UV-B辐射对指状许水蚤效应的初步研究

探讨UV-B辐射增强对海洋生态系统的影响,通过实验生态学的方法,研究了UV-B辐射对指状许水蚤(Schmacheria inopinus,Burckhardt)雌雄成体的致死率、摄食率和滤水率的影响。结果表明,在实验所设定的辐射剂量下,指状许水蚤雄性成体对UV-B辐射的致死率明显高于雌性成体的致死率;UV-B辐射对雄性成体的24h的半数致死剂量(24h.LD50)为5.77kJ/m2,而对雌性成体48h的半数致死剂量(48h.LD50)为5.04kJ/m2。在较低剂量下(0~1.728kJ/m2),UV-B辐射对雌雄成体的摄食率(F)和滤水率(G)都有明显的抑制作用。     

赤潮微藻对指状许水蚤生殖、生长和发育的影响

在实验室条件下研究了4种赤潮微藻:中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashi-wo)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)以及赤潮异弯藻不同组分对海洋桡足类指状许水蚤(Schmackeria inopinus)生殖、生长和发育的影响。结果表明:(1)4种赤潮微藻能够显著延迟指状许水蚤的抱卵时间并导致抱卵率的降低(P0.05),塔玛亚历山大藻、东海原甲藻和赤潮异弯藻导致指状许水蚤卵囊发育所需时间和抱卵间隔时间的明显延长(P0.05),与对照组相比差异显著;(2)4种赤潮微藻明显抑制了指状许水蚤的发育过程(P0.05),其中赤潮异弯藻作用最为显著;(3)赤潮异弯藻4种组分:细胞液、细胞破碎液、细胞过滤液和细胞重悬浮液均能够延迟指状许水蚤抱卵时间,降低其抱卵率,同时藻细胞过滤液、藻细胞重悬浮液和藻细胞液显著延长了指状许水蚤卵囊发育时间和抱卵间隔时间(P0.05);4种组分均可对指状许水蚤的发育产生明显影响(P0.05),但只有藻细胞液对其生长影响显著(P0.05)。结果表明,4种赤潮微藻均能对指状许水蚤的生殖、生长和发育过程产生不利影响,进而对其生活史特征和种群数量产生影响。     

太平洋真宽水蚤(Eurytemora pacifica) CRH-BP基因克隆及表达分析

促肾上腺皮质激素释放激素结合蛋白(CRH-BP)是一种糖基化蛋白,与促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)具有很高的亲和力,对CRH诱导的脑垂体促肾上腺皮质激素(ACTH)的释放起到抑制作用。本研究采用RT-PCR与RACE基因克隆方法首次获得太平洋真宽水蚤(Eurytemora pacifica)CRH-BP基因全长cDNA序列(GenBank登录号:MF289345)1950bp,其中ORF区1245bp编码415个氨基酸,5′非编码区841bp,3′非编码区294bp,理论分子量/等电点为45.816/5.87。生物学序列分析结果表明,太平洋真宽水蚤CRH-BP氨基酸序列与桡足类中近亲真宽水蚤同源性最高;具有6个蛋白修饰位点及蛋白家族标签序列,具有明显的跨膜结构域及信号肽。实时荧光定量PCR分析结果表明,太平洋真宽水蚤CRH-BP基因在盐度、温度及pH环境胁迫中的mRNA表达量均具有一定的时间梯度表达性与浓度梯度表达性特征。本文通过对太平洋真宽水蚤CRH-BP基因结构及不同环境因子刺激下的表达特点的研究为探究桡足类在环境应激、生殖生理及免疫调控等方面奠定了理论基础。     

3种赤潮微藻对UV-B辐射处理的敏感性

通过实验生态学的方法,研究了赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、亚历山大藻(Alexandrium tamarense)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的生长对UV—B辐射增强的响应。结果表明,UV—B辐射处理对赤潮异弯藻的生长始终表现出抑制效应,而低剂量的UV—B辐射处理对亚历山大藻和中肋骨条藻的生长有刺激作用,高剂量的UV—B辐射处理对亚历山大藻和中肋骨条藻的生长仍然显示出抑制作用。UV—B辐射对赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻的96h半抑制剂量分别为1．63、2.34和2．58J／m^2。     

UV-B辐射增强对孔石莼生长和孢子萌发的影响

测定了不同辐射强度的中波紫外线(UV-B)对潮间带海藻—孔石莼相对生长率、光合生理活性以及孢子萌发情况的影响。研究表明:UV-B抑制孔石莼的生长,随着辐射强度增加,抑制作用加强,同时UV-B也会抑制孢子萌发,4 kJ/m~2的辐射强度即可达到明显的抑制作用。此外,UV-B辐射使孔石莼叶绿素荧光参数(F_v/F_m、Y_Ⅰ、Y_Ⅱ)值降低,随着处理时间延长,孔石莼光合生理活性显著降低。相对于光系统Ⅰ,光系统Ⅱ对于UV-B造成的环境胁迫更为敏感。本研究为UV-B可能影响其他潮间带生物或生态系统的研究提供了理论基础。     

UV-B辐射和久效磷对三角褐指藻DNA共同伤害效应

运用生态毒理学和生物化学的方法研究了紫外线和久效磷对三角褐指藻DNA的伤害作用。结果表明 ,久效磷对三角褐指藻的生长有抑制作用 ;随着久效磷浓度的增加 ,三角褐指藻DNA损伤程度增加 ;在久效磷浓度固定不变时 ,随着处理时间的延长 ,DNA的损伤程度同样提高 ;在久效磷的处理过程中同时伴有紫外线的辐射处理 ,DNA的损伤程度加剧 ;久效磷处理解除一段时间后 ,DNA损伤程度未明显减轻 ,而UV B处理解除后 ,DNA的损伤可明显恢复。说明DNA的损伤可在一定程度上指示海洋微藻受久效磷伤害的的程度。     

温度和盐度对指状伪镖水蚤孵化及产粪的影响

桡足类是海洋浮游动物的重要组成部分,而指状伪镖水蚤分布广泛,生殖挂卵,易于观察,被选为实验对象。本研究设定了一系列温度、盐度梯度,对指状伪镖水蚤的温度、盐度适应性进行了探讨。结果:温度对雌性指状伪镖水蚤产粪粒数、卵孵化率及孵化时间均有显著影响(P0.05)。在10~35℃范围内,随着温度的升高,卵孵化率也随着升高,在20℃时达到最大,随后又有所下降;孵化时间呈现出明显的缩短趋势;24h产粪粒数随着温度的升高呈现出先逐渐增加后又略微降低的趋势。盐度对雌性指状伪镖水蚤卵孵化率、孵化时间及产粪粒数均有显著影响(P0.05)。在盐度为10~40范围内,随着盐度的升高,孵化率逐渐下降,孵化时间逐渐缓慢延长,24h产粪粒数总体呈下降趋势。据此可以得出:指状伪镖水蚤的最适繁育温度为20℃,最适繁育盐度为10,并且与盐度相比温度对其影响更加明显。     

UV-B辐射增强对壶状臂尾轮虫摄食的影响

研究了UV-B辐射条件下壶状臂尾轮虫(Brachionusurceus)对6株海洋微藻:小球藻(Chlorellasp.)、绿色巴夫藻(Pavlovauiridis)、扁藻(Tetraselmischuii)、球等鞭金藻8701(IsochrysisgalbanaPark8701)、牟氏角毛藻(Chaetocerosmuelleri)和小新月菱形藻(Nitzschiaclostertum)的室内摄食实验。结果表明,UV-B辐射增强对壶状臂尾轮虫的摄食有显著的抑制作用。与对照组相比,壶状臂尾轮虫对给定饵料单胞藻的滤水率和摄食率都随UV-B辐射剂量的增大而显著减小(P<0.05)。而且壶状臂尾轮虫对每一种饵料单胞藻的滤水率和摄食率是不相同的,这说明壶状臂尾轮虫对饵料单胞藻是有选择性的。     

UV-B辐射对叉鞭金藻和三角褐指藻光合色素的影响

以叉鞭金藻和三角褐指藻为材料，采用室内一次性培养的方法研究了UV－B辐射对光合色素（叶绿素a和类胡萝卜素）含量的影响，结果显示，低剂量的UV－B辐射处理对叉鞭金藻的光合色素含量影响不明显，甚至可使光合色素的含量升高；而高剂量的UV－B辐射处理引起叉鞭金藻光合色素含量降低，三角褐指藻的叶绿素a和类胡萝卜素含量随着UV－B辐射的增强表现出逐渐降低的趋势，说明UV－B辐射增强对海洋微藻光合色素有严重的破坏作用。     

UV-B辐射增强对泥鳅红细胞遗传毒理学指标的影响研究

利用红细胞微核和核异常的遗传毒理学方法,研究UV-B辐射增强对泥鳅红细胞核的细胞遗传毒性效应,评价2种毒理学指标在UV-B辐射监测应用中的可行性。结果显示,随着UV-B辐射剂量的加大,泥鳅红细胞的微核细胞率持续上升,表现出明显的剂量-效应关系,微核细胞率与辐射剂量显著正相关。而泥鳅红细胞核异常率随着UV-B辐射剂量的加大无规律性的变化,没有表现出剂量-效应关系,核异常率与辐射剂量无相关性。脱离UV-B辐射处理6 d后泥鳅红细胞的微核细胞率不能够恢复正常的对照水平,而核异常细胞率随着时间的延长,逐渐得以恢复。结果指示泥鳅红细胞微核率是用于UV-B辐射监测的灵敏和可行的细胞遗传毒理学指标,而核异常率不能用于UV-B辐射的监测。     

真刺唇角水蚤对鱼卵和仔鱼的捕食

鱼类幼体的死亡常常被归因于食物的缺乏,实际上,以桡足类为主的浮游动物对鱼卵和仔鱼的捕食是其死亡的最主要原因之一,也是影响鱼类资源补充的主要因素;所以,研究桡足类对鱼卵和仔鱼的捕食不仅对海洋食物链研究而且对研究鱼类资源补充和产量的估算,也具有重要的意义。有关这方面的实验国内尚未见专门报道,本文为厦门港     

三角褐指藻和亚心形扁藻对太平洋纺锤水蚤繁殖与生化指标的影响

采用实验生态的方法,探讨三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、亚心形扁藻(Platymonassubcordiformis)对太平洋纺锤水蚤(Acartia pacifica)繁殖及其生化指标的影响.实验结果表明,三角褐指藻对太平洋纺锤水蚤产卵量和卵的孵化率均具有抑制作用,随着投喂时间的增加,太平洋纺锤水蚤的产卵量由15.02±3.15 ind/d下降到3.25±3.15 ind/d(p<0.05),其卵的孵化率由22.88%±2.49%下降到14.84%±1.20%(p<0.05).而投喂亚心形扁藻的太平洋纺锤水蚤其产卵量和卵的孵化率与对照组无显著差异(p>0.05).投喂三角褐指藻后,太平洋纺锤水蚤的超氧化物歧化酶(SOD)活力相对于投喂亚心形扁藻的增加了20.94±0.04μg/mg,其谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活力增加了15.812±1.240 U/mg.这表明相对于亚心形扁藻,三角褐指藻对太平洋纺锤水蚤的抗氧化性酶具有诱导作用.     

南极冰藻Chlorophyceae L-4抗氧化酶活性对UV-B辐射增强的响应

为了了解在UV B辐射增强的胁迫下,南极冰藻ChlorophyceaeL 4细胞内保护酶系统对活性氧自由基的清除作用,对不同辐射强度下ChlorophyceaeL 4细胞中丙二醛含量的变化、自由基的产生速率和相应的保护酶系统的变化进行了测定。结果表明,在UV B辐射增强的初期(1～3d),ChlorophyceaeL 4中丙二醛含量的迅速提高,但随后很快降低,在低强度UV B(35μW·cm-2)辐照下保护酶活性能够恢复到基本水平。在UV B辐射增强的胁迫下,ChlorophyceaeL 4中的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性明显比对照组的高,而且在高强度(70μW·cm-2)的辐照下,酶活性更高。ChlorophyceaeL 4中的抗坏血酸过氧化物酶的活性在UV B辐射增强的胁迫下略有升高或变化不大。本研究结果表明,保护酶系统在南极冰藻适应南极强辐射环境中起着非常重要的作用。     

3种海洋赤潮微藻抗氧化酶活性对UV-B辐射增强的响应

利用生物化学的方法,研究了赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻抗氧化酶活性对UV-B辐射增强的响应变化。结果表明:(1)不同赤潮微藻的抗氧化酶活性对UV-B辐射增强的响应变化是不同的。(2)不同的抗氧化酶活性对UV-B辐射增强的响应变化同样存在明显的差异。(3)与过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)相比,超氧化物歧化酶(SOD)活性对UV-B辐射增强的响应最敏感,谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性的响应变化最不明显。3种赤潮微藻SOD活性的变化是指示UV-B辐射增强的优选生物学指标。     

UV-B辐射对海带幼孢子体生长和生理的影响

探讨UV-B辐射对海带幼孢子体的影响,运用实验生态学的方法,研究了高(93.6 J·m-2·d-1)、中(46.8 J·m-2·d-1 )、低(11.7 J·m-2·d-1)3个剂量的UV-B辐射对海带幼孢子体生长和生理状况的影响.辐射处理期间(第2～10天),3个辐射剂量处理组的海带幼孢子体体长和体重的相对增长率显著低于对照组(0 J·m-2·d-1);第6～10天期间,低剂量处理组和高剂量处理组的叶绿素a(Chl-a)含量与对照组相比呈现出完全相反的变化趋势,前者显著高于对照组,后者显著低于对照组;中、高剂量处理组的ATP酶活性在整个实验期间均显著低于对照组,而低剂量组与对照组无显著差异.氮(N)、磷(P)元素缺乏与中剂量UV-B联合作用条件下的海带幼孢子体体长、体重相对增长率与中剂量单独处理组无显著差异;辐射处理初期(第2～4天),N、P缺乏与中剂量UV-B辐射共同处理组的ATP酶活性明显高于单独辐射处理组,后期(第10天)则显著低于单独辐射处理组;N、P元素缺乏加剧了中剂量UV-B辐射对海带幼孢子体Chl-a含量的影响效应,N、P缺乏与中剂量UV-B辐射共同处理组的Chl-a含量显著低于中剂量UV-B辐射处理组.在高剂量UV-B辐射处理的同时,附加一定强度的光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR,400～700 nm)能在一定程度上减轻UV-B辐射对海带幼孢子体生长和生理状况的影响程度.     

太平洋真宽水蚤(Eurytemora pacifica) Cu/Zn SOD基因克隆及在重金属胁迫下的表达分析

铜锌超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)是一种广泛存在于生物体中最主要的抗氧化酶之一,在抵御过多活性氧簇对机体毒害的过程中起重要作用。本研究以太洋真宽水蚤为研究对象,采用RT-PCR与RACE方法克隆得到太平洋真宽水蚤Cu/Zn SOD基因全长c DNA序列。Cu/Zn SOD(Gen Bank登录号:MF289343)基因序列全长837bp,其中完全开放阅读框为456bp编码152个氨基酸,5′非编码区长297bp,3′非编码区长84bp,分子量约为15.050k Da,理论等电点为5.73。序列比较表明,太平洋真宽水蚤Cu/Zn SOD c DNA的氨基酸序列与其他甲壳动物的一致性较高;存在8个蛋白翻译后修饰位点及蛋白家族标签序列,无跨膜结构域与信号肽。在重金属铬与镍胁迫下,通过实时荧光定量PCR对太平洋真宽水蚤Cu/Zn SOD m RNA体内表达特点分析显示,其表达量均呈现先升后降趋势,在暴露12小时后表达量达到峰值;铬胁迫下的表达量略高于镍;联合胁迫下呈现出拮抗作用。本研究结果将有利于深入探讨桡足类Cu/Zn SOD基因的结构与功能,为进一步研究抗氧化分子机理奠定基础。     

UV-B增强对南极蓝藻形态和超微结构影响的研究

采用两种微藻分离方法对本实验室在第18次南极考察采集的南极海冰和海水样品进行南极冰藻分离,得到包括1株南极蓝藻在内的8种南极冰藻。该蓝藻(南极蓝藻-B)的生长曲线表明,0—6d有一个明显的延滞期,第6天进入对数生长期,第20天达到生长稳定期。紫外辐射增强后,南极蓝藻的形态和超徽结构都发生了显著变化：细胞个体明显增大、细胞壁变厚、片层结构更加明显、多糖和脂肪颗粒数目增多。并发现了紫外辐射后的蓝藻向培养液中大量分泌物质的现象。这些现象表明,虽然南极地区紫外线辐射很强,但南极蓝藻可以产生多种抗紫外辐射的活性物质来适应这种极端环境。     

铜、镉离子和三丁基锡对火腿许水蚤T-SOD的影响

采用体外亚致死毒性实验,研究铜、镉离子和三丁基锡(TBT)的单一和联合作用对桡足类火腿许水蚤(Schmackeria poplesia)总超氧化物歧化酶(T-SOD)的影响。实验结果表明,火腿许水蚤T-SOD活性对各组污染物毒性均敏感,随暴露时间延长发生显著的变化。单一毒性处理的火腿许水蚤T-SOD活性总体上呈先上升后下降的趋势,Cu2+、Cd2+暴露下的各组T-SOD活性分别在482、4 h达到最高,TBT暴露的诱导作用不显著,除低浓度Cu2+、Cd2+组外,各组T-SOD活性后期受到抑制,均在96 h降到最低。联合毒性处理的T-SOD活性变化更加复杂,总体上表现为先下降后上升再下降的趋势,各组T-SOD活性主要受到抑制,Cu2+-Cd2+、Cu2+-TBT、Cd2+-TBT联合作用的分别在12~24、24、36 h有最低值。     

两种海洋微藻的浓度和配比对太平洋纺锤水蚤生长的影响

本研究以变态存活率、产卵量、成体头胸部长和体长为指标,研究了球等鞭金藻(Isochrysis galbana)和海洋原甲藻(Prorocentrum micans)不同浓度和配比对太平洋纺锤水蚤(Acartia pacifica)生长发育和产卵量的影响,以期探索培养太平洋纺锤水蚤最适合的饵料配方.实验结果表明:在饵料浓度(碳含量,下同)为1.70μg/cm3,配比为2∶1时,其变态存活率最高,可达到92.62%;在饵料浓度为4.25μg/cm3,配比为1∶2时,产卵量最高,雌体平均日产卵量可达47.1±2.7个;在饵料浓度为1.70μg/cm3,配比为2∶1时,成体头胸部长和体长均最长,分别为932.9、1 252.3μm.太平洋纺锤水蚤生长和发育的最优饵料组合为球等鞭金藻与海洋原甲藻浓度为1.70μg/cm3,配比为2∶1.     

UV-B辐射对海洋微藻抗氧化系统的影响

研究了UV－B辐射对两种海洋微藻－小新月菱形藻（Ntzschia closterlum)和亚心形扁藻（Platymonas subcordiforming)的抗氧化系统的影响。结果表明：在本实验的辐射剂量范围内，随着UV－B辐射剂量的增强，两种藻的抗氧化防御系统的非酶性组分还原型谷胱甘肽（GSH）和类胡萝卜素（CAR）的含量随之下降；抗氧化防御系统的酶性组分超氧化歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性逐渐降低。加入外源性抗氧化剂GSH可减轻UV－B辐射对藻的伤害。分析表明海洋微藻的UV－B伤害是由于抗氧化防御系统遭到破坏而导致活性氧积累的结果。