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研究论文
2020-05期封面+目录
2020, 16(5)
摘要:
我国热带典型海草床潜在致病菌群落结构及其毒力基因丰度的空间特征
邓益琴, 刘松林, 冯娟, 江志坚
2020, 16(5): 1-9. doi: 10.12131/20200068
摘要:
该研究利用16S rRNA扩增子测序技术分析了中国热带 (新村、黎安、潭门) 典型海草床水体潜在致病菌的群落结构,通过选择性培养基分析可培养弧菌和肠球菌的丰度,进一步利用定量PCR分析弧菌 (Vibrio) 和肠球菌 (Enterococcus) 典型毒力基因含量。结果发现,新村、黎安海草床水体潜在致病菌与潭门有显著差异;可培养弧菌和肠球菌及其典型毒力基因vhhtoxRaspAespgelE均呈现新村>黎安>潭门的趋势,而弧菌典型毒力基因ctxAtlhtrhvvp呈现黎安>新村>潭门的趋势。新村和黎安较高的人类活动强度如营养负荷,可能是导致其海草床致病菌和毒力基因丰度较高的重要原因,而新村和黎安的差异可能与不同的人类活动方式有关。
基于线粒体Cytb基因序列的西江流域广西境内卷口鱼遗传多样性分析
彭敏, 韩耀全, 王大鹏, 施军, 吴伟军, 李育森, 雷建军, 何安尤
2020, 16(5): 10-18. doi: 10.12131/20200041
摘要:
为了解西江流域广西境内卷口鱼 (Ptychidio jordani) 种群遗传结构及分化程度,采用线粒体Cytb基因序列对西江流域广西境内6个江段的139尾野生卷口鱼的遗传多样性进行了分析。结果显示,线粒体Cytb基因长度为1 053 bp,碱基T、C、A、G的平均含量分别为29.1%、27.7%、29.3%、13.9%,其中A+T (58.4%) 高于C+G (41.6%)。共定义20个单倍型,并聚为2个分支,未观察到明显的地理聚群。6个卷口鱼群体的平均单倍型多样性和平均核苷酸多样性分别为0.7682、0.0023,其中红水河群体 (单倍型多样性h=0.748 7,核苷酸多样性π=0.003 3) 遗传多样性最高,柳江群体 (h=0.274 4, π=0.000 4) 和左江群体 (h=0.3747, π=0.000 3) 的遗传多样性相对较低。卷口鱼总体的遗传分化指数 (FST) 为0.461 4 (P<0.01),表现出较大的遗传分化。两两群体间遗传分化结果显示,左江和柳江种群之间的遗传分化程度最大,而柳江和西江之间最小。AMOVA分析表明西江流域的卷口鱼群体遗传变异一半来自群体内 (53.86%),一半来自群体间 (46.14%)。中性检验 (Tajima's D=−1.082 8, P>0.05;Fu's Fs=−6.572 5, 0.01<P<0.05) 与碱基错配分布分析表明西江流域卷口鱼种群大约在0.07~0.187 Ma经历了种群扩张。综上,西江流域广西境内的卷口鱼柳江群体和左江群体遗传多样性较低,总群体分化程度较大,但仍属于一个种群,其中空间距离与地理阻隔对卷口鱼的遗传分化具有一定的促进作用。
脊尾白虾对低盐胁迫响应的转录组学分析
沈晔, 王兴强, 曹梅, 郑年昊, 陈百尧, 秦传新
2020, 16(5): 19-32. doi: 10.12131/20190267
摘要:
转录组测序可在各种环境条件下对物种进行高通量测序,通过基因结构分析和功能注释,探讨特定条件下相关基因的功能和表达情况。该研究分别获取低盐胁迫组 (盐度0.2) 和自然海水组 (盐度31) 脊尾白虾 (Exopalaemon carinicauda) 样品,通过Illumina平台进行转录组测序,获得13.92 Gb高质量测序数据,组装得到111 618条转录本和72 734条Unigenes,其中有22 879条Unigenes得到注释,比对到Nr数据库的Unigenes为21 931条;筛选出1 492条脊尾白虾低盐胁迫差异显著表达基因,包括829条上调基因和663条下调基因,其中有810条差异表达基因得到注释。通过差异表达基因GO功能注释和富集分析及KEGG通路富集分析,锁定大量脊尾白虾在自然海水和淡水环境下的差异表达基因,为深入探讨脊尾白虾在低盐胁迫条件下的生理保护机制提供了技术支撑。
安徽两水系黄颡鱼的微卫星遗传多样性分析
胡玉婷, 江河, 段国庆, 周华兴, 凌俊, 汪焕
2020, 16(5): 33-41. doi: 10.12131/20200063
摘要:
为了解安徽省内长江和淮河水系黄颡鱼 (Pelteobagrus fulvidraco) 遗传多样性和遗传结构,选用10个微卫星标记对9个自然群体共254尾黄颡鱼进行了遗传分析。共检测到等位基因数 (Na) 245个,平均有效等位基因数 (Ne) 9.75个。各群体的平均Na为5.20~14.80,平均Ne为2.64~8.93;平均观测杂合度 (Ho) 为0.496~0.671,平均期望杂合度 (He) 为0.557~0.818;平均多态信息含量 (PIC) 为0.500~0.790。AMOVA分析显示仅8.15%的遗传变异来自群体间,各群体间的遗传分化指数 (FST) 为0.006~0.236。基于Nei's遗传距离的UPGMA系统树和利用Structure软件的群体遗传结构分析均显示,9个群体可被划分4或5个谱系,其中石台 (秋浦河水系)、麻川河 (青弋江支流)、阜南 (淮河水系) 3个群体的个体遗传结构均比较独立,与其他群体亲缘关系较远;其他6个群体 (长江水系的望江、无为、龙窝湖、泾县群体和淮河水系的凤台、瓦埠湖) 的较为复杂,可能存在谱系间的混杂。结果表明,研究区域内黄颡鱼野生资源遗传多样性较高,地理群体间存在遗传分化且部分群体可能经历了瓶颈效应。
基于集成学习的南太平洋长鳍金枪鱼渔场预报模型研究
侯娟, 周为峰, 樊伟, 张衡
2020, 16(5): 42-50. doi: 10.12131/20200022
摘要:
文章利用2008—2015年南太平洋长鳍金枪鱼 (Thunnus alalunga) 延绳钓渔业数据,结合11个环境指标 (海表温度、叶绿素a (Chl-a)浓度、海表温度距平、叶绿素距平、海表温度梯度、叶绿素梯度、海平面异常以及渔区格网对应的前后各1个月海表温度和叶绿素值) 和3个时空指标 (月、经度和纬度),并基于6种集成学习模型,以月为时间分辨率、0.5°×0.5°为空间分辨率,开展了南太平洋长鳍金枪鱼渔场模型构建和预报研究。模型通过10折交叉验证和网格搜索思想确定最佳参数,采用的随机森林、Bagging决策树、C5.0决策树、梯度提升决策树、AdaBoost、Stacking集成模型分别取得了75.52%、73.87%、72.99%、71.14%、71.33%、75.84%的分类准确率。经对比,Stacking集成模型准确率最高。利用2015年环境数据进行预报精度检验,预报总体准确率为63.86%~82.14%,平均70.99%;高单位捕捞努力量渔获量 (Catch per unit effort, CPUE) 渔区预报准确率为62.71%~97.85%,平均78.76%。结果表明Stacking集成模型对南太平洋长鳍金枪鱼渔场的预报具有较好的效果及可行性。
南海北部带鱼群体结构及生长、死亡和性成熟参数估计
史登福, 张魁, 蔡研聪, 耿平, 许友伟, 孙铭帅, 陈作志
2020, 16(5): 51-59. doi: 10.12131/20200055
摘要:
根据2014—2015年南海北部底拖网渔业调查数据,对带鱼 (Trichiurus japonicus) 的渔获率、群体结构、性比与性腺发育、生长及死亡参数等进行了研究。结果表明:1) 2014—2015年南海北部带鱼肛长频率分布为单峰型,优势肛长组为160~190 mm,雌、雄个体的肛长组成无显著差异 (P>0.05);2) 春季雌性个体占比较大,4个季度雌雄比与1∶1均有显著差异 (P<0.05);性成熟度以Ⅱ期为主,占比高达74.2%;最小性成熟肛长为113 mm,50%性成熟肛长 (L50) 为241.5 mm;3) 电子体长频率分析法评估的带鱼渐近肛长为585 mm,生长系数为0.2 a−1,总死亡系数为1.172,自然死亡系数为0.475,开发率为0.59。虽然带鱼当前仍处于过度捕捞状态,但个体平均肛长有恢复迹象。
基于GAM的北太平洋公海围网主要渔获种类渔场重心与环境因子的关系分析
徐博, 张衡, 唐峰华, 隋芯, 张瑛瑛, 侯刚
2020, 16(5): 60-70. doi: 10.12131/20200006
摘要:
北太平洋公海灯光围网渔业是近年来我国新兴的远洋渔业项目,其中日本鲭 (Scomber japonicus)、远东拟沙丁鱼 (Sardinops sagax)、巴特柔鱼 (Ommastrephes bartrami) 和秋刀鱼 (Cololabis saira) 是主要渔获组成,厘清关键鱼种的渔场重心与环境因子的关系对研究渔场的形成机制及指导渔业生产具有重要意义。该研究利用2016—2017年北太平洋灯光围网渔业渔获数据及海表温 (Sea surface temperature, SST)、叶绿素 (Chl-a) 等环境因子,通过广义可加模型等分析渔获量的季节性变化及其与环境的关系。结果表明,北太平洋渔场重心整体上在渔汛初期向东北方向偏移,8—9月后期往西南折返。研究发现日本鲭渔场集中在148°E—154°E、40°N—42°N,远东拟沙丁鱼渔场集中在149°E—153°E、40°N—42°N,巴特柔鱼渔场集中在150°E—154°E、40°N—42°N,秋刀鱼渔场集中在150°E—153°E、41°N—42°N;2016—2017年北太平洋公海日本鲭的单位捕捞努力量渔获量 (Catch per unit effort, CPUE) 最适SST介于13~20.18 ℃,最适Chl-a介于0.1~0.8 mg·m−3;远东拟沙丁鱼CPUE最适SST介于12~19.1 ℃,最适Chl-a介于0.3~0.88 mg·m−3;巴特柔鱼 CPUE 最适 SST 介于 14~22 ℃,最适Chl-a介于0.2~1.1 mg·m−3;秋刀鱼CPUE 最适 SST 介于 14~21 ℃,最适Chl-a介于0.24~0.98 mg·m−3
基于上升流效应的单位鱼礁建设模式研究
郭禹, 章守宇, 林军
2020, 16(5): 71-79. doi: 10.12131/20200008
摘要:
人工鱼礁上升流是流场区水体垂向交换、混合、循环的主要驱动因素之一,是人工鱼礁环境功能实现的基本环节。该研究通过数值实验方法获得4种投放量、7种布设间距共28种建设模式下米字型鱼礁上升流流场数据,提取并分析了代表流场作用能力的3个性能指标来评估上升流流场效应并准确定位上升流区,包括上升流,强度,范围及位置参数,进而为合理规划单位人工鱼礁建设模式提供参考。结果表明,4种投放量在0~1.5倍鱼礁单体边长(Sla) 的布设间距下相对体积效率最佳,布设间距为0~1.5 Sla、投放量为432空m3时上升流平均相对速度最高;0与1.5 Sla布设间距下单位体积贡献率较高;1.0~3.0 Sla布设间距的上升流相对面积较高,对应相对面积高度基本相同,为0.5~1.0。进一步以不同海域上升流作用形式差异为出发点,指出确定上升流区的新思路,并提出以上升流流场最佳效应为前提的最优单位人工鱼礁建设模式选择方法。
补充投喂β-胡萝卜素对不同色系三角帆蚌内壳色、组织总类胡萝卜素含量及生长的影响
孙明龙, 白志毅, 傅百成, 孙田洋
2020, 16(5): 80-86. doi: 10.12131/20200075
摘要:
珍珠与珍珠蚌内壳珍珠层具有相似的形成机制,已发现珍珠颜色与供片蚌内壳色显著相关。该研究以紫色、金色、白色3种色系三角帆蚌 (Hyriopsis cumingii) 为对象,设置β-胡萝卜素补充实验组和对照组,养殖 90 d后比较分析了不同色系三角帆蚌内壳色、组织总类胡萝卜素含量 (TCC) 及生长变化。结果表明,实验组紫色三角帆蚌内壳色较对照组色差值 (dE) 提高了21.48% (P<0.05),明度值 (L*) 降低了15.72% (P<0.05),色度值 (a*) 从0.48升至2.67 (P<0.05),色度值 (b*) 未见显著变化 (P>0.05);实验组金色三角帆蚌内壳色较对照组a*从0.07升至1.52 (P<0.05),b*从1.37升至4.43 (P<0.05),dE和L*未见显著变化 (P>0.05);实验组白色三角帆蚌内壳色各参数较对照组均未见显著变化 (P>0.05)。3种色系三角帆蚌实验组肝胰腺TCC均大于对照组 (P<0.05);紫色和金色实验组外套膜TCC较对照组分别提高了55.29%和39.69% (P<0.05),白色实验组较对照组未见显著变化 (P>0.05)。实验组3种色系三角帆蚌各生长性状均大于对照组 (P<0.05)。研究结果证实补充β-胡萝卜素可提升三角帆蚌的内壳色和促进生长,为珍珠养殖技术优化提供理论依据。
β-1,3-葡聚糖对低盐度凡纳滨对虾血液代谢物和免疫的影响
赵红霞, 胡俊茹, 黄燕华, 陈冰, 曹俊明
2020, 16(5): 87-98. doi: 10.12131/20200046
摘要:
为研究长期投喂β-1,3-葡聚糖对低盐度 (5) 养殖凡纳滨对虾 (Litopenaeus vannamei) 血液代谢物和肌肉免疫相关酶活性的影响,以初始体质量为 (0.65±0.01) g的凡纳滨对虾为研究对象,分别投喂添加0、250、500和1 000 mg·kg−1 β-1,3-葡聚糖的4种等氮等脂试验饲料,试验期84 d。结果显示,凡纳滨对虾血清乳酸盐和肌肉溶菌酶活性最高值出现在摄食后的第14天,总蛋白、甘油三酯、胆固醇、葡萄糖含量最高值出现在第42天,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗超氧阴离子水平的最高值出现在第56天。与对照组相比,饲料中添加250 mg·kg−1 β-1,3-葡聚糖显著提高了凡纳滨对虾血清甘油三酯、胆固醇、葡萄糖、乳酸盐含量和超氧化物歧化酶活性 (P<0.05);500 mg·kg−1 β-1,3-葡聚糖显著提高了其血清总蛋白、抗超氧阴离子水平 (P<0.05),250或500 mg·kg−1 β-1,3-葡聚糖可显著增强过氧化氢酶、溶菌酶活性 (P<0.05)。饲料中添加250或500 mg·kg−1 β-1,3-葡聚糖14、42或56 d,可显著提高低盐度养殖凡纳滨对虾营养物质代谢和非特异性免疫功能。
池塘养殖黄斑篮子鱼初次性成熟性腺发育研究
黄小林, 杨育凯, 李涛, 虞为, 黄忠, 林黑着, 舒琥
2020, 16(5): 99-107. doi: 10.12131/20200051
摘要:
研究池养黄斑篮子鱼 (Siganus oramin) 初次性成熟的性腺发育及季节性变化,可为其全人工繁殖提供基础数据。2019年1—7月,每月取1+龄黄斑篮子鱼进行解剖取性腺切片,计算性腺成熟系数 (GSI) 和肝体指数 (HSI)。结果显示,实验期间性腺发育可分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ 5个时期,未发现Ⅰ期性腺。1月全部为Ⅱ期;2月卵巢仍为Ⅱ期,部分精巢达Ⅲ期;3月卵巢约一半发育至Ⅲ期,个别Ⅳ期,精巢主要为Ⅳ期,部分Ⅴ期,能挤出精液;4月GSI最大,精巢基本都为Ⅴ期,卵巢少部分发育成熟,绝大部分停留在Ⅲ、Ⅳ期,少量为Ⅱ期;5月繁殖个体性腺短暂进入Ⅵ期后迅速退化,未成熟个体性腺停止发育并退化;6月性腺退化至Ⅱ期;7月保持Ⅱ期,GSI进一步降低。池养黄斑篮子鱼初次性成熟雌性GSI为1.74‰~133.44‰,雄性GSI为1.06‰~138.51‰,均在3—5月出现一次高峰,HSI与GSI的变化趋势一致,但提前1个月左右达到峰值。黄斑篮子鱼卵巢发育是完全同步型,为一次产卵鱼类,繁殖期为3月底至5月初。
人工培育四指马鲅鳃组织结构及其早期发育
牛莹月, 区又君, 蓝军南, 温久福, 李加儿, 李俊伟, 周慧
2020, 16(5): 108-114. doi: 10.12131/20200028
摘要:
采用组织切片和透射电镜技术对人工培育四指马鲅 (Eleutheronema tetradactylum) 鳃结构及其早期(1—35日龄)发育进行观察。结果显示,鳃耙列齿状,鳃丝梳状排列在鳃弓上,鳃小片排列在鳃丝两边。透射电镜下鳃小片主要由线粒体丰富细胞 (Ⅰ型和Ⅱ型)、扁平上皮细胞、柱细胞、血细胞、黏液细胞和未分化细胞组成。四指马鲅鳃早期发育显示,1日龄鳃原基形成;3日龄出现鳃弓,有扁平上皮细胞和血细胞;5日龄出现鳃小片,鳃小片上有柱细胞,基部有线粒体丰富细胞;18日龄鳃小片增多,鳃结构完善;35日龄鳃结构基本和成鱼一致。根据发育特点将其分为3个阶段:第1阶段 (0—3日龄) 为原基期,鳃原基形成但未分化,仔鱼主要靠鳍褶、皮肤和卵黄囊上的微血管进行呼吸;第2阶段 (4—17日龄) 为鳃结构分化、发育期,鳃耙、鳃弓、鳃丝、鳃小片逐渐形成,具备鳃基本的结构特点;第3阶段 (18—35日龄) 为鳃结构完善期,鳃组织发育主要体现在数量和形状的变化。
研究简报
缢蛏热休克转录因子1 (HSF1) 基因克隆、组织表达及功能
孟德龙, 申奔龙, 白万强, 薛宝宝, 沈和定
2020, 16(5): 115-122. doi: 10.12131/20190164
摘要:
热休克转录因子1 (HSF1) 是一种广泛存在于真核生物中的调控因子,在生物体内具有多种生理功能。为了探究海洋滩涂生物在耐受高温过程中HSF1发挥的作用和分子机制,进一步阐述HSF1的生理功能,文章以缢蛏 (Sinonovacula constricta) 为实验材料,利用RACE技术克隆HSF1基因。结果显示,缢蛏HSF1基因的cDNA全长2 026 bp,开放阅读框 (ORF) 长1 707 bp,编码568个氨基酸,5'非编码区 (UTR) 长196 bp,3' UTR长123 bp。氨基酸序列比对及系统进化树结果显示缢蛏HSF1基因与美洲牡蛎 (Crassostrea virginica) 的亲缘关系最为接近,其系统进化分析与传统的形态学分类相吻合。荧光定量PCR结果显示,HSF1基因在各个组织均有表达,其中在外套膜中的相对表达量最高,其次是鳃、肝胰腺和水管,在斧足和性腺组织的相对表达量较低 (P<0.05)。荧光定量结果显示HSF1基因在急性温度胁迫后第9小时表达量较高。推测HSF1基因参与缢蛏的热应激过程,并起到一定作用。
综述
环境DNA在水生生态系统生物量评估中的研究进展
秦传新, 左涛, 于刚, 周文礼, 李纯厚
2020, 16(5): 123-128. doi: 10.12131/20190256
摘要:
环境DNA (Environment DNA, eDNA) 技术因其无创、高效、经济、灵敏等特点在水生生态系统生物评价中愈来愈引起人们的重视。文章围绕eDNA技术的内容、应用现状和面临的挑战3个方面,系统综述了该技术在实验室环境和野外环境水生生态系统生物量评估中的应用进展,探讨其优劣势、生态过程、评估错误等内容,展望了该技术在水生生物量评估领域的应用前景,以期为eDNA技术的相关应用研究提供参考。