诺氟沙星对刺参肠道菌群结构与功能特征的影响

近年来,诺氟沙星(norfloxacin,NOR)在水环境中被广泛检出。为探究NOR对棘皮动物的毒性效应,选取刺参(Apostichopus japonicus)为研究对象,将其暴露于0 mg·L^(-1)、1.5×10^(-1) mg·L^(-1)和150 mg·L^(-1)浓度诺氟沙星中56 d,研究NOR暴露对刺参肠道菌群结构及功能的影响。结果显示:刺参肠道核心菌群为变形菌门(Proteobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)。与对照组相比,随着环境中NOR暴露浓度的增加,刺参肠道菌群逐渐被罗尔斯通氏菌(Ralstonia)取代,150 mg·L^(-1) NOR处理组罗尔斯通氏菌相对丰度占比高达79.82%,呈现出肠道菌群单一化的现象。基于京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)代谢通路数据库注释,NOR暴露组肠道菌群mRNA翻译、蛋白质复制合成及修复、多糖合成及代谢通路丰度显著上调(P<0.05),而膜运输、氨基酸代谢通路丰度显著下调(P<0.05)。综上可知,水体中NOR影响了刺参肠道菌群结构与功能。本研究旨为水体抗生素生态风险评估提供一定的理论依据。

不同季节刺参养殖池塘沉积物菌群结构及其影响因素

本研究以辽宁省营口地区刺参(Apostichopusjaponicus)养殖池塘为研究对象,利用高通量测序技术,构建不同季节刺参养殖池塘沉积物菌群16S rRNA基因测序文库,解析刺参养殖池塘沉积物菌群的季节性差异和共性,查明影响沉积物菌群构成的主导环境因子。结果显示,营口地区刺参养殖池塘沉积物菌群的丰度和多样性以夏季最高,春秋次之,冬季最低。不同季节刺参养殖池塘沉积物差异菌群呈显著性季节演替特征(P<0.05)。其中,春季差异菌群主要隶属于拟杆菌门(Bacteroides),夏季差异菌群主要隶属于酸杆菌门(Acidobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和浮霉菌门(Planctomycetes),秋季差异菌群主要隶属于厚壁菌门(Firmicutes),冬季差异菌群主要隶属于放线菌门(Actinobacteria)。尽管不同季节沉积物细菌组分比例不同,但第一优势菌门均隶属于变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度>43.19%)。环境因子中,影响刺参养殖池塘沉积物菌群的主导环境因子为温度、总有机碳、总氮和pH。本研究将为刺参养殖池塘微生态调控提供理论参考。

冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群结构特征及其影响因素

本研究以我国北方典型岸基半开放刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘为对象,利用高通量测序技术构建冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群16S rRNA基因测序文库,解析封冰期、融冰期和化冰期刺参养殖池塘沉积物菌群结构特征,并查明影响菌群结构的主导环境因子。结果显示,冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群丰度和多样性表现为整体下调趋势,在融冰初期呈现显著性波动(P<0.05)。冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群结构呈现显著性差异,封冰期、融冰期和化冰期差异菌群分别隶属于厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和软壁菌门(Tenericutes)。尽管不同阶段微生物相对丰度比例不同,但第一优势菌门均隶属于变形菌门(Proteobacteria),相对丰度高于49.04%;次优势菌门则呈现出显著性变化,其中,封冰期为拟杆菌门(Bacteroidetes),融冰期为绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria),化冰期为浮霉菌门(Planctomycetes)。环境因子与菌群相关性分析表明,冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群结构与环境因子具有显著相关性(P<0.05),温度、盐度、总氮和总有机碳是沉积物菌群的主导环境因子。本研究将为刺参养殖池塘精细化管理提供理论依据。

不同季节刺参养殖池塘水体菌群结构与功能特征研究

为解析不同季节刺参(Apostichopusjaponicus)养殖池塘水体菌群结构与功能特征,本研究选取中国北方典型岸基半开放刺参养殖池塘为研究对象,利用高通量测序技术和生物信息学分析手段,分别构建了辽宁长海刺参养殖池塘四季水体菌群16S rRNA基因测序文库。结果显示,辽宁长海刺参养殖池塘水体菌群丰度和多样性以夏季最高,秋季最低。不同季节第一优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria),次优势菌门为拟杆菌门(Bacteroidetes)。春、夏、冬季特异性菌门分别隶属于疣微菌门(Verrucomicrobia)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes);秋季与其他季节相比,无显著性差异菌门(P>0.05)。基于COGs数据库预测,水体菌群24种功能蛋白存在显著性差异(P<0.05)。其中,春、冬季均表现为功能蛋白显著上调,主要表现在能量生产与转换、核苷酸运输与代谢、碳水化合物运输与代谢、次生代谢物的生物合成、运输与分解代谢、细胞壁/膜/包膜生物发生、细胞的能动性、转录和复制等方面;夏季水体菌群在碳水化合物运输和代谢功能、翻译、核糖体结构、生物发生功能、细胞壁/膜/包膜生物方面的功能蛋白显著性下调;秋季水体菌群在细胞周期控制、细胞分裂、染色体分裂、细胞骨架、次生代谢物的生物合成、转运和分解功能蛋白显著下调,细胞外结构功能蛋白显著上调。研究表明,刺参养殖池塘水体菌群种类及丰度存在季节性差异,秋季与其他季节相比,共有菌群种类较少,相似性较低;而水体菌群结构的季节性演替则依赖于其功能的变化。研究结果以期为刺参养殖池塘水体微生态调控提供一定的理论依据。

温度和盐度对中间球海胆胚胎发育早期进程联合效应

为探讨高温和低盐对中间球海胆(Strongylocentrotus intermedius)早期胚胎发育进程的影响,本研究利用中心复合设计(CCD)和响应曲面分析法(RSM),开展不同温度(12~26℃)和盐度(22~34)对中间球海胆胚胎发育早期进程的联合效应研究,旨在建立温度和盐度对中间球海胆胚胎发育进程的定量关系模型,并通过统计优化方法得出温度和盐度的最佳组合。结果显示,在实验设定的温度和盐度范围内,随着温度的升高,中间球海胆早期胚胎发育时间呈现出先缩短后延长的趋势;随着盐度的降低,中间球海胆胚胎发育早期时间延长。温度的一次效应、二次效应和盐度的一次效应均显著影响(P<0.05)中间球海胆胚胎发育早期进程;温度一次项系数的绝对值均大于盐度的一次项系数;温盐的联合效应对中间球海胆胚胎发育早期进程的影响不显著(P>0.05)。实验建立的2细胞期、8细胞期、16细胞期、囊胚期、上浮期和四腕幼虫期发育进程模型方程决定系数分别为0.9576、0.9508、0.9689、0.9932、0.9681和0.9763。模型优化和验证试验得出,温度20.47℃和盐度31.46时,中间球海胆2细胞期、8细胞期、16细胞期、囊胚期、上浮期、四腕幼虫期的发育时间最短,分别为1.28 h、2.07 h、3.31 h、4.14 h、11.28 h和47.31 h。研究结果表明高温和低盐会延长中间球海胆早期胚胎发育时间。

冻融期刺参养殖池塘水体菌群结构与功能特征

为解析冻融期刺参养殖池塘水体菌群结构与功能特征,本研究以中国北方典型刺参养殖池塘为对象,利用16S rRNA测序技术,开展冰封期和融冰期刺参养殖池塘水体菌群结构与功能共性及特异性研究。结果表明:冻融期优势菌群均隶属于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria);冰封期水体特异性菌群为梭杆菌门(Fusobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria),融冰期特异性菌群则主要隶属于放线菌门(Actinobacteria);基于KEGG数据库分析可知,冰封期和融冰期水体菌群代谢通路具有显著性差异(P<0.05),差异代谢通路主要表现在新陈代谢方面,以能量代谢、其他次生代谢物的生物合成、核苷酸代谢为代表;冰封期和融冰期刺参养殖池塘水体菌群结构与功能存在显著性差异。研究结果为刺参养殖池塘精细化管理和刺参健康养殖提供科学依据。

温度和盐度对中间球海胆(Strongylocentrotus intermedius)早期胚胎发育率的联合效应

海洋生物种群繁衍目前面临着严峻的环境压力。胚胎期作为生命发育的起始阶段,极易受环境因素的影响,温度和盐度则是影响生物生长发育的两大关键要素。为探明中间球海胆早期胚胎发育对温度和盐度的耐受性及其最适温盐条件,采用中心复合设计(CCD)和响应曲面法(RSM),开展温度(12~26℃)和盐度(22~34)对中间球海胆胚胎早期发育的联合效应研究,旨在建立温度和盐度对中间球海胆胚胎受精率、上浮率和变态率的定量关系模型,并通过统计优化方法得到温度和盐度的最佳组合。结果表明:过高或过低的温度和盐度均不利于海胆早期胚胎发育率,温度对中间球海胆早期胚胎发育的影响大于盐度,且温度和盐度之间存在一定的拮抗作用;温度和盐度的一次效应、温度的二次效应均极显著影响中间球海胆胚胎受精率、上浮率和变态率(P<0.01);温度和盐度的互作效应显著影响中间球海胆胚胎受精率和变态率(P<0.05),对上浮率的影响不显著(P>0.05);盐度的二次效应极显著影响中间球海胆胚胎受精率(P<0.01),对上浮率和变态率的影响不显著(P>0.05);实验建立的受精率、上浮率和变态率模型方程决定系数分别为0.9736、0.9946和0.9925,表明该模型建立有效并可用于预测中间球海胆胚胎受精率、上浮率和变态率。模型优化和验证试验得出,温度17.71℃和盐度31.85时,受精率、上浮率和变态率达最大值,满意度为0.969。研究结果可为中间球海胆人工繁育提供科学依据。