基于转录组测序技术的海月水母足囊生殖分子机制研究

足囊生殖是海月水母(Aurelia coerulea)抵御恶劣环境的一种无性生殖方式,对维持和扩增海月水母种群具有重要作用,目前对海月水母足囊产生的分子机制尚不清楚。本研究首次构建了海月水母产囊和非产囊螅状体转录组的表达谱,并结合生物信息学比较分析,探究驱动足囊生殖的分子机制。转录组测序共检测到44 873个基因,筛选过滤后共发现200个差异表达基因,其中95个基因在产囊螅状体中显著上调,105个显著下调。本研究挖掘出了卵黄蛋白原(基因VTG-1和VTG-2)和角蛋白(基因Hornerin)等调控海月水母足囊营养储备及几丁质形成的潜在功能基因。此外,GO和KEGG分析结果显示ErbB信号通路、Hedgehog信号通路等参与细胞分裂和分化的生物学过程在产囊螅状体中显著下调,基底膜组织、运动正调节等参与细胞迁移的的生物学过程在产囊螅状体中显著富集,表明这些生物学过程在足囊形成过程中发挥着重要作用。综上,本研究为海月水母螅状体在恶劣环境下的适应机制研究提供了理论依据。

天津海域海月水母分布特征及其与环境因子的关系

为了解海月水母在天津海域的分布特征,于2021年1—12月进行了海月水母蝶状体和成体的调查。结果表明:蝶状体自3月份开始在以中心渔港为主的天津市近岸有礁石和人工岸线海域出现,4月份数量达到最高。成体数量和伞径从5月份开始增加,到8月份达到峰值,随后下降,10月份天津近岸海域海月水母基本消失。蝶状体与海水温度和盐度显著相关,而成体与海水温度、叶绿素a极显著相关。综上,天津海域海月水母为本地型,其生长规律与渤海其他海域基本类似,为避免海月水母的影响,建议海蜇在5月初远离岸线海域进行增殖。

温度、投饵频次对海月水母(Aurelia sp.1)水螅体生长和繁殖的影响

水母暴发是一个全球广泛关注的生态问题,水螅体阶段的环境影响是研究水母暴发的重要切入点。本实验从温度(10,15,20,25℃)和投饵频次(无投喂,每周投喂,每天投喂)两个角度进行研究。结果表明,温度对横裂过程、碟状体产生过程影响显著,饵料对水螅体数量影响显著。水螅体从20℃降温至10℃和15℃可发生横裂产生碟状体,适宜横裂的温度范围内,相对高温和充足饵料有利于释放更多碟状体;适宜横裂的温度范围外,相对高温和充足饵料有利于水螅体数量的增加。适宜横裂的温度范围持续时间达到水螅体的响应时间阈值,才能够完成从底栖阶段的水螅体到浮游阶段水母体的转化。

温度、盐度对黄海北部海月水母碟状幼体生长的影响

试验条件下采用两因素交叉分组法初步研究了温度、盐度及其交互作用对黄海北部海月水母碟状幼体生长的影响。结果表明,温度对海月水母碟状幼体的影响显著,温度10~25℃时,温度越高,海月水母碟状幼体的生长速度越快。25℃为碟状幼体生长的最适温度。海月水母碟状幼体生长的适宜盐度为22~31,在此范围内,不同盐度对碟状幼体生长的影响差异不显著。25为碟状幼体生长的最适盐度。而温度与盐度的交互作用对海月水母碟状幼体生长的影响不显著。

海月水母的生物学特征及其爆发

介绍了海月水母的形态、生活习性、生活史、分布、生存条件、爆发及危害等基本情况,并分析了其爆发成因,最后提出了我国海月水母及其爆发研究的工作重点:确认在我国海域爆发的海月水母究竟是外来种还是本地种,了解其种群的生活史、食性及生活习性,掌握其种群数量动态变化规律并进行数量动态监测,分析其种群数量动态与海域环境的关系,开展其爆发的危害评价工作。

温度和食物水平对海月水母螅状体无性繁殖的影响

水母暴发给近岸人类的生活、渔业资源以及海洋生态系统带来影响。这些近岸海域暴发的水母可以通过有性繁殖和无性繁殖来维持或扩大水母种群数量。在水母生活史中,螅状体的无性繁殖是决定水母体数量的关键阶段,因此对此阶段进行研究。设置了4个温度水平(9、12、15、18℃)、3个食物水平(5个卤虫/螅状体、20个卤虫/螅状体、40个卤虫/螅状体),在12个组合条件下研究温度和食物水平对海月水母螅状体无性繁殖能力和方式的影响。研究结果表明,在海月水母螅状体繁殖子体的各种方式中,匍匐茎生殖是主要的繁殖方式,出芽生殖次之,纵向分裂以及足囊出现几率极低。食物对海月水母螅状体产生总子体数影响显著,温度的影响不显著,食物水平越高,海月水母螅状体繁殖子体的能力越强。食物和温度对螅状体发生横裂均有影响,但温度对螅状体横裂的影响更大。温度对螅状体的横裂率影响显著,食物影响不显著。碟状体的释放发生在12、15、18℃的条件下,温度是影响海月水母螅状体通过横裂生殖释放碟状体数量的最重要因素。可见在螅状体无性繁殖阶段,温度和食物对繁殖方式的影响各不相同。

温度对海月水母螅状体生长及繁殖的影响

采用了实验生态学方法,研究温度对海月水母螅状体生长及繁殖的影响。实验设6个温度梯度(12, 15, 18, 21, 24, 27℃),共持续56d。测定了螅状体的柄径生长,繁殖数量;观察了螅状体的无性繁殖方式;分析了温度影响下的螅状体的能量分配及繁殖策略。结果表明,温度显著影响螅状体的生长及繁殖,在较高温度组,匍匐茎生殖是螅状体无性繁殖的主要方式,随着温度降低,出芽生殖比例增加。较高温度组螅状体繁殖速率较快,新生螅状体个体较小,分布较分散;而较低温度组,新生螅状体个体较大,数量较少,均较紧密的分布在亲代螅状体周围。在培养56d的周期内,除27℃处理组外,其他各处理组螅状体柄径均有所增加,但其增加的速率随着温度的升高而降低。而27℃处理组,螅状体整体状态不好,基本不摄食,培养35d时全部死亡。综上,较低温度条件下,螅状体倾向于选择增加自身个体大小以应对不良环境,而当环境条件适宜时,螅状体倾向于选择通过无性繁殖产生更多子代的方式以扩大种群数量。温度显著影响螅状体的繁殖策略,进而显著影响螅状体的种群数量。

光照度对海月水母螅状体存活和生长的影响

研究了不同光照度对海月水母螅状体存活及生长的影响。试验结果表明,光照对海月水母螅状体存活和生长的影响显著。在光照度1200、800、400、0lx条件下,各组螅状体柄径生长与时间的回归方程式分别为y=0.003842x+0.345;y=0.003722x+0.313;y=0.004623x+0.317;y=0.006608x+0.303,经检验相关显著或极为显著。

饵料浮游动物种类和密度对海月水母摄食和生长的影响

研究了5种浮游动物（卤虫Artemia无节幼体、大尾猛水蚤Harpacticus uniremis、短角异剑水蚤Apo-cyclops royi、蒙古裸腹溞Moina mongolica和褶皱臂尾轮虫Brachionus plicatilis）饵料对海月水母Aurelia aurita摄食和碟状体生长的影响。结果表明：海月水母摄食卤虫无节幼体没有明显的节律性,对蒙古裸腹溞、大尾猛水蚤、短角异剑水蚤和褶皱臂尾轮虫都是在上午8：00摄食量最大;海月水母对卤虫无节幼体和轮虫的个体摄食率最大,分别为42.8、42.0个/（个.h）。摄食卤虫无节幼体的海月水母碟状体的生长率最大,达到8.8%~11.2%;摄食蒙古裸腹溞和大尾猛水蚤的次之,生长率分别为4.4%~6.1%和3.1%~5.2%;摄食褶皱臂尾轮虫的碟状体生长率极低,仅为0.3%~0.4%。研究表明,卤虫无节幼体、蒙古裸腹溞和大尾猛水蚤均可作为篢滤傅刺宓亩？合适投喂密度分别为550~700、150~300个/L和250~450个/L。

环境因子对海月水母生活史关键阶段的影响

近年来,大型胶质水母类,尤其是钵水母纲生物在全球沿岸海域大量出现,引发了一系列生态和经济问题[1-6],如毁坏网具[7-8],蛰伤游泳者[9-10],在养殖池塘中泛滥成灾等[11-12]。同时,水母聚集会堵塞核电站冷源取水口,造成发电机组甚至反应堆异常停止,给核电站正常运行带来了极大风险。因此,关于致灾水母的研究已经成为目前研究重点。海月水母(Aurelia)是东亚海域常见的致灾水母种类[13-15],包含多个亚种[16]。在日本,海月水母暴发最初发生在20世纪60年代,此后海月水母成为东京湾浮游动物的主要类群[17-20]。20世纪90年代以来,中国和韩国沿岸水域也相继出现海月水母大规模暴发现象[21-23]。

不同饲料对海月水母生长性能的影响

研究了5种饲料对海月水母Aurelia aurita（伞体直径为2.50 cm±0.10 cm）生长性能的影响。实验共分5组,每组设3个平行,分别投喂卤虫无节幼体、冰冻卤虫、冷冻干燥卤虫、国产微粒饲料和国外微粒饲料,依照投喂饲料的不同,各组分别记为G鲜活、G冰冻、G干燥、G国产、G国外组,实验共进行30 d。结果表明：饲养30 d后,5组海月水母伞体的平均直径依次为（5.01±0.10）、（4.78±0.20）、（4.62±0.11）、（4.23±0.05）、（4.42±0.06）cm,卤虫无节幼体组生长性能最好,水母伞体直径显著高于其他各组（P〈0.05）,冰冻卤虫和冷冻干燥卤虫组次之,国产微粒饲料组生长性能最差;国产微粒饲料组的成活率为95%,其余各组成活率均为100%;卤虫无节幼体组的收缩频率平均为1次/s,显著高于其他4组（P〈0.05）,其余4组之间差异均不显著（P〉0.05）,收缩频率平均为0.5-0.66次/s;冰冻卤虫组的三态氮含量均显著高于其他各组（P〈0.05）,国内微粒饲料组的三态氮含量次之,也显著高于其他3组（P〈0.05）。本实验结果表明,卤虫无节幼体是海月水母较理想的饵料,冰冻卤虫和冷冻干燥卤虫次之。国产微粒饲料因为在营养组成、水中稳定性和悬浮性方面较差，饲养海月水母的效果也较差。

胶州湾海月水母(Aurelia sp．1)丰度周年变化及对浮游动物群落的影响

2009年2—12月间在胶州湾大沽河口邻近海域的逐月现场调查中,利用垂直拖网研究了海月水母碟状体和水母体的时空分布情况以及对其它浮游动物类群的影响,并探讨了海月水母的生态适应性。结果表明:海月水母的碟状体4月份开始在胶州湾出现,并且丰度逐渐增加,到6月份达到最高峰。海月水母的水母体集中在7月份大量出现。碟状体和水母体高峰期的月平均丰度分别为2.9和1.3ind/m3。碟状体开始出现时的水温平均为11.5℃,数量高峰期的水温为20.6℃,而水母体高峰期的水温为25.2℃。该海域的浮游动物总丰度(不含夜光虫)在5—7月份有个高峰期,其中5月份最高值为486.9ind/m3。7月份海月水母高峰期,浮游动物的丰度没有明显下降,两者丰度的地理变化之间也没有显著的相关性。但是通过对2006—2010年间的浮游动物各类群丰度对比,2009年海月水母暴发时夜光虫和桡足类春季丰度高值显著低于其它年份。

海月水母水螅体附着选择性研究

通过室内实验研究了海月水母(Aurelia sp.1)浮浪幼虫在活体牡蛎、牡蛎壳、扇贝壳、波纹板、网衣(200μm)、PV管等材料上的附着选择性和水螅体在竹竿和水泥块上的增殖问题。实验表明,浮浪幼虫对人工材料(波纹板、网衣、PV管)具有偏好性,附着密度较大;水平放置的附着材料底部附着更多的水螅体。水螅体可以通过无性繁殖方式在新的栖息地形成水螅体种群,种群扩张过程中存在密度限制,较低密度时水螅体种群增长较快,高密度时水螅体种群增长较慢。作者认为,日益增加的海洋废弃物(塑料、玻璃、木材),以及海底构造物(海水养殖筏、海洋工程)为水螅体提供了更多的附着表面,这有利于水螅体栖息地的扩张,形成更大的水螅体种群。

海月水母与海蜇不同幼体阶段的种间短期竞争研究

近年来海蜇池塘养殖业的兴起,补充了传统海蜇渔业捕捞生产的不足,推动了海蜇产业的迅猛发展。海月水母常常在海蜇养殖池塘中泛滥成灾,对海蜇养殖业常常造成很大损失,但关于海蜇与海月水母的种间竞争关系尚缺乏研究。本文对海月水母与海蜇的螅状体、碟状体及水母体幼体相互之间的短期生存竞争关系进行了初步观察研究。结果表明:除海月水母碟状体可以被海蜇螅状体所捕食外,各种类型的海蜇幼体基本不能对海月水母幼体造成危害。但海月水母螅状体及其水母体幼体对海蜇幼体均存在一定的危害性,尤其是对海蜇碟状体的危害性最为严重,在饵料缺乏的情况下海蜇碟状体可以100%地被捕食。随着海蜇幼体的生长,其对于海月水母危害的抵抗力逐渐增强。本研究显示海月水母相对于海蜇而言,在幼体种间竞争关系中处于绝对优势,这是海月水母时常暴发成灾的一个重要因素。在海蜇池塘养殖生产及苗种培育过程中,应当严禁混入海月水母幼体,以避免对海蜇养殖生产造成损害。

不同微生态制剂对海月水母生存与生长的影响

采用对比试验法,研究不同微生态制剂对海月水母生存与生长的影响。生存试验分为5组:Ⅰ组为对照组,饲喂基础水母配合饲料;Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组和Ⅴ组依次添加屎肠球菌、胶红酵母、沼泽红假单胞菌和EM10,结果显示:屎肠球菌和胶红酵母能在24 h内使海月水母严重受损,其余3组至72 h完好无损。生长试验分为4组,A组为对照组,B组~D组分别添加沼泽红假单胞菌、EM10和沼泽红假单胞菌与EM10的混合微生态制剂。每周测量水母伞径、收缩频率和pH值,NH_3-N、NO_2-N水平等指标。试验结果表明,沼泽红假单胞菌能促进海月水母的生长(P<0.05);EM10会抑制海月水母的生长(P<0.05);其与沼泽红假单胞菌的混合组水母生长性能介于两者之间(P>0.05),光合细菌是水母适宜的微生态制剂。

水母伞径和饵料密度对海月水母(Aurelia sp.1)捕食率的影响

海月水母在全球范围内大量暴发,严重危害海洋生态系统的健康以及鱼类资源的可持续利用。本文以卤虫无节幼体为饵料,初步研究了水母伞径和饵料密度对海月水母个体捕食率的影响以及海月水母的昼夜捕食节律。研究结果表明,海月水母的伞径对其捕食率的影响极显著(P<0.01),在1—8cm范围内,随着伞径的增加个体捕食率线性增加,两者之间的关系式为y=0.044x+0.125(R2=0.9036)。饵料密度对海月水母捕食率的影响显著(P<0.05),在0.25—26.11mgC/L范围内,随饵料密度的增加个体捕食率呈线性增加趋势,关系式为y=0.508x(R2=0.958)。在饵料充足时,海月水母没有昼夜捕食节律。在高饵料密度下海月水母出现过剩捕食,但是捕食行为依然活跃。上述结果既为量化评估海月水母对浮游动物群体的捕食压力提供了基础参数,同时水母过剩捕食行为说明依据生物量和代谢率的推算结果可能低估自然海域水母队浮游动物的捕食压力。

海月水母(Aurelia sp．1)对中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)摄食的研究

采用饵料浓度差减法,在实验条件下研究了不同细胞密度的中肋骨条藻和东海原甲藻对海月水母水螅体、碟状体和水母体摄食活动的影响。结果表明,不同种类和密度的微藻细胞密度对水螅体、碟状体和水母体的摄食有显著影响。在实验的藻细胞密度范围内,随藻细胞密度的增加,水螅体和碟状体对中肋骨条藻和东海原甲藻的摄食率一直升高。水螅体对中肋骨条藻和东海原甲藻的最大摄食率均发生在藻细胞密度最高处,分别为4623cells/(ind.h)和4118cells/(ind.h)。碟状体对中肋骨条藻和东海原甲藻的最大摄食率也是发生在藻细胞密度最高处,分别为174671cells/(ind.h)和47218cells/(ind.h)。清滤率随着藻细胞密度增加而降低。在相似细胞密度下,碟状体对中肋骨条藻的摄食率高于东海原甲藻。水螅体和碟状体对同种藻的摄食情况不同,在相似藻细胞密度下,碟状体的摄食率比水螅体高。经过藻类饵料适应处理的水螅体对藻类的摄食率会有显著增加,约为未经饵料适应处理的10倍。水母体对中肋骨条藻和东海原甲藻未发生摄食。

辽河盆地海月油田潜山油气藏及其成藏动力学特征

针对海月油田潜山油气藏勘探程度、研究程度较低的问题,综合运用钻井、测井及分析化验等资料,从烃源岩、储层、盖层、油气运移通道及成藏配置关系等方面,对潜山的油气成藏条件进行了详尽分析。研究表明,海月潜山紧邻西部凹陷、东部凹陷两大生油洼陷,油源充足;碳酸盐岩储层包括原生孔隙、裂缝及溶蚀孔洞三类主要储集空间类型,为油气聚集提供有利场所;潜山上覆的沙一、二段和东三段厚层泥岩,是良好的区域性盖层;油气运移通道主要由油源断层、不整合面及新生界疏导砂体组成。结合海月油田成藏条件研究,探讨其成藏动力学特征,确定本区潜山油气藏属于他源半封闭型成藏动力学系统。

塔醋生产中“海月”的影响及防治

研究了塔醋生产中“海月”的影响及可能的防治措施。经染色后观察“海月”是杆菌，掺有１％的野生酵母，初步判定为醋酸氧化菌（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒｘｙｌｉｎｕｍ）。该菌在发酵液面上形成一层皮革状的厚膜，影响了空气的流动，抑制了１．０１醋酸菌的生长。同时，该菌可促进醋酸分解，因而导致了产率的降低。可以采用大量的１．０１醋酸菌群抑制“海月”的生长与繁殖。并提出这种醋酸菌的最佳培养基配方。

温度、盐度对海月水母碟状体生长及存活的影响

海月水母为我国近海主要大型灾害水母种类之一,当自然环境适宜其生长与繁殖时,易出现暴发性的增殖现象,严重破坏了我国近岸海洋生态系统的稳点与平衡。采用实验生态学方法,研究了温度(2.5、5、7.5、10、15、20、25、27.5、30℃)和盐度(15、20、25、30、35、40)对海月水母碟状体存活与生长的影响,实验共进行30d。结果显示,在实验设置的温盐范围内,温度、盐度均显著影响碟状体的存活与生长。在盐度15—35条件下,海月水母碟状体可以在温度2.5—25℃存活,在15—25℃范围内可正常生长;在温度20—25℃和盐度20—30条件下适宜海月水母碟状体生长,其中温度20℃和盐度25条件下海月水母碟状体特定生长率达到最大。与盐度相比,温度对碟状体的影响较大,在盐度15—35条件下,随着温度的升高,碟状体的伞径逐渐增大,其碟状体形态向水母体形态的转变速度加快。在达到临界点25℃时,若继续升高温度,碟状体的生存率与生长率显著下降。温度与盐度对海月水母碟状体的生存与生长具有明显的交互效应,碟状体在实验过程中表现出在较低温度条件下提高了对较高盐度的适应性。研究表明,温度、盐度的变化显著影响碟状体的生长与存活,直接导致碟状体种群数量变动,进而影响成熟水母体种群数量。结论为进一步探索大型水母暴发的生态环境机理提供重要科学依据。