环介导恒温扩增技术快速检测米氏凯伦藻方法的建立环介导恒温扩增技术快速检测米氏凯伦藻方法的建立

利用环介导恒温扩增（LAMP）技术成功检测了米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)基因,并对其反应程序和反应体系进行了优化,建立起一种简单快速的微藻检测技术。利用本实验优化体系对米氏凯伦藻进行了LAMP扩增,得到了理想的扩增产物,同时以其他8种藻类为阴性对照实验,只有米氏凯伦藻为特异性扩增,其他藻类均呈现阴性反应。另外,对扩增终产物进一步进行酶切分析,并与以F3和B3为引物PCR扩增的片段相比较,均与预期结果相吻合。采用2种方法进行阳性反应检测,一是阳性反应管内可见白色焦磷酸镁沉淀,二是LAMP产物与SYBR Green I反应呈现绿色。这种技术简单快速,有望应用到赤潮藻类的现场检测,在赤潮的预测预报中发挥强大作用。     

4株米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)藻际异养细菌的分离鉴定

采用分子生物学方法,对分离的米氏凯伦藻4株藻际异养细菌进行分子鉴定和功能分析。结果表明,经16S rRNA序列分析,4株藻际异养细菌分别隶属于Formosa、Erythrobacter、Shewanella和Marinobacter四个属,P1菌株与Formosa的16S rRNA核苷酸序列的同源性为95%,P2、P3和P4菌株与Erythrobacter、Shewanella和Marinobacter的同源性在99%以上。通过4株异养细菌及其同源性大的24株细菌构建进化树得出,28株细菌在系统发育树中主要分成4个分支,与同源性分析相符。     

2012年福建沿海大规模米氏凯伦藻赤潮暴发的水文气象原因探讨

本文利用ERA-Interim资料集、HYCOM全球再分析资料以及沿海各站点数据,通过分析比较2005、2011和2012年福建沿海春季(3—5月)气温、水温、风场、流场和降雨数据,探讨了2012年春季水文、气象要素的年际变化特征及其与米氏凯伦藻暴发的关系。结果表明:2012年春季暴发的大规模米氏凯伦藻赤潮极可能与初春水温偏低,晚春水温偏高,后期海水迅速升温有关:初春(3月)沿海水温偏低,抑制了东海原甲藻的前期孕育;晚春(5月)水温偏高,有利于各种藻类,特别是偏暖暴发的米氏凯伦藻的生长;3—5月海水过快的升温过程,使得米氏凯伦藻成为优势藻种。相对于气候态平均而言,2012年5月呈强北风特性,水体向岸堆积作用明显,有利于藻类在近岸的堆积聚集和种群密度的提高,为藻类的生长提供了稳定的动力环境,促进了赤潮的暴发。此外,2012年1—4月的大降雨量可能为米氏凯伦藻的生长提供了良好的生物化学环境。     

2012年三沙湾米氏凯伦藻赤潮的生态特征及成因分析

为了理清米氏凯伦藻赤潮形成与环境因素的关系,掌握其发生、发展规律,本文分析了2012年春末夏初三沙湾海域米氏凯伦藻赤潮期间的气象、水文和营养盐情况,并结合室内模拟培养实验,探讨了米氏凯伦藻赤潮形成与各环境因素的相关性。结果显示米氏凯伦藻赤潮通常发生在温度为20.5~25.0℃和盐度为24.3~32.3的海域,其细胞生长的最适温度和最适盐度分别为:22.0~25.0℃和26.0~30.0;Pearson相关性分析显示,米氏凯伦藻细胞密度与叶绿素a、无机磷、化学需氧量呈极显著正相关,与透明度、氨氮呈显著负相关;另外,米氏凯伦藻对磷酸盐的需求较低,其赤潮的形成可能主要受水体中氨氮的影响。基于现场调查和模拟实验结果,综合分析认为稳定的水文和气象条件、发生前期降雨输入的无机氮,以及由于持续阴雨导致的较低光照条件是此次米氏凯伦藻赤潮形成和维持的重要条件。     

海蜇幼体环介导等温扩增快速检测方法的建立和应用

针对海蜇早期生活史阶段幼体种类鉴定困难的问题,建立一种快速、灵敏、操作简便的环介导等温扩增(LAMP)快速检测方法.根据海蜇的线粒体细胞色素C氧化酶Ⅰ基因(COⅠ)编码序列,设计LAMP引物,建立了海蜇幼体LAMP快速检测方法,并对LAMP反应体系、反应温度和反应时间进行了优化.结果表明,LAMP方法对海蜇目的基因的最小检测限为0.1 ng DNA.该检测方法特异性较强,与黄渤海其他常见钵水母种类海月水母、白色霞水母、沙海蜇均无交叉反应.利用本研究建立的海蜇LAMP检测方法对不同海域采集的成体海蜇样品和海蜇螅状幼体进行检测,结果显示,成体海蜇和海蜇幼体均呈现阳性结果,表明海蜇LAMP检测方法可以对海蜇幼体进行快速有效的检测.海蜇LAMP检测方法简单快速、灵敏且特异性强,可使其运用于沿海渔业部门海蜇资源的调查工作.     

东海米氏凯伦藻水华中中华哲水蚤的选择性摄食

提要为评估中型浮游动物选择性摄食对有害藻华发展进程的影响,应用一种新的结合Frost直接摄食法和Landry稀释法的现场培养方法,于2005年4月27日—6月5日在东海有害藻华高发区的6个典型站位进行了中华哲水蚤(Calanus sinicus)对浮游植物和微型浮游动物摄食速率的研究。比较了中华哲水蚤对米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum)摄食习性的差异,并评估了其摄食在水华进程中的作用。研究结果表明,中华哲水蚤对有害藻华物种存在摄食选择性和摄食速率的阈值。当自然水体中米氏凯伦藻细胞丰度达到157cells/ml和具齿原甲藻细胞丰度达到981 cells/ml时是中华哲水蚤由偏好趋于排斥摄食的阈值。当自然水体中米氏凯伦藻细胞丰度达到176 cells/ml时,中华哲水蚤对其停止摄食。米氏凯伦藻有害藻华发生区中华哲水蚤对具齿原甲藻的无选择性滤食以及对米氏凯伦藻的排斥摄食行为,影响水华进程,最终导致水华物种向米氏凯伦藻方向演替。     

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.     

2012年大规模米氏凯伦藻赤潮前后年份春季福建沿海温盐及环流结构对比

近岸海域营养物质普遍充足,因此水文气象过程往往成为赤潮暴发最重要的控制因素。基于福建海洋预报台提供的模式数据,通过对比分析2011-2013年3-5月福建近岸的温度、盐度、环流和上升流结构,阐述了2012年春季福建近岸米氏凯伦藻赤潮暴发的特殊水文结构特征,并通过经验正交函数（empirical orthogonal function,EOF）分析方法探讨了此次赤潮暴发的主要水文原因。结果表明：（1）与其他年份相比,2012年3月福建近岸浙闽沿岸流偏强,海温偏低,不利于东海原甲藻的生长。（2）3月下旬福建近岸温度较其他年份升高迅速,与台湾暖流强度变化有关。（3）3月底-5月18日赤潮暴发前,福建近岸海域整体偏暖,持续的东北风带来稳定的水体向岸流动,水平和垂向上各项要素变化较弱,为米氏凯伦藻赤潮暴发提供了稳定、适宜的环境条件。（4）5月18日赤潮暴发后一周内,赤潮优势种由东海原甲藻转变为米氏凯伦藻以及米氏凯伦藻赤潮整体稍向东迁移的过程,与近岸水温上升至24℃,且东北风转为西南风引起较弱的水体离岸流动有一定关联性。     

利用扩增vvhA基因的环介导等温扩增技术快速，特异而敏感地检测创伤弧菌

创伤弧菌是一种可感染人类的河口病原菌。建立快速,特异而敏感的检测方法,有助于创伤弧菌感染的早期疾病诊断和及时治疗。本研究设计了针对vvhA基因的一系列引物（包括两对外部引物和两对内部引物）,采用环介导等温扩增技术（LAMP）来检测创伤弧菌。结果显示,本方法的最适扩增温度是63℃,反应仅需35分钟。扩增产物不仅可以用含有DNA ladder的琼脂糖凝胶电泳检出,也可借助钙黄绿素直接肉眼观察。采用45株菌株检测该方法的特异性,其中所有创伤弧菌均被检出而其他菌株检测结果皆为阴性。本方法的敏感性是普通PCR扩增的100倍,同时利用该方法可以准确检测出所有的模拟样品、临床标本及环境样品。与其他已知方法比较,针对vvhA基因的介导等温扩增技术可以快速、简单、敏感及特异地鉴定创伤弧菌。     

环介导等温扩增联合横向流动试纸条检测简单异尖线虫/派氏异尖线虫方法的建立

简单异尖线虫复合种(Anisakissimplexspeciescomplex)是人兽共患寄生虫,其中的简单异尖线虫(A. simplex sensu stricto)和派氏异尖线虫(A. pegreffii)能引起人异尖线虫病。本研究利用环介导等温扩增技术(loop-mediatedisothermalamplification,LAMP)结合流动试纸条(lateralflowdipstick,LFD)建立了简单异尖线虫/派氏异尖线虫的快检技术。本研究以简单异尖线虫核糖体DNA的内转录间隔区(ribosomal internal transcribed spacer 2, rDNA-ITS2)序列为检测靶标,设计6条特异性的引物进行(荧光)LAMP反应。将生物素化的LAMP产物与异硫氰酸荧光素标记的探针杂交并通过LFD可视化显示。结果表明,本研究建立的LAMP-LFD可以特异性检测出简单异尖线虫/派氏异尖线虫,而对其它10种蠕虫的检测结果呈阴性;针对两个异尖线虫姊妹种的第三期幼虫(third-stagelarvae,L3)的检测灵敏度为单条虫体基因组DNA的10–5倍。优化后的LAMP反应时间为40min,加之探针杂交和LFD显色,整个检测时程只需50min。利用本LAMP-LFD方法对2015—2017年收集于140尾海鱼的1573条线虫进行检测的结果表明,简单异尖线虫/派氏异尖线虫是东海海域的优势种,这与经rDNA-ITS1-5.8S-ITS2测序的结果一致。因此, LAMP-LFD方法能快速、灵敏且准确地检测简单异尖线虫/派氏异尖线,在经济鱼类中简单异尖线虫复合种的筛检和常规检验检疫具有巨大潜力。     

Efficient detection of pathogen virus in sand dabs, Paralichthys olivaceus using loop-mediated isothermal amplification (LAMP)

Viral hemorrhagic septicemia virus (VHSV) and marine birnavirus (MABV) are the causative pathogens for some of the most explosive epidemics of emerging viral diseases in many Asian countries, leading to huge economic losses in aquaculture. Rapid molecular detection for surveillance or diagnosis has been a critical component in reducing the prevalence of pathogen infection. The loop-mediated isothermal amplification (LAMP) of DNA is currently one of the most commonly used molecular diagnostic tools, as it is simple, quick, and easy to amplify target DNA under isothermal conditions. In the present study, a novel and highly specific LAMP assay for the sensitive and rapid detection of VHSV and MABV infection in fish was developed. Using a set of synthesized primers matching a specific region of the genome, the efficiency and specificity of the LAMP assay were optimized in terms of the reaction temperature and DNA polymerase concentration, as they are the main determinants of the sensitivity and specificity of the LAMP assay. In particular, we demonstrated that our assay could be applied to efficient detection of VHSV and MABV infection in the wild fish, Paralichthys olivaceus. Our results demonstrate the simplicity and convenience of this method for the detection of viral infection in aquatic organisms.     

Sensitive and rapid detection of two toxic microalgae Alexandrium by loop-mediated isothermal amplification

A loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay was designed and evaluated for rapid detection of the toxic microalgae Alexandrium catenella and A.minutum,which can produce paralytic shellfish poisoning (PSP).Two sets of four specific primers targeting these two species were derived from the sequence of internal transcribed spacer (ITS) of ribosomal DNA.The method worked well in less than an hour under isothermal conditions of 65 C.LAMP specificity was validated in closely related algae as a comparison,suggesting the strict specificity of the LAMP primers.Two visual inspection approaches were feasible to interpret the positive or negative results.The detection limits of A.catenella and A.minutum samples using the LAMP assay were found to be 5.6 and 4.5 pg DNA,respectively.The sensitivity of this LAMP assay was 10 or 100-fold higher than Polymerase Chain Reaction (PCR) method in detecting the two microalgae.These characteristics of species specificity,sensitivity,and rapidity suggest that this method has the potentiality in the monitoring of red tide caused by A.catenella and A.minutum.     

Sensitive and rapid detection of two toxic microalgae Alexandrium by loop-mediated isothermal amplification

A loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay was designed and evaluated for rapid detection of the toxic microalgae Alexandrium catenella and A. minutum, which can produce paralytic shellfish poisoning (PSP). Two sets of four specific primers targeting these two species were derived from the sequence of internal transcribed spacer (ITS) of ribosomal DNA. The method worked well in less than an hour under isothermal conditions of 65℃. LAMP specificity was validated in closely related algae as a comparison, suggesting the strict specificity of the LAMP primers. Two visual inspection approaches were feasible to interpret the positive or negative results. The detection limits of A. catenella and A. minutum samples using the LAMP assay were found to be 5.6 and 4.5 pg DNA, respectively. The sensitivity of this LAMP assay was 10 or 100-fold higher than Polymerase Chain Reaction (PCR) method in detecting the two microalgae. These characteristics of species specificity, sensitivity, and rapidity suggest that this method has the potentiality in the monitoring of red tide caused by A. catenella and A. minutum.     

不同磷源对米氏凯伦藻生长和碱性磷酸酶活性的影响

为了解米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)赤潮形成的磷营养机理,作者研究了不同磷源[三磷酸腺苷二钠盐(Adenosine disodium triphosphate,ATP)、甘油磷酸钠(sodium glycerophosphate,G-P)、卵磷脂(lecthin,LEC)和Na H2PO4·2H2O]对其生长和藻细胞碱性磷酸酶活性(alkaline phosphatase activity,APA)的影响。结果表明:(1)米氏凯伦藻可以有效利用无机磷(Na H2PO4·2H2O),对有机磷源如三磷酸腺苷二钠盐(ATP)、甘油磷酸钠(G-P)也能有效利用,但不能有效利用卵磷脂(LEC);(2)米氏凯伦藻碱性磷酸酶的检测中,在起始阶段,不同磷源(ATP,G-P,LEC和Na H2PO4·2H2O)的米氏凯伦藻APA达到最大值,米氏凯伦藻的APA分别为6.0,10.5,8.0和0.4 pmol/(个·h)。随培养时间的持续,各有机磷培养基中米氏凯伦藻的APA均表现出先逐渐减小,而后增强,最后在最大值维持的趋势,而以Na H2PO4·2H2O为磷源的米氏凯伦藻的APA没有明显的增加;(3)单个细胞的米氏凯伦藻的APA位点分布明显,大致位于细胞表面。通过研究发现,米氏凯伦藻在外界环境无机磷限制的条件下,能够较好地吸收利用有机磷维持生长,印证了近年来米氏凯伦藻赤潮频繁地发生在磷限制海域的事实。     

基于LAMP-LFD技术的有害赤潮藻东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)快检方法

以东海原甲藻的ITS序列(Internal transcribed spacer,ITS)为检测靶标,将生物素标记的环介导恒温扩增技术(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)扩增产物与经异硫氰酸荧光素(Fluorescein isothiocyanate,FITC)标记的探针特异性杂交,并结合横向流动试纸条(Lateral flow dipstick,LFD)肉眼直接观察检测结果,建立了有害赤潮藻东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的快速检测技术。经优化后的最适条件为63°C、30min,较常规PCR扩增缩短约2h。结果表明:LAMPLFD可特异性检出东海原甲藻,对常见赤潮藻检测结果均为阴性;其对东海原甲藻基因组DNA的检测最低限为47pg/μL,是常规PCR技术(以F3/B3为引物)的10倍。LAMP-LFD技术能高效、特异地检出东海原甲藻,仪器设备依赖性低,结果可视化,有望成为赤潮原因种检测监控的常规方法。     

A culture-free method for detection of Vibrio vulnificus from coastal seawater based on loop-mediated isothermal amplification targeting vcgC gene

Vibrio vulnificus is an opportunistic pathogen widely distributed in estuarine and coastal seawaters. In this study, a culture-free method was developed to rapid detection of V. vulnificus in all seasons, based on loop-mediated isothermal amplification (LAMP) targeting virulent-correlated gene (vcg). The new assay method allows differentiation between the virulent and non-virulent strain of V. vulnificus accurately. This method also allows effective detection of the pathogeny in winter when the bacterium lives in the viable but non-culturable (VBNC) state. A total of 30 costal seawater samples collected in all seasons were used for the evaluation of this method. The results show that the method is sensitive, accurate and convenient.     

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。     

长江中华鲟遗传多样性变化

采用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术对2000年共30尾长江中华鲟(Acipenser sinensis)幼鲟遗传多样性进行了分析。共用40个10bp长的随机引物,在25个可分析的引物中,只有OPK01,OPK02,OPK03,OPK09和OPK14RAPD-PCR产物有多态现象,多态引物占20%。25个引物共扩增出101条稳定的DNA带。其中12条为多态带,多态座位比例为9.9%。香农遗传多样性指数(H0)为2.6332,遗传多样性指数(H)为0.0261,遗传相似性指数平均为0.9824,遗传距离平均为0.0176。其遗传多样性明显低于葛洲坝截流以前。     

羊栖菜养殖品系DNA指纹图谱的研究

对羊栖菜(Hizikia fusiformis (Harv) Okamura)养殖中常见的3个品系进行了DNA指纹分析及遗传变异的研究,构建了其遗传指纹图谱,分析了不同种群的遗传关系,为羊栖菜的种质鉴定及选育提供了理论依据.运用RAPD分子标记技术,对5个羊栖菜的种群中共125个个体进行了分析,从300个引物中筛选出12条随机扩增引物共扩增135个位点,多态位点比率为84.4%.从中选择了4个多态性位点,构建了DNA指纹图谱.相关结果对羊栖菜遗传选育和种质鉴定等有参考价值.