及菌胁迫对厚壳贻贝HSP70基因表达的影响

70 ku的热激蛋白(HSP70)具有细胞内分子伴侣和细胞外免疫调节功能,是受到热激、重金属、干旱、疾病、寄生虫感染等条件胁迫后产生的诱导蛋白。本实验利用同源克隆法,获得厚壳贻贝HSP70基因1 700 bp的核心序列,BLAST比对和系统进化分析显示,该序列与已知的双壳贝类相应分子高度同源,其中与紫贻贝HSP70基因相似性高达96%,在进化树中两者位于同一分支。37℃热激后,厚壳贻贝肝胰腺和鳃中HSP70基因的表达快速上调,2 h即达到对照组30倍,随后持续上升,肝胰腺中最高表达量达到对照组100倍,说明厚壳贻贝HSP70分子为典型的热诱导蛋白。鉴于大肠杆菌及枯草芽孢杆菌是水体中常见微生物,进一步利用实时荧光定量PCR技术检测上述两种细菌感染后,HSP70基因在厚壳贻贝鳃和肝胰腺中的表达水平,结果显示,两种细菌均可引起厚壳贻贝鳃和肝胰腺的HSP70基因表达上升,但大肠杆菌诱导效应显著,8 h时表达量达到最高,鳃为对照组的4倍,肝胰腺为4.5倍,随后逐渐下降,到48 h已恢复到原始水平;枯草芽孢杆菌刺激后,肝胰腺组织中最高表达量在刺激后6 h约为对照组2.5倍,与注射PBS的效果相差不大,鳃组织的响应较肝胰腺组织明显,表达量缓慢升高,8 h达到最高,为对照组4倍,随后迅速下降,直至生理水平。研究表明,厚壳贻贝HSP70分子在调节环境胁迫及宿主免疫防御中具有重要功能。

重金属胁迫下厚壳贻贝谷胱甘肽S-转移酶基因表达分析

谷胱甘肽S转移酶(Glutathione S-transferase,GST)因对环境污染反应灵敏,且具有降解毒物、抗氧化等作用常被作为水体污染的指示分子;厚壳贻贝对环境污染物具有很强的耐受性,是重要的海洋环境污染监测生物,因此研究厚壳贻贝GST分子及其表达特征,对正确使用其进行海洋环境污染预警具有重要价值。本文通过同源克隆法获得厚壳贻贝GST部分序列(Gene Bank序列号为KC176684),经序列比对和系统进化分析初步推断所得到的GST基因为pi型。鉴于铜和镉是目前海水中主要的重金属污染源,进一步利用实时荧光定量PCR技术检测铜和镉胁迫后GST在厚壳贻贝血液中的表达水平,结果显示铜(Cu2+浓度为20μg/L)和镉(Cd2+浓度为200μg/L)胁迫均造成GST高水平表达,但最高表达量出现的时间略有差别,Cu2+出现在刺激后第10 d,表达量为对照组的6.95倍,Cd2+则出现在第15 d,约为对照组的6.11倍,说明GST参与了厚壳贻贝重金属的解毒过程,且对于不同重金属胁迫的解毒能力稍有不同。鉴于厚壳贻贝GST对重金属刺激的敏感作用,可将其作为海水养殖环境污染监测的生物指示基因。

温度休克法在海洋生物多倍体诱导中的应用

温度休克法是海洋生物多倍体育种的一种重要手段,具有操作简便、成本低廉、诱导成功率较高等优点,主要包括冷休克和热休克2种方式。文中综述了温度休克法诱导海洋鱼类和贝类多倍体的原理、特点及研究现状,对多倍体未来的研究方向进行了展望,以期为其他海洋生物多倍体诱导提供理论参考。

厚壳贻贝(Mytilus coruscus)养殖区沉积物微生物多样性及固碳潜力研究

海洋蓝碳是海洋碳汇研究的重要领域,厘清不同蓝碳生境中沉积物有机碳组分格局是当前研究的热点之一。为更好地理解此问题,现以近海厚壳贻贝养殖区这一特殊蓝碳生境为对象,解析沉积物中的碳氮组分格局;进一步通过关联沉积物微生物群落、结合卡尔文循环和还原三羧酸循环的关键基因相对丰度分析,评估厚壳贻贝养殖区沉积物的固碳潜力。结果表明,相较于非养殖区,厚壳贻贝养殖区沉积物惰性碳的累积较大,氮组分主要以氨氮形式存在;同时养殖区高微生物量碳和微生物量氮指示了其沉积物中碳周转较快,碳氮组分特征差异明显。沉积物微生物高通量测序结果显示养殖区沉积物微生物主要以Gamma变形菌纲和Delta变形菌纲为主,且微生物类群与颗粒有机碳、惰性碳等碳组分存在明显的相关性。与惰性碳存在明显正相关关系的硫微螺菌科(Thiomicrospiraceae)丰度在养殖区沉积物中显著高于非养殖区沉积物。贻贝养殖区沉积物包含cbbL在内的6种关键功能基因,固碳潜力明显。研究结果将为进一步探究蓝碳生境的有机碳来源和微生物固碳效率提供基础依据。

基于Illumina测序的厚壳贻贝足组织转录组研究

贻贝足丝是贻贝足组织分泌的足丝蛋白形成的非细胞组织,具有在水环境下的极强粘附性能,是当前生物粘附剂及抗腐蚀材料的研发热点.为进一步了解贻贝足丝蛋白的分子多样性特征,采用新一代Illumina高通量测序平台对厚壳贻贝(Mytilus coruscus)足组织进行转录组测序,首次构建了厚壳贻贝足组织的转录组数据库.共计获得7 199 799 840 nt的碱基数据.经过序列拼接和组装,获得88 825条unigene.对上述unigene开展了序列注释,共计37 007条unigene获得注释.在此基础上,经序列检索和比对,从中筛选出与目前已知的11种足丝蛋白同源的56条unigene序列并进行分析.结果表明,厚壳贻贝足丝蛋白具有明显的氨基酸偏好性,部分足丝蛋白具有重复序列,且厚壳贻贝足丝蛋白与其他种类的贻贝足丝蛋白具有较高的序列相似性.上述结果为后续贻贝足丝蛋白的批量鉴定以及在此基础上的贻贝足丝形成、固化以及粘附机制相关研究奠定了基础.

动物中几种主要谷胱甘肽S-转移酶亚型的研究进展

谷胱甘肽S-转移酶是生物体内一类重要的解毒酶,主要在抗毒机制第II阶段起作用,在许多脊椎动物和无脊椎动物中参与免疫防御和代谢过程,已作为生物标记基因而广泛用于环境污染评估。本文阐述了胞质中几种主要谷胱甘肽S-转移酶亚型的生物学性质和作用,及其国内外研究的最新进展,以期为进一步开发谷胱甘肽S-转移酶提供指导。

厚壳贻贝组蛋白H2的免疫响应及其衍生肽抑菌活性

为深入了解组蛋白及其衍生肽在贻贝免疫过程中的作用,实验采用荧光定量PCR(qPCR)技术对厚壳贻贝组蛋白H2A和H2B进行微生物胁迫后的表达量变化进行分析。在此基础上,对厚壳贻贝组蛋白H2A和H2B基于其N端序列设计的衍生肽段(分别为Coruscusin-Ⅰ和Coruscusin-Ⅱ)进行固相化学合成、圆二色性光谱分析以及抑菌活性验证。结果显示,厚壳贻贝组蛋白H2A和H2B在不同组织中,对不同微生物胁迫均产生明显的表达量上调,且在血细胞中表现出对真菌和革兰氏阴性菌的敏感性,在鳃组织中表现为对革兰氏阳性菌的敏感性;而在消化腺组织中,H2A对革兰氏阳性菌较为敏感,但H2B对真菌和革兰氏阴性菌较为敏感。厚壳贻贝组蛋白衍生肽段Coruscusin-Ⅰ和Coruscusin-Ⅱ在非极性溶液中,其螺旋含量明显上升,且二者对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有明显的抑菌活性,但Coruscusin-Ⅱ对真菌的抑制活性较Coruscusin-Ⅰ强。进一步的螺旋结构预测结果表明,2种衍生肽序列中碱性氨基酸的种类及分布特征可能是其抑菌活性差异的内在原因。本研究为了解组蛋白及其衍生肽在贻贝免疫过程中的作用及其机制奠定了基础,也为开发贻贝组蛋白衍生肽为来源的新型生物抗生素提供了科学依据。

斑鰶仔、稚鱼形态发育及异速生长模式研究

运用光学显微镜技术和实验生态学方法,对斑鰶(Konosirus punctatus)早期形态发育观察、异速生长模式及其生态学意义进行了研究。结果表明:在水温(21.5±0.5)℃下,初孵仔鱼全长(3.18±0.52)mm,斑鰶仔鱼期从孵化出膜到43日龄棱鳞开始出现前,稚鱼期从44日龄棱鳞出现到55日龄全身覆满鳞片。斑鰶的形态变化和器官分化主要发生在仔鱼期。斑鰶的吻长、躯干长、肠道长、胸鳍长、腹鳍长等重要形态学指标均存在异速生长现象,其生长拐点依次为42日龄(TL:26.41 mm)、24日龄(TL:15.57 mm)、31日龄(TL:21.41 mm)、41日龄(TL:25.47 mm)、42日龄(TL:26.41 mm)。相对于全长、吻长和胸鳍长在拐点前后由正异速生长变为等速生长,腹鳍长由正异速生长转为负异速生长,这为呼吸、摄食和成功逃避捕食者提供有利条件;而肠道长由负异速生长变为等速生长,这可能与斑鰶的食性转化有关。综上所述,为适应复杂多变的生存环境,斑鰶在早期发育阶段优先发育对生长生存起关键作用的器官,这对提高仔、稚鱼的存活率具有重要的生态学意义。研究将为今后进一步人工繁育和苗种培育提供理论依据。

大黄鱼过氧化氢酶基因的克隆及其对鳗弧菌感染的响应

为探究过氧化氢酶(catalase,CAT)对大黄鱼机体的保护作用,实验基于大黄鱼基因组序列数据库克隆获得CAT基因1584 bp的完整开放阅读框(GenBank登陆号:KKF-14425.1),该序列编码527个氨基酸残基,包含与其他动物高度保守的酶活性中心序列FDRERIPERVVHAKGA、亚铁血红素结合信号序列RLFSYPDTH、3个催化位点残基His75、Asn148和Tyr358,以及12个NADPH结合位点等,理论分子量为59.98 ku,等电点为8.37。多序列比对显示,大黄鱼CAT氨基酸序列与其他鱼类具有较高的一致性,与同属于石首鱼科的军曹鱼和条石鲷同源性高达94%,在进化树中也聚类于同一进化分支,说明该序列为CAT家族成员。实时荧光定量PCR检测显示,大黄鱼CAT基因在所检测的7种组织(肝脏、脾脏、脑、肾、肌肉、鳃、肠)中均有表达,但在肝脏中表达水平最高(为肌肉中的6.68倍)。鳗弧菌感染后,大黄鱼肝组织中CAT基因的表达随着时间的推移而变化明显,感染后12 h,达到最高(7.48倍),随后逐渐下降,到72 h已基本恢复到原始水平,注射PBS的对照组,CAT基因表达只略有上调,说明病原菌侵染可能引起鱼体产生大量活性氧自由基及H2O2,CAT基因则可以清除体内过量的活性氧,进而防止它们对细胞造成损伤。

厚壳贻贝(Mytilus coruscus)中抗生素耐受细菌多样性研究

抗生素的滥用是当前水产养殖业发展及食品安全面临的重大威胁。贻贝体内含有丰富的附生菌群,但目前尚不清楚贻贝附生菌群在抗生素残留背景下的动态变化和耐受性特征。为此进行了厚壳贻贝中抗生素耐受细菌多样性研究。将厚壳贻贝暴露于含有青霉素、链霉素和卡那霉素的养殖水体中,之后采用超声法获取含贻贝软体部组织表面附着菌群的超声液,经Zobell 2216E液体培养基培养后,将组织超声液和培养液一并经16S rDNA高通量测序来分析厚壳贻贝微生物的群落组成。结果表明,超声处理后获得的微生物主要为拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)。多重抗生素的处理可以显著下降贻贝体内微生物的OTU数,对微生物群落结构有明显影响。经264 h恢复养殖后,在门水平上观察到贻贝体内微生物群落可以恢复重建,表明其具有一定的韧性。研究结果将为今后进一步探索宿主相关微生物群落构建机制及特殊抗性微生物奠定基础。

斑鰶亲鱼室内越冬养殖技术

斑鰶(Konosirus punctatus)隶属硬骨鱼纲(Osteichthyes),鲱形目(Clupeiformes),鲱科(Clupeidae),斑鰶属,俗称窝斑鰶、扁鰶、海鲫、斑点水滑。在我国黄渤海、东海、南海均有分布,主要栖息在内湾浅海区,以海湾和河口比较多,是我国沿海常见的小型经济鱼类,我国沿海地区有利用其天然苗种开展港养模式。斑鰶适盐范围广,肉质鲜美,生长速度快,食物链短,当年就可以达到商品鱼规格,具有很高的经济价值。