青海湖裸鲤三磷酸甘油醛脱氢酶基因的克隆和表达特性

目的开展青海湖裸鲤基础生物学特征和适应低氧、低温、高盐度的分子机理的研究,揭示青海湖裸鲤的基本生命活动规律,为该鱼种的资源保护和人工增殖放流提供理论依据。方法通过RT—PCR和RACE技术,得到了青海湖裸鲤三磷酸甘油醛脱氢酶（Gp—GAPDH）两种旁系同源体的完整编码序列,分别命名为Gp-GAPDHα（JX287372）和Gp-CAPDHβ（JX287373）。通过半定量RT-PCR分析白．GAPDHa和Gp-GAPDHβ在不同的组织和胚胎发育不同阶段的表达量。结果Gp—GAPDH两种异形体蛋白质序列的同源性为72％,所编码的氨基酸序列与其他物种具有较高的相似度。两种旁系同源体基因在不同组织和胚胎发育不同阶段表达水平各有所不同,其中Gp—GAPDHα在胚胎发育不同阶段的表达量存在极为显著的差异。结论在青海湖裸鲤胚胎发育研究中,Gp-GAPDHα不适合作为参照基因使用,两者的功能则需要做进一步研究。     

人工模拟条件下青海湖裸鲤自然繁殖环境条件需求研究

为对青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)的自然繁殖需求条件进行定量研究, 实验结合青海湖裸鲤自然产卵场原位生境调查, 通过室内人工模拟构建产卵环境诱发野生亲鱼自然繁殖, 解答可控环境中青海湖裸鲤自然繁殖的环境需求。结果表明, 青海湖裸鲤自然繁殖发生与水温、水深、流速、光照及底质因素密切相关, 其中卵石河床质较细砂等底质环境可显著提升自然交配诱导率及繁殖效果; 在合适的底质条件下, 青海湖裸鲤自然繁殖的适宜条件: 水深为0.15—0.2 m、流速为0.2—0.4 m/s、水温为10.8—14.3℃; 15D﹕9L比例的光周期有利于促进青海湖裸鲤自然繁殖的发生。在人工模拟环境中, 水深≥0.45 m、流速≥0.8 m/s、温度≥17℃或≤6℃、全光照等环境中未观测到自然繁殖活动的发生, 这些被认为是其自然繁殖环境的限制条件。研究阐明了可控环境中青海湖裸鲤野生亲鱼自发产卵繁殖的环境需求, 构建人工模拟产卵环境技术, 为自然产卵场生境调查评估、改进人工繁育模式提供技术支撑和新思路。     

布哈河青海湖裸鲤鱼苗鱼卵的时空分布研究

2008年7月1日到10月7日,使用水文过河缆道及圆锥网接滤过式集苗器进行采样,对青海湖布哈河鱼类早期资源的时空分布进行了研究,以期了解青海湖裸鲤的自然繁殖状况,为其资源监测及生态保护提供基础性资料。结果表明:布哈河中鱼类早期资源种类单一,主要为青海湖裸鲤,采样期间有多次苗汛,主要苗汛出现于7月份,9月上旬仅有小规模苗汛;鱼苗平均密度3.17ind.·m^-3,最高达54ind.·m^-3;晚上鱼苗密度(22:00-22:10)与下午鱼苗密度(14:00-14:10)有显著性差异(df=98,P<0.05);青海湖裸鲤的鱼卵在上层平均密度为0.075ind.·m^-3,下层平均密度0.175ind.·m^-3,两者亦存在显著性差异(df=10,P<0.05);鱼苗的漂流运动主要集中在晚上;总体上看,鱼苗主要分布在河流上层,有近岸分布的趋势,而鱼卵则主要分布在河流下层,接近河流中央位置;鱼苗断面系数为0.43,鱼卵断面系数为2.32。     

青海湖裸鲤性腺发育的组织学研究

采用石蜡组织切片法,对青海湖裸鲤的性腺发育进行组织学研究,系统地描述了各期卵巢和精巢的形态结构、特征及变化。结果表明:(1)青海湖裸鲤性腺的发育可分为六个时期,卵母细胞从第3时相发育到第4时相基本同步。第Ⅳ期末卵巢,第4时相卵母细胞的卵径大小比较整齐,卵径平均值为2.3mm,第4时相卵母细胞占切面上卵数的85%以上,占切片面积的96%以上,第2、3时相卵母细胞已很少;(2)产后卵巢的组织结构逐步由第Ⅵ期回复到第Ⅱ期,再由第Ⅱ期到第Ⅲ期向第Ⅳ期过渡;(3)性成熟个体有68.12%的雌鱼和83.9%的雄鱼以第Ⅳ期性腺越冬,另有21.01%的雌鱼和10.7%的雄鱼以第Ⅲ期性腺越冬,还有10.87%的雌鱼和5.4%的雄鱼以第Ⅱ期性腺越冬。根据青海湖裸鲤各季节性腺发育情况,作者认为青海湖裸鲤已达到性成熟的个体并不是每年都参与繁殖活动,存在生殖间断性。这反映了青海湖裸鲤的繁殖习性对高原寒冷多变气候的适应性。还对卵黄核和核仁在卵黄形成中的作用以及青海湖裸鲤的产卵类型和生殖间断性进行了讨论。     

盐碱胁迫对青海湖裸鲤耗氧率、血浆渗透浓度和离子浓度的影响

采用呼吸生理和血液生理的方法,探讨了性成熟青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)对盐度、碳酸盐碱度的适应性以及青海湖裸鲤在盐碱胁迫下的渗透调节和离子调节规律。将裸鲤从淡水突变到盐水(盐度14.01±0.01)、碱水(碳酸盐碱度33.03±0.01mmol·L-1)和青海湖水(盐度12.12±0.02、碳酸盐碱度29.07±0.09mmol·L-1)中,测定了在不同水质胁迫下裸鲤耗氧率、血浆渗透压和离子浓度的变化。结果表明:与淡水对照组比较,呼吸耗氧率除了盐度组在3h有显著性升高(P<0.05),其他实验组96h内均未出现显著性变化(P>0.05);裸鲤的窒息点为0.14～0.17mg·L-1,各实验组窒息点均没有显著性差异(P>0.05);碱度组血浆的渗透浓度和Na+、Cl-、Ca2+离子浓度在96h内未出现变化(P>0.05),盐度组和青海湖水组在所测时间段有显著的升高(P<0.05),并且随着胁迫时间的延长,在72h达到峰值。各实验组血浆K+浓度变化没有血浆Na+、Cl-明显,K+浓度有增高的趋势,且都在72h达到了峰值。青海湖裸鲤具有较强的盐碱耐受性,能通过渗透调节和离子调控适应高盐碱环境,而消耗能量较少。     

青藏高原沙柳河流域自然径流驱动的流域生物信息流量化特征——以环境微生物为指标

物质流、能量流、信息流是生态系统过程研究中的三大主题。然而，在流域生态学研究中，有关信息流的研究一直缺位。为了推动流域信息流研究，从生物信息流切入，提出"流域生物信息流"概念，将其定义为"生物信息依托于流域生态系统过程在不同空间和系统之间进行传递、交流、作用、反馈的路径、过程与控制"，并将其研究内容拟定为主要关注于水陆间、干支流间、上下游间、不同生态斑块间的流域生物信息流及其周期性节律和趋势性变迁，以及地貌、水文、人类活动等对这些生物信息流的影响等。然后，以青藏高原上青海湖重要入湖河流--沙柳河的河流水体微生物和岸带土壤微生物为研究对象，利用环境DNA技术，对沙柳河流域的自然径流驱动的流域生物信息流进行量化研究。结果表明（1）岸带土壤到水体的流域生物信息流主要由地表表面流、地下潜流等驱动，并受环境过滤效应影响，其输移效率降雨天约为62.76%、晴天约为44.16%，其中输移能力降雨天约为68.49%、晴天约为56.82%，环境过滤效应降雨天约为8.38%、晴天约为22.28%；（2）水体上游到下游的流域生物信息流主要由河川径流驱动，并受衰减效应影响，其基础综合输移效率约为97.41%/km，其中径流输移能力约为99.42%/km，无效流域生物信息流占比约为43.46%，无效流域生物信息流的半衰距离约为14.52 km；（3）降雨通过增加地表表面流等的冲蚀搬运能力并削弱环境过滤效应，促使岸带土壤到水体的流域生物信息流输移能力和输移效率增大；（4）流域生物信息流的输入在一定程度上增加了输入地的可检出生物多样性，但这种增加对于流水生态系统来讲是非累积的。     

人工模拟产卵环境中青海湖裸鲤的繁殖行为

研究通过人工产卵环境模拟, 成功诱导青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)自然产卵受精, 通过标志跟踪和视频监控等方法对青海湖裸鲤的繁殖行为进行了研究。结果表明, 青海湖裸鲤的繁殖过程包含了追逐、伴游、潜尾、溅戏和交尾等典型行为。其中溅戏行为(单尾雌鱼或雄鱼背鳍露出水面并用尾部拍击水面)首次被观察确认, 常被误认为是交配行为。追逐、伴游、潜尾和溅戏等繁殖行为平均频次分别为: 5.7、14.7、9.3和3.5 次/d。通过采用不同性比重复配对实验发现, 在观测到的34次交配行为中, 32次(94.1%)均为1雌和1雄配对交配。研究还发现性成熟的雌性青海湖裸鲤为一次产卵类型, 短时间内多次交尾排卵, 雌雄交配(排卵授精)行为约每天3—9次, 每次排卵耗时约4—9s, 每次平均排卵量131粒(范围15—376), 每尾雌鱼可连续交配产卵3—7d。观测到34次的交配行为中, 31次(91.1%)均发生在夜间(23: 00—次日2: 00), 3次(8.9%)发生在白天(早晨6:00—7:00)。研究首次基于人工模拟产卵环境观察描述了青海湖裸鲤的繁殖行为特征, 可为青海湖裸鲤人工产卵场构建、自然繁殖监测和产卵场保护提供科学依据。     

不同饵料密度和盐度下褶皱臂尾轮虫的生活史特征

为探索低盐驯化褶皱臂尾轮虫规模化培育的可行性,本实验以小球藻(Chlorella vulgaris)为饵料,在饵料密度1.0×10⁴、1.0×10⁵、1.0×10⁶、1.0×10⁷和1.0×10⁸ cells·mL^-1下,采用单个体培养法,研究了盐度23及盐度6的褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)的生活史特征。结果表明：随着饵料密度的升高,两组盐度轮虫的生殖期、平均寿命、产卵量、生命期望、净生殖率、世代时间和种群内禀增长率均呈现出先升高再降低(P<0.05);盐度6的轮虫在饵料密度1.0×10⁶、1.0×10⁷和1.0×10⁸ cells·mL^-1下的生殖前期显著小于饵料密度1.0×10⁴和1.0×10⁵ cells·mL^-1下的生殖前期(P<0.05);盐度23的轮虫...     

沙柳河青海湖裸鲤早期资源发生量及时空分布

为了掌握青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalksii)资源补充状况, 于2019年5月26日至9月2日逐日在青海湖第二大支流沙柳河开展了青海湖裸鲤早期资源丰度时空变化特征的调查研究, 共采集青海湖裸鲤鱼卵3386粒, 仔鱼4690尾。调查发现, 亲鱼自5月底开始洄游, 鱼卵6月初出现, 6月底至7月初达到高峰, 随后逐渐下降, 至8月中旬基本消失。仔鱼数量自7月初呈波动式上升, 8月达到高峰, 9月初逐渐消失。经估算, 沙柳河鱼卵径流量为25.58×106粒, 仔鱼径流量为62.00×106尾。鱼卵仔鱼空间分布为从河口往上丰度依次递减, 断面水平分布为右岸>左岸>中心。Kruskal-Wallis检验表明, 昼夜鱼卵丰度存在显著差异(P<0.05); 昼夜仔鱼丰度存在极显著性差异(P<0.01), 鱼卵仔鱼漂流高峰期均集中在夜间。鱼卵丰度与流速呈显著正相关(P<0.05), 仔鱼丰度与流速呈极显著正相关(P<0.01), 与径流量日上涨率呈极显著正相关(P<0.01)。研究报道了沙柳河青海湖裸鲤早期资源现状, 填补了该水域青海湖裸鲤早期资源研究的空缺, 为青海湖裸鲤上溯亲本资源量和入湖幼鱼资源量估算提供了数据支撑, 可为青海湖裸鲤资源管理与保护提供科学依据。     

青海湖裸鲤和黄河裸裂尻鱼感染多子小瓜虫的病理学比较研究

为探讨不同裂腹鱼类感染多子小瓜虫后的病理学差异, 利用多子小瓜虫对青海湖裸鲤指名亚种(Gymnocypris przewalskii przewalskii)和黄河裸裂尻鱼(Schizopygopsis pylzovi Kessler)实施感染实验, 并对2种鱼进行了深入的病理学研究。研究结果显示: (1) 2种鱼的死亡量均呈现先激增后明显回落的趋势, 青海湖裸鲤死亡高峰在感染后第3至第4天, 黄河裸裂尻鱼死亡高峰在第3至第5天, 青海湖裸鲤的死亡比黄河裸裂尻鱼急剧。(2)感染后2种鱼体表均出现大量肉眼可见的白点。青海湖裸鲤皮肤黏液分泌量明显增加, 体表形成胶状黏液层, 黏液层中见不同细胞期小瓜虫包囊。黄河裸裂尻鱼鳍出现蛀鳍现象, 皮肤出现细菌感染样溃烂。(3)解剖发现, 感染组青海湖裸鲤和黄河裸裂尻鱼肝脏发生病理改变呈淡黄色, 胆有不同程度肿大。(4)组织切片和电镜观察显示, 小瓜虫在鳃部位的寄生导致青海湖裸鲤和黄河裸裂尻鱼鳃丝黏连, 鳃小片和鳃丝上皮细胞萎缩、脱落, 鳃丝结构被严重破坏。小瓜虫在2种鱼皮肤的寄生使寄生部位组织突起, 周围组织塌陷。青海湖裸鲤表皮下层出现空隙, 表皮结构被严重破坏。黄河裸裂尻鱼皮肤表皮细胞出现空泡化病理改变, 失去原有紧密结构, 表皮层和固有层间界限变模糊。综上所述, 小瓜虫的感染对青海湖裸鲤和黄河裸裂尻鱼的鳃和皮肤组织造成严重损伤, 但2种鱼表现的症状和造成的组织损伤类型有明显差异, 这与2种鱼长期适应不同水体环境密切相关。