南海北部冷泉平端深海偏顶蛤的主要生化成分及其与热液和近岸种的对比研究

Bathymodiolus属贻贝是广泛分布于全球深海冷泉和热液生态系统的优势种,在深海化能生态系统的物质循环和能量流动中起着重要作用。本文以我国南海北部冷泉的主要优势种平端深海偏顶蛤(Bathymodiolus platifrons)为研究对象,采用常规生化测定方法,研究了其主要生化成分和氨基酸组成的特征,并就特定组织中主要生化成分的含量与生活在热液区的平端深海偏顶蛤和近岸的远东偏顶蛤(Modiolus kurilensis)进行了对比。结果表明,南海冷泉平端深海偏顶蛤软体部含水量84.28%,粗蛋白含量7.18%,粗脂肪含量1.23%,糖类含量2.75%,与已报道的深海贝类组成相近。虽然主要生化成分含量在3种贻贝的鳃、外套膜、闭壳肌和消化腺4个组织中总体差异不大,但是冷泉平端深海偏顶蛤和热液平端深海偏顶蛤的外套膜糖类含量(25.20%、30.66%)显著高于远东偏顶蛤(6.97%,P0.05),这表明平端深海偏顶蛤的主要储存物质为外套膜中的糖类。在氨基酸组成上,冷泉平端深海偏顶蛤鳃中氨基酸总量为44.55%(干质量),外套膜中为34.83%(干质量),其中必需氨基酸分别占比41.73%和40.52%,总体与其他贝类相似。然而,在平端深海偏顶蛤中,与渗透压调节相关的甘氨酸和与硫代谢相关的牛磺酸含量较高,这与其适应深海高盐度高硫化氢浓度的环境相关。综上所述,南海冷泉平端深海偏顶蛤在常规生化组分和氨基酸组成上与近岸常见双壳类具有一定差异,这些差异与其特殊生境的关系还需要更加深入的研究。     

平端深海偏顶蛤(Gigantidas platifrons)实验室蓄养过程鳃部含菌上皮细胞超微结构动态变化研究

平端深海偏顶蛤(Gigantidasplatifrons)是南海台西南冷泉区的典型优势物种,鳃丝上皮细胞内共生大量甲烷氧化菌,通过甲烷有氧氧化合成有机物为共生体系提供物质能量,是平端深海偏顶蛤赖以生存的重要能量来源器官,溶酶体在共生体系的营养互作和稳态维持中可能发挥重要作用,本研究使用电镜技术观测了常压培养过程中(0d,30d,90d)平端深海偏顶蛤共生体系中共生菌和溶酶体的动态变化,通过鳃上皮含菌细胞超显微结构的变化研究常压培养对深海共生体系的影响,并探讨溶酶体在宿主—共生菌营养传递和共生菌群稳态维持中的关键作用。研究发现,在原位状态样品中(0d)共生菌和溶酶体呈极化分布,细胞结构完整清晰;蓄养30d后,含菌细胞出现明显破碎,共生菌数量大幅降低,溶酶体数量、范围和消化程度大幅增加,对细胞顶端的甲烷氧化菌进行分解;而90d后,共生菌在溶酶体的作用下消失殆尽,鳃部有明显细胞脱落后留下的坑洞,细胞呈现空泡状,无法明确区分各种细胞组分。上述结果展示了长期常压蓄养过程中鳃上皮含菌细胞中溶酶体与甲烷氧化菌的动态变化,推测当共生菌丢失后溶酶体也同步降低活跃度,平端深海偏顶蛤在共生互作中通过溶酶体主导消化和调控共生菌。     

胶州湾菲律宾蛤仔生长特征研究

为对胶州湾菲律宾蛤仔增养殖业的可持续发展提供技术支持,2004年5～9月,通过对胶州湾菲律宾蛤仔进行定点采样调查和生物学特性测定,分析研究了菲律宾蛤仔的生长特征.结果表明：近几年胶州湾菲律宾蛤仔的底播增殖,苗种平均体重0.26g、壳长11.1mm;1～3龄期间个体生长速度较快,1～2龄、2～3龄,体重分别增长3.88g和4.02g;1～2龄生物量增长最快,2～3龄由于死亡率提高,使生物量增长缓慢;壳长、壳高、壳宽与体重关系式分别为y=0.000 2x^3.053 3,y=0.000 4x^3.088 6,y=0.005 3x^2.683 4,壳高、壳宽与壳长关系式分别为y=0.667 4x＋0.305 9,y=0.457 5x-0.967 8;1～3龄蛤仔软体部的生长速度快于贝壳,5～6月份是菲律宾蛤仔的肥育期.由个体生长特性分析,3龄为最佳采捕年龄,从生物量上分析,采捕2龄蛤收益最高;6月是最佳的捕获季节.     

深海化能生态系统双壳纲共生体系互作机制研究进展

双壳纲贝类在深海特殊生境——热液、冷泉及有机沉落生态系统中分布广泛,并且在其体内常含有化能共生细菌为贝类提供营养物质。双壳纲贝类与化能共生菌形成的共生体系对于其适应深海还原性生境至关重要。近40 a来随着海洋科考力度加大,深海化能生境的神秘面纱被逐渐揭开,越来越多的深海物种被发现,双壳纲贝类无疑是这些化能生态系统中的优势物种。在此,我们对常见的深海化能共生双壳纲贝类与其内共生菌的互作研究进行总结,主要双壳纲门类包含贻贝科（Mytilidae）、囊螂科（Vesicomyidae）、蛏螂科（Solemyidae）、索足蛤科（Thyasiridae）和满月蛤科（Lucinidae）,梳理归纳的内容包括深海化能生态系统的发现、“双壳纲贝类—内共生菌”共生体系的组成、共生体系的营养互作、共生体系的建立与维持以及对未来研究的展望。对这些研究内容的总结有利于进一步加深我们对深海特殊生命系统中共生互作机制的认识。     

胶州湾菲律宾蛤仔的季节分布与资源评估

为了解和评估胶州湾内菲律宾蛤仔的季节分布和资源状况,于2014年2月(冬季)、5月(春季)、8月(夏季)和11月(冬季)对胶州湾菲律宾蛤仔的季节分布情况与生物资源量进行了全面调查和评估,分析了胶州湾菲律宾蛤仔的壳长、生物量、栖息密度和年龄组成。结果显示,胶州湾2014年的年均栖息密度为409.6ind./m~2,最高栖息密度达2 377.5ind./m~2;年均生物量为625.5g/m~2,最高生物量高达3 445.3g/m~2。胶州湾全年菲律宾蛤仔的年龄组成主要是1、2和3龄蛤,而其中的1和2龄蛤占有明显数量优势。胶州湾菲律宾蛤仔种群年龄结构出现低龄化,1龄蛤占绝对优势,2龄蛤仅次于1龄蛤,3龄以上最少。若以壳长30mm的蛤仔为采捕规格,2014年胶州湾菲律宾蛤仔的年均商品率为6.8%;若以壳长25mm蛤仔为采捕规格,2014年胶州湾菲律宾蛤仔的年均商品率为33.2%。从菲律宾蛤仔的生物量、年龄结构和商品率综合分析,2龄蛤可作为优势的采捕年龄,5月是最佳的采捕时期。     

有效群体大小对蛤仔F1生长和存活影响

对不同有效群体大小(Ne=2、4、8、16、32、200)的蛤仔F1代生长和存活性状进行了比较。结果表明:浮游期,各试验组幼虫壳长均未表现出显著性差异(P0.05),实验组Ne=200的存活率低于其他各实验组,并随着日龄的增长,差异越来越显著;稚贝期,各实验组的壳长和存活率的变化规律和浮游期基本一致。对壳长变异情况分析表明,浮游期,随着群体有效含量的增大,子代开始出现小型个体和大型个体,壳长分布变异逐渐明显;稚贝期,各试验组组内壳长变异进一步加剧,除Ne=2试验组稚贝壳长介于400μm和600μm之间外,其他各试验组均出现明显的小型和大型个体,表现为有效群体越大,组内稚贝壳长变异越为明显。     

热液和冷泉10种无脊椎动物基因组大小测定及比较

基因组大小(或称C值)作为生物单倍体细胞中全套染色体的DNA总量,在一定程度上是恒定的,因而C值可以作为生物物种的一个特定参数。深海热液和冷泉为更好地理解C值与不同环境之间的关系提供了一个特征性的模型。本文采用流式细胞术,测定了来自热液和冷泉环境中的10种深海无脊椎动物的C值,其分布范围从0.87 pg到12.28 pg,其中,相比于软体动物和多毛类,甲壳生物基因组大小及变异均较大。对比热液和冷泉两个群落中共有种(深海偏顶蛤Bathymodiolus platifrons、柯氏潜铠虾Shinkaia crosnieri以及长角阿尔文虾Alvinocaris longirostris)的基因组大小,发现C值差异并不显著。同时,综合已有的数据,对深海化能极端环境与其他环境条件下的物种C值进行对比分析,结果显示深海化能极端环境下生物的基因组大小并没有发现明确的变化趋势。     

南海北部带鱼生长死亡与参数动态综合模式

根据我国近海带鱼分种研究结果,利用南海北部底拖网调查收集的带鱼属3鱼种的生物学资料,运用长度频率法估算了3鱼种的生长和死亡参数.带鱼、南海带鱼和短带鱼von Bertalanffy生长方程的渐近肛长分别为70.0,54.5和48.0 cm;生长系数分别为0.27,0.27和0.17;理论生长起点年龄分别为-0.60,-0.68和-1.10龄.用长度变换渔获曲线法估算的3鱼种总死亡系数分别为3.02,0.80和2.43;用经验公式估算的自然死亡系数分别为0.39,0.58和0.44;捕捞死亡系数分别为2.63,0.22和1.99.动态综合模式的分析结果表明,3鱼种都能承受较大的捕捞压力,资源利用的不合理之处是大量捕捞1龄以内的幼鱼;在最适利用状态下,带鱼、南海带鱼和短带鱼的开捕年龄分别应为3.0,2.0和2.7龄,对应的肛长分别为44,28和23 cm.     

南海中部深海沉积物的~(14)C年龄测定

本文根据南海中部海区17个样品的~(14)C年龄测定结果,叙述了深海沉积物的~(14)C测年方法和步骤;同时对南海中部深海沉积物中生物碳酸盐中的无机碳和有机碳所测定的~(14)C年龄差别进行了讨论。认为南海中部深海沉积物中的无机碳~(14)C年龄偏老于有机碳的~(14)C年龄,但偏老程度不大。认为有机碳的~(14)C年龄是可靠的。     

海底甲烷冷泉特征与冷泉生态系统的群落结构

海底冷泉及冷泉生态系统是现代海洋地质学和生物学研究的前沿领域,它提升了人类对深海资源的认识和利用,拓展了深海极端环境下生命的潜在界线。综述了海底甲烷冷泉的成因、冷泉喷发的类型及其特征,海底冷泉分布、形成的主要阶段(150—100Ma BP,42—28Ma BP和12Ma BP以来)以及指示海底冷泉系统的简要特征;综述了冷泉化能自养生态系统及其食物链构成和特征,专性种、潜在专性种和非专性种的生物组成及其特征,冷泉环境中有孔虫和轻小型底栖动物的主要变化;最后划分了我国近海的冷泉区(点)并简要介绍它们的分布和特征,为开展我国近海冷泉及其冷泉生物群落的调查和研究提供了基础资料。     

南海西沙群岛海域鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)角质颚微结构及生长特性研究

角质颚是鸢乌贼重要的摄食器官,信息储存能力强,被广泛用于重建头足类生活史等研究。根据2017年5—8月中国灯光罩网渔船在南海西沙群岛海域采集的860尾鸢乌贼样本,结合经研磨后角质颚微结构中的日龄轮纹,对角质颚微结构及其外形生长特性展开了研究。结果表明,鸢乌贼角质颚上颚微结构分为头盖部和脊突部,两部均由明暗交替的日龄生长纹组成,头盖部的日龄生长纹较为清晰且易于读取。选取上头盖长(UHL)、上脊突长(UCL)、上侧壁长(ULWL)、上翼长(UWL)、下头盖长(LHL)、下脊突长(LCL)、下侧壁长(LLWL)和下翼长(LWL)作为描述西沙群岛海域鸢乌贼角质颚生长的外形特征参数。协方差分析表明,角质颚外形特征参数不存在性别间显著性差异。AIC分析表明, UCL和LCL与日龄的生长关系最适用线性生长模型表示, ULWL和LLWL与日龄的生长关系最适用对数生长模型表示, UHL、UWL、LHL和LWL与日龄的生长关系则均最适用于逻辑斯蒂生长模型表示。随着日龄的增加,鸢乌贼角质颚外形特征参数与胴长的比值基本稳定。日龄范围为211—240 d时,鸢乌贼角质颚UHL、UCL、UWL、LHL、LCL、LLWL和LWL的绝对生长率(AGR)较低。鸢乌贼角质颚在日龄介于121—210 d时生长迅速,在日龄介于211—240 d时生长速率下降,日龄211—240 d可能是鸢乌贼角质颚外部形态生长的拐点。研究结果为后续利用角质颚研究南海鸢乌贼的渔业生物学、生态学和关键生活史提供了科学依据。     

软体动物腹足纲分类学研究进展——从近海到深海

随着科学技术的不断进步和研究的不断深入,我国关于海洋的研究已由浅海逐步向深海发展,不断取得新的发现和认知。自2014年4月起,中国科学院海洋研究所依托先进的"科学"号海洋科学综合考察船,搭载"发现"号水下机器人（remotelyoperated vehicle,ROV）,先后对冲绳海槽热液区、南海冷泉区、雅浦海山区以及马努斯热液区等深海区域进行了综合性科学考查,采集到了大量深海腹足纲（Gastropoda）标本,其中有一些为未经发现和描述的新种,极大地推动了我国关于深海软体动物物种多样性研究,实现了深海环境和软体动物资源的新认知。本文对近年来从深海采集到的腹足类标本进行了整理分类,对其中的11属13种进行描述,并对深海特殊环境中腹足纲物种多样性进行了总结,对中国软体动物腹足纲从近海至深海的分类现状进行研究论述。     

墨西哥湾扇贝(Argopecten irradians concentricus)选育系F7在广西北部湾海域的生长比较研究

本实验于2014年9月—2015年6月选用同一批次的墨西哥湾扇贝选育系F_7和对照系贝苗,在广西北部湾海域进行生长对比养殖实验。将出池稚贝在海上保苗过渡,长至10mm进入中培期,长至30mm进入养成期,再投放到广西北海、钦州、防城港3个养殖海域,采用网笼吊养方式养殖,对各时期的墨西哥湾扇贝选育系F_7和对照系的生长性能及在3个海域生长进行评估。结果表明,墨西哥湾扇贝选育系F_7的各生长指标都优于同日龄对照系(P0.05)。在北海海域,选育系和对照系的壳长、壳宽、壳高、体质量、软体质量、肉柱重等各生长指标具有显著差异(P0.05);在钦州海域,选育系和对照系的以上各生长指标都具有显著差异(P0.05),但233日龄除外;在防城港海域,232日龄的选育系和对照系的壳长、壳高差异显著(P0.05)。在150日龄,墨西哥湾扇贝选育系F_7的壳长、壳高表现为北海钦州防城港,墨西哥湾扇贝选育系F_7的壳宽、体质量、肉柱重表现为北海防城港钦州。水质测量结果显示,北海的盐度、温度、pH、溶解氧的变化最为稳定,钦州、防城港的水质变化较大。浮游植物统计分析结果表明,浮游植物藻属的种类从大到小依次为钦州北海防城港,而浮游植物数量从大到小依次为北海防城港钦州。墨西哥湾扇贝选育系F_7的生长性状明显高于对照系,以北海生长最为突出,具有明显的生长优势和发展潜力。研究结果为墨西哥湾扇贝选育系F_7在广西北部湾的推广养殖及进一步选育提供基础资料。     

近交对蛤仔(Ruditapes philippinarum) 橙色家系生长及存活的影响

以蛤仔橙色全同胞家系为材料,采用建立近交组和设置对照组的方法,进行了近交对橙色家系的生长和存活性状影响的研究。结果表明:在整个实验期间,橙色家系壳长生长都慢于对照组,除60日龄外,其它各日龄二者壳长差异显著(P<0.05);橙色家系存活率高于对照组,除360日龄外,其它各日龄二者存活率均差异显著(P<0.05)。橙色家系生长的近交衰退率范围为5.38%—26.57%,平均值为15.48%±6.44%,但存活性状在各日龄没有出现近交衰退。在330日龄时,对橙色家系的形态学性状进行正态分布检验,结果表明:近交使橙色家系内出现小型化个体。本研究为通过建立家系选育蛤仔橙色新品系的育种方法奠定了一定的理论基础。     

南海深海生物多样性国际研究态势与热点分析

南海是西太平洋边缘海,有陆架、陆坡、岛礁、深海平原、海山、冷泉等多种生境,近10年来南海逐渐成为世界深海研究的热点。南海是中国海洋生物多样性最高的区域,与作为海洋生物多样性中心的印太珊瑚大三角区具有一定的环境与生物连通性,对南海的深海生物探测研究可丰富对西太平洋及印太交汇区生物多样性及地理分布格局的认知。目前有关南海的生物多样性研究主要集中在北部陆架浅海及岛礁,对于深海生物多样性认知明显不足。本研究梳理了全球深海生物多样性的主要国际战略布局,并对南海深海生物多样性SCIE论文发表情况进行了综合分析,探讨了南海深海生物多样性研究态势,对未来南海深海生物多样性调查与研究提出了研究展望和建议。     

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)耐低温性状和生长性状遗传参数评估

采用人工控温的方式, 对构建的31个F₁红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)全同胞家系开展低温胁迫实验, 获得耐低温性状低温累计存活时间(CDH), 基于混合线性模型分别开展耐低温性状和生长性状遗传参数评估,对每一性状是否需要考虑共同环境效应所构建的两种模型进行似然比检验。结果显示, 经似然比检验, 最终选用模型A和模型BF进行耐低温和生长性状遗传评估; 耐低温性状CDH遗传力为(0.27±0.08),属于中等遗传力; 体重BW遗传力为(0.36±0.13), 属于中等遗传力, 体长BL遗传力为(0.14±0.06), 属于低等遗传力, 经检验, 遗传力估计值均达到极显著水平(P<0.01)。CDH和体重、体长的遗传相关分别为(-0.40±0.22)和(-0.44±0.24), 表型相关分别为(-0.09±0.06)和(-0.16± 0.05), 均为负相关; 体重和体长之间的遗传相关为(0.92±0.05), 表型相关为(0.80±0.02), 呈正相关且结果极显著(P<0.01)。研究结果表明, 红鳍东方鲀的耐低温性状和生长性状都具有较好的改良潜力, 考虑到两性状间存在负遗传相关, 在开展耐低温选育时, 对首先不同性状进行品系选育, 然后利用品系间杂交培育出耐高温、生长快的新品种。该项研究首次完成了红鳍东方鲀耐低温性状的遗传参数评估, 为制订红鳍东方鲀耐低温选育育种规划提供了理论依据。     

缢蛏(Sinonovacula constricta)EST-SSR标记与生长性状的相关性分析

利用16个微卫星标记对缢蛏F1家系的遗传多样性和标记-性状相关性进行了研究。结果显示,16个SSR位点共检测到39个等位基因,平均等位基因数(Na)和平均有效等位基因数(Ne)分别为2.44和2.09;多态信息含量(PIC)为0.40;平均观测杂合度(Ho)与期望杂合度(He)分别为0.58和0.63,部分位点基因型分布严重偏离孟德尔定律,暗示其可能与适应性基因相连锁,其中YC-8位点附近可能存在杂合不利存活基因。位点YC-96和YC-123与体重呈显著相关(P0.05),YC-96的BC基因型和YC-123的BB基因型均为体重性状的优势基因型,其对应的壳长、壳宽、壳高和体重4个生长性状表型值都最大,可以作为选育快长性状的候选分子标记;YC-1位点与壳宽呈显著相关(P0.05),其中BB型是壳宽的优势基因型;YC-93位点与壳宽、壳高呈极显著相关(P0.01),其中AB型是壳高的优势基因型,BB和BC型是壳宽的优势基因型。对YC-1、YC-93、YC-96和YC-123进行以体重性状为参照的不同基因型组合比较,找到了最优组合(BB/BB(BC)/BC/BB),与4个位点单独分析对应的最优基因型基本完全一致,符合加性作用模型。筛选出的与生长性状相关的标记可为标记辅助选择育种(MAS)提供参考依据。     

长蛸(Octopus minor)初孵幼体培育与生长研究

采用光滑河蓝蛤和菲律宾蛤仔两种双壳贝类培养长蛸幼体,分析其生长和存活情况。结果显示,长蛸初孵幼体无外卵黄,体表光滑,第一对腕(最长腕)约为胴长的2.9倍,腕吸盘两列,第1—4对腕平均吸盘数(n=3)分别为66±4.60、55±3.76、43±4.59和41±3.82;1—15d幼体投喂的是光滑河蓝蛤(壳长15.4—20.3mm),之后投喂菲律宾蛤仔(壳长33.2—39.3mm);幼体30d—70d总成活率由80.99%降至54.65%;整个培育过程中,幼体生长率与饵料效率呈极显著线性回归关系(P0.01),y=1.452x-2.731(R2=0.865);1—80d胴长/全长比增幅高于腕长/全长,表明胴体增长快于腕的增长;各腕吸盘数变化不显著;幼体鲜重与培养天数呈指数函数关系,Wt=0.301e0.010t(R2=0.854,P0.01);长蛸幼体最终生长率为122.05%,平均生长率为9.97%/10d。