不同氮浓度对红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)生长、孢囊形成和生源要素组成的影响

为阐明红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)对氮营养条件的适应机制,本研究在不同氮浓度条件下对红色赤潮藻进行一次性培养,系统研究了氮浓度对红色赤潮藻生长、休眠孢囊形成和细胞生源要素组成的影响。结果显示,红色赤潮藻生长率随着初始氮浓度的增加而增大, 200μmol/L氮添加组生长率最大,为0.79/d。不同氮处理组细胞形态存在差异,低氮条件下藻细胞个体变小。培养第6天,各氮处理组均观察到休眠孢囊,且随着培养时间的延长,孢囊数量逐渐增多;50μmol/L氮添加组孢囊形成率最高,为2.95%±0.16%。氮浓度对红色赤潮藻细胞生源要素组成有显著影响,红色赤潮藻胞内碳、氮含量随氮浓度的升高而增加,其C:N:P也随氮浓度的增加而增加。红色赤潮藻生长过程中,加氮处理组细胞在指数期碳、氮、磷含量较低,稳定期含量较高;相关性分析表明,红色赤潮藻胞内碳、氮、磷含量与藻生长率之间呈显著负相关关系(P 0.05)。不同氮浓度对红色赤潮藻的生长、休眠孢囊形成和藻细胞生源要素组成有显著影响,为揭示红色赤潮藻对氮营养条件的适应机制提供参考。     

实时荧光定量PCR分析中不同铁浓度处理下玛氏骨条藻内参基因的筛选

实时荧光定量PCR(qRT-PCR)是定量分析基因表达的常用方法,选择合适的内参基因对准确分析目的基因表达水平至关重要。本研究以不同铁浓度培养条件下的玛氏骨条藻为材料,定量分析Cytb、EF-1α、HPRT、UBC、GAPDH、β-actin以及β-tubulin 7个内参基因的表达情况,并利用GeNorm、NormFinder和BestKeeper软件对这些内参基因的稳定性进行综合评价。结果表明,Cytb和EF-1α的表达稳定性较好,EF-1α+Cytb组合的稳定性最佳,是玛氏骨条藻基因表达研究的理想内参基因,而其他基因的表达稳定性较差,不适合作为内参基因。本研究为玛氏骨条藻基因表达研究过程中内参基因的选择提供了方法学上的依据。     

东海原甲藻线粒体细胞色素b(Cytb)基因的定量检测

建立了检测东海原甲藻线粒体细胞色素b(Cytb)基因mRNA含量的实时荧光定量PCR方法.以甲藻Cytb基因的简并引物扩增得到984 bp长的东海原甲藻Cytb基因片段,经克隆、测序,制备并纯化质粒.以光度法测定质粒浓度并作为标准品.对上述基因片段,利用PRIMER EXPRESS 3.0 设计引物,以梯度稀释的质粒标准品进行定量PCR反应,以SYBR Green I为荧光染料,制作标准曲线,得到基因拷贝数X与Ct值的关系为:Ct=-3.50 lg X+39.35(相关系数r为0.999).通过对不同生长时期的东海原甲藻样品的Cytb基因mRNA含量检测,发现该基因的表达量较稳定,平均值为(45.4±4.7)拷贝/细胞,受生长状态影响不大,可作为实时荧光定量PCR的内参基因.     

夜光藻配子细胞实时荧光定量PCR检测方法的建立与应用

夜光藻是我国广泛分布的赤潮原因种之一,其有性繁殖在种群增长中的作用尚不明确,定量分析配子细胞是研究夜光藻有性繁殖过程的重要手段。利用实时荧光定量PCR技术,以夜光藻rRNA基因的18S-ITS1为靶区域,建立了定量检测夜光藻配子细胞的方法。以配子细胞基因组DNA和含目的片段的重组质粒分别建立标准工作曲线,二者均呈现良好的线性响应,检出限分别为每反应0.17个细胞和10²个拷贝,满足定量检测应用需求。应用该方法对2015年逐月采集的胶州湾环境样品进行检测,并首次对夜光藻配子细胞的季节变化、水平分布与垂直分布进行了研究。结果表明,调查海域夜光藻配子丰度呈冬末春初、夏季双峰分布,范围为18.12~9.70×10⁵ cells/L;在水深小于10m的湾内近岸站位,配子丰度较低,垂直分布均匀;在湾中心、湾口和湾外的深水站位,配子丰度较高,仅在2~3月、7月和11月出现垂向差异。夜光藻配子细胞对种群增长和存续有潜在的积极意义,其丰度在营养细胞丰度高值期相对较高,在营养细胞丰度极低时仍可普遍检出。丰富了对近岸海域夜光藻配子细胞时空分布的认识,为深入研究夜光藻的种群增长模式、进一步探究其赤潮暴发的内在机理奠定了基础。     

有毒亚历山大藻(Alexandrium spp.)和链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)孢囊在中国沿海的分布

于 2 0 0 0— 2 0 0 1年采集了中国沿海 1 0个采样点的表层沉积物样品 ,研究了有毒亚历山大藻 (Alexandriumspp .)和链状裸甲藻 (Gymnodiniumcatenatum)孢囊的分布。结果表明 ,这两类孢囊几乎在所有采样点都检测到。链状裸甲藻孢囊虽分布广泛 ,但含量较低 ,在样品中的浓度和百分比含量分别为 0— 71 .1cysts/gDW和 0 %— 1 4.3%。亚历山大藻孢囊在大部分海域含量较低 ,而在PSP毒素中毒事件高发区和贝类PSP毒素高含量区的大亚湾大鹏澳海域却高密度、高频率地出现 ,最高密度为 366cysts/gDW。研究结果显示 ,大亚湾大鹏澳海域表层沉积物中高密度的亚历山大藻孢囊也许是该海域贝类体内冬季PSP毒素积累及高含量的重要原因之一。     

生活史(休眠孢囊)作为甲藻有害藻华年际频发和地理扩散的一种关键机制的研究进展

过去几十年,中国近海有害藻华的发生频率、规模和面积不断增大, 对我国水产养殖业、渔业和近岸生态系统造成了重大损失和威胁。 在引起有害藻华的众多原因中,藻华甲藻的特殊生活史策略,尤其是形成休眠孢囊,提供了一种关键的机理,因为孢囊的形成过程常伴随着基因重组从而增加了藻华藻的生态适应性;孢囊厚的囊壁增加了其对不利环境条件的耐受性;厚的囊壁使其免于病原体感染和捕食攻击;孢囊的适时萌发为藻华提供了“种源”;孢囊可通过自然或人为原因如船舶压舱水传播从而扩大了其地理分布。我们综述并讨论了甲藻生活史和孢囊研究的如下几个重要方面：１）甲藻生活史的复杂性和有关甲藻孢囊概念及归类的争议;２）沉积物中孢囊“作图（cyst mapping）”在藻华模型和预测（报）中的重要性以及孢囊分布/丰度与藻华规模耦合关系的复杂性和条件依赖性;３）孢囊形成和萌发的若干影响因子及其复杂性和可变性;和４）最近些年来分子生物学技术和各种组学手段在甲藻生活史和孢囊研究中的部分应用,特别是植物激素在孢囊形成、萌发过程中的可能作用。在简要评述了国际、国内有关研究历史中的路标性成果后,最后强调了四个值得重视的研究方向。     

应用实时荧光定量PCR技术研究九龙江口水域米氏凯伦藻的分布

为快速精确监测九龙江口小型有毒赤潮藻的分布,本工作应用实时荧光定量PCR技术检测了2009年春(5月)、夏(8月)、秋(11月)3个季节九龙江口18个站位水样中米氏凯伦藻(Kareniamikimotoi)的密度.这3个季节分别对应九龙江口水域的丰水期、平水期、枯水期.结果表明,在九龙江口水中米氏凯伦藻的检出范围为未检出至2.3×104cells/dm3;其空间分布差异比较大,主要分布在厦门西港海域,其次是在高潮时的海门岛附近海域;海门岛以西水域几乎未监测到该藻的存在,仅5号站位有1个航次检出.米氏凯伦藻密度的季节分布差异也很明显,春、夏季的密度(最高检出值都达到了2.3×104cells/dm3)明显高于秋季的密度(最高检出值仅为5.4×103cells/dm3).本研究结果可为厦门西港以及九龙江口水域赤潮的研究与监测提供参考.同步进行的显微镜镜检技术没有观测到米氏凯伦藻的存在,可见在藻密度较低(低于103cells/dm3)的情况下,实时荧光定量PCR技术较传统镜检技术(检出限一般在103cells/dm3以上)可能更灵敏.该技术特异性好且操作简便,使对大样本的检测具有可行性,为实现沿岸海域赤潮的动态监测和深入研究奠定了基础.     

应用实时定量PCR技术检测秦皇岛近岸海域褐潮原因种——抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)

Aureococcus anophagefferens, a small pelagophyte algae, has caused brown tide blooms in coastal waters of Qinhuangdao in recent years, presenting significant negative impacts on the shellfish mariculture industry. Under standard light microscopy, it is visually indistinguishable from other small algae in field samples due to its extremely small size. In this study, quantitative polymerase chain reaction(q PCR) based on 18 S r DNA sequences was developed and used to detect and enumerate A. anophagefferens. A linear regression(R2 = 0.91) was generated based on cycle thresholds value(Ct) versus known concentrations of A. anophagefferens. Twenty-two field samples collected in coastal waters of Qinhuangdao were subjected to DNA extraction and then analyzed using q PCR. Results showed that A. anophagefferens had a wide distribution in coastal waters along Qinhuangdao. Elevated A. anophagefferens abundance, category 3 brown tide blooms(200 000 cells/m L) occurred at Dongshan Beach and Tiger-stone Beach in August in 2013. In shellfish mariculture areas along coastal waters of Qinhuangdao, 4 stations had category 3 blooms, and 6 stations had category 2 blooms(35 000–200 000 cells/m L) in August and all stations had category 1 blooms(0 to ≤35 000 cells/m L) in October. Quantitative PCR allows for detection of A. anophagefferens cells at low levels in filed samples, which is essential to effective management and prediction of brown tide blooms.     

花鲈PPARα基因实时荧光定量PCR质粒标准品的构建

利用SYBR荧光定量PCR技术,制备用于花鲈（Lateolabrax japonicus）PPARα基因实时荧光定量PCR检测的质粒标准品．通过PCR扩增出目的片断344-bp,纯化后连接至pMDI8-T载体,转化宿主菌E．coli DH5α．通过PCR鉴定、双酶切鉴定和测序分析后抽提重组质粒,测定其拷贝浓度,10倍梯度稀释成标准品模板10^8～10^4 copy／mm^3,进行荧光定量PCR分析．结果显示,循环阈值（Ct）与起始模板量的对数值之间有着良好的线性关系．     

北部湾涠洲岛红色赤潮藻的分子鉴定

为了弄清北部湾涠洲岛6株疑似红色赤潮藻（Akashiwo sanguinea）株的种类,作者采用光学显微镜和荧光显微镜对其进行形态学初步鉴定;并对藻株SSU rDNA、LSU rDNA和ITS序列测序,利用最大似然法构建系统发育树。结果表明,北部湾涠洲岛6株藻与红色赤潮藻形态特征基本符合;3种序列系统发育树分析均发现北部湾涠洲岛6株藻与不同海域来源的红色赤潮藻聚在同一大分支上,自展值高达99、100、100;与来自亚洲海域的韩国安山株、新加坡株、中国厦门港株序列差异最小,亲缘关系最近,而与其他地理来源的红色赤潮藻序列差异大,亲缘关系较远。红色赤潮藻SSU、LSU、ITS种内遗传距离分别为0.001~0.008、0.003~0.025和0.045~0.406,明显小于该藻与其他裸甲藻科（Gymnodiniaceae）藻属下的种间遗传距离0.032~0.072、0.165~0.222和0.589~1.559,因此可确定北部湾涠洲岛6株藻均为红色赤潮藻。研究结果将为北部湾海域赤潮生物来源与组成、赤潮的发生与管理提供基础信息。     

Evaluation of reference genes for quantitative real-time PCR analysis of gene expression during early development processes of the tongue sole (Cynoglossus semilaevis)

Differential expression of genes is crucial to growth and development of fish. To select the appropriate genes for gene normalization during Cynoglossus semilaevis early developmental process, eight candidate reference genes (ACTB, B2M, EF1A, GADPH, RPL7, TUBA, UBCE and 18S) were tested for their adequacy by using quantitative real-time PCR. The results showed that the expression of all the examined genes exhibited tissue dependent variations in the mature C. semilaevis. EF1A was listed as the most stable reference among the 14 tissues by RefFinder. Furthermore, the recommended comprehensive ranking of the stability determined by RefFinder showed that 18S was the most stable gene during the early developmental stages (from oosphere to 90 days old) in this study. However, when divided the C_t value data of the above mentioned early developmental stages into two separate periods (embryo and post-hatching periods), TUBA and 18S represented the most stable references of these two developmental periods, respectively. Consequently, the reference gene should be carefully and accurately chosen even for studies of the same species at various developmental processes. The relevant data may help in selecting appropriate reference genes for mRNA expression analysis, and is of great value in the studies of fish growth and development.     

苯并（a）芘诱导下岩虫CYP基因的表达特征

Rapid amplification of cDNA ends(RACE) and real-time polymerase chain reaction(RT-PCR) were carried out to analyze the CYP4 gene expression in polychaete Marphysa sanguinea exposed to benzo[a]pyrene(BaP) in this study. The full length of MsCYP4 cDNA was 2 470 bp, and it encoded 512 amino acids. The deduced amino acid sequence showed 47% identity with CYP4 F from frog Xenopus tropicalis and shared high homology with other known CYP4 sequences. To analyse the role of CYP4 in protecting M. sanguinea from BaP exposure, three BaP groups were established: 0.5, 5 and 50 μg/L. Polychaetes were sampled after 3, 7 and 12 d. At 0.5 μg/L, the effect of BaP on MsCYP4 gene expression increased with time prolonged. MsCYP4 gene expression curve showed Ushaped trend with time in 5 and 50 μg/L BaP groups. Therefore, MsCYP4 gene may play an important role in maintaining the balance of cellular metabolism and protecting M. sanguinea from BaP toxicity.     

四种海洋藻华甲藻与红色赤潮藻的化学互感作用(allelopathy)初步研究

化学互感作用或化感作用(allelopathy)在浮游植物的种群相互作用及动力学过程中起着重要的调节控制作用,已经成为有害藻华生态学研究中的重要领域。但在被研究的种类和化感作用的规律等方面还存在众多空白。本研究选取分离自中国和美国近海的重要藻华甲藻多环旋沟藻(Cochlodinium polykrikoides)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)、剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)、短沟别什莱藻(Biecheleria brevisulcate),在相同的试验条件下(72 h共培养)观察其与另一种常见的藻华甲藻红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)的化感作用。实验结果显示化感效应随种类和特别是起始细胞密度比率而分别表现为抑制或促进共存种的生长。与起始细胞密度为500个/m L的红色赤潮藻共培养时,多环旋沟藻起始密度为250个/m L时促进红色赤潮藻生长,米氏凯伦藻苏澳株和短沟别什莱藻在细胞密度低于1 000个/m L时促进红色赤潮藻生长,同时起始密度为5 000~50 000个/m L的剧毒卡尔藻被红色赤潮藻促进生长。但是,米氏凯伦藻深圳湾株在细胞密度500个/m L以上时均抑制红色赤潮藻生长,多环旋沟藻在起始密度大于250个/m L时开始抑制红色赤潮藻生长,且抑制效应在起始密度2 500个/m L时接近100%。米氏凯伦藻的化感作用在不同株系间表现出显著差异。结果说明有害藻华甲藻之间的化感作用表现出复杂的形式,随着作用的种类和互相之间的密度比率变化而有互相促进、抑制或一方抑制(或促进)另一方等作用,这对进一步认识藻华甲藻的种群动力学具有重要意义。     

Cloning and expression analysis of the chloroplast fructose- 1,6-bisphosphatase gene from Pyropia haitanensis

Fructose-1,6-bisphosphatase(FBPase) is one of the key enzymes in Calvin circle and starch biosynthesis. In this study, the full-length of cpFBPase gene from Pyropia haitanensis was cloned by using rapid amplification of cDNA ends(RACE) technology. The nucleotide sequence of PhcpFBPase consists of 1 400 bp, including a 5′ untranslated region(UTR) of 92 bp, a 3′?UTR of 69 bp, and an open reading frame(ORF) of 1 236 bp, which can be translated into a 412-amino-acid putative peptides with a molecular weight of 44.3 kDa and a theoretical pI of 5.23. Multiple sequence alignment indicated that the protein belonged to the chloroplast FBPase enzyme. Phylogenetic analysis showed that the protein assembled with the cpFBPase of a thermal tolerant unicellular red micro-algae Galdieria sulphuraria. Expression patterns analyzed by qRT-PCR revealed that the expression of PhcpFBPase gene in the thallus phage was 7-fold higher than in the conchocelis phage, which suggested the different mechanisms of inorganic carbon utilization among the different life phages of P. haitanensis. And the different response modes of PhcpFBPase mRNA levels to high temperature and desiccation stress indicated that PhcpFBPase played an important role in responsing to abiotic stress.     

缢蛏生长因子受体结合蛋白2基因克隆、时空表达及SNP筛查

为了探索生长因子受体结合蛋白2（GRB2）在缢蛏生长发育中的作用,本实验基于缢蛏转录组文库,利用SMART RACE技术克隆缢蛏GRB2（Sc-GRB2）基因的cDNA全长序列,分析其在不同组织和发育时期的表达差异,并在外显子中进行了SNP位点筛选。结果表明,Sc-GRB2基因cDNA全长1 223 bp,开放阅读框711 bp,编码236个氨基酸;氨基酸序列比对发现,缢蛏与文蛤、泥蚶等双壳贝类同源性较高（64%、59%）,而与其他物种的同源性为45%~58%,表明GRB2基因比较保守;不同组织的荧光定量PCR （qRT-PCR）结果显示,Sc-GRB2基因在缢蛏7个组织中均有表达,其中足中的表达量极显著地高于其他6个组织（P<0.01）;在8个发育时期的表达差异分析发现,该基因在稚贝期表达量极显著地高于其他7个时期（P<0.01）。SNP位点筛选结果表明,在Sc-GRB2基因的外显子区域共发现11个SNP位点。     

铅(Pb)胁迫对泥蚶血液MT及Vg基因表达的诱导效应研究

为了解泥蚶金属硫蛋白基因(MT)和卵黄蛋白原基因(Vg)在重金属Pb胁迫下的表达响应模式,本文设置了1、3、6及9μg/L 4个浓度梯度的重金属Pb攻毒实验。在此基础上,利用qRT-PCR技术检测了0、7、14、21、28 d泥蚶血液MT、Vg的相对表达量。结果显示泥蚶MT基因在Pb~(2+)暴毒14 d时开始被显著诱导,在整个实验过程中基本呈现先增后降的态势。且在14 d和28 d时,6μg/L及9μg/L浓度组泥蚶MT相对表达量均高于1、3μg/L浓度组。由此可见,在Pb~(2+)胁迫下泥蚶血液MT基因的表达具有一定的时间依赖性和浓度依赖性。相比之下,泥蚶血液Vg基因的诱导表达情况较MT基因而言不明显。3μg/L浓度组泥蚶Vg mRNA较对照组在14、21 d时被显著诱导;9μg/L浓度组其在28 d时才开始被显著诱导。综上可见,泥蚶MT和Vg在应激重金属Pb过程中起到了一定的抗氧化及重金属解毒作用。