长江口水域四种鱼类的耳石微化学研究

利用X-射线电子探针微区技术(electron probe microanalysis, EPMA),对长江口不同水域中捕获的焦氏舌鳎、皮氏叫姑鱼、鮸鱼和光泽黄颡鱼耳石中的Sr含量进行耳石微化学研究,结果发现,焦氏舌鳎是典型的海水鱼类,不仅Sr:Ca比(按惯例标准化为Sr:Ca×10~3)的移动平均值高(>7),而且Sr含量面分析图亦呈现为对应高盐度海水的黄色或红色图谱。虽然皮氏叫姑鱼和鮸鱼从出生直至被捕Sr:Ca比的移动平均值都在3—7间波动,总体上属河口半咸水栖息鱼类,但从Sr含量面分析图来看,皮氏叫姑鱼生活史履历更为复杂,可包括淡水(对应蓝色图谱)和半咸水生境(对应绿色图谱);而鮸鱼仅在长江口较高盐度半咸水或海水生境中活动,未见进入过淡水的履历。光泽黄颡鱼表现出仅利用淡水生境的履历,其Sr:Ca比的移动平均值仅在1.5—3间窄幅波动,整个生活史均在淡水区域里活动,表现为长江口典型的淡水栖息鱼类。本研究从新的角度提供了较为客观、直观和最新的信息,用以较为准确地重建和掌握长江口这些不同鱼类的生境利用特征。

浮床水芹(Oenanthe javanica)的生态特性及对池塘水体环境的反馈与响应

在原位生态循环养殖池塘中构建生态浮床,研究水芹(Oenanthe javanica)的植株生长、生态特性以及对池塘水体环境的反馈和响应。结果表明,在80 d中,浮床水芹植株的平均高度、干重和单株根表面积均随种植时间的推移持续增加,50~80 d时植株总高度为23.05~38.37 cm;30~50 d内,植株根系无论是主根数、根尖数、主根直径还是一级根直径均明显增加。浮床水芹植株中氮含量随着植株质量的增加而增加,与植株干重呈高度正相关(r=0.952);但磷含量较为稳定,并未随植株质量的增加而增加。每株水芹的平均磷含量为3.45~4.14 mg,平均N/P比为2.51~6.80。与茎、叶相比,其根部N/P比为4.27~4.67,较为稳定。水芹根系具有径向泌氧特性,泌氧率为2.74~3.27μmol·h^(-1)·g^(-1),泌氧率与每克根表面积呈正相关(r=0.795)。根系泌氧导致水中Fe和Mn被氧化并被吸附于根系,形成铁锰氧化膜。水芹可稳定水温和pH值,调节DO含量,降低TN和TP含量,但对TP的去除有一定限制。

水生植物根系生态化学特性及其生态响应研究进展

植物生态浮床技术具有原位修复环境效果好、运行成本低、操作方便等特点,已成为当前水产养殖水体净化的主要技术之一,给水产养殖业带来了显著效益。浮床植物根系构建了具有巨大表面积的生物膜,导致不同种类的微生物群落在根系着生,对净化水体起重要作用。本文阐述了浮床植物根系的生理生态化学特性,植物根际周围微生物群落的形成、分布状况,根系与根系分泌物间的相互关系,根系泌氧状况以及产生的一系列生态响应,并对未来浮床植物根系的研究方向进行了展望,以便为研究浮床植物的净化机制提供理论依据。

长江禁渔对鄱阳湖溯河洄游型刀鲚资源恢复效果初报

实施好长江10年禁渔是国家“十四五”工作中的一项重要内容,有效跟踪和客观评价禁渔效果业已成为当下的重大需求。长江刀鲚(Coilia nasus)是长距离溯河洄游型鱼类,在自海入江繁殖洄游过程中所受渔捞压力非常大,资源量已岌岌可危。长江禁渔已于2019年启动实施,以刀鲚为代表聚焦禁渔前后固定生境及相近渔季,对刀鲚资源群体及渔获量开展比较研究,可有效追踪和评价长江禁渔对珍稀濒危鱼类种群数量恢复的效果。本研究基于长达7年间的禁渔前(2014—2018年)、后(2019—2020年)同期采样监测数据,开展了长江禁渔的效果追踪和评价研究。结果显示,禁渔前(2014—2018年)溯河洄游型刀鲚单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)仅为(0.81±1.73)[×10^(–5),ind./(h·m)][即(1.13±2.42)ind./d],数量占比仅为(1.42±2.41)%;而禁渔后(2019—2020年)刀鲚CPUE高至(66.14±69.74)[×10^(–5),ind./(h·m)][即(92.60±97.64)ind./d],较禁渔前增长约82倍;数量占比亦增至(60.56±40.87)%,较前者增长约43倍。本研究首次表明,受益于已实施2年的长江禁渔战略,鄱阳湖洄游刀鲚数量恢复的效果已经凸显。

采用框架法对不同栖息环境中华绒螯蟹形态差异的比较研究

为了把握不同栖息环境中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)的形态差异及其在产地鉴别方面的应用潜力,以长江水系(滆湖、骆马湖、固城湖、军山湖、梁子湖围网养殖环境)、黄河水系(东营黄河口自然环境)以及辽河水系(营口、盘锦等稻蟹共作养殖环境)8个不同产地的中华绒螯蟹为研究对象,应用框架法对其背甲、腹甲、侧面以及步足的32个形态学指标进行了调查分析和多元统计学研究。结果显示,4个背甲参数、1个腹甲参数、2个第四步足参数、2个第五步足参数及H值均存在显著的差异。基于32个特征的判别分析时初始产地鉴别正确率可达83.1%,但交叉验证正确率却仅52.5%。支持向量机分析时的3种分类结果显示,当测试样本为20%时,基于LDA-SVM的模型分类具有最好的产地鉴别效果,训练集正确率为88.1%,测试集正确率也达83.1%。结果表明,传统的形态学框架法具有对不同栖息环境的中华绒螯蟹产地鉴别潜力。

基于耳石微化学的长江安徽和县江段刀鲚生境履历重建

为了解长江刀鲚(Coilia nasus)的"生境履历",利用电子探针微区分析技术研究了2015年5月17日在长江安徽和县江段捕获的刀鲚短颌鲚与长颌鲚类型耳石Sr和Ca微化学特征。短颌鲚的耳石Sr/Ca值变化动态为2类,一类比值稳定在2.00左右(1.65±0.87—2.03±0.96),反映了其纯淡水的生境履历;另一类比值波动显著,不仅具有对应淡水生境的低值(2.39±1.18—2.63±0.85),还具有对应半咸水生境的高值(3.22±1.17—3.29±1.14),显现了其江海生活的生境履历。长颌鲚耳石的Sr/Ca值均波动显著,同时具有对应淡水生境的低值(1.35±1.07—2.37±1.04)和半咸水、海水生境的高值(3.47±1.09—8.35±1.25),表现了其均为溯河洄游的生境履历。Sr面分析结果也与上述Sr/Ca值的结果相印证。长江安徽和县江段刀鲚资源组成复杂,群体可由纯淡水型和江海生活型的个体共同组成。

溶解性有机碳影响铜对背角无齿蚌稚蚌的急性毒性研究

为了探究溶解性有机碳(DOC)影响铜对背角无齿蚌稚蚌的急性毒性,以0.1‰盐浓度的去离子水为实验用水,设定梯度为0、10、23、45、90和180μg·L-1的Cu浓度,再分别添加0.3、0.8、1.5、3.0和6.0 mg C·L-1DOC形成实验溶液,开展了96 h铜暴露下背角无齿蚌1~2 d稚蚌的急性毒性实验。对应于各DOC浓度组的96 h-Cu-EC50值分别为19(95%置信区间:13~27,下同),23(17~31),17(12~23),13(8~19)和10(5~14)μg·L-1;DOC浓度与稚蚌的96 h-Cu-EC50值的变化呈负相关关系(R=-0.968,P=0.007)。本研究的结果显示,背角无齿蚌稚蚌对环境中Cu浓度的变化十分敏感,96 h-Cu-EC50值与国家渔业水质标准(GB11607—89)Cu的限量值十分接近,适于预警水环境中Cu的污染水平;但仅调整DOC浓度这一个水化学指标对降低铜毒性、减少稚蚌的死亡等方面效果并不明显。

长江口及邻近海域凤鲚生境履历重建

利用 X-射线电子探针微区技术(EPMA)对长江口崇明和邻近吕四凤鲚(Coilia mystus)耳石 Sr 和 Ca 的微化学进行了分析。定量线分析和 Sr 含量面分布图谱显示,凤鲚耳石核区的 Sr/Ca 比值存在 Sr/Ca<3、3<Sr/Ca<7 和Sr/Ca>7 这 3 种类型,分别对应的耳石核心面分布同心环区域颜色为蓝色、绿色和黄-红色,据此推断长江口及邻近海域凤鲚孵化场存在 3 种,即淡水孵化场、河口半咸水孵化场及海水孵化场。凤鲚个体耳石从核心到边缘的 Sr/Ca比值变化波动极为显著,有对应淡水生活的低值阶段(Sr/Ca<3,最小为 2.04±0.87),也有对应海水生活的高值阶段(Sr/Ca >7,最大为 7.81±0.91),可将凤鲚的生境履历类型分为 4 种类型:淡水河口半咸水型、河口半咸水定居型、河口半咸水海水型和淡水河口半咸水海水型。长江口邻近海域吕四凤鲚有淡水和河口半咸水孵化个体,其生境履历类型包括淡水河口半咸水型、河口半咸水海水型和淡水河口半咸水海水型,而长江口崇明岛海域有海水及河口半咸水孵化个体,其生境履历类型包括淡水河口半咸水型、河口定居型及淡水河口半咸水海水型,这反映了长江口崇明岛及邻近海域吕四 2 个海域凤鲚个体间的共性以及差异性。通过本次研究,首次证明了长江口及邻近海域凤鲚存在 3 种孵化场及 4 种生境履历类型,准确反映了凤鲚个体组成及其生活史的多样性和复杂性。

基于耳石微化学的黄河垦利段刀鲚生活史初步研究

为研究黄河刀鲚(Coilia nasus)生境履历特征,利用电子探针微区分析技术(EPMA)对采集自黄河垦利段5尾刀鲚个体(D1、D2、D4、D5和D6)的矢耳石进行微化学特征研究。定量线分析结果显示,黄河口刀鲚生境履历较为复杂,所有个体核心区Sr/Ca值较低,表明其淡水孵化特征,但随着个体生长表现出不同的生活履历。个体D2生活史较复杂,其生长轨迹多次往返于淡水—半咸水生境,不具备洄游型刀鲚应有的规律性特征;个体D1、D4、D5和D6具有明显的洄游特征,不同的是个体D1和D4的Sr/Ca最大值分别为6.1和6.2,D5、D6生境已延伸至Sr/Ca值较高的区域,最大值分别达到8.44、8.63,但是由于调水、调沙对黄河口盐度变化影响较大,尚不能判断D5、D6个体生境已延伸至海水区域。分析的结果显示了同样的特征,个体D1、D4核心区表现为蓝色,外缘区域表现为蓝绿色;个体D2核心区表现为蓝色、绿色、黄色交替出现,个体D5、D6核心区域表现为Sr值较低的蓝色区域,随着生长耳石外围逐渐形成较为明显的黄色圆环。基于以上结果,本研究重新建立了黄河口刀鲚的生境履历,多数个体孵化和早期的生活主要在淡水生境完成,之后进入盐度较高的区域,往返于半咸水—海水生境中进行索饵、育肥,直至被捕获。以个体D2为代表的群体生活史较为复杂,推测可能是由于当年山东东平湖汛期放水而被动进入黄河的定居型刀鲚。

基于稳定同位素和矿质元素的中华绒螯蟹产地鉴别潜力评价

为研究中华绒螯蟹的产地溯源,对黄河和辽河3个产地的中华绒螯蟹进行采样,结合稳定同位素比、矿质元素分析以及化学计量学方法分析和探讨不同产地之间差异因子和分类模型。单因素方差分析及Duncan多重比较检验结果显示,在这3个产地间,元素Na、Mg、Al、K、Zn、Sr、Ba以及同位素δ13C和δ15N含量在产地间有显著差异(P<0.05)或极显著差异(P<0.01),而元素Ca、Mn、Cu在不同产地螯蟹中的含量差异不明显(P>0.05)。自组织映射神经网络聚类分析可视化显示,单独利用矿质元素或结合利用稳定同位素和矿质元素的最佳聚类效果均将位于黄河口的山东东营中华绒螯蟹样本聚为一类,辽河的盘锦和营口的样本聚为另一类。线性判别分析的结果显示,结合利用稳定同位素和矿质元素或单独利用矿质元素的初始验证的正确率均高于95%,且稳定同位素和矿质元素的结合具有更高的产地区分潜力。

元素与稳定同位素微化学分析在水产品产地溯源中的应用

随着人们对水产品需求的快速增长,消费者对水产品原产地信息也越来越重视。鉴于以假充真、以次充好的不法行为严重影响消费者和生产者的合法权益,开发更有效的水产品溯源、真伪鉴别及原产地保护体系愈发重要。与此相适应,本文重点综述了基于矿质元素与稳定同位素地理“指纹”溯源技术的基本原理及其在水产品产地溯源中的研究进展,以期为今后相关技术的开发提供理论依据。

草鱼仔鱼耳石茜素络合物标记特征研究

草鱼(Ctenopharyngodon idellus)是我国主要增殖放流经济鱼种之一,探索有效的标志方法对其增殖放流的技术保障和效果评价无疑至关重要。本研究对草鱼仔鱼耳石进行了1 d茜素络合物(ALC)荧光标记,以确认该方法的可行性及适宜条件。结果显示,微耳石、矢耳石和星耳石均能被标记。标记环在可见光及荧光下均能被观察到。其中,后者使用蓝色激发光(WBS)观察效果最佳。总体上,微耳石的标记效果最好,矢耳石次之。ALC浸泡对鱼体的生存及生长无显著影响,耳石上荧光信号出现和消失与鱼体开始浸泡和结束均存在约12h的时滞。浸泡标记过的实验鱼在经过长达60 d的恢复续养后,标记环仍清晰可见,表明ALC标记效果明显且可长期存在。该方法对草鱼仔鱼的增殖放流标记具有较强的可行性。

鄱阳湖饶河口溯河洄游型刀鲚研究

鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,同时也担负着众多长江水生野生动物关键栖息地的功能,这其中就包括了长江刀鲚的产卵场。历史上鄱阳湖内的南部子湖(程家池湖、草湾湖、东湖等)均为刀鲚比较集中的产卵场(袁传宓等,1980)。但由于过度捕捞、湖滩开垦、湖区围堰等情况的存在,加上湖区内分布有资源量可观的刀鲚淡水定居种群——短颌鲚,鄱阳湖被一度认为没有洄游型刀鲚的分布。

溯河洄游型刀鲚MHCⅡβ基因克隆的初步研究

主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)是脊椎动物中高度多态的基因家族,其编码的蛋白质是适应性免疫的重要组件,其中MHCⅡβ基因表达的蛋白主要参与外源性抗体的呈递,与生物抗性及生态适应性具有重要关系。使用RACE技术首次克隆了溯河洄游型刀鲚(Coilia nasus)MHCⅡβ基因,全长为917 bp,开放阅读框的长度为765 bp,共编码254个氨基酸。通过同源性分析和分子系统进化分析发现,刀鲚MHCⅡβ氨基酸序列与其他硬骨鱼类和哺乳类的相似性在32.09%~71.79%,和鲱形目的鱼类同源性最高(71.79%)。研究结果可为溯河洄游型刀鲚MHCⅡ基因相关的多态性及生态适应等机制的研究提供理论基础。

基于地标点法的九龙江口和珠江口凤鲚和七丝鲚耳石形态学特征比较

为把握珠江口、九龙江口鲚属鱼类凤鲚(Coilia mystus)与七丝鲚(C. grayii)的耳石形态特征,并了解这2种鱼类在不同河口资源群体间的关联性,文章首次引入地标点法研究了耳石形态的地理差异性。选择耳石轮廓上6个地标点和主凹槽上4个地标点并进行地标点法分析。这2个水域的2种鲚属鱼类种间及种内不同群体的判别分析正确率均达100%。其中主凹槽上的地标点相对扭曲贡献率达76.1%,余下23.9%为轮廓上地标点所贡献,说明主凹槽上的地标点位置为形态差异的主要来源,并在耳石种群形态区分中起到较大作用。2种鱼耳石形态的种间差异表现为前者较后者要宽;而种内不同河口群体间的差异表现为珠江的七丝鲚主凹槽较九龙江的更窄,而珠江凤鲚则较九龙江凤鲚的更宽。研究还发现珠江口和九龙江口凤鲚和七丝鲚群体均为互相独立的不同地理群体。

不同产地中华绒螯蟹形态差异的地标点法分析

为了解长江水系的太湖、洪泽湖、高宝湖、长荡湖、阳澄湖以及巴城、兴化"泓膏"养殖水域和长江口崇明自然水域等知名产区产中华绒螯蟹形态上的差异,首次运用地标点法研究其形态的产地差异性。背甲以及腹甲的形态使用地标点法进行分析,经图像处理后提取地标点坐标,进行相对扭曲主成分分析以及判别分析,利用薄板样条分析和网格变形将其形态变异矢量可视化。结果显示,在相对扭曲主成分分析中,提取了许多Ⅱ型地标点,其贡献率为82.637%~97.698%,作用较大,解释了主要形态变异。特别是相对扭曲主成分的判别分析对雄性以及雌性蟹背甲的判别准确率均为100%。研究表明,不同产地养殖环境可以导致中华绒螯蟹的形态出现差异;而以背甲为对象的形态地标点法分析应该可以作为判别不同产地中华绒螯蟹的有效方法。

洞庭湖中是否存在溯河洄游型刀鲚

利用电子探针微区分析(EPMA)技术,分析了2018年8月采自湖南省岳阳市洞庭湖畔水产市场2尾刀鲚(Coilia nasus)干制个体的矢耳石中锶和钙微化学特征。定量线分析结果显示,2尾样本的耳石锶钙比值(Sr/Ca×1000)波动显著,从耳石核心到边缘可分别出现对应淡水生境的锶钙比值<3的低值区,对应于半咸水生境的3-7高值区和再次为对应于淡水生境<3的低值区。面分布分析结果更直观显示两尾刀鲚个体的耳石从核心到边缘对应于不同盐度生境的锶含量变化图谱,即从耳石核心到边缘可分别出现对应于淡水生境的蓝色区域,对应长江口外半咸水生境的黄绿色区域和再次对应于淡水生境的蓝色区域。这种淡水-半咸水-淡水的生境转换显示出了上述个体的典型溯河洄游生活史"履历"。研究显示目前距长江河口约1400 km的洞庭湖中仍可能存在溯河洄游型刀鲚个体。

基于线粒体Cyt-b序列的太湖湖鲚与短颌鲚种群遗传分析

为了解太湖的湖鲚(Coilia nasus taihuensis)与短颌鲚(Coilia brachygnathus)的遗传多样性及遗传分化情况,利用线粒体细胞色素b(Cyt-b)基因,开展了种群遗传学研究。结果显示,47条序列共有变异位点26个,其中,简约信息位点12个,共得到22个单倍型。两物种间Fst值达0.703,分化程度较高,种群间的基因流仅为0.212。湖鲚种群内平均Kimura双参数遗传距离为0.002,短颌鲚种群内为0.001,而湖鲚与短颌鲚种间平均Kimura双参数遗传距离为0.005,湖鲚与短颌鲚种间遗传距离高于湖鲚种群内部遗传距离,也高于短颌鲚种群内部遗传距离。系统发育树和单倍型网络图结果显示,湖鲚与短颌鲚分成2个大的类群,但有1个湖鲚个体与短颌鲚具有共有单倍型。总体结果显示,湖鲚与短颌鲚之间存在明显的遗传分化,Cyt-b序列可用于区分湖鲚与短颌鲚个体。

基于背角无齿蚌对麦粉浜河道重金属污染监测

为评价江苏太仓市麦粉浜河道水环境重金属污染状况,响应国家河长制的政策,作者将"标准化"背角无齿蚌(人工繁育的生物因子相同、遗传质量稳定且污染本底值较低的监测专用背角无齿蚌)移殖至麦粉浜河道作为"监测组",并以仍养在未受污染的中国水产科学研究院淡水渔业研究中心南泉基地的同批蚌作为"对照组",进行连续3个月的主动监测研究。逐月采集水样、蚌样,用电感耦合等离子质谱仪同步分析13种重金属(包括重金属Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Mo、Cd、Ba、Tl、Pb和类金属As)含量变化动态。结果表明:南泉基地和麦粉浜河道水样中重金属含量总体低于《地表水水质标准》(GB 3838-2002);南泉基地和麦粉浜河道蚌样的均值污染指数(AP)分别为0.0633~0.0995和0.1076~0.1669,总体处于正常背景水平(AP<0.2),然而麦粉浜河道蚌样的Pb残留量指数(Ⅰ)达到0.3273~0.3977,处于轻度污染水平(0.2≤Ⅰ<0.6)。提示麦粉浜河道总体未受到明显的重金属污染,但Pb需引起重视。

味觉分析系统对不同产地中华绒螯蟹滋味强度值的区分

为评价不同产地中华绒螯蟹在滋味方面的差异,采用电子舌技术分析分别以湖泊围网养殖、野生自然水域或蟹稻共作为环境特征的5个产地蟹肉的滋味组成。结果发现,新鲜蒸制的中华绒螯蟹蟹肉样本都有非常突出的鲜味(15.78~17.78),其次是苦味(7.33~13.53)、咸味(3.83~12.39),差异明显的涩味(0.11~7.68),因所测值均在零附近而对滋味贡献小的丰富性(0~1.89)、苦味回味(0~1.03)和涩味回味(0~0.38),因所测值均在-30以下而没有酸味。线性判别分析的结果显示,初始验证的判别准确率为100%,各产地样本没有重叠现象。结果表明电子舌系统可以较准确地描绘中华绒螯蟹的滋味轮廓,滋味强度值具有区分产地滋味特征差异性的潜力。