海假交替单胞菌fliC-02330基因缺失影响生物被膜形成及厚壳贻贝幼虫附着变态

【背景】假交替单胞菌属是一种广泛分布于海洋环境的革兰氏阴性细菌,存在于海底沉积物中,能分泌大量的胞外产物形成海洋微生物被膜,从而诱导海洋无脊椎动物的附着。【目的】探究海假交替单胞菌鞭毛蛋白fliC基因对生物被膜形成及厚壳贻贝诱导活性的影响。【方法】通过基因敲除构建海假交替单胞菌fliC-02330基因缺失突变菌,研究突变菌和野生菌菌落形态、生物被膜形成能力、胞外物质以及对厚壳贻贝幼虫附着变态的诱导能力等的差异性。【结果】与野生菌相比,突变菌菌落表型出现褶皱,运动能力下降,形成被膜膜厚增加,以及对幼虫附着变态诱导活性下降。共聚焦扫描发现,fliC-02330基因缺失突变菌胞外多糖含量下降,而蛋白含量上升。【结论】海假交替单胞菌鞭毛蛋白fliC-02330基因缺失促进生物被膜形成,但抑制厚壳贻贝幼虫附着变态。本研究为探究细菌鞭毛蛋白基因与厚壳贻贝幼虫的作用机制,以及后续进一步探索微生物参与海洋无脊椎动物附着变态提供一定的理论依据。     

浙江南部近海前肛鳗营养生态位变化研究——基于稳定同位素技术

基于2016年和2020年浙江南部近海收集的71尾前肛鳗样品,通过测定碳氮稳定同位素比值计算其营养生态位指标,对比分析前肛鳗不同发育过程、不同季节及不同年份营养生态位的差异,探究营养生态位的变动规律及对资源的利用情况。结果表明：（1）2016年和2020年前肛鳗平均δ¹³C值分别为（-15.19±0.31）‰、（-15.90±0.45）‰;平均δ¹⁵N值分别为（12.42±0.45）‰、（12.92±0.25）‰;（2）单因素方差分析表明,2016年前肛鳗不同发育过程δ¹³C值差异不显著（P>0.05）,δ¹⁵N值差异显著（P<0.05）,不同季节间δ¹³C值和δ¹⁵N值均存在显著差异（P<0.05）,而2020年前肛鳗不同发育过程δ¹³C值和δ¹⁵N值差异均不显著（P>0.05）,不同季节间δ¹³C值存在显著差异（P<0.05）,δ¹⁵N值差异不显著（P>0.05）;（3）从个体发育来看,2016年前肛鳗有向高营养级饵料生物摄食的趋势,而2020年前肛鳗摄食特化现象不明显,但均随个体发育过程生态位宽幅逐渐减小,表明个体发育过程营养生态位会出现资源竞争共存分化现象;（4）种群营养多样性指标结果显示前肛鳗在秋、冬两季食物来源较春、夏两季更广泛,春季营养多元化程度与秋季相似,夏季营养多元化程度与冬季相似,各季节间营养生态位重叠较小,存在明显的时间分化现象;（5）2020年前肛鳗种群营养结构多样性指标相比2016年均出现不同程度的降低,两年的SEAc未发生重叠现象。由于种内种间的竞争压力,研究发现前肛鳗在个体发育过程及不同时间段都出现了营养生态位分化现象,从而达到维持物种共存、保持食物网结构稳态的目的。     

基于遗传算法的渔情预报HSI建模与智能优化

鱼类栖息地适宜性指数模型(HSI)基于鱼类分布与海洋环境之间存在的非线性关系而构建。然而,海洋环境因子之间存在着传统方法无法消除的相关性,导致获取的HSI参数较难准确表达环境因子与渔场之间的复杂关系。基于遗传算法(GA),自动消除海洋环境因子之间的相关性,构建了一种通用的鱼类HSI建模与智能优化框架(GeneHSI)。GeneHSI框架的核心是HSI建模空间向遗传算法空间的映射以及GA适应度函数的构建。该函数构建的思想是HSI预测的渔场概率与商业捕捞获取的渔场概率之间的累计误差值达到最小化。GeneHSI由待解问题构建、GA初始化和GA优化策略3部分组成。利用随机生成的标准化海洋环境数据与渔场概率数据,验证了GeneHSI模型框架的有效性。研究表明,GeneHSI能够有效优化HSI的建模并能自动获取HSI参数。不同限制条件下,遗传算法获取的HSI具有较大的差异,其中一般优化策略下获取的HSI参数最差;不等式、等式和上下界条件下,GeneHSI优化过程显著地更加合理,因此获取的HSI参数也更准确。此外,100、1000、5000和10000样本量下的优化建模表明,GeneHSI具有处理海量样本数据的能力。     

基于ESDA的西北太平洋柔鱼资源空间热点区域及其变动研究

以西北太平洋(150°E—160°E、38°N—45°N)柔鱼Ommastrephes bartramii为研究对象,以2007和2010年鱿钓渔业的原始点位数据为基础,利用常规统计和探索性空间数据分析(ESDA)中的全局空间自相关分析方法,对西北太平洋柔鱼资源空间分布及其变动进行了研究。结果表明,西北太平洋柔鱼资源呈现较强的聚集分布特征,但不同空间位置差异较大。利用GIS和ESDA的局部自相关方法进行了柔鱼资源热冷点空间分布的制图,结果显示2007年研究区存在3个显著的热点和1个冷点,2010年与之存在较为明显的差异,具有1个热点和4个冷点。变化检测分析表明,两个年份间出现1个热点区域和1个冷点区域未发生变化,另有2个区域从2007年热点变成2010年冷点;此外,非热冷点之间的变动在研究区占据了主导地位。景观指数分析表明,研究区柔鱼资源热冷点格局的复杂性和自相似性并不高,但其异质性和聚集性非常强,且整体性和凝聚度均很高。分析认为,2007年西北太平洋柔鱼渔区的形成受温度和海流的影响,近一半作业渔区产量相对较高,但并未充分保证空间热点的大面积形成,空间热点和冷点分布面积大致相当;2010年整个西北太平洋柔鱼渔场受亲潮势力影响,空间热点较为集中、空间冷点较多且分散。     

脂类抽提对北太平洋柔鱼肌肉碳、氮稳定同位素测定结果的影响

稳定同位素技术可深层次地分析头足类的摄食习性和栖息地等方面的重要信息.稳定同位素分析多选取动物肌肉为研究组织,然而,肌肉中的脂类含量会影响对其稳定同位素信息的准确解析.北太平洋柔鱼是重要的大洋经济性头足类,在海洋生态系统中具有重要的生态地位.本研究选取了53尾北太平洋柔鱼,通过分析脂类抽提对胴体肌肉稳定同位素比值的影响,探讨脂类物质对稳定同位素比值的干扰机制,对比不同碳稳定同位素比值校正模型的适用性,并提出适用于北太平洋柔鱼胴体肌肉δ¹³-C校正模型.结果表明： 北太平洋柔鱼肌肉的脂类抽提会引起稳定同位素测定结果的显著变化,δ¹³-C和δ¹⁵-N分别平均升高0.71‰和0.47‰,在分析组织碳稳定同位素比值时,脂类抽提在样品预处理过程中十分必要,其能消除脂类对样品稳定同位素分析的干扰,从而更加准确地分析研究对象食性与栖息地的变化.在单独进行氮稳定同位素比值分析时,则不需要进行脂类抽提.     

基于Ecopath模型的太湖生态系统结构与功能分析

根据2008—2009年太湖湖区水生生物调查的结果及主要水生动物摄食生态学已发表资料,应用Ecopath with Ecosim 6.1软件构建了太湖生态系统的食物网模型,初步分析了太湖生态系统功能与结构特征.模型由初级生产者、主要鱼类及无脊椎动物和有机碎屑等20个功能组组成.结果表明： 太湖生态系统的能流主要分布在4个营养级上,顶级捕食者鲌鱼营养级最高.食物网存在两条主要的营养传递途径,即碎屑食物链和牧食食物链,且碎屑食物链占比较大;营养级I的利用效率低下,大量初级生产力未能流入更高的营养层次,造成生态系统下层的营养流动“阻塞”.对系统总体特征分析发现,反映系统成熟度的指标,包括较高的净初级生产力(NPP)和净初级生产力/呼吸(NPP/R),以及较低的连接指数(CI)、系统杂食指数(SOI)和Finn循环指数(FCI)等,都揭示了太湖“幼态化”的生态系统现状;混合营养分析和关键种筛选结果显示,高强度的渔业捕捞活动对系统负影响显著,而顶级捕食者的下行效应显著下降.
     

西北太平洋柔鱼耳石微量元素

耳石是头足类重要的硬组织之一,其微化学被用于头足类生活史的重建、群体划分等渔业生态学领域.本文根据我国鱿钓船2007年在西北太平洋海域生产期间采集的柔鱼样本,利用激光剥蚀电感等离子质谱法(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry, LA-ICP-MS)分析了18枚柔鱼耳石的微量元素组成及其分布特性.结果表明： 柔鱼耳石主要由55种元素组成,含量最多的前10位元素分别为钙(Ca)、锶(Sr)、钠(Na)、磷(P)、钾(K)、硅(Si)、镁(Mg)、硼(B)、铁(Fe)和钡(Ba).方差分析表明,不同性别间柔鱼的Ca、Sr、Na、K、Mg、Fe、Ba的含量不存在显著性差异,但P、Si和B含量差异性明显;不同孵化期的群体间Sr和Na含量存在显著性差异,Ca、P、K、Si、Mg、B、Fe和Ba不存在显著性差异;不同耳石部位的Ca、Sr、Na、P、Mg和Ba含量存在显著性差异,而K、Fe、B和Si则不存在显著性差异.研究表明微量元素Sr和Na比较适合用于研究柔鱼的群体划分、洄游史推测等渔业生态学.
     

基于稳定同位素技术的海州湾海洋牧场食物网基础及营养结构的季节性变化

基于稳定同位素技术对2015年春季海州湾海洋牧场海域采集的中小型生物消费者,包括鱼类、虾类、蟹类、头足类、螺类和双壳类等与其潜在碳源样品进行分析,利用IsoSource模型计算该海域消费者碳源贡献率,并对2014年夏季生物学样品与2015年春季样品比较,分析食物网营养结构的季节性变化,根据稳定同位素测定结果绘制二维双标图,计算出6种营养结构的量化指标.结果表明: 2015年春季海州湾海洋牧场海域消费者的δ¹³C值范围为-18.9‰～-17.1‰,3种潜在碳源[浮游植物、悬浮颗粒有机物(POM)、沉积物(SOM)]的δ¹³C值范围为-18.1‰～-23.4‰,根据模型计算得出浮游植物对消费者的平均碳源贡献最大,为80.8%,其余依次为SOM和POM,分别为10.8%和8.4%.2014年夏季生物样品与2015年春季样品的δ¹³C值存在显著差异,而δ¹⁵N值无显著性差异;6种量化指标表明群落营养结构存在季节性差异, 2014年夏季的δ¹³C比值范围(CR)、总面积(TA)、平均最邻近距离(NND)和平均最邻近距离标准差(SDNND)均大于2015年春季,δ¹⁵N比值范围(NR)和平均离心距离(CD)无明显变化,夏季群落营养结构冗余度小于春季,且食源多样性水平高于春季,存在季节差异.     

淀山湖鱼类生物多样性调查样本量的优化设计

样本量大小影响估算鱼类种群动态和鱼类群落特征的准确性和精确度.本文以淀山湖渔业资源调查为例,研究估算淀山湖鱼类群落特征所需的样本量大小.2010年7月—2011年6月研究期间每月进行一次淀山湖渔业资源调查,共捕获14科45种鱼类.利用重采样方法,估算淀山湖渔业资源调查最优调查频次和最佳站点数.结果表明: 在淀山湖渔业资源调查中,站点数和调查频次呈负相关关系;保持95%的探测率探测90%的物种,每年调查11和12次相应需要设置21和19个站点.Shannon多样性指数随着每次调查站点数的增多而变大,增长到一定程度之后逐渐趋于稳定.淀山湖鱼类群落的物种多样性调查最佳站点数为21.本文的研究方法和结果可以为其他类似研究提供借鉴.     

大亚湾杨梅坑人工鱼礁区生态系统健康评价

以大亚湾杨梅坑人工鱼礁区海域2007～2009年间6个航次生态环境调查数据为基础,运用所建立的生态系统健康综合评价模型对该海域生态系统健康状况进行了综合评价。研究结果表明:(1)人工鱼礁区生态系统健康综合指数平均为0.794,生态系统健康总体状况处于较健康水平;(2)投礁后人工鱼礁区生态系统的健康状况明显提高,6个航次生态系统健康综合指数分别为0.713、0.807、0.830、0.841、0.759、0.815;(3)不同季节,生态系统健康水平呈现一定变化,总体以春、夏季节健康状况略优于秋、冬季节:(4)影响该海区生态系统健康的主要因素为海水总无机氮和沉积物无机碳。研究结果对于人工鱼礁区生态系统的管理、保护和规划具有参考意义。