海参产卵行为的调控激素研究进展

海参具有重要的海洋生态、食用和药用价值,目前我国野生海参资源严重枯竭,开展人工繁育是恢复海参种群资源的重要途径,了解海参产卵行为的调控激素对于开发人工注射催产药剂具有十分重要的意义。文章对海参中发现的可调控海参产卵行为的激素进行了综述,并对未来的研究进行展望,以期为深入揭示海参产卵行为的关键机制以及开发海参的人工注射催产药剂提供参考。

基于RNA-Seq高通量测序技术的法螺差异表达基因分析

法螺是珊瑚礁“杀手”长棘海星为数不多的自然捕食者之一,是珊瑚礁生态系统的重要保卫者。但是,由于海洋环境变化、人类的过度捕捞、珊瑚礁栖息地被破坏等因素,法螺的自然资源遭受严重破坏,已长期处于濒临灭绝的状态。尽快开展法螺基础研究迫在眉睫,但是该物种的基因组资源有限,阻碍了如生物矿化等分子机制的深入研究。本研究借助于Illumina HiSeq^(TM)2000测序平台完成了法螺两种组织(肌肉与外套膜)的高通量测序工作。测序所得原始序列经筛选、组装之后比对到NR、NT、Swissprot、KEGG、GO和InterPro数据库中获得注释结果,并进行差异基因聚类分析。结果表明,测序共获得109722个Unigene,其中有46239个Unigene得到功能注释,共获得7994个差异表达基因,其中在法螺外套膜组织中有3196个上调,4798个下调。对差异表达基因(differentially expressed genes,DEG)的GO注释和KEGG富集分析显示,高表达的DEG显著富集在典型的生物矿化相关通路中,如糖胺聚糖生物合成硫酸软骨素通路(glycosaminoglycan biosynthesis chondroitin sulfase dermatan sulfate)、磺基转移酶活性(sulfotransferase activity)、钙离子结合(calcium ion binding)等。通过实时定量荧光聚合酶链反应(RT-qPCR)对8个与矿化相关的DEG基因的表达情况进行验证表明,其表达趋势与转录组测序结果一致。本研究中所获得丰富的转录本和全面的转录组信息,增加了法螺基因信息的同时,还为法螺矿化机制的解析提供了一定的数据支持。

海南岛岸礁澄黄滨珊瑚(Porites lutea)集合种群的遗传结构和连通性

海南岛岸礁的造礁珊瑚代表性种类澄黄滨珊瑚(Porites lutea)是环境适应性较强的块状产卵型珊瑚。探究其遗传结构和连通性将有助于揭示其海南岛岸礁集合种群的遗传多样性格局和幼虫迁移路径,进而阐明海南珊瑚礁的恢复潜力。文章通过11个P.lutea微卫星标记来分析10个海南岛岸礁地理群体(八所、海尾、大铲礁、邻昌礁、雷公岛、木栏头、铜鼓岭、龙湾、大洲岛和鹿回头)和1个西沙群岛(西沙七连屿)群体的遗传结构。结果显示,整体上各群体的遗传多样性中等偏低,平均等位基因丰度(allelic richness,R_(s))为(2.8±1.3)(八所群体)~(3.7±1.7)(邻昌礁群体),平均观测杂合度和期望杂合度分别为0.31(铜鼓岭群体)~0.54(大铲礁群体)和0.50(雷公岛群体)~0.64(海尾群体)。除海南岛东部龙湾群体、大洲岛群体和西部的八所群体、大铲礁群体之外,其他7/11的地理群体均呈杂合子缺失。海南岛岸礁澄黄滨珊瑚P.lutea地理群体间的遗传分化显示,集合种群分为北东南遗传连通带和西岸两支,支间遗传分化显著,前者包括北岸的雷公岛群体和木栏头群体、东岸的大洲岛群体,以及南岸的鹿回头和八所群体。由于珊瑚幼虫随海流迁移而形成的有效的基因流,消弭了它们之间的遗传分化,而西岸群体因北部湾沿岸海流交换不畅,与外部的基因交流受阻。西岸的海尾群体与西南部的八所群体间尽管相距不足50km,但遗传分化明显,这可能是由于昌化江径流形成的盐度波动和悬浮沉积物的隔离作用。同样,铜鼓岭群体因处于铜鼓岭岬角内波影区,其南部八门湾径流或限制了它与东岸群体的基因交流,因而呈现近交、低杂合度和非随机交配特性。此外,由于对离岸礁坡环境的趋同适应,东岸龙湾群体与西岸的离岸岛礁邻昌礁群体、大铲礁群体和海尾群体之间的遗传相似性更高。以P.lutea集合种群为代表的海南岛珊瑚岸礁有着相对充沛的基因交流,且因受海流、径流及复杂岸礁环境影响而形成了多层次的遗传分化和基因流格局,这构成其应对外界胁迫的主要自然恢复力。西沙群体与海南岛岸礁群体之间的遗传分化较大,呈现显著的地理隔离。西沙七连屿可能由于自身珊瑚礁健康状况的衰退而丧失了对海南岛珊瑚幼虫的补充能力。

除草剂乙草胺胁迫下两种软珊瑚生理响应

文章以乙草胺(acetochlor,ACT)为环境胁迫因子,利用不同浓度的乙草胺对肉质软珊瑚(Sarcophyton sp.)和短指软珊瑚(Sinularia sp.)进行长期和短期胁迫,以研究胁迫下的珊瑚生理指标变化情况。研究结果显示,肉质软珊瑚和短指软珊瑚受到不同浓度乙草胺胁迫后,珊瑚的叶绿素a和虫黄藻含量呈现先升高后降低的趋势,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性持续升高然后降低并保持低活性水平,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)活性先升高后逐渐降低,谷胱甘肽巯基转移酶(glutathione s-transferase,GST)活性升高并保持在较高水平。胁迫后肉质软珊瑚的共生虫黄藻多样性变低,而短指软珊瑚的共生虫黄藻则是丰富度变低。丰度高的虫黄藻都属于系群C,而短指软珊瑚G系群丰度升高。胁迫后软珊瑚Cyanobacteria(蓝细菌)丰度逐渐增加,Firmicutes(厚壁菌门)丰度逐渐减少。以上结果表明,肉质软珊瑚(Sarcophyton sp.)和短指软珊瑚(Sinularia sp.)在受到乙草胺胁迫后,其珊瑚生理指标产生了较大变化。

四种环境因子对澄黄滨珊瑚和斯氏角孔珊瑚胁迫作用研究

在实验室条件下对澄黄滨珊瑚(Porites lutea)和斯氏角孔珊瑚(Goniopora stutchburyi)进行温度、pH、磷酸盐和铜离子4种环境因子的胁迫试验。结果表明,温度、pH、磷酸盐和铜离子含量对2种珊瑚单位面积虫黄藻密度和叶绿素a含量有重要影响,对照组和试验组间差异显著(p<0.05)。随着水环境温度升高、pH降低、磷酸盐和铜离子浓度增加,澄黄滨珊瑚和斯氏角孔珊瑚分泌黏液,触手逐渐回缩,直至全部紧缩,颜色逐渐变浅,白化死亡。澄黄滨珊瑚在25℃和28℃时有较高的虫黄藻密度,在28℃时有较高的叶绿素a含量;斯氏角孔珊瑚在28℃时单位面积虫黄藻密度与叶绿素a含量都达到最高值。在pH 6.5时,2种珊瑚单位面积虫黄藻密度和叶绿素a含量均达到最高值。澄黄滨珊瑚在磷酸盐浓度5.0μmol·L 1时,单位面积虫黄藻密度和叶绿素a含量达到最高值;斯氏角孔珊瑚在未添加磷酸盐时,单位面积虫黄藻密度和叶绿素a含量为最高值。在铜离子浓度为4μg·L 1时,2种珊瑚有较高的单位面积虫黄藻密度和叶绿素a含量。2种珊瑚比较,澄黄滨珊瑚单位面积虫黄藻密度和叶绿素a含量明显低于斯氏角孔珊瑚。

波纹龙虾C-型凝集素PhLecA的基因克隆与表达

C-型凝集素是存在于所有后生动物中的一类Ca2+依赖性糖蛋白,能够识别并结合细菌和真菌表面的糖类物质,在机体免疫防御中发挥重要作用。采用RT-PCR和末端快速扩增技术(rapid amplification of c DNA ends,RACE)首次克隆了波纹龙虾Panulirus homaus C-型凝集素Ph Lec A的c DNA全长,共863bp,其中开放阅读框729 bp,编码一个243个氨基酸残基的蛋白,其中含一个17个氨基酸残基的信号肽和一个CRD(carbohydrate recognition domain)结构域。通过半定量RT-PCR检测发现,Ph Lec A的m RNA广泛分布于波纹龙虾各个组织,胚胎期以及幼体期,其中在肝胰腺组织表达量最高,胃肠组织及复眼色素形成期次之。采用定量PCR方法对WSSV(white spot syndrome virus)、哈维氏弧菌免疫刺激后波纹龙虾肝胰脏中的Ph Lec A转录水平检测,结果显示,波纹龙虾注射WSSV、哈维氏弧菌后,Ph Lec A表达量均发生了变化,总体趋势为先上调,然后下调至正常水平。研究显示,Ph Lec A可能在波纹龙虾对病毒、细菌的免疫应答过程中起重要作用。

光裸方格星虫增养殖对滩涂底质的影响

基于2016年春、秋两个季节的现场实验数据,研究光裸方格星虫(Sipunculus nudus Linnaeus)滩涂增养殖对滩涂底质的影响。实验对方格星虫单养区(S组)、方格星虫-贝类混养区(P组)和无星虫对照区(C组)进行了有机质、粒径组成、氧化还原电位(ORP)等指标测定,结果表明:1)秋季S组20~30cm层次有机质含量和细沙比例均显著高于春季,而C组仅表层物质有所增加,表明方格星虫具有较强的表层物质迁移能力,且其迁移深度为20~30cm。2)秋季C组各层氧化还原电位值(ORP)均无明显降低趋势,而S组仅10~20cm层次有一定程度降低,表明方格星虫增养殖并不会明显降低滩涂底质状况。3)P组各层有机质以及细沙含量增加,表明皱肋文蛤的过滤沉积作用可以提高滩涂颗粒物质的积累,且方格星虫混养会加速颗粒物质的向下迁移;P组皱肋文蛤的栖息层次(0~3cm、3~10cm)ORP明显低于S组(p<0.05),表明高密度的皱肋文蛤代谢活动会加剧0~10cm的底质恶化。4)方格星虫与皱肋文蛤具有生态互补作用,在同一区域进行增养殖可以提高滩涂物质利用率及碳汇功能;方格星虫扰动引入富氧水可以缓解皱肋文蛤栖息层次的底质。

两种造礁石珊瑚对海水酸化和溶解有机碳加富的响应

文章选择鹿回头近岸海域常见的板叶角蜂巢珊瑚(Favites complanata)和十字牡丹珊瑚(Pavona decussata)为研究对象,采用室内连续培养的方法,探究两种不同造礁石珊瑚对酸化和溶解有机碳(DOC)加富的响应。结果表明:酸化(p H7.6)并不会影响两种珊瑚的钙化速率和生长速率;但DOC加富(524.03±78.42μmol?L-1)使两种珊瑚的钙化速率分别降低67%和47%、生长速率降低59%和40%。当二者共同作用时,两种珊瑚的钙化速率降低30%和11%、生长速率降低46%和59%,大多没有DOC单独作用时强烈,表现出一定的拮抗作用。两种珊瑚共生虫黄藻叶绿素荧光指数(Fv/Fm)均升高后降低,板叶角蜂巢珊瑚Fv/Fm最先降低。实验表明,这两种珊瑚虽然对海洋酸化的敏感度不高,但是对有机物加富有不同的响应,板叶角蜂巢珊瑚更为敏感,可能导致这两种珊瑚在未来环境变化中有不同命运。

九孔鲍MSTN基因cSNP多态性及与生长性状关联分析

九孔鲍(Haliotisdiversicolorsupertexta)是中国南方具有较高经济价值的养殖贝类。肌肉生长抑制素(Myostatin,MSTN)是转化生长因子β超家族(TGF-β)中参与动物肌肉生长的重要调控因子,因此MSTN基因是动物遗传改良的重要候选基因。为探究九孔鲍MSTN基因的多态性及其生长相关性,实验采用PCR产物直接测序方法对九孔鲍MSTN基因进行单核苷酸多态性(SNP)筛选,对MSTN基因SNP与体质量、壳长、壳宽进行关联性分析,运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测九孔鲍MSTN基因不同基因型的表达水平。结果显示:在九孔鲍MSTN基因中共筛选出9个SNP位点。SNP位点与生长性状关联分析发现,九孔鲍MSTN基因编码区SNP位点g909C>T发生C/T同义突变与九孔鲍体质量、壳长、壳宽显著相关。TT基因型九孔鲍的体质量显著高于CC基因型和TC基因型个体;TT基因型的壳长、壳宽显著高于CC基因型(p<0.05)。通过qRT-PCR检测显示,在九孔鲍MSTN基因SNP位点g909C>T的3种基因型中, TC和CC基因型的基因表达量显著高于TT基因型(p?0.05)。研究结果表明MSTN基因SNP位点g909C>T可作为九孔鲍标记辅助选择育种重要候选标记。

升温对丛生盔形珊瑚两种形态型代谢和共生藻光合生理的影响

文章研究了温度升高对一种造礁石珊瑚——丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)的两种形态型(H和S型)代谢和共生藻光合生理的影响。研究显示H型和S型对升温的生理响应差异明显:在虫黄藻水平上,H型丢失了大量的虫黄藻,减轻了共生体呼吸代谢的负荷;S型中虫黄藻数目尚可维持共生体呼吸代谢的需求,同时提高叶绿素b含量增强光的吸收。在宿主水平上,H型充分利用虫黄藻输送的营养物质,并通过异养摄食补偿能量消耗;S型宿主所储存的营养物质可以协助共生体适应热环境。结果表明,丛生盔形珊瑚两种形态型通过不同的能量利用方式适应环境的变化,H型倾向于维持共生体的代谢平衡,而S型倾向于提高共生藻的能量分配。

海水升温对非虫黄藻共生型珊瑚Cladopsammia sp.的生理影响

文章以非虫黄藻共生型珊瑚Cladopsammia sp.为研究对象,将对照组的海水设置为26℃恒温,试验组从26℃升温至33℃,以此探究海水升温对Cladopsammia sp.代谢和钙化生理的影响。结果显示:在高温胁迫下,虽然Cladopsammia sp.钙化相关酶(Ca^(2+)-ATP酶和Mg^(2+)-ATP酶)的活性出现了负响应,但是珊瑚的呼吸速率、生长速率、组织中总蛋白和粗脂肪都没有显著改变(p>0.05)。比较历史文献结果和本研究结果表明:Cladopsammia sp.可能由于体内没有虫黄藻共生,表现出了比大部分虫黄藻共生珊瑚更高的温度耐受能力。

防城河口湾潮间带大型底栖动物群落结构研究

文章根据2016年5月、8月、11月和2017年2月的调查数据,研究自然和人为因素对广西防城河口湾潮间带大型底栖动物群落结构的影响。结果表明:4个季度共采集到潮间带大型底栖动物10门252种,以软体动物门、节肢动物门和环节动物门为主。调查区域的优势种包括珠带拟蟹守螺Cerithidea cingulata、菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum、长腕和尚蟹Mictyris longicarpus、纵带滩栖螺Batillaria zonalis、青蛤Cyclina sinensis、南海鸭嘴蛤Laternula nanhaiensis、文蛤Meretrix meretrix和红树蚬Gelolna coaxans等8种,年均密度和生物量分别为203个?m?2和276.58g?m?2,其中软体动物占69.58%和83.73%。盐度和底质类型因素是影响群落密度、生物量和群落指数的主要环境因子,季节和潮带因素影响较小。其中盐度对密度和生物量的影响大于底质类型,但底质类型对种类多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和物种丰度等群落指数的影响大于盐度。聚类分析和多维尺度分析可以将群落划分为3个类型,基本对应于盐度和底质类型影响。从多样性水平判断防城河口湾潮间带总体上处于中度扰动之中,盐度、底质类型和人为干扰等因素综合影响了该湾潮间带动物群落的空间分布格局。

防城河口湾鱼类群落结构及其与环境因子关系研究

文章根据2016年5月、8月、11月和2017年2月在防城河口湾海域进行的渔业资源和环境调查数据,研究了河口湾鱼类群落结构及其空间和季节变化,分析了鱼类群落结构与主要环境因子的关系。结果表明:全年调查共渔获鱼类95种,隶属于2纲12目37科69属,适温性以暖水性鱼类为主,生态类型以底层和近底层鱼类为主。其中,春季60种,夏季59种,秋季54种,冬季46种,夏-秋季间种类相似性指数最高。全年优势种为褐菖鲉Sebastiscus marmoratus和长鳍篮子鱼Siganus canaliculatus,主要种有黄鳍棘鲷Acanthopagrus latus、条马鲾Equulites rivulatus、李氏?Callionymus richardsoni和真赤鲷Pagrusmajor等10种;夏、秋季的最大优势种均为长鳍篮子鱼,春、冬季的最大优势种分别为褐菖鲉和条马鲾。全湾鱼类年均资源密度为45836尾×km^-2和435.21kg×km^-2,资源密度具有明显的空间差异和季节变化。全年各站位种数变化范围在2~21种,多样性指数H′在0.468~4.031,丰富度指数d在0.120~1.926,均匀度指数J在0.181~0.969。聚类分析、单因子相似性分析(ANOSIM)及相似性百分比(SIMPER)分析表明该海域鱼类群落存在一定程度的时空异质性。相关性分析表明影响防城河口湾鱼类群落结构的主要环境因子为水温、盐度和硝酸盐。

广西北海营盘海域钝缀锦蛤(Tapes conspersus)卵巢发育、卵子和卵黄发生的研究

文章采用组织切片、透射电镜技术对广西北海营盘海域钝缀锦蛤(Tapes conspersus)的卵巢发育、卵子发生的组织学及卵黄发生的超微结构进行研究。结果显示,钝缀锦蛤卵巢发育一年为一个繁殖周期,分为增殖期(6月底—7月)、生长期(7月中旬—10月中旬)、成熟期(11月—翌年2月底)、排放期(3月—4月)、休止期(5月—6月)共5个时期。钝缀锦蛤卵巢发育受水温的影响较大,个体间的性腺发育并不完全同步。在广西北海营盘海域,钝缀锦蛤每年在6月底—7月初性腺开始发育,在翌年3月—4月底成熟的卵子大量排放。依据钝缀锦蛤卵细胞发育的相关特点,可将其划分为4个主要阶段,第一阶段为卵原细胞期,第二阶段为初级卵母细胞期,第三阶段为次级卵母细胞期,第四阶段为成熟卵母细胞期。根据透射电镜观察钝缀锦蛤卵黄的发生,可将其分为3个主要时期,第一时期为卵黄合成前期,第二时期为卵黄合成期,第三时期为卵黄合成后期。

海水酸化对鹿角珊瑚光谱特性影响的分析

海水酸化造成全球珊瑚礁严重退化, 应用卫星遥感手段可以快速地对珊瑚礁进行监测.在野外做酸度对比实验具有条件不易控制、周期长等局限性.文章提出一种室内测量珊瑚光谱的方法, 通过比较不同酸度梯度下珊瑚光谱的变化, 为研究海水酸化对珊瑚的影响提供了一种新的思路.试验采用7.6、7.9 和8.1 的酸度梯度, 结果表明： 在pH 为8.1和7.9 环境条件下, 珊瑚的光谱趋势大体一致, 总体上珊瑚光谱波峰出现了向长波方向的红移.但是在pH 为7.6 的条件下, 珊瑚的光谱在650-700nm 之间出现一个反常的吸收谷, 这是由于pH 7.6 的酸度条件适宜一些藻类生长, 藻类附着在珊瑚表面, 从而影响了其光谱特性.