中国对虾Gs基因克隆及其在急性低盐胁迫下功能分析

采用RACE技术对中国对虾cAMP信号通路内鸟嘌呤核苷酸结合蛋白α亚基(Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha)基因进行克隆并对其功能进行分析。将基因命名为FcGs, 该基因cDNA全长为1692 bp, 编码379个氨基酸。对同源性进行分析显示与凡纳滨对虾同源性为99%, 与日本囊对虾同源性为97%。FcGs基因组织表达分析显示, 鳃和肝胰腺表达量较高。急性低盐胁迫使FcGs基因整体呈现上调表达。对中国对虾cAMP信号通路内Gs含量及Gs基因上游多巴胺(DA)含量, 下游环腺苷酸(cAMP)和蛋白激酶A(PKA)含量及腺苷环化酶(AC)和钠钾ATP酶(Na+-K+-ATPase)活力进行测定, 发现急性低盐胁迫后整体均呈上升且变化趋势基本一致。对FcGs基因进行干扰后中国对虾死亡率上升。研究表明, FcGs基因及其所在的cAMP信号通路可以通过调控Na+-K+-ATPase的活力在中国对虾渗透压调节过程中发挥重要作用。     

黄渤海海草分布区日本鳗草根际微生物群落结构特征及其功能分析

日本鳗草(Zostera japonica)是亚洲特有的海草种类,具有重要生态价值。近年来,黄渤海海草分布区中的日本鳗草海草床持续退化,引起了研究人员的广泛关注。【目的】基于根际微生物的分布与日本鳗草的健康生长密切相关的设想,本文旨在探究黄渤海海草分布区日本鳗草根际细菌群落结构多样性并分析其与海草健康生长的内在联系。【方法】选取黄渤海海草分布区中东营、威海、大连3个地点的日本鳗草根际与非草区表层沉积物,采用高通量测序技术(Illumina HiSeq PE300)解析根际微生物群落特征,并结合相关环境参数分析其环境功能。【结果】日本鳗草根际表层沉积物中主要存在的细菌类群有:变形菌门(Proteobacteria)所占比例为41.1%,蓝细菌门(Cyanobacteria)占15.4%,拟杆菌门(Bacteroidetes)占12.6%,放线菌门(Actinobacteria)占9.3%。不同地点之间以及样品类型(海草床根际与非根际)之间的微生物群落存在显著差异,主要表现为根际富含硫酸盐还原菌和固氮菌。环境因素:TN (total nitrogen)、TC (total carbon)、TOC (total organic carbon)、黏土(Clay)、砷(As)与根际群落组成与分布显著相关。【结论】从功能的角度来看,不同地点、不同样品类型之间的差异物种多与硫、氮代谢相关,硫酸盐还原菌对维持日本鳗草的生态健康起关键作用;日本鳗草根际微生物群落分布与环境因子、空间分布有一定相关性。     

胶州湾大气活性硅酸盐干沉降特征及其生态效应

大气沉降作为陆源物质输送入海的重要途径之一,已成为国际上大气科学、海洋科学与环境科学交叉研究的热点之一。大气中的生源要素沉降入海后可能会对海洋生态系统产生重要影响。基于此,选择我国北方的一个典型海湾——胶州湾,采集了为期一年(2015年6月至2016年5月)的气溶胶总悬浮颗粒物(TSP, Total Suspended Particulate)和干沉降样品,测定了其中活性硅酸盐(SiO_3-Si, Reactive Silicate)的含量,在此基础上分析了大气中SiO_3-Si的浓度、干沉降通量和干沉降速率(V_d, Dry Deposition Velocity),并初步评估了其沉降入海的生态效应。结果表明:胶州湾大气TSP中SiO_3-Si的年均浓度为(1.98±1.22) nmol/m~3,呈夏秋季低,冬春季高的显著季节分布特征。大气SiO_3-Si浓度由青岛沿岸至黄、东海呈明显下降梯度,结合相关性分析,表明亚洲沙尘的远距离传输和矿物尘土再悬浮是中国东部陆架边缘海大气SiO_3-Si的主要来源。胶州湾气溶胶SiO_3-Si干沉降通量为8.48 mmol m~(-2) a~(-1),沉降负荷达87.8 t/a,显著高于同期湿沉降,可占胶州湾SiO_3-Si外源输入(包括干湿沉降和河流输入)的10.3%,表明干沉降是胶州湾SiO_3-Si的重要输入源之一。干沉降中较低的Si:N摩尔比(0.16±0.22)暗示大气干沉降可能是导致较长时间以来胶州湾水体Si限制的一个重要潜在因素,根据Redfield比值估算干沉降带来的SiO_3-Si输入可以支持674 mg C m~(-2) a~(-1)的新生产力,可占胶州湾新生产力的5.3%,表明大气SiO_3-Si的干沉降会对胶州湾生态系统产生一定影响。本研究系统解析了胶州湾大气SiO_3-Si的干沉降特征,首次评估了气溶胶SiO_3-Si的干沉降负荷在胶州湾外源输入中的重要性,对深入理解近海Si的生物地球化学循环过程具有重要意义。     

海州湾及其邻近水域主要鱼类种间关联性

了解种间关联性对正确认识生物群落结构和功能等具有重要意义。本文根据2013—2017年海州湾及其邻近水域渔业资源底拖网调查所获得数据,应用χ²检验、Jaccard指数和Spearman秩相关系数等方法研究了海州湾15种主要鱼类的种间关联性。χ²检验、Jaccard指数与Spearman秩相关分析结果一致,不同年份间正相关物种对所占比例较高,但显著或极显著正相关物种对数量较少,不同年份Jaccard指数检验显著或极显著关联物种对数分别有9、6、7、1、0;Spearman秩相关检验显著或极显著相关的物种对数分别为12、20、13、5、6。关联物种对存在一定的年际变化,但显著关联物种对年际间比较稳定,表明海州湾主要鱼类群落具有比较稳定的种间关联性。相同生态类型的种类在生态位上可以相互替代,与其他物种形成相互关联。     

基于胃含物和稳定同位素研究海州湾长蛇鲻的摄食习性

长蛇鲻(Saurida elongate)为温水性近海底栖鱼类,是目前海州湾的优势鱼种之一,在海州湾食物网中占据重要地位。本研究基于海州湾底拖网调查采集的样品,结合胃含物分析和碳、氮稳定同位素技术,分析了长蛇鲻的摄食习性。结果表明: 海州湾长蛇鲻摄食的主要饵料生物为戴氏赤虾、枪乌贼、长丝虾虎鱼、鳀、六丝钝尾虾虎鱼、细条天竺鲷、尖海龙和绯鱼衔。其δ¹³C值范围在-19.39‰～-16.23‰之间,平均值为(-18.01±0.85)‰,与体长无显著相关性;δ¹⁵N值范围在9.56‰～13.36‰之间,平均值为(11.77±0.86)‰,与体长呈显著正相关。长蛇鲻不同体长组的饵料生物贡献度差异较大,随着体长增加,其捕食能力增强、摄食器官逐渐完善、摄食饵料生物的比例发生变化,可能是导致其摄食习性随体长变化的主要原因。本研究有助于深入了解海州湾长蛇鲻的摄食生态,为海州湾食物网营养动力学研究提供了基础资料。     

海蜇(Rhopilema esculentum)even-skipped基因的克隆及生物信息学分析

Even-skipped(eve)是一个含有同源框结构域的转录调控因子,在体节形成、神经分化、尾芽发育等过程中发挥着重要作用.为探究eve在钵水母变态发育中的作用,本研究以海蜇转录组测序获得的eve基因类似序列为基础,通过RACE技术获得了海蜇eve基因(ReEve)的cDNA全长,并已提交GenBank数据库,登录号为MN836581.结果显示ReEve基因全长1 566 bp,开放阅读框(ORF)为630 bp,所编码蛋白质含209个氨基酸,其分子量(MW)为24.29 kD,理论等电点(pI)为8.90.在二级结构上,无规则卷曲为ReEve蛋白最主要的结构形式.ReEve蛋白是一个亲水性蛋白质,不存在跨膜区域,不含信号肽.在第76～135位氨基酸之间具有eve相关基因家族特有的同源框结构域(homeodomain),与其他物种具有较高同源性.基于氨基酸序列获得的系统进化关系显示与传统分类结果一致.研究结果为进一步揭示其在海蜇等钵水母横裂生殖中的具体作用提供了一定基础.     

三种乌贼内骨骼生化成分研究

曼氏无针乌贼（Sepiella maindroni）和金乌贼（Sepia esculenta）的内骨骼称为海螵蛸,可用于制酸、止血等。通过对曼氏无针乌贼、金乌贼和虎斑乌贼（Sepia pharaonis）内骨骼生化成分的比较,有望实现传统中药海螵蛸原料质量的提升和替代。分别使用烘干干燥法、高温灼烧法、凯氏定氮法、索氏提取法、酸碱浸泡法、茚三酮柱后衍生离子交换色谱法、离子发光色谱法检测水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗甲壳素、氨基酸及矿物质。结果显示：三种内骨骼营养成分中,虎斑乌贼水分和粗蛋白含量最高,分别为（2.52±0.16）%和（3.43±0.10）%;金乌贼灰分和粗脂肪含量最高,分别为（94.7±0.26）%和（0.24±0.04）%;甲壳素含量最高的为曼氏无针乌贼内骨骼,为（9.48±0.36）%,约为其他两种的1.50倍。三种乌贼内骨骼共检出15种氨基酸,其中必需氨基酸（EAA）7种,半必需氨基酸（HEAA）1种,非必需氨基酸（NEAA）7种,三种乌贼骨的EAA/TAA为44.64%~47.09%,符合FAO/WHO中对于蛋白质EAA/TAA的理想评定标准。金乌贼内骨骼的钙含量最高（3.93×10⁵ mg/kg）、曼氏无针乌贼的钠含量最高（1.02×10⁴ mg/kg）、虎斑乌贼的钾含量最高（589.5 mg/kg）。可见三种乌贼内骨骼均是低脂肪、高甲壳素、高矿物质的中药。虎斑乌贼内骨骼蛋白和灰分营养成分含量较为丰富,是否可以作为传统海螵蛸的替代品,值得进一步探讨。     

凡纳滨对虾繁育系统菌群结构及优势菌遗传多样性分析

【目的】探讨凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)工厂化繁育系统内发生细菌性玻化症(shrimp postlarva bacterial vitrified syndrome,BVS)时期可培养微生物的菌群特征以及优势病原菌的遗传多样性。【方法】采用细菌体外培养方法结合基因测序技术对不同育苗阶段的亲虾、受精卵、无节幼体、蚤状幼体、糠虾幼体、仔虾,及其育苗池水和饵料内可培养细菌菌群的组成与结构特征进行研究,并通过多位点序列分析(multilocus sequence analysis,MLSA)方法解析病原菌的遗传多样性。【结果】系统内分离纯化的526株具有典型形态差异和群落优势的细菌分属于4门5纲16目24科38属113种。在纲水平上γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)丰度最高,共453株,占总分离株的86.1%;在属水平上弧菌属(Vibrio)丰度最高,共369株,占总分离株的70.2%;在种水平上,溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)为最优势种,共112株,占总分离株的21.3%,并且分布于整个繁育系统,在饵料中具有最高丰度。多元关联分析表明,随着对虾幼体的发育,饵料对幼体体内可培养细菌的菌群结构影响逐渐增加。对112株潜在溶藻弧菌的MLSA分析表明,其中100株菌株进一步确认为溶藻弧菌。进一步利用MLSA构建系统发育树分析其遗传多样性发现,100株溶藻弧菌分为9个簇,分离自同类样品的菌株广泛分布在不同的簇中。【结论】在BVS发生时期,凡纳滨对虾工厂化繁育系统中具有丰富的可培养微生物种类。对虾幼体发育过程中,饵料对幼体体内可培养细菌的菌群结构具有重要影响。溶藻弧菌为凡纳滨对虾工厂化繁育系统中的优势弧菌,分布于整个繁育系统,且具有丰富的遗传多样性。本研究为解析对虾繁育系统可培养微生物演替规律提供了数据支撑,也为对虾苗期病原防控和健康养殖提供了科学依据。     

微生物参与海草床元素循环及其生态修复功能

海草是分布在全球海岸带的沉水被子植物,与周围环境共同形成的海草床生态系统是三大典型海洋生态系统之一,具有十分重要的生态功能。20世纪以来,全球海草床衰退严重,研究海草床的生态修复迫在眉睫,现有修复方法未能足够重视微生物在海草床中的重要作用。本文综合阐述了微生物在海草床生态系统有机物矿化和营养流动过程中起到的作用,分析了微生物驱动下的海草床水体与沉积物之间的元素循环,提出了人类活动引起海草床退化的原因,总结了海草床微生物的系统研究方法,并在此基础上提出从微生物生态的角度修复海草床的新思路。     

华北寒武系第二统辛集组软舌螺动物化石群

软舌螺动物是华北板块寒武系小壳化石基本组成之一,也是寒武纪生命大爆发在华北地区的重要见证者。本文系统描述了华北板块南缘-西南缘(河南-陕西地区)寒武系第二统辛集组软舌螺化石9属14种及1未定种。包括直管螺类6属9种:Conotheca australiensis、Cupitheca holocyclata、Cupitheca costellata、Cupitheca? decollata、Tegminites hymenodes、Triplicatella disdoma、Triplicatella xinjia、Protomicrocornus triplicensis和Longxiantheca mira;软舌螺类3属5种及1未定种:Microcornus eximius、Microcornus petilus、Parkula cf. esmeraldina、Parkula bounites、Parakorilithes mammillatus和Parakorilithes sp.。基于大量保存的精美聚合标本,本文准确重建了锥壳和口盖在软舌螺不同属种中的配置。此外,新材料显示华北辛...