单环刺螠中肠和后肠交替氧化酶对硫化物的应激反应

外源性硫化物可通过抑制或阻断线粒体电子传递经典途径而对生物体产生损伤甚至致死,交替氧化酶(Alternative Oxidase,AOX)是线粒体硫化物氧化电子传递分支途径中的1个关键酶。为了研究硫化物环境中单环刺螠的生存对策,本文利用间接竞争性ELISA和酶活性分析等技术检测了单环刺螠在硫化物应激前后中肠和后肠中AOX的蛋白含量以及活性的变化。结果显示:在未处理的单环刺螠中,后肠的AOX蛋白含量和酶活性均高于中肠。当单环刺螠暴露在硫化物(50和150μmol·L-1)环境中时,2个器官的AOX含量和酶活性水平均随着硫化物浓度的提高和暴露时间的延长而提高,并且150μmol·L-1硫化物处理组的单环刺螠2个器官AOX蛋白含量和酶活性普遍高于相同处理时间下的50μmol·L-1组。结合已报道的单环刺螠硫化物应激下细胞色素c氧化酶活性的变化,提出单环刺螠体内存在线粒体电子传递分支途径;提高组织线粒体中AOX活性是其应对环境硫化物毒性的对策之一。     

单环刺螠对硫化物暴露的呼吸代谢适应

研究硫化物暴露后单环刺组织细胞色素氧化酶(CCO)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、延胡索酸还原酶(FRD)等呼吸代谢酶活性的变化,初步探讨了单环刺对硫化物的呼吸代谢适应。将虫体暴露于50,150μmol/L 2个硫化物组和不含硫化物的对照组水体中,分别于暴露后0,2,12,24,48 h和解除暴露后48 h取体壁、呼吸肠等组织进行酶活性分析。结果显示:暴露2 h时,硫化物组CCO活性上升。24 h时,150μmol/L组CCO活性显著低于对照组,到48 h时接近于0,而SDH活性显著低于对照组,FRD活性极显著高于对照组。解除暴露后48 h,虫体的呼吸代谢酶活性与对照组无显著差异。可见,硫化物暴露后,短期内虫体呼吸代谢提高,可能进行硫化物氧化解毒。而随着暴露时间的延长,虫体的呼吸代谢减弱,FRD活性极显著增高,推测体内可能存在将延胡索酸还原成琥珀酸的无氧代谢方式。解除硫化物暴露后,虫体具有较强的自我恢复能力。     

饲料中铜离子对斑节对虾血细胞组成、活性和免疫功能的影响

以不同铜离子添加量(0, 10, 25, 40, 55 和110 mg/kg)的饲料喂养斑节对虾(Penaeus monodon)8 周,测定对虾的血细胞总数(THC), 并应用流式细胞术测定血细胞中含颗粒细胞(小颗粒细胞和大颗粒细胞)的比例、血细胞凋亡率、活性氧(ROS)含量和酯酶活性。结果显示, 当铜添加量为10～55 mg/kg 时, 与对照组相比, 对虾的THC、血细胞凋亡率、ROS 含量和酯酶活性均没有显著的变化(P>0.05); 铜添加量为25～110 mg/kg 时, 含颗粒细胞的比例显著提高(P<0.05); 铜添加量为110 mg/kg 时, ROS 含量显著高于其他组(P<0.05), 血细胞凋亡率高于25 和55 mg/kg 组(P<0.05), THC 低于55 mg/kg 组(P<0.05), 酯酶活性低于25mg/kg 组(P<0.05)。这些结果表明, 适宜的饲料铜含量有利于两类颗粒细胞的生成; 铜添加过量(110 mg/kg)会诱导血细胞ROS 的产生, 造成氧化损伤, 从而导致凋亡率上升和THC 下降。综上所述, 在本实验日粮条件下, 针对斑节对虾的血细胞功能, 其饲料中铜适宜添加含量范围为25～55mg/kg。     

滨海盐场养殖池塘底质硫化物的变化及其与其它因子的关系

2006年5～11月对江苏滨海盐场养殖池塘底质硫化物进行了跟踪调查,并对其与养殖环境中其它因子的关系作了研究分析.研究表明:在养殖周期内底质硫化物的变化幅度在143.26～372.45mg·kg-1,变化趋势为先升高后降低,在7、8月份含量最高.回归分析表明底质硫化物含量与有机质含量呈显著正相关.底质硫化物含量随着水体COD含量的增加而增加,两者呈极显著的正相关,底质硫化物高值出现的时期滞后于水体COD高值的产生时期.底质中硫化物随着氧化还原电位的提高而降低,两者呈极显著的负相关.     

灵山卫海域底质中硫化物的分析和研究

底质中的硫化物含量是一项重要的环境指标。本文对灵山卫附近海域50个底质样品进行了硫化物分析。硫化物的最高含量为78.42mg/kg,最低含量在方法的检出限(0.5mg/kg)以下,平均含量为5.29mg/kg。该海域大部分硫化物的含量在5.0mg/kg以下。硫化物的含量较低,表明该海域的底质环境为氧化环境。硫化物的含量主要受物质来源的影响,也与水动力条件和水深等因素有关。     

华北半叶紫菜丝状体细胞凋亡过程的初步研究

本文对华北半叶紫菜丝状体细胞的凋亡过程进行了初步观察并对这一过程中细胞超微形态的变化进行了研究。结果表明 ,丝状体细胞的凋亡过程是由分枝的端部细胞发生老化开始的 ,老化细胞的细胞内壁增厚 ;细胞核内染色质凝缩 ,核膜溶解 ;色素体片层结构变形、溶解 ;红藻淀粉电子密度显著下降 ,逐渐解体 ;胞浆中出现不规则形态的囊泡、髓样结构和结构特殊的小体 ;随着细胞的趋于凋亡 ,核、色素体、线粒体等细胞器相继溶解消失 ,细胞结构崩溃 ,细胞内壁明显增厚。细胞中的囊泡和髓样结构参与了细胞内壁的形成。本研究首次报道紫菜中存在细胞凋亡 ,并对丝状体细胞凋亡过程的生物学意义及髓样结构的功能进行了讨论     

单环刺螠Bcl-xL基因的鉴定及对硫化物的应激反应

Bcl-xL是Bcl-2家族中一类重要的抗凋亡因子,其功能主要是抑制细胞凋亡、促进肿瘤发生。为了探知Bcl-xL在生物硫化物应激中的作用,本实验以耐硫生物单环刺螠(Urechis unicinctus)为研究对象,RACE扩增获得一个长度为1 426 bp的单环刺螠Bcl-xL全长c DNA序列,推导的氨基酸序列包含Bcl-xL4个保守的BH结构域和1个跨膜区域。使用该c DNA的完整开放阅读框序列,构建了原核表达载体p ET28a-Bcl-xL,体外诱导表达该重组蛋白;镍柱纯化得到纯度为90%的纯化蛋白,并制备多克隆抗体。Western blotting结果显示:单环刺螠暴露于50μmol/L硫化物中2 h-24 h内其呼吸肠中Bcl-xL含量显著增加(P0.05),然而在150μmol/L硫化物中48 h-72 h内其呼吸肠Bcl-xL含量显著降低(P0.05),暗示Bcl-xL抑制细胞凋亡途径在单环刺螠应对低浓度硫化物暴露时发挥作用,而在高浓度硫化物暴露下Bcl-xL不能发挥抑制细胞凋亡的作用。     

海水养殖池沉积物中重金属形态和生物酶活性的关系研究

以连云港市对虾养殖池表层沉积物为研究对象,采用Tessier连续萃取法,研究了表层沉积物中重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Mn)的赋存形态和酶(脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、转化酶)活性的相关性。结果表明,重金属Cu和Zn以有机-硫化物结合态为主要的赋存形态,Pb以铁锰氧化物态为主要的赋存形态,Cd以可交换态(平均33.47%)和碳酸盐结合态(平均31.16%)为主要存在形态,Cr和As主要以残渣态存在,Mn的铁锰氧化物态比例最高。脲酶的活性范围为0.45—8.96mg/(g·24h),碱性磷酸酶活性范围为2.45—6.69mg/(g·24h),过氧化氢酶活性范围为0.14—2.36m L/(g·min),转化酶活性范围为0.45—10.45mg/(g·24h)。脲酶活性与Cd、As的可交换态、Cd的碳酸盐结合态、Cu、As的铁锰氧化物态、Zn、Pb、Cd、Mn的有机硫化物态之间显著相关;碱性磷酸酶活性与Zn、Cd的铁锰氧化物态显著相关;过氧化氢酶活性与Cd的可交换态、碳酸盐结合态及残渣态、Cu、Cd、As的铁锰氧化物态、Zn、Pb、Cd、Mn的有机硫结合态之间显著相关;转化酶活性与Cu、Cd、As的可交换态、Cd的碳酸盐结合态、Cu、Cd、As的铁锰氧化物态、Zn、Pb、Cd、Mn的有机硫化物态、Cd、As的残渣态之间显著相关。酶活性可以用来指示海水养殖池沉积物中重金属的形态转化过程。     

沉积物中酸可挥发性硫化物的分析方法研究

酸可挥发性硫化物(AVS)是评价沉积物中重金属生物毒性的一个重要参数,但AVS易随氧化还原环境变化,所以对分析测试要求较高。以往AVS的测定方法较为费时费力,无法用于常规监测,或不适用于测定AVS含量偏低的沉积物样品。本研究在现有分析方法的基础上进行了改进,建立了一个扩散法和亚甲基蓝比色法联用的分析方法,使其适用于测定AVS含量偏低的海洋和湖泊沉积物样品。通过对回收率、空白、重复性的实验显示,该方法能够快速、准确的进行大批量样品的测试。应用该方法对渤海湾和莱州湾上百个沉积物样品的分析发现,AVS含量低于0.6μmol/g(DW)的样品量达到75%。因我国近岸海域有机碳含量偏低,AVS的含量也可能偏低,所以该方法对我国近岸海洋沉积物中AVS的分析测试有普适性。该分析方法的建立为我国应用AVS对沉积物中重金属生物毒性的研究提供了便利。     

三种有机紫外吸收剂对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)鳃组织抗氧化能力和细胞凋亡相关基因表达的影响

二苯甲酮-3 (BP-3)、4-甲基苄亚基樟脑(4-MBC)和4-甲氧基肉桂酸-2-乙基己酯(EHMC)是三种常用的有机紫外吸收剂, 在水环境中被频繁检出, 对水生生态系统安全构成潜在威胁。为探究三种有机紫外吸收剂对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)鳃组织抗氧化响应和相关细胞凋亡基因的影响, 将蛤仔分别暴露于环境相关浓度的三种紫外吸收剂溶液中, 检测鳃组织抗氧化酶活性和细胞凋亡相关基因转录水平, 并通过第二代整合生物标志物响应法(IBRv2)对三种紫外吸收剂的生物毒性进行比较分析。结果显示, 三种紫外吸收剂短期暴露会诱导抗氧化响应提高抗氧化能力, 而长期高浓度暴露会导致抗氧化能力的降低。BP-3、4-MBC和EHMC可能通过启动线粒体途径和fas介导的死亡受体途径诱导菲律宾蛤仔鳃组织产生细胞凋亡。通过IBRv2分析发现, 在环境常见浓度1 μg/L的暴露水平下, 短期(1 d, 7 d)暴露时, BP-3对菲律宾蛤仔鳃组织表现出的综合毒性效应最强, 而随着暴露时间的延长(28 d), 三种紫外吸收剂表现出的综合毒性效应相近。研究结果为水环境中有机紫外吸收剂的生态风险评估提供了参考数据。     

不同体质量仿刺参免疫活性的研究

通过研究不同体质量仿刺参(Apostichopus japonicus)的免疫活性, 为仿刺参生长中免疫指标的建立提供依据。实验选取了50、100、150 g 左右的仿刺参各10 只, 测定其体腔细胞数量、各细胞类群比例及部分免疫酶活性。结果表明: 不同体质量的仿刺参, 其体腔细胞数量及各细胞类群、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)具有显著性变化, 而体腔液中酚氧化酶(PO)活性极低。体质量150 g左右仿刺参的细胞数量和SOD活性较其他两组都明显升高, 细胞类群也有明显变化(P<0.017), 但POD活性显著降低(P<0.05)。不同体质量的仿刺参免疫活性具有显著性差别, 说明了仿刺参免疫组分在生长过程中不断变化, 免疫防御能力在各阶段有所差别。     

硅藻岩藻黄素特性与其生物合成的研究进展

岩藻黄素的化学结构包含丙二烯键、环氧基、以及共轭羰基和羟基,是一类珍稀类胡萝卜素。岩藻黄素能够和叶绿素a/c某些蛋白形成FCP复合物,存在于许多海洋藻类细胞的光合系统内,在光捕获和光传递方面起重要作用。此外,岩藻黄素在抗肥胖、抗炎、抗癌和抗氧化等方面的生理活性已经被证实。硅藻细胞是岩藻黄素的理想来源,三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)是硅藻的模式藻种。本文对三角褐指藻来源岩藻黄素的研究进展进行了评述,主要包括岩藻黄素的生理特性和功能、生物合成途径以及合成中的关键酶,影响其生物合成的环境条件等,并对其未来研究进行了展望。     

溶藻弧菌体外刺激泥蚶(Tegillarca granosa)血细胞后早期转录组研究

泥蚶(Tegillarca granosa)是我国传统养殖贝类,细菌性疾病导致的死亡已成为制约泥蚶养殖业发展的重要因素,血细胞是泥蚶免疫防御的执行者,血细胞能直接吞噬异物,能通过包囊作用将异物包裹,血细胞还在炎症反应和伤口修复中发挥作用。采用RNA-seq测序技术研究了溶藻弧菌体外刺激后泥蚶血细胞3h和6h时转录组动态变化,与未受刺激血细胞相比,3h时1790个基因表达发生显著改变,包括1319个上调基因和471个下调基因;6h时3183个基因表达发生显著改变,包括2629个上调基因和554个下调基因。KEGG通路富集分析发现溶藻弧菌刺激后免疫相关多个信号通路或生物学过程发生显著改变,如吞噬体、细胞凋亡、蛋白酶体、内质网加工、局部黏附等。部分免疫相关基因表达丰度3h时变化不显著而6h时发生显著改变,部分免疫相关基因3h和6h时表达丰度均显著改变。研究结果为泥蚶血细胞早期免疫反应提供了新的见解,为泥蚶抗病机理研究提供了理论基础。     

饲料粗蛋白含量对刺参消化酶及消化道结构的影响

本实验以鱼粉、酪蛋白以及藻粉等为主要原料配制了粗蛋白质量分数为12%、16%、20%、24%、28%、32%的6种半精制刺参(Apostichopus japonicus)饲料,研究饲料中粗蛋白含量对刺参生长、蛋白酶和淀粉酶活性以及肠道结构的影响。结果表明,刺参饲料中粗蛋白含量对刺参的生长、饲料系数、蛋白质效率以及消化道中蛋白酶和淀粉酶活性都有明显影响,肠道蛋白酶和淀粉酶活性对饲料粗蛋白含量有适应性,随饲养时间也有适应性变化。饲料中粗蛋白含量对刺参肠道结构也有一定的影响。     

改性粘土絮凝法对小球藻(Chlorella vulgaris)生理生化性质的影响

改性粘土治理赤潮生物的主要原理是絮凝作用,但水体中未被去除的微藻对改性粘土有怎样的生理生化响应尚不清楚。本文以小球藻(Chlorella vulgaris)为模式生物,考察了改性粘土絮凝后水体中残余小球藻生理生化性质的变化情况。研究发现,经改性粘土或原土絮凝后,残余小球藻的生长受到了明显抑制,其丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量迅速上升,改性粘土组的MDA含量高于原土组。除了原土组过氧化氢酶(catalase,CAT)活性相比对照组没有明显变化外,改性粘土组和原土组超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、CAT、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-PX)等酶活,均呈现先上升后下降、并稳定在较高水平的变化趋势。原土组各酶活普遍低于改性粘土组,但GSH-PX活性则相反。结果表明,改性粘土不仅能高效去除水体中的小球藻,而且能够刺激残余的藻细胞积累较多的O2-·和H2O2,从而对藻细胞造成过氧化伤害,抑制未被去除部分海洋微藻的正常生长。     

中华哲水蚤抗氧化系统对海水酸化的响应

海洋浮游动物可以对因二氧化碳浓度升高导致的海水酸化做出敏感的响应,然而关于海水酸化对其生理机能的研究却较少。因此,我们研究了暴露于不同二氧化碳浓度（0.08,0.20,0.50 and 1.00%）的酸化条件下中华哲水蚤主要抗氧化酶以及2种解毒酶的活性变化情况。结果表明,暴露于酸化海水中的中华哲水蚤的GPx酶活性显著高于对照组,然而,其它抗氧化组分,包括GST、SOD活性,GSH水平和GSH/GSSG比值均被显著抑制。中华哲水蚤的ATPase活性被海水酸化显著刺激,而AchE活性却显著被抑制。此外,主成分分析结果表明,各指标变化的75.93%可以用第一和第二主成分解释。因二氧化碳浓度升高导致的海水酸化可以通过影响桡足类体内一些酶类的活性来影响其新陈代谢及存活。在未来的研究工作中,需要对海水酸化和其它环境因素的协同作用对桡足类的影响作进一步研究。     

沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/氧化酶基因克隆及其在大肠杆菌中的表达

核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/氧化酶(RubisCO)(EC4.1.139)是光合细菌通过卡尔文循环固定二氧化碳的关键酶。本文采用PCR方法,从沼泽红假单胞菌株No.9中克隆到RubisCO基因(cbbM)序列(该序列已提交GenBank,登录号:GU061327)。采用同源建模法,建立了该RubisCO蛋白的三维结构模型,预测其活性位点。将cbbM基因亚克隆到表达载体pTV118N上,构建表达质粒pTV-CBBM,转化大肠杆菌BL21(DE3),获得表达菌株BL21(DE3)/pTV-CBBM,该菌株经IPTG诱导表达后,进行SDS-PAGE检测。采用气相色谱法测定破菌上清中的RubisCO酶活。结果表明:①cbbM基因编码461个氨基酸,与沼泽红假单胞菌株DCP3和DH1的RubisCO蛋白序列相似性分别为98%和99%;②推测沼泽红假单胞菌No.9中RubisCO蛋白的活性中心由Asn112、Lys192、Asp194、Glu195、His288、Arg289、His322、Gly424、Ser369、Gly370和Gly394等氨基酸残基组成;③重组蛋白分子量约为50kDa左右,与预测相符;④破菌上清中的RubisCO酶比活高于原始菌株中的酶活,说明目的基因在大肠杆菌中得到了有效表达。     

高盐胁迫对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长、代谢和抗氧化酶活力的影响

为分析高盐胁迫对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长、代谢和抗氧化酶活力的影响,实验以平均体重(3.0±0.4)g,平均体长(7.6±0.2)cm的凡纳滨对虾为实验材料,设置25(对照组)、35、45、55四个盐度梯度,分别于实验开始后0d、10d、20d、30d取样,检测对虾体重、体长、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)和三磷酸腺苷(ATP)的含量以及苹果酸脱氢酶(MDH)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)活力,计算增重率、增长率、特定生长率和成活率。结果表明,随着盐度升高,凡纳滨对虾的增重率、增长率、特定生长率和存活率均逐渐降低, 55盐度组各生长指标均显著低于对照组(P0.05);10d时TG含量随着盐度的增加逐渐降低,55盐度组显著低于对照组(P0.05)。20d和30d时逐渐升高, 55盐度组显著高于对照组(P0.05); 55盐度组的TC含量最高,且30d时显著高于其他组(P0.05); 45盐度组、55盐度组MDH活力在10d时显著低于对照组(P0.05),但20d和30d时显著高于对照组(P0.05);35盐度组、45盐度组ATP含量在10d和20d时升高,且显著高于对照组(P0.05);各处理组T-SOD和CAT的活力整体高于对照组,且随着实验时间的延长,呈上升趋势。研究结果表明,高盐胁迫不利于凡纳滨对虾的生长和存活,但可以激活凡纳滨对虾的抗氧化能力,使抗氧化酶活力升高,并显著影响对虾的脂类代谢。     

饲料中不同形式的铜及添加量对凡纳滨对虾(Paneaus vannamei)生长性能、血清铜蓝蛋白和生长激素水平的影响

在对照饲料中添加不同水平的硫酸铜、富马酸铜和蛋氨酸铜,使硫酸铜组铜离子含量为32mg/kg,富马酸铜和蛋氨酸铜组铜离子含量分别为16mg/kg、32mg/kg和48mg/kg,共组成8种饲料(饲料编号为对照、Sul-32、Fum-16、Fum-32、Fum48、Met-16、Met-32和Met-48),饲喂凡纳滨对虾(初重0.74±0.01g)8周。结果表明,饲料中添加三种铜源均能不同程度提高凡纳滨对虾的特定生长率(SGR)、存活率(Survival)和蛋白质效率(PER),降低饲料系数(FCE)。其中,Met-16和Fum-32组的SGR显著高于对照组(P0.05),Met-16、Met-32和Fum-32组的PER显著高于其它各组(P0.05);不同铜源对凡纳滨对虾的体组成没有显著影响(P0.05),但Met-32组的肝体比(HSI)显著下降(P0.05)。各组间血清铜蓝蛋白(CER)含量差异不显著(P0.05),Met-16和Fum-32组的生长激素(GH)含量则显著高于对照组(P0.05)。本研究结果表明,饲料中三种铜源能不同程度的提高凡纳滨对虾的生长性能,但相同浓度有机铜离子的生物利用率优于无机铜,其顺序为:蛋氨酸铜富马酸铜硫酸铜。饲料铜对凡纳滨对虾的促生长作用可能是通过提高体内相关抗氧化酶的活性及刺激生长激素的分泌来实现的。     

投喂频率对凡纳滨对虾生长、消化酶和免疫酶活力以及氮收支的影响

为了探讨投饵对对虾的影响, 作者研究了投喂频率对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长、消化酶和免疫酶活性以及氮收支的影响。结果表明: 投喂频率对凡纳滨对虾的存活率、生长率、饲料系数、氮生长效率以及部分消化免疫酶活力有显著影响。日投喂5 次实验组获得较高的存活率、增质量率和特定生长率以及较低的饲料系数。投喂频率与特定生长率间呈二次曲线关系, 投喂频率为4.45次时, 获得最大特定生长率。摄食氮、生长氮和排泄氮和排粪氮, 以日投喂频率2 次为最低, 5、6 次较高。高投喂频率组获得较高的消化酶和免疫酶活性。