生命科学研究中的标记技术

在广义的标记概念基础上,简要综述了生命科学研究中的7种物理标记、8种化学标记以及11种生物标记中的分子标记的特点和方法。作者认为:生命科学中的标记技术极大地简化和加速了分子生物学向更广和更深的领域研究。许多标记方法往往运用和综合了好几种标记技术,技术方法也由粗放向精细准确转变,大量的新的高效的特异的标记技术建立在经典的标记技术基础之上,并不断完善和扩充。

基于线粒体12SrRNA序列研究凤鲚两个野生群体的遗传多样性

对凤鲚Coilia mystus长江群体和珠江群体的线粒体DNA(m itochondrial DNA,m tDNA)的12SrRNA基因片断序列进行分析。排列比对后,获得该基因365 bp的一致序列。在所测得的42个序列中,共检测到6种单倍型,其中长江群体有2种,珠江群体有4种。长江群体和珠江群体的单倍型多样性指数分别为0.5263和0.6104,核苷酸多样性指数分别为0.144%和0.192%。凤鲚长江群体内部的遗传距离为0.3%,珠江群体内部的遗传距离为0.3%～0.5%,长江群体与珠江群体之间的遗传距离为0.8%～1.4%。邻接树显示长江凤鲚和珠江凤鲚各自形成一个单系类群。AMOVA分析显示群体间的变异占总变异的82.80%,提示两者可能有相互隔离的遗传结构。

拟缘鱼央血清转铁蛋白的研究

从长江上游水系采集到拟缘鱼央、白缘鱼央和黑尾鱼央,分别测定其血细胞、血红蛋白和血清铁含量,比较了它们的转铁蛋白活性和铁利用率。结果显示:血红蛋白和转铁蛋白的静态数值和生理功能并无明显的关联性。血清转铁蛋白PAGE结果表明:鱼央属鱼血清转铁蛋白分为a、b和c 3个区。它们的表现型频率、基因频率、多态位点比例和平均杂合度显示:拟缘鱼央具有较高的遗传均一性。对拟缘鱼央进行体内注射PHA实验。结果表明:血清转铁蛋白与PHA呈负相关。等位基因a可能是与鱼体免疫反应相关的作用因子。雌性个体较雄性个体有更多的转铁蛋白多态性,而且对PHA的应激反应也较明显。

半滑舌鳎脾脏、卵巢组织细胞离体培养的初步研究

实验采用胰酶消化法,对半滑舌鳎脾脏、卵巢组织细胞进行离体培养,结果显示,脾脏、卵巢细胞能够在添加20%FBS,50 mmol/L 2-Me,100 U/mL青霉素,100μg/mL链霉素,1mmol/L丙酮酸钠,10 ng/mLbFGF的MEM完全培养基中生长,两种细胞的形态均为成纤维样,脾脏细胞可传至第9代,卵巢细胞至今已传至第11代。脾脏、卵巢细胞染色体中期分裂相均为正常的二倍体核型(2n=42),且具有异型W染色体。20%的血清浓度更适用于卵巢细胞传代培养。利用脂质体可将含有RFP荧光报告基因的质粒成功转入脾脏细胞中。

秋季南黄海网采浮游生物的生物量谱

对2006年9月南黄海浮游生物网（孔径为70，160，505μm）采集样品内的浮游生物个体大小的粒径分布进行研究，确定各粒级大小的功能群组成，建立2006年秋季调查水域网采浮游生物的生物量谱，比较分析三个特征水域（黄海近岸、黄海中部及黄海和东海交汇区）的浮游生物生物量谱特征参数的异质性。结果表明：三种网采浮游生物粒级范围主要包括100 pg/个-70 ng/个的浮游植物和70 ng/个-62 mg/个的浮游动物。Sheldon型生物量谱为近似连续的波动曲线，标准型生物量谱为线型。总测区的标准生物量谱斜率和截距为-0.74和18.64，各个特征水域，黄海中部为-0.67和15.60、黄海近岸为-0.64和14.34、黄海、东海交汇区为-0.73和18.03。浮游动物种类多样性对标准生物量谱的特征参数具有较显著的影响。

中东大西洋中部海域中上层鱼类资源结构与渔场分布

为了解中东大西洋中部海域中上层鱼类资源结构与渔场分布,对2007-2014年入渔FAO34渔区3.11和1.32小区(毛里塔尼亚专属经济区)从事中上层鱼类捕捞的7艘国内渔船的生产数据进行了分析。结果表明,我国入渔船只数量、入渔渔船总产量和作业渔船平均日产量均呈现先增加、后减少的趋势,且在2011年入渔渔船总产量和作业渔船平均日产量到达最大值,2012年入渔船只数量到达最大值。渔获种类主要包括沙丁鱼(Sardina pilchardus)、短体小沙丁鱼(Sardinella maderensis)、金色小沙丁鱼(Sardinella aurita)、日本鲭(Scomber japonicus)和竹筴鱼(Trachurus trachurus),各渔获种类的渔获量年际间波动较为明显。月均产量在17.2~23.6 t/haul,最高值和最低值分别出现在12月和8月;月均总产量在1 279.0~2 414.2 t,最高值和最低值分别出现在1月和8月,12月至次年3月为渔汛旺期。渔场季节变化现象明显,夏秋季向北移动,冬春季向南移动,20.0°~20.8°N、17.4°~18.0°W区域为高产量海域。该海域中上层鱼类洄游现象明显,这可能主要与该海域的不同洋流在不同月份的强弱变化有关,该海域整体渔业资源呈现一定衰退现象。建议渔船入渔该海域从事中上层鱼类捕捞持谨慎态度,加强该海域渔业资源的研究与保护。

基于线粒体cyt b基因标记探讨凤鲚3群体遗传结构和进化特征

为阐明凤鲚不同地理群体的遗传结构和进化关系，采用凤鲚长江（21尾）、闽江（22尾）和珠江（22尾）群体的线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）的细胞色素b（cytb）基因片段序列进行分析。共获得3群体cyt b基因片断607 bp的一致序列。序列有102个变异位点，总变异率为16．8％，其中68个为简约位点。各单倍型的变异全部是转换或颠换，无插入和缺失。（A＋T）含量为57．6％，大于（G＋C）的含量42．4％。核苷酸多态性以闽江群体最高，其它两群体较低。自然选择检验显示3群体内部在分子水平上存在自然选择作用。在所获得的65个序列中，共检测到34种单倍型。群体内的遗传距离为0．3％～1．2％之间，群体间遗传距离在0．8％～10．8％之间。长江群体与珠江群体之间的遗传距离较大为10．8％，长江群体与闽江群体间的遗传距离为10．6％，而珠江和闽江群体之间的遗传距离最小为0．8％。AMOVA分析显示，群体间遗传变异占总变异的90．25％，群体内的遗传变异占总变异的9．75％，提示群体间变异是总变异的主要来源。研究结果提示长江群体和闽江以及珠江群体间的分化可能已达亚种水平。

牙鲆的胚胎发育

在牙鲆胚胎玻璃化冷冻中,为了准确选择胚胎的冷冻时期,掌握胚胎发育进程,同时为牙鲆苗种培育提供一定的依据,对海水工厂化养殖牙鲆的胚胎发育进行了研究。牙鲆受精卵培养在14～16℃、盐度29.9的海水中,利用Olympus显微镜对牙鲆胚胎发育过程连续观察,对各个胚胎时期的发育时间进行了记录,并对每一时期的特征用Olympus照像机进行了拍摄。实验记录了从受精卵到出膜后5d的29个具体发育时期的特征和发育时间,拍摄了30张具有代表性的胚胎和鱼苗图片,将牙鲆胚胎发育划分为卵裂期、囊胚期、原肠期、神经胚期、肌节期、尾芽期、心跳期、胚体转动期、出膜前期、出膜期10个连续的典型时期。在此培养条件下牙鲆胚胎历时93h完成整个胚胎发育,孵化出膜,再经96h的胚后发育卵黄囊完全吸收,之后进入变态期,向成鱼转化。

胶州湾北部氮、磷营养盐的分布及变化特征

1999～2004年对胶州湾北部海域营养盐进行了连续监测,数据分析结果表明,年际春季2003年无机氮含量最高,平均值为460.85 μg/L,超出海水水质三类标准,超标率为77.8%.夏季2001年含量最高,平均含量为486.89 μg/L,2004年次之,平均含量461.82μg/L;秋季2003年无机氮平均值为633.46μg/L,均超出海水水质四类标准.磷酸盐的年际季节性变化及年际均值变化分析,该海域无机磷含量均在较高水平上波动(尤其在春、秋季),另,夏季高温期超标也较为严重.从氮、磷比值的季节变化来看氮、磷含量均较高.胶州湾海域富营养化程度严重,是一个亟待解决的问题.

桑沟湾长牡蛎生物沉积物对环境底质影响的同位素证据

贝类通过生物沉积作用加速了养殖海区水体中的颗粒物质向海底的输送。在桑沟湾中筏式养殖的长牡蛎(Crassostrea gigas),将大量的有机物以生物沉积物(真粪和假粪)的形式排向养殖区海底。为完成对桑沟湾筏式养殖长牡蛎生物沉积物对环境底质影响的量化研究,作者通过在桑沟湾内不同的海区设置采样点(5个养殖区,3个对照点),对采样点SG 2与SG 6两个点的长牡蛎生物性沉积物与海区悬浮颗粒物进行了稳定同位测定及有机物来源分析。实验结果表明:选取的采样点沉积物稳定碳氮同位素丰度集中于δ^(13)C–22.82‰~–21.62‰,δ^(15)N 4.73‰~6.21‰。在SG 2点的悬浮颗粒物中,长牡蛎生物性沉积物贡献有机物占9.95%,对照区沉积物与SG 2区沉积物贡献分别为54.19%和35.86%。在典型的采样点,稳定同位素法能较准确地量化出各有机物来源的贡献比例。以SG C点为对照,其余7个采样点长牡蛎生物性沉积物有机物贡献在4.06%~28.64%,平均贡献率为13.96%±8.62%,牡蛎养殖已经对桑沟湾底质造成了一定的影响。

栉孔扇贝♀×虾夷扇贝♂单对杂交子一代的ISSR分析

用ISSR-PCR(Inter Simple Sequence Repeats PCR)技术对栉孔扇贝Chlamys farreri♀和虾夷扇贝Pa-tinopecten yessoensis♂及其单对杂交子一代担轮幼虫进行了分析。结果表明:从20个ISSR引物中筛选出4个引物对栉孔扇贝♀、虾夷扇贝♂及其单对杂交子一代担轮幼虫进行PCR扩增,共得到153个清晰稳定的扩增位点,其中母本栉孔扇贝的特异位点有38个,父本虾夷扇贝的特异位点有32个。对ISSR扩增图谱的分析结果证实,所研究的杂交子代是栉孔扇贝和虾夷扇贝的杂交种。杂交子代与母本栉孔扇贝的平均遗传相似性系数为0.6086,与父本虾夷扇贝的平均遗传相似性系数为0.4402,表明杂交子代在遗传上偏向于母本栉孔扇贝。

锌-镉还原法测定天然水中硝酸盐的最优测定条件

为选择用锌-镉还原法测定天然水中硝酸盐的适宜条件,对基质盐度、盐分组成、锌片面积、锌卷形状、容器器形、pH等6个影响因素,以及盐分组成与pH和锌片面积与锌卷形状因素间的交互作用进行了研究,并按照L16(41×212)正交表进行正交试验。结果表明:6个因素对测定结果的影响大小依次为基质盐度>盐分组成>锌片面积>pH>容器器形>锌卷形状,其中基质盐度、盐分组成和锌片面积对测定结果影响显著(P<0.05);用锌-镉还原法测定天然水中硝酸盐的最优测定条件为震荡频率210 r/min,还原时间12 min,基质盐度25,在每升试验水中加入0.196 g NaHCO3,锌片面积为5 cm×6 cm,在此优化条件下进行测定,可得到较高且稳定的还原率,其精密度和回收率均较好。

花鲈冷冻精液受精鱼苗与鲜精受精鱼苗的同工酶比较分析

采用水平凝胶电泳技术对花鲈(Lateolabrax maculatus)冷冻精液受精鱼苗与鲜精受精鱼苗进行了同工酶分析。本实验选取肌肉和肝脏两种组织,检测了IDHP、PGM、LDH、GPI、MDH、G3PDH、ME、HK、SOD、G6PD和SDH等11种酶,得到13个位点:IDHP*、PGM-1*、PGM-2*、LDH*、GPI-1*、GPI-2*、MDH*、G3PDH*、ME*、HK*、SOD*、G6PD*和SDH*。结果显示在0.99水平,SDH*和PGM-2*位点在两种受精鱼苗中均表现为多态,多态位点比例均为0.1538;平均预期杂合度分别为0.0460和0.0407,但未观测到杂合子,观测杂合度均为0,遗传偏离指数均为-1;有效等位基因数分别为1.0720和1.0850,花鲈冷冻精液受精鱼苗与鲜精受精鱼苗的遗传相似度为0.9991,遗传距离为0.0010。由此可见,花鲈的冷冻精液受精鱼苗和鲜精受精鱼苗间未出现同工酶水平上的遗传差异,冷冻保存精液完全适用于花鲈育苗生产。

用6-DMAP诱导栉孔扇贝异精雌核发育四倍体的细胞学观察

用6-二甲基氨基嘌呤(6-DMAP)抑制受精卵第一极体和第二极体的排出,诱导栉孔扇贝Chla-mys farreri异精雌核发育四倍体。采用石蜡切片法,在光学显微镜下观察受精卵在受精和早期卵裂过程中细胞学的变化。结果显示:被遗传灭活的长牡蛎Crassostrea gigas精子(照射强度1 500μW/cm2,照射时间60 s)能够与栉孔扇贝卵子正常授精并激发受精活动,但受精卵发育速度较对照组的迟缓;受精卵即将排出第一极体之前用6-DMAP(终浓度50 mg/L)处理35 m in,抑制受精卵第一极体和第二极体的排出;至原核形成期,四倍性雌核最终融合,在此过程中精核一直处于凝缩状态,不解凝,不形成雄性原核;到第一次卵裂前期,精核以致密的染色质体(DCB)形式位于两组母本染色体之间,卵裂末期,精核位于两卵裂球之间的卵裂沟上或进入其中一个卵裂球的细胞质中;第二次卵裂过程中,精核仍然以DCB形式滞留于卵裂沟上或其中一个卵裂球中。另外,作者还观察到核物质分离紊乱、染色体多极分离等现象,并对产生这种现象的原因进行了探讨。

凡纳滨对虾在氯化物型盐碱水养殖环境下不同家系间生长、存活性能分析

本研究以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)61个家系为材料,开展了为期50 d的氯化物型盐碱水混合养殖测试,分析了各个家系的生长和存活性能。研究结果显示,凡纳滨对虾家系在氯化物型盐碱水养殖环境下的体重和存活率均存在显著差异,且家系间体重和存活率差异较大,变异系数分别高达36.26%和46.82%;凡纳滨对虾家系的绝对增重率均值和特定增重率均值分别为0.09g/d和1.82%/d,绝对增重最快的家系比绝对增重率均值高7.54个百分点,比增重最慢家系高12.95个百分点;凡纳滨对虾家系存活率范围为1.00%~63.33%,家系平均存活率为26.61%,家系最高存活率比家系最低存活率高了62.33个百分点,比家系存活率均值高了36.72个百分点。本研究结果表明:凡纳滨对虾家系在氯化物型盐碱水养殖条件下生长、存活存在较大差异,具有较大的遗传改良空间和选育潜力,本研究结果可为下一步的凡纳滨对虾盐碱水选育工作提供数据支持。

罗氏沼虾高世代育种群体收获体重加性和显性遗传效应

精确地估计加性和显性遗传效应,可以提高选择准确度和加速遗传进展。本研究构建了343个罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)G7~G9育种群体全同胞家系(半同胞家系244个),测定了29523尾个体的收获体重。基于单性状动物模型,利用平均信息约束最大似然法(average information restricted maximum likelihood method,AIREML)估计了G7、G8、G9和G8+G9 4个数据集收获体重的方差组分。分析时采用了两种模型:(1)加性遗传效应模型,包含加性遗传效应和共同环境效应(A+C);(2)加显性遗传效应模型,进一步包括显性遗传效应(A+D+C)。结果表明,在A+C模型下,估计得到的4个数据集收获体重的遗传力范围在0.046~0.082,为低遗传力水平(h^2≤0.15)。在A+D+C模型下,估计得到的收获体重遗传力范围在0.063~0.096,显性方差组分比率范围为0.027~0.571。模型中包括显性遗传效应后,G8数据集收获体重遗传力的估计值变大,其余3个数据集的估计值变小。罗氏沼虾育种群体收获体重遗传力较低,表明需要引进性能优良的野生或改良群体,增加育种群体的遗传变异丰富度;4个数据集显性遗传方差比率值变化较大,表明需要新的算法并利用更多世代数据提高其估计值的准确性。

2008年夏季靖海湾松江鲈鱼种质资源保护区生态环境质量综合评价

根据2008年6月靖海湾松江鲈鱼种质资源保护区表层海水营养盐、重金属以及相关环境因子的调查数据,重点研究了营养盐和重金属的分布特征,并对该水域营养水平和有机污染状况进行了评价。结果表明,靖海湾表层海水的DIN、PO4-P的平均浓度分别为528.49和48.18μg/L,均超过一类海水水质标准。营养盐和环境因子的相关性分析表明,陆源径流输入是该水域的主要营养来源。重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As的平均浓度分别为1.63、0.44、4.23、0.21、0.034、1.16μg/L,均符合一类海水水质标准。营养化评价模式和有机污染指数计算结果,N/P值均大于Redfield比值(16),P显得相对缺乏,表层海水营养水平基本属于富营养化,有机污染程度达到5级,表明该调查水域受到严重的有机污染。根据污染分担率分析,PO4-P是该水域的首要污染物,同时Cu含量最接近美国国家海洋与大气管理局生物慢性安全浓度,这表明PO4-P和Cu是靖海湾松江鲈鱼种质资源保护区生态环境评价中的敏感因子,须引起重视。

2008年南黄海西部浒苔暴发区有机碳的分布特征及浮游植物的固碳强度

根据2008-08-09～2008-08-13在南黄海西部绿潮(浒苔)暴发区取得的溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)和颗粒氮(PN)的分析数据,结合同步获得的水文环境要素资料,研究了该区域有机碳的分布特征、来源、影响因素以及浮游植物的固碳强度.结果表明,DOC的浓度范围为1.55～3.22mg/L,平均值为2.44mg/L;POC的浓度范围为0.11～0.68mg/L,平均值为0.27mg/L.DOC与POC的分布特征基本一致,呈现近岸高,外海低;表层高,底层低的趋势.POC与TSS的相关分析表明,POC与TSS整体上呈显著正相关,表明TSS的浓度和来源是控制POC浓度高低的重要因素.通过建立POC与PN的一元线性回归模型,估算了样品中PIN的含量.扣除样品中PIN的影响后,沿岸大部分海域POC/PON的平均值<8,结合POC/Chl-a比值,表明沿岸海域POC主要是海洋有机质来源,并且存在降解有机物,这可能是调查期间处于绿潮暴发后期,部分浒苔开始腐烂被降解所致.应用初级生产力估算的浮游植物固碳强度的结果表明,南黄海西部绿潮(浒苔)暴发区浮游植物的固碳强度变化范围为167～2017mg/(m2·d),平均为730mg/(m2·d),该区域日固碳量达到2.95×104t.换算至整个黄海,日固碳量为28.03×104t.

桑沟湾贝类养殖海域石油烃污染状况及其对贝类质量安全的影响

2008年1～11月在桑沟湾贝类养殖海域分别采集表层海水、表层沉积物和养殖贝类样品,进行了石油烃含量分析.依据石油烃含量检测结果,分析了桑沟湾贝类养殖海域海水和沉积物中石油烃含量的分布和变化趋势以及贝类体内石油烃含量水平和种间差异,并对3种介质中石油烃的污染状况进行了评价,最后探讨了贝类体内积累的石油烃及对贝类质量安全性的影响.结果表明:①桑沟湾贝类养殖海域海水中石油烃的含量范围在3.61～98.21μg/L,沉积物均值含量范围在6.75～25.95mg/kg,养殖贝类体内石油烃含量范围在2.14～42.87 mg/kg,贝体中石油烃含量存在明显的种间差异,平均含量由高到低依次为菲律宾蛤﹥牡蛎﹥扇贝.②桑沟湾贝类养殖海域海水和沉积物中石油烃的含量具有明显的月际变化,海水中石油烃含量以7月最高、8月最低,表层沉积物中石油烃含量以9月最高、3月最低.③桑沟湾贝类养殖海域表层海水污染状况为受到石油烃污染,表层沉积物污染状况为未受到石油烃污染,而养殖贝类污染状况为受到石油烃污染.不同贝类品种污染程度不尽相同,栉孔扇贝污染轻于菲律宾蛤和牡蛎.④进行了养殖贝类与其它2种暴露介质石油烃含量的线性回归分析,养殖贝类与表层海水的石油烃含量呈显著的正相关(r=0.87),与表层沉积物石油烃含量只是有一般的正相关性(r=0.37).⑤对贝类体内所含石油烃类而言,桑沟湾3种养殖贝类的食用安全风险相对较小.