海南澳洲管体星虫线粒体基因组特征及进化分析

澳洲管体星虫是海南当地的特色海产资源,隶属管体星虫属。该属在星虫动物门内的分类地位一直极具争议。文章通过高通量测序测定海南文昌地区澳洲管体星虫的线粒体基因组,与GenBank中收集的星虫线粒体基因组进行比对分析,解析其基因组序列特征,并进一步探讨管体星虫属在星虫动物门内的进化地位。结果显示:澳洲管体星虫线粒体基因组长度为16483bp,包含38个基因(13个蛋白质编码基因、23个tRNAs和2个r RNAs)。线粒体基因组呈AT偏好,其A+T的含量为65.87%。分析相对同义密码子使用度发现,澳洲管体星虫线粒体蛋白质编码基因对结尾为A和U的密码子具有明显偏好性。澳洲管体星虫线粒体蛋白编码基因COX1、COX3、ND5的氨基酸数量与其他星虫比较,差异较大。澳洲管体星虫与GenBank中收集的星虫线粒体基因组的主编码基因中,COX1、COX2和CYTB基因变异位点比例低,而ND2、ND4L和ND6基因变异位点比例高,ATP8基因的变异位点的比例最高(83.33%)。采用邻接法(neighbor-joining,NJ)、最大似然法(maximum likelihood,ML)、贝叶斯法(Bayesianinference,BI),利用线粒体基因组核酸序列构建进化树,结果显示,管体星虫属介于革囊星虫属和方格星虫属之间,与革囊星虫属关系较近,反而与方格星虫属的关系较远,与传统的形态学分类不一致。形态学上,管体星虫属混合了革囊星虫属和方格星虫属的形态特征,而线粒体基因组构建的进化树更能体现管体星虫属真实且独特的进化地位。

海南澳洲管体星虫卵细胞发育及生殖周期研究

澳洲管体星虫(Siphonosoma australe)是海南当地极具特色的星虫资源,经济价值高。近年来该资源急剧衰竭,开展星虫资源恢复与保护十分重要。文章对海南澳洲管体星虫卵细胞的显微与超微结构进行研究。结果显示:1)卵细胞发育经历4个阶段:生长前期,体腔液中大量光滑的凹饼状红细胞出现表面凹凸不平的褶皱(直径小于30μm),暗示这些红细胞是卵原细胞;生长后期,30~40μm的卵细胞表面褶皱消失,变成光滑的圆厚饼状,并出现厚度1μm的卵黄膜,卵黄颗粒开始积累;成熟前期,卵细胞球状,直径60~120μm,卵黄膜增厚至5~11μm,卵黄颗粒增多,细胞核增大,部分染色质形成高电子密度的团块散布于核内;成熟后期,直径120μm,卵黄膜厚11~12μm,卵黄颗粒充满整个卵细胞,膜孔外露于膜表层。2)成熟期澳洲管体星虫卵黄膜仅分为两层:有一定厚度的均质内层和多层重叠膜结构组成的外层,同时外层上覆盖有粒状突。膜孔结构简单,主要是膜凹陷折叠形成。3)卵黄颗粒分为Ⅰ型和Ⅱ型,其发生途径主要由线粒体、内质网、高尔基体和溶酶体等细胞器演变而成,亦可由卵母细胞吞饮而成。最为常见的是高尔基体包裹形成的Ⅱ型卵黄颗粒。4)海南文昌海域澳洲管体星虫的繁殖季节为4—8月,其中5—7月是繁殖高峰期。3月初卵母细胞开始出现,4—8月成熟卵细胞在体腔中保持一定密度,9月份卵细胞密度降至极低,10月份后消失。澳洲管体星虫作为一种新的具有热带特色的水产种质资源,其卵细胞发育及生殖周期研究将极大推动其繁育及保护的相关技术探索。

西沙赵述岛潮滩星虫形态特征及其环境适应性

基于2018年夏季赵述岛潮滩现场调查数据,研究西沙赵述岛潮滩内星虫物种组成,并结合沉积物和组织切片分析星虫对环境的适应性特征。在潮滩上设置3个取样站进行定性和定量研究,并对星虫肠道内沙粒组成和摄食消化结构进行测定与观察。结果显示,西沙赵述岛潮滩现存罗岛管体星虫(Siphonosoma rotumanum)、库岛管体星虫(S.cumanense)和富岛管体星虫(S.funafuti),组成比例为4︰2︰1,三种管体星虫生长环境相同,栖息层次均为10~15 cm。管体星虫肠道内均充满沙粒,去除沙粒后可观察到小型颗粒碎屑(<10μm,占90%)、硅藻类、桡足类(300μm)和植物纤维碎片等。下行肠(前肠)内大颗粒(粒径>0.25mm)沙粒比例(77.65%)高于上行肠(后肠)(62.67%),下行肠内小颗粒(粒径≤0.25mm)沙粒(22.34%)低于上行肠(37.33%),表明管体星虫对珊瑚礁砂砾具有细化作用。管体星虫(体重为8.5 g)吻部和躯干部角质层厚度分别为59.08μm和231.92μm,收吻肌由9000~9500个肌纤维组成,表明发达的角质层是对珊瑚礁粗糙底质的适应,收吻肌可以保证完成摄食过程。下行肠内的褶皱、肌纤维明显少于上行肠和直肠,表明管体星虫的消化过程主要发生在后段,这可能与珊瑚礁底质中的有机质含量低有一定关系。