不同生理状态中华鲟体表黏液与生境微生物组成差异分析

为揭示不同生理状态下中华鲟(Acipenser sinensis)体表黏液与生境微生物组成差异,本研究比较了健康和亚健康中华鲟体表黏液菌群的群落结构差异,探讨细菌群落结构与中华鲟生理状态的相关性。本研究采集健康与亚健康中华鲟的体表黏液和养殖水体,利用高通量测序技术分析其菌群结构。结果表明,亚健康组微生物多样性与丰富度显著高于健康组(P<0.05)。序列的统计分析表明,相较于水体,黏液样本存在大量的独有操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU),且与水体的共有OTU数目因中华鲟生理状况而发生变化。根据组间的相似性与差异分析,不同组之间的主成分与主坐标分析显示出较强的分离趋势,且组内样本相对距离较小。在门和属水平下,中华鲟体表黏液和水体群落组成和优势种有显著差异。水体中优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)(31.84%)和厚壁菌门(Firmicutes)(24.37%);健康组优势菌门为变形菌门(55.23%)和拟杆菌门(Bacteroidetes)(21.00%);亚健康组的变形菌门(40.23%)占比相较于健康组有所下降,但酸杆菌门(Acidobacteria)(18.29%)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)(10.08%)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)的比例均有不同程度的增加。水体中优势菌群包括球形发丝菌属(Sphaerochaeta)(10.56%)和下水道菌属(Cloacibacillus)(7.95%)。健康组中的优势菌群包括罗尔斯通氏菌属(Ralstonia)(19.83%)和黏液杆菌属(Mucilaginibacter)(8.11%)。亚健康组的优势菌群则相较于健康组发生了变化,主要由鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)(16.71%)和WPS-1_genera_incertae_sedis(5.05%)组成。功能预测发现,亚健康组的菌群功能丰度相较于健康组显示出下降的趋势,包括环境适应、生物代谢、信号转导等。通过对不同生理状态中华鲟黏液微生物组与水体的相似性及差异分析发现,随着中华鲟的生理状态的改变,体表黏液核心菌群产生差异,亚健康组中鞘氨醇单胞菌属是黏液菌群的优势属,该属可作为健康检测的标志物。通过对健康和亚健康中华鲟体表黏液微生物群落的比较,发现不同健康状态存在不同的微生物群落结构,为中华鲟的健康养殖与监测提供了新的视角。

渤海中部海域表层沉积物磷形态及潜在生物可利用磷分布特征

为研究渤海中部区域的沉积物中能参与界面交换的生物可利用磷(BAP)的潜在含量,本实验以渤海中部海域的5个区域(唐山沿岸、秦皇岛沿岸、渤海东北部海域、渤海海峡、渤海西南部海域)为对象,采用分级浸取法,测定了23个采样点的沉积物样品中磷的组分、含量,并计算潜在BAP含量,分析了其分布特性及影响因素。结果显示,渤海中部海域表层沉积物中无机磷(IP)是渤海中部海域表层沉积物中总磷(TP)的主要存在形式,唐山沿岸、秦皇岛沿岸、渤海东北部海域、渤海海峡、渤海西南部海域这5个区域沉积物中,IP含量平均分别占其TP含量的78.39%、79.06%、71.46%、84.60%和81.46%,而有机磷(OP)则均占较小的比例。IP均以碎屑磷(De-P)为主要赋存形态,平均分别占TP的54.02%、52.12%、33.33%、69.41%和57.28%,IP中各形态磷的含量顺序:碎屑磷(De-P)>闭蓄态磷(Oc-P)>铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)>钙结合态磷(Ca-P)>弱吸附态磷(Ex-P)。河流输入、沉积物粒度和沉积环境是影响渤海中部海域表层沉积物中不同形态磷含量及分布的主要因素。研究表明,唐山沿岸、秦皇岛沿岸、渤海东北部海域、渤海西南部海域表层沉积物中潜在的BAP含量平均分别占TP的44.77%、46.94%、64.87%和40.54%,具备较强的向水体中释放磷的潜力。本研究为深入研究渤海中部海域营养物质循环和补充机制及沉积物对海洋水体磷的贡献上限提供理论参考。

水下噪音对杂交鲟行为及肠道微生物的影响

为探究水下噪音对杂交鲟行为变化(游泳速率、摄食速率、空间分布)及其肠道微生物的影响,在(145±5)dB,400 Hz的噪音条件下对杂交鲟进行了0、24h、48h、7d和14d的噪音刺激,随后置于无胁迫噪音的自然环境中恢复48h。结果显示,噪音刺激后杂交鲟游泳速度和摄食速度显著减慢,空间分布发生改变,噪音刺激开始时杂交鲟聚集于远离噪音源的一侧,3min后却逐渐接近噪音源。噪音对杂交鲟的肠道微生物的丰富度无显著性影响;不同时间段的各组肠道微生物的优势种群存在差异,且随时间变化优势种群反复改变;以上微生物分析结果通过COG预测显示,噪音胁迫48h和7d时“细胞信号传递过程”,“碳水化合物的转运”及“氨基酸的运输和代谢功能”显著低于其他组。结果表明,噪音对杂交鲟摄食速率、游泳速率及空间分布影响显著,改变了其肠道微生物组成和占比,影响了其氨基酸代谢等多条生命活动相关通路。实验模拟了水下各类噪音源的混合噪音对杂交鲟行为和肠道微生物的影响,为探讨杂交鲟的健康生态养殖和逆境生理响应机制提供基础资料。

基于Rpath的崇明岛周边海域生态系统结构和特征研究

本研究根据2020年11月,2021年1月、4月及8月在崇明岛周边海域的渔业调查数据,使用开源程序Rpath构建了包括22个功能群的物质平衡模型,对该海域生态系统结构和特征进行研究。结果表明:崇明岛周边海域生态系统各功能群营养级范围为1~4.32。小型底栖生物的生态转换效率最低(0.01),说明其到高营养级的能量转换存在瓶颈,是影响该海域底层食物链营养传递效率的关键节点。生态系统总体特征分析表明,该生态系统总规模为2909.42 t/(km^(2)·a),低于附近海域生态系统规模。浮游植物对生态系统总初级生产力的贡献为60%,是该生态系统的主要营养来源。生态系统总初级生产量/总呼吸量为1.99、系统杂食性指数为0.18,表明生态系统成熟度较低,食物网简单,受干扰后恢复能力较差。模型敏感性分析表明,功能群生物量是影响模型输出准确程度的主要指标。本研究结果可以为该海域生态系统水平的禁捕效果评估工作提供基准参考。

pH、盐度和温度对海蜇耗氧率和排氨率的影响

为探究环境因子对海蜇耗氧率(oxygen consumption rate,OCR)和排氨率(ammonia excretion rate,AER)的影响,实验通过室内培养,测定了不同pH值、盐度和温度条件下,海蜇幼蜇和成蜇的OCR和AER的变化特征。结果显示,海蜇伞径与干重可用W=0.0022e^(0.1248D)表示,R^(2)=0.9724。海蜇幼蜇和成蜇的OCR和AER受pH值、盐度和温度影响显著。海蜇幼蜇和成蜇的AER和OCR随pH值的升高呈现先增大后减小的趋势,幼蜇和成蜇的2种代谢率分别在pH值为7.0和7.5时达到最大值,同时收缩次数最多。海蜇幼蜇和成蜇的AER和OCR随盐度的升高呈现先增后减的趋势,分别在盐度为25和20时达到峰值;盐度为20时收缩力最强。不同规格海蜇的OCR随温度升高而增加;AER则随温度升高呈先增大后减小的趋势,25℃达到峰值。海蜇在21℃时运动和进食最快,温度低于3℃或高于35℃海蜇则停止运动。幼蜇的AER Q_(10)值为0.767~4.362,OCR Q_(10)值为1.299~2.201;成蜇AER Q_(10)值为0.617~4.147,OCR Q_(10)值为0.714~2.519。不同条件下海蜇氧氮比(O:N)的平均值为1.392±0.424,表明其主要以蛋白质代谢为主。本研究通过对海蜇在不同条件下进行代谢实验,探究了不同环境因子对海蜇的耗氧率和排氨率的影响,为实现我国海蜇资源的科学管理和可持续性的开发利用提供了技术支撑。

急性温度胁迫对双带隐带丽鱼免疫指标及相关酶活性的影响

为探究急性温度胁迫对双带隐带丽鱼(Apistogramma bitaeniata)免疫指标及相关酶活性的影响,随机挑选体长(3.0±0.3)cm,体重(1.5±0.5)g的150尾鱼置于三个温度(20、26、32℃)处理组中胁迫24 h之后逐步恢复至26℃培养,并于试验前和试验后0、6、12、24、48、72 h时取样检测酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(ALP)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、溶菌酶(LZM)、丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)及免疫球蛋白M(IgM)的含量。结果表明,在抗氧化指标中,20℃处理组SOD和CAT活性、GSH和MDA含量随恢复时间的变化趋势与32℃处理组基本一致,其中SOD、CAT活性在48 h达到平衡状态,GSH和MDA含量为12 h时达到峰值;免疫指标中,20℃处理组ACP和ALP活性与32℃处理组随时间变化的恢复趋势一致,而32℃处理组比20℃处理组更能促使双带隐带丽鱼产生更多的LZM,从而形成保护机制;IgM含量的变化规律性不强,鱼种和胁迫强度均可能是导致这种结果差异的原因。综上,在24 h之内,养殖过程中遇到急性温度变化时作出补救措施是着实有效的,运输过程中保持26℃左右的水温有助于保护鱼体的身体机能,避免造成不必要的经济损失。

渤海表层沉积物中化学浸取不同形态氮的释放潜力

为了探究可转化态氮(transformable total nitrogen,TTN)的影响因素及其释放潜力,本文采用分级浸取的方法将渤海表层沉积物中的氮分为离子交换态氮(ion exchange nitrogen,IEF-N)、弱酸可浸取态氮(weak acid extractable nitrogen,WAEF-N)、强碱可浸取态氮(strong alkali extractable nitrogen,SAEF-N)、强氧化剂可浸取态氮(strong oxidizer extractable nitrogen,SOEF-N)和非转化态氮(non-transformable nitrogen,NTN),研究了沉积物粒径和有机质等对释放氮量的影响,探讨了沉积物中TTN的释放对上覆水中溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)和叶绿素a(Chl a)的影响。结果表明,各TTN的含量顺序为SOEF-N>SAEF-N>IEF-N>WAEF-N,释放量为IEF-N>SAEF-N>SOEF-N>WAEF-N,释放比例为IEF-N>WAEF-N>SAEF-N>SOEF-N,分别有69.83%的IEF-N、64.93%的WAEF-N、56.27%的SAEF-N、29.56%的SOEF-N将再次释放。Pearson相关性分析结果显示,沉积物中SOEF-N的释放量与粉砂含量呈负相关,而与砂含量呈正相关;SOEF-N的释放量与上覆水中的Chl a和溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)均呈负相关,说明SOEF-N的释放对上覆水中Chl a和DIN的影响较小,而表层和底层水的Chl a和DIN分别具有极强的正相关关系(r=0.803,P<0.01;r=0.831,P<0.01),这可能意味着研究区域内的水柱没有出现明显的分层。