海洋生态系统净生产力研究进展

海洋生态系统净生产力(net ecosystem production,NEP)表示总初级生产力(gross primary production,GPP)和呼吸作用(respiration,R)过程之间的差异,它对碳收支平衡、海洋生态系统营养状态乃至气候变化等研究具有十分重要的指示意义。影响海洋NEP的因素有细菌、浮游生物、温度、太阳辐射、海冰融化、水团迁移、富营养有机质排放以及海水酸化等。目前计算NEP的方法可分为实验培养测定及数据模型计算两种。溶解氧培养法及同位素标记法等是经典的培养测定方法,但存在误差较大且重现性较差等问题。数据模型计算即借助养分质量平衡、响应面模型、O2/Ar示踪等方法,通过将现场实测数据和生物地球化学模型结合,进行高时间分辨率的连续性观测,这也是目前测算NEP的主流应用手段。然而,相较于发达国家,我国在NEP的研究设备、技术、测定方法等方面仍存在一定差距。今后的研究重点将是建立NEP指标与表征海洋环境、气候变化之间的耦合关系以及NEP测定方法的改进,这将有助于深入理解和探索全球变化背景下海洋生态系统响应机制及变化趋势。

海洋微塑料污染现状及其对鱼类的生态毒理效应

海洋微塑料污染已成为全球性环境问题,鉴于微塑料特殊的理化性质,其对海洋生物和海洋生态系统的生态效应愈发受到关注。本文在综述海洋微塑料来源、类型和分布状况的基础上,探讨了鱼类摄入微塑料的途径及其生态毒理学效应。研究表明,全球近岸、大洋和极地海域均有微塑料分布,我国微塑料污染亦较为严重。微塑料会对包括鱼类在内的海洋生物生存造成威胁,其被鱼类摄入的主要途径是经口误食,微塑料进入鱼体后可在不同组织和器官中迁移,消化道是主要蓄积器官。微塑料对海洋鱼类的生态毒理效应主要包括:(1)影响生殖与精卵发生;(2)降低存活率;(3)影响生长发育;(4)扰乱行为;(5)导致组织病变与炎症反应;(6)导致代谢紊乱;(7)干扰神经系统;(8)导致氧化应激;(9)干扰内分泌等。未来研究应重点关注微塑料在海洋生态系统中的迁移扩散过程、不同浓度和粒径微塑料对鱼类的生态毒理效应及致毒机制研究、微塑料和其他典型海洋污染物对鱼类的联合毒性效应,以及微塑料与海洋酸化、缺氧、升温等全球环境问题的叠加效应等。

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)含新型关键识别基序DPY/WTD单结构域C型凝集素PtCTL-6的免疫功能研究

C型凝集素是一类依赖于钙离子的糖识别蛋白超家族,该家族蛋白在海洋无脊椎动物先天免疫系统中的非己识别和对病原微生物的清除过程中起重要作用。本文以三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)含单个糖识别域(CRD)的C型凝集素PtCTL-6为研究对象展开研究。研究表明PtCTL-6的开放阅读框(ORF)编码一条由信号肽、LDLa和CRD组成的多肽链。该C型凝集素的识别关键基序为DPY/WTD(Asp-Pro-Tyr/Trp-Thr-Asp),未见于前人研究。病原相关分子模式(PAMPs)结合活性检测结果表明:PtCTL-6重组蛋白(rPtCTL-6)能结合脂多糖(LPS)、肽聚糖(PGN)和β-葡聚糖(β-glucan),并能结合7种微生物,包括革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌。凝菌活性实验证明,PtCTL-6能选择性地凝集真菌毕赤酵母(Pichia pastoris)与酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。以上结果证实PtCTL-6能作为模式识别受体参与机体对微生物的识别,并且该分子具备较广泛的免疫识别谱。最后,本文初步探索了该分子对"非己"物质的识别机制,发现PtCTL-6通过特异性的结合D-甘露糖和D-岩藻糖对"非己"物质进行识别,是一种具备新型糖结合模式的C型凝集素。

基于简化基因组测序的三门湾海域无脊椎动物的遗传多样性分析

本研究通过简化基因组测序(2b-RAD)技术,对浙江省三门湾海域定居性优势无脊椎动物(哈氏仿对虾、口虾蛄、脊尾白虾、三疣梭子蟹、曼氏无针乌贼、棒锥螺和牡蛎)进行遗传结构和遗传多样性分析,以评估三门湾海域水生无脊椎动物资源现状,并为渔业可持续发展提供物种遗传资源监测依据。7个物种共获得12336~108139个SNP位点,变异位点比例为0.168%~1.571%。遗传分析结果显示,7个物种的平均核苷酸多样性(Pi)为0.147~0.306,平均观测杂合度(Ho)为0.142~0.289,多态信息含量(Polymorphism Information Content,PIC)为0.124~0.234,个体间平均遗传距离为0.118~0.246。本研究表明,三门湾水域7种代表性无脊椎动物中,生物群体变异位点比例较低,遗传多样性水平较低,且相同种群个体间的遗传分化较小,结合本次对三门湾海域渔业资源调查分析,这可能与人工增殖放流等因素有关。