我国海洋大型底栖生物多样性研究及展望:以黄海为例

本文综述了我国海洋大型底栖生物生态学和生物多样性研究进展,指出在该领域已有的研究中以胶州湾、长江口、福建和浙江沿岸等海域研究较多,其他海域还需要加强.介绍了常规大型底栖生物群落研究(包括种类组成、栖息密度(丰度)、生物量、生物多样性、次级生产力、能量级等)中的研究方法,环境变化、环境污染、海洋工程建设等对大型底栖生物的影响等方面的主要研究成果和进展,并重点以黄海为例,列举了已有的主要调查项目和研究成果.我国已有的研究表明,渤海海域底栖动物区系简单,大型底栖生物共413种,种数在四个海区中最少,优势种主要是低温、广盐暖水种;年总平均生物量为19.83 g/m2,以软体动物占有绝对优势;年总平均栖息密度474个/m2,多毛类和软体动物为主要贡献类群.黄海大型底栖生物共853种,优势种为狭盐性北温带种;北黄海年总平均生物量为99.66 g/m2,以棘皮动物最高;南黄海年总平均生物量为27.69 g/m2,多毛类贡献量最高;北黄海年总平均密度为2,017.40个/m2,而南黄海只有88.67个/m2差异较大;北黄海大型底栖生物的总平均密度和生物量远高于其他海域.南黄海年平均次级生产力为4.98 g(去灰干重)/m2,两个高生产力区位于黄海冷水团两侧.东海共发现大型底栖生物l,300种,主要优势种类有45种,与黄海优势种生物之间有很大差别;东海平均生物量的季节变化不显著,基本趋势为春季＞冬季＞夏季＞秋季;东海各海域的年总平均生物量浙江海域(28.22 g/m2)＞长江口海域(15.55 g/m2)＞台湾海峡(8.98 g/m2);年总平均栖息密度为164个/m2,呈现由北向南逐渐增加的趋势.南海大型底栖生物共发现1,661种,明显高于渤、黄、东海,部分优势种类与东海相同,与黄海、渤海差别较大;年总平均生物量为20.06 g/m2,基本趋势为春季＞冬季＞秋季＞夏季,软体动物和棘皮动物为主要贡献类群;年总平均栖息密度为198个/m2,夏季＞春季＞冬季＞秋季,多毛类生物为主要贡献者.指出随着人类活动和全球气候变化对海洋环境的影响越来越剧烈,对海洋生物资源和生物多样性的保护显得尤为急迫,而对海洋大型底栖生物长期的变化规律、变化机理、未来变化趋势预测的研究,是探究海洋大型底栖生物生态服务功能,提出资源有效保护和合理开发建议,使之永续利用的基础和迫切任务.     

天津近岸海域夏季大型底栖生物群落结构变化特征

近年来,天津海岸带区域经济发展迅速,污染物排放量及污染海域面积持续增加,特别是2004年以来,天津港和临港工业区进行了大规模的海洋工程建设。由于具有迁移能力差、随季节波动不明显、生命周期相对较长等优点,大型底栖生物作为重要的人类干扰的反应指标,被广泛的应用于河口和海岸带生态系统对人类干扰的环境响应评价。为研究遭受人类干扰活动的天津近岸海域大型底栖生物群落结构的时空变化特征,分别于2004年和2007年夏季对渤海湾天津近岸海域进行了大面积的底栖生物群落调查。运用聚类分析、多维标度(MDS)及相似性分析(ANOSIM)等多元统计方法,分析了该区域底栖生物丰度、优势种、群落结构及生物多样性的时空变化特征。结果表明:1)2004年夏季底栖生物调查获得底栖生物29种,平均丰度为402.8个/m²,优势种为日本鼓虾、脆壳理蛤;2007年夏季底栖生物调查获得底栖生物36种,平均丰度为120.27个/m²,优势种为脆壳理蛤、小胡桃蛤、绒毛细足蟹、涡虫4种。2)2004年,调查区域底栖生物丰度空间分布呈现北低南高特征,2007年,则呈现中间低南北高的空间分布特征。3)2004年到2007年,位于大沽河口的19号站点底栖生物群落结构与其它站点存在显著性差异,生物群落受冲淡水影响明显,具有河口生物群落结构的独特性。2004年调查区域中的塘沽断面的底栖生物群落结构与其它四个断面存在显著性差异,而到2007年,五个断面底栖生物群落结构整体趋向一致。4)2004年,北部北塘、汉沽及南部岐口断面具有较高的丰富度、均匀度、多样性及较低的优势度指数,而到2007年,南部岐口、北部汉沽区域丰富度、均匀度和多样性指数均呈现下降趋势,而优势度指数则有所上升。中部区域特别是塘沽断面在丰富度、均匀度、多样性指数上有所增加,且越靠近中心区域增加程度越大。海岸工程、污染物排放、围垦养殖等人为干扰因素可能是造成天津近岸海域底栖生物丰度降低及其群落结构和多样性指数空间分布不均匀变化的主要原因。     

珠江口横琴岛海域春季大型底栖生物调查分析

2008年月对珠江口横琴岛海域底栖生物进行调查采样分析,共发现采泥底栖物种33种,包括多毛类、软体类、甲壳类和棘皮类4种类型,从种类上比较,多毛类为优势种,占总种数的42.42%.调查海域以奇异稚齿虫Paraprionospio pinnata、异蚓虫Heteromastus filiformis和栉状长手沙蚕Magelona crenulifrons为主要优势种.横琴岛海域底栖生物的总栖息密度为236.3ind·m^-2,从栖息密度上比较,多毛类占绝对优势,占总栖息密度的71.94%.调查海域总生物量为3.0g·m^-2,以软体动物为主,占总数量43.8%.平均多样性指数H'为2.6,平均均匀度指数J为0.83.利用生物多样性指数进行评价的结果为轻中污染.相比于其他研究成果,横琴岛海域底栖生物无论是生物量、丰度还是多样性指数和均匀度,在整个珠江口海域处于相对高值区域.     

钦州湾大型底栖动物生态学研究

通过2008年~2009年在钦州湾及附近海域进行的4个航次的大型底栖动物调查,共获大型底栖动物8门62科94种,软体类最多,其次为多毛类,种类季节变化较大。以优势度指数Y>0.02为判别标准,调查区春季优势种为方格皱纹蛤（Periglypta lacerata (Hanley)）、刺足掘沙蟹（Scalopidia spinosipes Stimpsom）和独齿围沙蚕（Perinereis cultrifera Grube）,夏季优势种为方格皱纹蛤、刺足掘沙蟹和持真节虫,秋季优势种为曲波皱纹蛤和网纹藤壶,冬季优势种为肋鲳螺和方格皱纹蛤。春、夏季优势种变化不大,秋、冬季优势种变化较大,除方格皱纹蛤外均为季节特有种。海区底栖生物平均总密度和平均总生物量分别为439ind./m2和115.14g/m2。与20世纪80年代钦州湾茅尾海调查结果相比,平均栖息密度有所升高,但是平均生物量却有较大程度的降低。底栖动物群落的丰富度指数（D）、Shannon-Wiener多样性指数（H′）和均匀度指数（J′）平均值分别为4.01、1.80和0.73,水平不高。用SPSS软件将各站大型底栖动物的平均密度、平均生物量、多样性指数等生态特征值与水深等理化因子进行了Pearson相关分析,结果表明春季各特征指数与环境因子相关性不显著;夏季丰度、多样性指数和均匀度指数均与水深呈显著负相关,种类数、丰富度和多样性指数与沉积物pH呈显著负相关;秋季密度与硫化物呈显著正相关;冬季生物量与硫化物和有机质均呈显著正相关。     

长江口及毗邻海域大型底栖动物的空间分布与历史演变

于2005～2006年进行的4个航次调查中,分别对长江口及毗邻海域进行了大型底栖动物取样工作.4个航次共发现大型底栖动物330种,其中包括软体动物122种,多毛类83种,甲壳动物67种,棘皮动物23种,底栖鱼类28种,以及其它类群7种.调查区内大型底栖动物的平均栖息密度为(146.4 ± 22.3)个/m2,平均生物量为(12.8 ± 2.3) g/m2,平均香农指数、丰富度指数与均匀度指数分别为1.72 ± 0.16、1.37 ± 0.19、0.64 ± 0.04.研究表明,调查区内的底栖生物自西向东、由近岸向外海大致可分为3个等级:在最西侧的口内水域与杭州湾,底栖生物种类组成最为单调,生物多样性指数最低,群落结构极为脆弱;在紧邻该底栖生物贫乏带的东侧,也就是口外水域与舟山海区,底栖生物种类组成呈现复杂化,生物多样性指数较高,群落结构显著好于口内水域及杭州湾;在调查海域东南侧的近海区,底栖生物的种类组成最为复杂,生物多样性指数最高,群落结构最为稳定.近半个世纪以来,长江口冲淡水区大型底栖动物的总生物量未出现明显变化,其值在20 g/m2左右变动,但各生态类群的优势地位发生了显著更替.个体较小、生长周期较短的多毛类取代个体较大、生长周期较长的棘皮动物,成为目前冲淡水区最重要的优势类群.     

黄河口潮间带大型底栖动物群落特征

2013年2月、5月和8月对黄河入海口附近潮间带的大型底栖动物进行了调查,调查工作涵盖3个季节2条断面的样品,分析了黄河口潮间带大型底栖动物的群落结构特征,包括群落种类组成、丰度和生物量、优势种、多样性,采用CLUSTER聚类分析了大型底栖动物的群落结构,并用AMBI和m-AMBI对底栖群落和环境质量进行了评估。本次调查共鉴定出大型底栖动物52种,其中,多毛纲动物24种,软体动物14种,甲壳动物12种,鱼类1种,纽虫1种。多毛纲动物为该海域底栖群落的主要成分,占据了群落总种数的46.15%。从季节来看,物种数春季最高(38种),夏季则处于最低水平(16种)。群落丰度和生物量均具有明显的季节变化,丰度在春季达到最高,为3 549.33 ind/m2,远高于冬季的256.67 ind/m2和夏季的100.67 ind/m2,其中扁玉螺(Neverita didyma)是丰度的主要贡献者,贡献了全年群落总丰度的75.44%。生物量春季最高,夏季次之,冬季最低。在全年尺度上,甲壳动物的日本大眼蟹(Macrophthalmusjaponicus)是生物量的主要贡献者,占据总生物量的49.86%。群落的季节变化也得到了群落CLUSTER分析与SIMPER分析结果的验证。这与黄河入海口附近底质不稳定,易受侵蚀、环境条件如盐度等具有明显季节差异,以及一定程度的人为扰动密切相关。AMBI和m-AMBI的分析结果显示,该区域环境质量状况较好,仅受到了轻微扰动影响。     

泉州湾大型底栖生物群落生态

泉州湾大型底栖生物有256种,其中多毛类66种,软体动物74种,甲壳动物77种,棘皮动物12种和其他动物27种。多毛类、软体动物和甲壳动物占总种数的84．76％。三者构成大型底栖生物的主要类群。春季、夏季、秋季和冬季4个季节平均生物量为23．13g/m^2,平均栖息密度为144个／m^2。数量组成,生物量以软体动物居首位10．28g/m^2,棘皮动物居第二位5．44g／m^2;栖息密度以软体动物占第一位78个／m^2,多毛类占第二位37个／m^2。泉州湾大型底栖生物主要有2个群落：群落Ⅰ。丝鳃稚齿虫一光滑河篮蛤-纹尾长眼虾群落;群落Ⅱ,中蚓虫-光滑河篮蛤-模糊新短眼蟹群落。泉州湾大型底栖生物群落出现一定扰动,主要在于群落的季节演替。     

南麂大檑山岛贻贝增殖区潮间带底栖生物的多样性

2012 年6 月在南麂大檑山岛厚壳贻贝增殖区潮间带布设2 个断面,进行潮间带底栖生物调查。定量采集到底栖生物16 种,其中软体动物6 种,藻类、甲壳类各3 种,腔肠动物、多毛类各2 种。潮间带底栖生物平均丰度为1 592 inds/m²,平均生物量17 326.48 g/m²,以厚壳贻贝的生物量及丰度为最高。大檑山岛潮间带底栖生物的Shannon-Weiner 多样性指数(H')、Simpson 多样性指数(D)、Pielou 均匀度指数(J)和Margalef 丰富度指数(d)分别为1.25~1.53、0.46~0.54、0.49~0.75、0.92~1.25,平均值分别是1.48、0.50、0.57、1.13,多样性指数都比较低,潮间带底栖生物群落受到中度干扰。底栖生物ABC 曲线分析表明,大檑山岛潮间带底栖生物群落处于稳定状态。厚壳贻贝壳长频数分布分析表明,大檑山岛潮间带厚壳贻贝以1~2 龄为主。     

珠江口大型底栖动物的群落结构及影响因子研究

2008年8月至2009年5月, 调查了珠江口水域大型底栖动物季节分布以及与环境的关系, 结果表明:共鉴定出大型底栖动物34种, 多毛类和软体动物是该水域大型底栖动物的主要类群;大型底栖动物的密度和生物量以春季最高, 分别为759ind/m2和5.03g/m2,秋季则最低,分别为274ind/m2和2.34/g/m2.食底泥者是珠江口大型底栖动物最主要的功能摄食类群。研究区大型底栖动物的物种多样性指数(H′)、物种均匀度指数(J′)和物种丰富度指数(D)差异均不显著。典型对应分析表明:夏季锌、铜、铅、磷酸盐和透明度等5个因子与珠江口大型底栖动物群落相关性显著;秋季为铵氮;冬季和春季则分别为透明度和温度。       

珠江口水域夏季小型底栖生物群落结构

于2010年8月在珠江口水域进行小型底栖生物取样分析,结果表明,该调查水域夏季小型底栖生物的平均丰度为(183±174)个/10 cm2,平均生物量为(345±334)μg干重/10 cm2,平均生产量为(3104±3008)μg干重/10 cm2。共鉴定出小型底栖生物16个类群,按丰度,自由生活海洋线虫和双壳类幼体为优势类群,其丰度分别占调查水域小型底栖生物总丰度的62.61%和22.62%。按生物量,优势类群由双壳类幼体(50.57%)、线虫(13.33%)和多毛类(12.47%)等组成。81.15%的小型底栖生物分布在0—5 cm的沉积物中。与环境因子相关分析表明:小型底栖生物丰度、线虫丰度与温度呈显著负相关,与盐度呈显著正相关。调查水域线虫与桡足类数量的比值(N/C)呈现出由河口上游向下游递增,且西岸明显高于东岸的趋势。     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

Comparative morphology of the carpel in the Liliaceae: Hewardieae, Petrosavieae, and Tricyrteae

The young pistils in the melanthioid tribes, Hewardieae, Petrosavieae and Tricyrteae, are uniformly tricarpellate and syncarpous. They lack raphide idioblasts. All are multiovulate, with bitegmic ovules. The Petrosavieae are marked by the presence of septal glands and incomplete syncarpy. Tepals and stamens adhere to the ovary in the Hewardieae and the Petrosavieae but not in the Tricyrteae. Two vascular bundles occur in the stamens of the Hewartlieae and Tricyrtis latifolia. Ventral bundles in the upper part of the ovary of the Hewardieae are continuous with compound septal bundles and placental bundles in the lower part. Putative ventral bundles occur in the alternate position in the Tricyrteae and putative placental bundles in the opposite. position in the Petrosavieae. The dichtomously branched stigma in each carpel of the Tricyrteae is supplied by a bifurcated dorsal bundle.     

Enterovirus 71 3C proteolytically processes the histone H3 N-terminal tail during infection

Highlights
1. The N-terminal tail of histone H3 is specifically cleaved during EV71 infection.
2. Viral protease 3C is identified as a protease responsible for proteolytically processing the N-terminal H3 tail.
3. Our finding reveals a new epigenetic regulatory mechanism for Enterovirus 71 in virus-host interactions.     

Detection of EBV and HHV6 in the Brain Tissue of Patients with Rasmussen’s Encephalitis

Rasmussen’s encephalitis (RE) is a rare pediatric neurological disorder, and the exact etiology is not clear. Viral infection may be involved in the pathogenesis of RE, but conflicting results have reported. In this study, we evaluated the expression of both Epstein-Barr virus (EBV) and human herpes virus (HHV) 6 antigens in brain sections from 30 patients with RE and 16 control individuals by immunohistochemistry. In the RE group, EBV and HHV6 antigens were detected in 56.7% (17/30) and 50% (15/30) of individuals, respectively. In contrast, no detectable EBV and HHV6 antigen expression was found in brain tissues of the control group. The co-expression of EBV and HHV6 was detected in 20.0% (6/30) of individuals. In particular, a 4-year-old boy had a typical clinical course, including a medical history of viral encephalitis, intractable epilepsy, and hemispheric atrophy. The co-expression of EBV and HHV6 was detected in neurons and astrocytes in the brain tissue, accompanied by a high frequency of CD8⁺ T cells. Our results suggest that EBV and HHV6 infection and the activation of CD8⁺ T cells are involved in the pathogenesis of RE.     

Perinatal Vertical Transmission of Chikungunya Virus in Ruili,a Town on the Border between China and Myanmar

正Dear Editor,Chikungunya virus (CHIKV), an arbovirus in the family of Togaviridae, genus Alphavirus, is transmitted by the A.aegyptii or A. albopictus mosquito, and causes disease in humans characterized by fever, rash, and arthralgia (Silva and Dermody 2017; Suhrbier 2019). It was first reported in 1953 in Tanzania, and caused only a few outbreaks and sporadic cases in Africa and Asia in last century. However, in the epidemic in 2004, CHIKV acquired mutations that conferred enhanced transmission by the A. albopictus mosquito(Schuffenecker et al. 2006). Since then, it has successively caused outbreaks in Africa, the Indian Ocean, South East Asia, the South America, and Europe (Zeller et al. 2016).     

Development of a Novel Reverse Transcription Loop-Mediated Isothermal Amplification Method for Rapid Detection of SARS-CoV-2

In conclusion, the novel visual RT-LAMP assay is a simple, rapid, and sensitive approach for detection of SARS-CoV-2, and it is ready for application in primary care and community hospitals or health care centers, and even patients' own houses in response to the current SARS-CoV-2 epidemic because the assay does not require sophisticated equipment and skilled personnel. Furthermore, it is also ready to be used in fields for screening samples from wild animals and environments to facilitate the identification of potential intermediate hosts that mediate the cross-species transmission of SARS-CoV-2 from bats to humans.