海洋酸化与重金属、有机污染物和人工纳米颗粒的联合毒性效应研究进展

由于大量人类活动的影响,大气CO2浓度持续增加,其中约1/3被海洋吸收,导致表层海水pH值降低和碳酸盐平衡体系波动,即“海洋酸化”现象。污染物的海洋环境效应一直是全球环境科学领域研究的热点。在实际环境中,海洋酸化往往与污染物共同存在并作用于海洋生态系统,且海洋酸化极有可能改变污染物的海洋环境行为从而影响其毒性效应。但现有研究大多针对海洋酸化或者污染物单独作用下的毒性效应展开,对海洋酸化与污染物的联合毒性效应的研究不足、亟待加强。为此,综述了近年来海洋酸化与典型污染物(重金属、有机污染物)及新型污染物(人工纳米颗粒)的相关文献,重点阐述了海洋酸化对污染物环境行为的影响和海洋酸化与污染物对海洋生物的联合毒性效应,指出当前的研究不足,并对未来的研究方向进行了展望。

急性病毒性坏死病毒IAP-86基因的克隆、表达及抗凋亡研究

在已经完成的栉孔扇贝急性病毒性坏死病毒(acute viral necrosis virus,AVNV)全基因组序列测序与分析的基础上,设计特异性引物,克隆得到了ORF86编码的杆状病毒凋亡抑制蛋白基因(IAP-86)。IAP-86基因与pET32a(+)质粒连接构建得到重组质粒pET32a-IAP86,将重组质粒转化到E.coil BL21(DE3)中,使用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导蛋白表达,SDS-PAGE检测显示表达蛋白分子量约为40 ku,经Western-blotting和质谱分析证明,该蛋白即为IAP-86融合蛋白,Co2+柱纯化后得到了纯化的IAP-86融合蛋白。将重组的IAP-86蛋白用FITC标记,荧光显微镜下观察,发现重组的IAP-86蛋白最终能够与栉孔扇贝血淋巴细胞的细胞核和细胞质结合。细胞凋亡检测实验发现,重组的IAP-86蛋白能够在一定程度上抑制栉孔扇贝血淋巴细胞凋亡,凋亡抑制率为7%。本实验应用原核表达成功得到了IAP-86蛋白,并证明IAP-86对栉孔扇贝细胞的凋亡有一定抑制作用,这为进一步研究AVNV的侵染机制提供依据。

诺氟沙星对中国明对虾鳃和血清ECOD、APND和GST活性的影响

诺氟沙星药饵每天2次投喂中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis),给药剂量分别为0 mg/kg(对照组)、15mg/kg(LD组)、30 mg/kg(MD组)和60 mg/kg(HD组),连续投喂7 d后,分析诺氟沙星对中国明对虾鳃和血清7-乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)、氨基比林-N-脱甲基酶(APND)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性的影响。结果表明,不同浓度诺氟沙星对中国明对虾鳃和血清GST活性呈现显著抑制作用(P<0.05),且GST活性随着取样时间推移表现出先下降后上升的趋势。其中MD组鳃GST活性在4 h时达到最低,是对照组的8.87%;LD组血清GST活性在24 h达到最低值12.01 U/mL,仅为对照组的25.02%。与对照组相比较,给药组中国明对虾鳃和血清APND和ECOD活性均受到显著抑制(P<0.05),且呈现出一定的时间和剂量效应,随着浓度升高,APND和ECOD活性逐渐降低;而随着时间推移,APND和ECOD活性呈现先下降后上升的趋势。本研究通过探讨诺氟沙星对上述酶类的影响,为诺氟沙星的合理使用及与其他药物的联用提供理论参考。

中华虎头蟹线粒体16S rRNA和 COⅠ基因的序列比较及其系统进化分析

为研究中华虎头蟹野生群体的种质资源及遗传多样性状况,采用PCR扩增获得中华虎头蟹线粒体DNA的16S rRNA和COⅠ基因片段,分别对其进行序列比较及系统进化分析。16S rRNA和COⅠ基因片段的A+T平均含量分别为67.7%和61.4%,A+T含量显著高于G+C含量。长度为515 bp的16S rRNA基因片段共检测出单倍型4种,多态性位点4个,均为单一变异位点;长度为653 bp的COⅠ基因片段共检测出单倍型11种,多态性位点23个,其中简约信息位点5个和单一变异位点18个。COⅠ基因片段比16S rRNA基因片段具有较大的变异,更适于中华虎头蟹种群的遗传多样性分析。基于16S rRNA和COⅠ基因片段的遗传距离与系统进化分析结果一致,表明中华虎头蟹与梭子蟹科的蟹类亲缘关系最近,方蟹科与沙蟹科的蟹类聚为一支,与传统分类结果基本一致;而脊椎动物2个基因片段的系统进化分析结果不一致。根据16S rRNA基因片段的遗传距离推测出4科7种蟹的大致分化时间发生在古新世至始新世。

三疣梭子蟹水通道蛋白1 cDNA及其盐度胁迫下的表达分析

采用RACE技术克隆获得总长为1 712 bp的三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)水通道蛋白基因全长cDNA序列,命名为PtAQP基因。该基因5′和3′非编码区分别为153 bp和788 bp,开放阅读框为771 bp,推测编码256个氨基酸,预测分子量为27.0 kD,理论等电点为8.26。生物信息学分析表明,PtAQP含有6个跨膜区和2个NPA单元,具有与MIP家族匹配的保守氨基酸序列,属于稳定蛋白;同源性和系统进化分析表明,三疣梭子蟹PtAQP氨基酸序列与可口美青蟹(Callinectes sapidus)AQP1的同源性最高(87%),与可口美青蟹紧密聚为一支;荧光定量RT-PCR分析表明,PtAQP基因在各组织中均有表达,而在胃中的相对表达量最高。通过分析PtAQP基因在盐度胁迫中的表达规律发现,盐度胁迫可显著改变PtAQP基因在三疣梭子蟹鳃和肝胰腺中的表达模式,整体呈先下降后上升最后下降到初始水平的表达趋势。该研究结果表明,PtAQP基因在三疣梭子蟹渗透压调节中发挥重要作用。

三疣梭子蟹Na^＋/H^＋-exchanger基因克隆鉴定及在盐度胁迫下的表达分析

为研究Na^+/H^+-exchanger基因在三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)盐度胁迫过程中的功能作用,克隆了三疣梭子蟹Na^+/H^+-exchanger基因并进行表达分析。结果显示,Na^+/H^+-exchanger基因(Gen Bank:KU519329)全长4233 bp,5?和3?非编码区(UTR)长分别为519和753 bp,开放阅读框(ORF)长2961 bp。编码986个氨基酸,预测蛋白质分子量和等电点分别为110.8 k D和7.42,具有信号肽和典型的Na^+/H^+-exchanger蛋白结构域,含12个跨膜α螺旋;三疣梭子蟹Na^+/H^+-exchanger基因与普通滨蟹(Carcinus maenas)同源性最高,达到87.2%,系统进化分析也显示该序列与普通滨蟹聚为一支;表达分析显示,三疣梭子蟹Na^+/H^+-exchanger基因在鳃中表达量最高;在低盐(盐度5、10和20)胁迫过程中,Na^+/H^+-exchanger基因在0—12h上调表达明显,在24—168h间表达量呈下降趋势;在高盐(盐度50)胁迫初期(0—12h),该基因表达量相对稳定,之后(24—168h)显著下调表达。研究表明低盐显著诱导Na^+/H^+-exchanger基因的高表达,推测三疣梭子蟹Na^+/H^+-exchanger基因在低盐环境下发挥重要的渗透调节功能。

基于vhhP2基因的SYBR Green I实时定量PCR检测哈维氏弧菌方法的建立

根据哈维氏弧菌(Vibro harveyi)溶血素基因vhhP2的保守序列设计特异性引物,建立了SYBR Green I实时定量PCR检测哈维氏弧菌的方法。构建含vhhP2基因的重组质粒作为标准品,进行SYBR Green I实时定量PCR,在Tm为60℃时,扩增产物的熔解曲线仅有一个特异峰,扩增所得标准曲线为y=–3.331x+37.48,相关系数为0.998,扩增效率为1,最低可检测到7个拷贝。实验结果表明该检测技术具有较高的特异性、敏感性和重复性,对哈维氏弧菌病的快速诊断和流行病学调查有重要意义。

“黄优1号＂条斑紫菜新品系遗传背景和营养成分分析

【目的】丰富我国北方紫菜(Pyropia)栽培种质,培育优良新品系。【方法】以山东长岛县砣矶岛野生紫菜作为亲本,经过选育,分别采集在南通、日照和砣矶岛海区栽培的"黄优1号"紫菜成体进行遗传背景(rbcL和细胞色素C氧化酶Ⅰ亚基(Cycochrome oxidase subunitⅠ,COⅠ)基因)和营养成分(藻胆蛋白、叶绿素a Chl a、类胡萝卜素Car和可溶性蛋白TSPs)分析。【结果】依据rbcL基因序列(约1 200bp)进行遗传多样性分析,仅砣矶岛养殖绳上全沉水生长的野生紫菜群体与其他品系(群体)具有1.1%的遗传差异,而其栽培群体("黄优1号")的rbcL基因序列与对照条斑紫菜品系完全一致;依据COⅠ基因序列(约680bp),仅南通的两栽培品系("黄优1号"和培育品系2)具有2bp差异,其他品系(群体)的COⅠ基因序列与对照条斑紫菜完全一致。日照海区栽培的"黄优1号"紫菜其营养物质含量比其他海区栽培的"黄优1号"紫菜、野生亲本以及培育品系2高;南通海区栽培的"黄优1号"条斑紫菜品质一般,大部分营养物质含量均低于日照栽培藻体。【结论】由rbcL和COⅠ基因序列推断砣矶岛岸边和养殖绳上的野生紫菜大部分为条斑紫菜,选育品系"黄优1号"为条斑紫菜;在不同海区进行栽培的"黄优1号"条斑紫菜营养成分均优于其野生亲本;初步研究结果表明该品系更适于在日照海区栽培。

桑沟湾不同养殖区大型底栖动物的群落结构特征

于2016年9月和11月对我国北方典型筏式养殖海湾—桑沟湾的筏式贝藻养殖区和网箱养殖区的大型底栖动物进行调查,研究了桑沟湾不同养殖区大型底栖动物的种类组成、数量分布、群落结构及生物多样性等群落特征,分析了底栖动物与海洋环境因子的关系,以了解养殖活动对大型底栖动物的影响。结果显示,调查共鉴定出大型底栖动物67种,其中,环节动物多毛类36种,软体动物12种,节肢动物门甲壳类和全足类16种,棘皮动物3种。桑沟湾大型底栖动物的优势种主要为多毛类,贝藻区的绝对优势种为刚鳃虫和长叶索沙蚕,网箱区的绝对优势种为异足索沙蚕和多丝独毛虫。生物量和丰度的特性为9月网箱区>11月网箱区>9月贝藻区,多样性指数的趋势相反。研究表明,底栖动物群落特征与底质有机碳、总磷、硫化物和氧化还原电位等因素有关,桑沟湾大规模养殖活动对底栖动物群落组成和分布产生了一定的影响。