临海东矶海域人工鱼礁大型底栖动物群落的早期发育

为养护渔业资源和修复受损海岸带生态系统,人工鱼礁通常被投放至沿岸海域的海底,为海洋生物提供新的栖息地。于2022年5月(投放后10个月)和10月(投放后15个月)调查了临海东矶人工鱼礁大型底栖动物群落,分析了不同礁龄间大型底栖动物种类组成、密度、生物量和群落结构的差异。两次调查共记录到5类17种大型底栖动物,优势种为猫爪牡蛎Talonostrea talonata和侧花海葵Anthopleura sp.。礁体投放10个月后大型底栖动物群落的平均密度和平均生物量分别为(3519±289)个/m^(2)和(3657±273)g/m^(2),15个月后平均密度和平均生物量分别为(10056±1858)个/m^(2)和(8300±2045)g/m^(2),15个月的密度和生物量均显著高于10个月的(P>0.05)。不同礁龄间大型底栖动物群落结构具有显著性差异(Globe R=0.573,P=0.029),导致群落结构差异的物种主要是曲膝薮枝螅Obelia genicutata、侧花海葵、褐蚶Didimarca tenebricum、丽核螺Tritonoharpa leali、双纹须蚶Barbatia bistrigata和疣荔枝螺Thais clavigera。礁体投放10个月后和15个月后人工鱼礁附着猫爪牡蛎的平均密度分别为(2075±37)个/m^(2)和(2194±397)个/m^(2),不同礁龄间没有显著性差异(P>0.05)。发现临海东矶人工鱼礁表面分布有低物种丰度和高密度的大型底栖动物群落,并发育成为以猫爪牡蛎为造礁种的人工牡蛎礁。

缺刻缘绿藻的光合膜脂与中性脂及其脂肪酸组成在氮饥饿/氮恢复培养过程中的变化

对缺刻缘绿藻(Myrmecia incisa)进行氮饥饿(4 d)/氮恢复(4 d和8 d)培养,研究其细胞中三酰甘油(TAG)和光合膜脂,主要是单半乳糖二酰甘油(MGDG)和二半乳糖二酰甘油(DGDG)的含量和脂肪酸组成的变化。结果表明TAG含量在氮饥饿胁迫下显著上升,而在氮恢复培养下逐渐下降;DGDG含量的变化趋势与TAG相反;MGDG的含量则始终呈现上升趋势。对脂肪酸组成进行分析发现花生四烯酸(ArA)主要存在于TAG中,且TAG中ArA的含量在氮饥饿胁迫下显著上升,并在氮恢复培养下逐渐下降。DGDG中ArA含量在氮饥饿/氮恢复过程中的变化与TAG中的相反;MGDG中ArA的含量在不同培养条件下始终增加。该结果表明在氮饥饿胁迫下DGDG可能向TAG合成提供ArA,而TAG在氮恢复后可向光合膜脂提供脂肪酸以供其合成。

氮饥饿与磷饥饿促使缺刻缘绿藻花生四烯酸含量增加的比较

以富含花生四烯酸(AA)的缺刻缘绿藻H4301为研究对象,探讨了不同光照强度条件下氮饥饿与磷饥饿对藻生物量、AA及脂肪酸含量变化的影响。发现氮饥饿与磷饥饿均降低了藻类的生长速率与生物量,当在60μmol photons/(m2.s)的低光照强度下,磷饥饿时的藻类平均生长速率最低[0.025 g/(d.L)],不足BG-11完全培养基中该藻生长速率的一半;氮饥饿与磷饥饿均能提高藻细胞总脂肪酸及AA的含量,但在低光照强度下磷饥饿的促进效果比较差;无论是完全培养基中还是饥饿处理时,200μmol photons/(m2.s)的高光照强度都不利于藻细胞AA及多不饱和脂肪酸的合成与积累;随着饥饿时间的不断持续,AA占总脂肪酸的百分含量逐渐增加,而亚油酸的百分含量逐渐降低,但在磷饥饿时,油酸的百分含量也增加,特别在高光照强度下,以油酸为主的单不饱和脂肪酸含量在第27天时占细胞干重的5.28%,以致AA含量的增加没有氮饥饿时的显著。从脂肪酸成分的变化来分析,该藻在氮或磷饥饿过程中主要是从亚油酸到γ-亚麻酸再到20∶3ω6这个途径来合成并积累AA,其中Δ6去饱和酶是限速酶,而ω3去饱和酶催化步骤受饥饿处理的负调控对确保AA的合成与积累有较大的积极作用。氮饥饿使藻细胞蛋白质合成受阻以及磷饥饿使核酸合成、糖类与能量代谢产生障碍,从而阻止藻类的生长并迫使细胞代谢流转向不含氮和磷的脂肪酸合成代谢,以提高藻细胞总脂肪酸及AA含量。

海带雄配子体抑制消减cDNA文库的生物信息学分析

对海带(Laminaria japonica Aresch).雄配子体抑制消减cDNA文库进行生物信息学分析,并通过Northern印迹杂交进一步验证了雄配子体2个优先表达的基因。结果表明,(1)由627个克隆产生的618条高质量cDNA可聚类成187条非冗余序列(NRS);其中93条Contig由524条cDNA拼接而成,剩下的94条为Singleton(只有单条cDNA),冗余率达69.74%。(2)5条NRS因与rRNA基因相匹配而不进行分析;60条NRS与GenBank中注释蛋白基因显著匹配;122条NRS无显著匹配。(3)大部分已知功能的基因与物质和能量代谢(26.7%)、生长发育(13.3%)有关,其中与叶绿体光捕获蛋白复合体有关的基因有106条cDNA,所涉及的有lhcf6基因(62条cDNA)与fcp基因(12条cDNA)等。(4)经Northern印迹杂交证实lhcf6和fcp2个基因在处于营养生长期的雄配子体中优先表达。(5)90条Contig的总G+C含量平均值为52.58%,表明了密码子的使用对G、C有明显的倾向性;20个推测功能蛋白(1520密码子)密码子第三位碱基的使用偏好C(40.7%),其次是G(33.9%);终止密码子的使用偏好TGA(54.5%)。本研究为海带雌、雄配子体差异表达基因克隆、分析和功能基因组学等研究提供了信息。

缺刻缘绿藻FAD基因的序列特征及其相对转录量对氮饥饿的响应

为探讨缺刻缘绿藻(Myrmecia incisa)花生四烯酸(20:4 6,AA)合成过程中一系列脂肪酸去饱和酶(FAD)的作用,本研究克隆了12、6及5 FAD基因的cDNA全长序列(GenBank登录号分别为JN205757、JN205755和JN205756)及其相应的DNA序列。它们的cDNA全长分别为1 806 bp、2 674 bp及2 318 bp,其中ORF长为1 137bp、1 443 bp和1 446 bp,分别编码由378、480和481个氨基酸组成的蛋白;通过其cDNA与DNA序列的比对,发现12、6及5 FAD基因分别具有4、5和7个内含子,其剪切位点均符合"GT-AG"规则。Δ12、Δ6和Δ5 FAD编码蛋白均富含疏水性氨基酸,约占各自氨基酸组成的52.8%、46.6%及50.9%。密码子的偏好性与缺刻缘绿藻其他基因保持一致。推测这3个FAD基因编码蛋白都存在4个跨膜区,而12和5 FAD还各有一个明显不跨膜的疏水区;都具有FAD家族各自相对保守的3个组氨酸簇基序。基于缺刻缘绿藻和其他物种相应的FAD基因编码蛋白序列所构建的Neighbor-joining(NJ)系统进化树,表明Δ12、Δ6、Δ5及ω3 FAD分别隶属于各自的分支,其中,Δ12与ω3 FAD的亲缘关系较近,而Δ6与Δ5 FAD具有较近的亲缘关系。利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,Q-RT-PCR)分析这3个FAD基因在缺刻缘绿藻缺氮培养96 h后又恢复氮培养72 h过程中的相对转录量,结果表明这3个基因的相对转录量都受到氮信号的调控,它们随着氮饥饿培养时间延长明显上升,而氮恢复培养后迅速并显著地下降到氮饥饿胁迫前的水平。结合已知脂肪酸成分在此过程中的变化,推测这3个基因对缺刻缘绿藻AA的合成和积累都起着重要的作用,而Δ6 FAD的作用可能更关键。

海带cbbX基因序列特征及在雌、雄配子体之间的差异表达

根据海带雄配子体抑制消减cDNA文库中筛选出的克隆18序列设计基因特异性引物,利用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE),克隆了一条长2087bp的cDNA序列(GenBank登陆号:EF490312),其中开放阅读框1275bp,5′-非翻译区(untranslated region,UTR)长118bp,3′-UTR长694bp且具有明显的polyA尾巴。蛋白同源搜索显示,它编码的蛋白与Guillardiatheta这种隐藻核型体编码的CbbX蛋白(GenBank登录号:CAB65663)具有66%同源性。推测的海带配子体cbbX基因编码一个含有424个氨基酸的前体蛋白,前19个氨基酸为信号肽序列。酶切后的成熟蛋白由405个氨基酸组成,分子量为45.26ku,等电点为5.28。海带配子体cbbX基因被8个内含子隔离开,它们的剪切位点都遵循"GT-AG"规则。无论在cDNA或者DNA序列上,雌、雄配子体cbbX基因都没有差异。自编码蛋白的第184位Gly开始,具有一个典型的Walker ATP-结合motif。通过与其它物种共14个CbbX蛋白序列构建的neighbor-joining系统演化树可知,它与隐藻核型体及红藻核基因组编码的蛋白聚成一类,而区别于叶绿体编码蛋白。因此,推测该克隆的海带配子体,cbbX基因可能是由核基因组编码的。荧光定量PCR(Q-RT-PCR)结果证实,cbbX基因在海带雄配子体的表达量明显高于雌配子体的,且在雌、雄配子体之间存在不同的日转录图谱。实验为海带配子体cbbX这个差异表达基因的功能研究和亚细胞定位奠定了基础。

缺刻缘绿藻溶血磷脂酰乙醇胺酰基转移酶(LPEAT)的基因克隆与特征分析

缺刻缘绿藻三酰甘油(TAG)中花生四烯酸(Ar A)占其总脂肪酸含量的68.0%。为了弄清Ar A是如何被优先地用于合成TAG,鉴于Lands循环是通过改变膜脂的脂肪酸组成进而影响TAG的脂肪酸组成,本研究选择在Lands循环中起关键作用的溶血磷脂酰乙醇胺酰基转移酶(LPEAT)作为突破口。运用反转录PCR与3′-及5′-c DNA末端快速扩增技术,自缺刻缘绿藻(Myrmecia incisa Reisigl)中克隆到MiLPEAT;它的c DNA序列全长1303 bp,其中,5′-非翻译区(UTR)长129 bp,3′-UTR长193 bp,开放阅读框长981 bp,编码326个氨基酸残基;以缺刻缘绿藻基因组DNA为模板扩增得到该基因长为1871 bp的DNA序列;这两序列的比对结果显示,MiLPEAT含有6个内含子,将其开放阅读框(ORF)分割成7个外显子。通过多序列比对及生物信息学分析,发现MiLPEAT存在一个磷酸酰基转移酶结构域Pls C,并含有LPEAT家族所具有的NH(x)4D、FPEGT等4个特征性模体;Wolfpsort等在线预测结果以及MiLPEAT羧基端存在的双赖氨酸模体"KKxx",暗示它可能位于内质网并参与分泌途径。基于不同植物LPEAT的氨基酸序列所构建的邻接聚类图表明,MiLPEAT因与2型LPEAT有不同的序列特征而形成不同的分支,但却与1型LPEAT聚类在一起,推测它们的功能可能更近似。通过荧光定量PCR检测,发现MiLPEAT的基因转录量在氮饥饿8 h时显著(P<0.05)增加;与其变化相应的溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)相对丰度却极显著地(P<0.01)减少49%,但磷脂酰乙醇胺(PE)相对丰度的增加却不显著;推测在氮饥饿过程中增加的磷脂酰乙醇胺(PE)可能被磷脂:二酰甘油酰基转移酶作用以合成为TAG,致使缺刻缘绿藻TAG含量的增加。

海南西北部近岸海域浮游动物群落结构

为探讨海南西北部近岸海域浮游动物群落结构,根据2016年11月(秋季)、2017年2月(冬季)、2017年5月(春季)和2017年8月(夏季)4个季节的浮游动物调查数据,对该海域浮游动物的种类组成、优势种及其生态类群、丰度和生物量进行了分析。结果表明:4个季节共鉴定浮游动物7门113属215种(含未定种),秋季最多(134种),冬季(113种)和春季(111种)较为接近,夏季(94种)最少,各季节均以桡足类和水螅水母类占优势。浮游动物种类的空间分布上,秋季和冬季整体呈现近岸和远岸较中间高,而春季和夏季由近岸到远岸呈逐渐增加的变化趋势。浮游动物种类随季节变动不大,但优势种更替较为明显,仅亚强次真哲水蚤( Subeucalanus subcrassus )和肥胖箭虫( Sagitta enflata )为4个季节共有优势种。优势种生态类群主要可分为暖温种、广温广盐种、近岸暖水种、热带暖水种及暖水广布种。浮游动物丰度均值秋季(124.75 ind./m^3 )与冬季(152.43 ind./m^3 )相近,春季(64.76 ind./m^3 )和夏季(74.44 ind./m^3 )相近,春季、夏季的丰度均值要明显低于秋季、冬季,平面分布上秋季和冬季呈现近岸高远岸低,但不同的是水深在大于20 m以上的海域,冬季平均丰度要稍高于秋季,而春季和夏季呈现近岸低远岸高的变化特点。浮游动物生物量冬季(263.68 mg/m 3 )最高,秋季(147.38 mg/m^3 )次之,春季(59.13 mg/m^3 )和夏季(61.45 mg/m^3 )相近,平面分布上与丰度分布趋势相似。

余姚市主要内河浮游甲壳动物群落及其与环境因子的关系

为探讨余姚市主要内河(余姚江、临周江、长泠江和湖塘江)浮游甲壳动物群落结构受生物因子和环境因子的影响,于2018年2月(冬季)、5月(春季)、8月(夏季)和11月(秋季)进行4次调查,分析浮游甲壳动物种类组成、优势种、密度和生物量以及群落结构时空变化特征。结果显示:4次调查共鉴定浮游甲壳动物39属67种,其中桡足类35种,枝角类32种,浮游甲壳动物种类数秋季最低,春、夏、冬季稍高且季节波动变化不大,但空间分布上具有差异。密度和生物量时空分布上,春季与其他季节差异显著,长泠江与其他江差异显著。优势种季节更替较为明显,仅长额象鼻溞(Bosmina longirostris)为四季共有优势种。溶解氧、水温和浮游植物密度对浮游甲壳动物群落结构影响较为显著。

2018—2019年余姚市主要内河浮游甲壳动物群落变化特征

为探明2018—2019年余姚市主要内河(余姚江、临周江、长泠江和湖塘江)浮游甲壳动物群落变化特征,于2018年和2019年2月(冬季)、5月(春季)、8月(夏季)和11月(秋季)调查8次,比较分析浮游甲壳动物种类组成、优势种、密度和生物量等参数,并采用优势度曲线和相似性分析方法,分析浮游甲壳动物种类数与累计丰度百分比,以及浮游甲壳动物群落年际、季节及空间上的差异性。调查结果显示:2018年共鉴定浮游甲壳动物39属67种,其中桡足类35种、枝角类32种;2019年共鉴定浮游甲壳动物26属46种,其中桡足类25种、枝角类21种。2018年浮游甲壳动物、桡足类和枝角类种类数高于2019年。密度和生物量年际变化不大,各年度季节排序均为春季>秋季>夏季>冬季。优势种年际更替率为78.26%。浮游甲壳动物群落结构年际差异极显著,季节上夏季两年之间群落结构差异不显著,空间上各江段两年之间均差异不显著。2019年较2018年,浮游甲壳动物群落具有一定的单一性表现,水体亦有趋于富营养化的态势。

浮游虫黄藻生长及碱性磷酸酶对不同磷酸盐浓度的响应

为探究不同初始磷酸盐浓度对浮游虫黄藻(Symbiodinium sp.)生长及碱性磷酸酶活性(alkaline phosphatase activity,APA)的影响,以磷酸二氢钠为磷源,设计短期(7 d)和长期(55 d)培养实验。结果显示,不同磷酸盐浓度对藻细胞生长有显著影响,初始浓度为35.00μmol·L^(-1)试验组藻细胞生长量最大,10.00μmol·L^(-1)和20.00μmol·L^(-1)组其次,且两组间无显著性差异,0.15μmol·L^(-1)组最小,说明环境中磷酸盐水平的提高可促进浮游虫黄藻的生长。在高磷酸盐初始浓度(35.00μmol·L^(-1))的长期培养下,随着磷酸盐的大量消耗,藻细胞比生长速率(μ)、叶绿素a含量和实际光化学量子效率(F_(q)′/F_(m)′)均下降,表明磷限制可影响虫黄藻的光合作用,抑制其生长。同时发现,各试验组磷酸盐浓度与其APA呈负相关,表明浮游虫黄藻可以通过提高APA水解有机磷获得无机磷,从而缓解低磷胁迫以维持生长。

浙江健跳港牡蛎礁的幼体补充量和附着底物筛选

本研究通过监测浙江健跳港牡蛎礁海域的牡蛎幼体补充量,并开展田间实验,比较了两种底物(牡蛎壳、岩石)的牡蛎附着效果,从而确定合理的牡蛎礁修复方式,推荐适宜的建礁材料。结果显示:牡蛎自然补充群体中共有4种牡蛎,即近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)、熊本牡蛎(C.sikamea)、福建牡蛎(C.angulate)和猫爪牡蛎(Talonostrea talonata),补充量中以熊本牡蛎占绝对优势,相对丰度达95%以上。牡蛎补充量介于0~44200个/m^(2),月平均补充量为(7165±1246)个/m^(2)。附着底物筛选实验结果表明潮区(P<0.001)和底物类型(P=0.004)均显著影响牡蛎补充量,两因子之间存在显著的互作效应(F1,16=8.214,P=0.011)。4个实验组间附着牡蛎密度的排序为:高礁区岩石>高礁区牡蛎壳>低礁区岩石=低礁区牡蛎壳(P<0.05);相对于牡蛎壳,岩石是更为适宜的牡蛎附着底物。本研究得出浙江健跳港牡蛎礁为底物受限型,可在退化礁区投放岩石修复牡蛎礁。

红色赤潮藻主导的混合赤潮对浮游生物群落结构的影响--以浙江南部沿海为例

根据2016年6月中旬浙江南部沿海一次红色赤潮藻主导的混合赤潮的调查数据,分析了赤潮海域和非赤潮海域浮游生物的种类及丰度、优势种、多样性指数差异以及其与水环境因子的相关性。结果表明,该海域共鉴定出浮游植物22种,浮游动物20种,赤潮区浮游植物平均丰度显著高于非赤潮区,赤潮区与非赤潮区浮游动物平均丰度和生物量差异不显著。赤潮区浮游植物均匀度指数显著低于非赤潮区,而赤潮区和非赤潮区浮游动物各指数均差异不显著。赤潮发生对桡足类影响较大,其在赤潮区的种类和丰度均显著少于非赤潮区。主成分分析结果表明非赤潮区最主要优势种红色赤潮藻与氮磷浓度呈正相关,赤潮区则相反。浮游动物总丰度在非赤潮区及赤潮区均与叉状角藻丰度呈正相关,与有毒赤潮生物具刺膝沟藻丰度呈负相关。以上结果表明红色赤潮藻为主的混合赤潮爆发能够显著改变赤潮发生海域浮游生物的群落结构。