2014年冬季西太平洋浮游植物光合作用特征

利用浮游植物荧光仪Phyto-PAM测量了西太平洋浮游植物最大光化学量子产量、快速光曲线系数,结合相应的生态因子,对西太平洋浮游植物进行了原位光合作用特征研究。结果表明：西太平洋走航断面表层浮游植物最大光化学量子产量F_v/F_m值基本在0.2以下,而DY（大洋）断面F_v/F_m平均值仅为0.16,光能利用效率α的变化范围为0.007-0.117,平均值为0.039;相对最大电子传递速率rETRmax变化范围为6.8-113.4（μmol/（s·m²））,平均值为32.72（μmol/（s·m²））;饱和光强Ek的变化范围为60.3-1662.7（μmol/（s·m²））,平均值为846.83（μmol/（s·m²））。DY断面F_v/F_m最大值水层与DCM层（叶绿素最大层）相吻合,既保护了浮游植物光反应中心不受强烈光辐射影响,又支持了DCM层浮游植物相对较强的光合作用和对整个水体初级生产力的贡献率。DY断面浮游植物具有极低的光能利用效率却需要较高的光强来达到光饱和,导致这种生活环境下浮游植物处于一种低活衰老的状态,这是造成某些大洋海区低生产力现象出现的原因之一。     

米氏凯伦藻和东海原甲藻生长的光照强度生态幅研究

藻类生长的光照生态辐是指在一定光照强度范围内藻类能生长和繁殖的水平范围,由藻类生长的最适光照强度、光照强度适宜生长范围和光照强度耐受限度构成。为了定量获取藻类生长的光照生态幅,在室内培养条件下,分别研究了三个温度（18、22、25℃）条件下六个不同光照强度[28.32、55.15、75.06、96.59、111.66和135.75μmol/（m²·s）]对米氏凯伦藻和东海原甲藻细胞数和最大比生长率的影响,依据Shelford耐受性定律建立了米氏凯伦藻和东海原甲藻的光照耐受性模型,并得到了藻类生长的最适光强、光强适宜生长范围和光强耐受限度的定量表达。结果表明：无论是米氏凯伦藻还是东海原甲藻,在同一温度条件下,在实验设定的光照强度水平范围内,均分别存在一个适宜藻类生长的最适光强I_opt,且当光强I ≤ I_opt时,藻类细胞密度和比生长率均随着光强的升高而显著增大;而当I ≥ I_opt时,藻类细胞密度和比生长率随着光强的升高而显著减小。此外,随着培养温度的升高,藻类细胞密度和比生长率均呈现"先升后降"的变化趋势。建立的藻类生长光照耐受性模型与Shelford耐受定律较为吻合,并定量得到了米氏凯伦藻在18、22、25℃下的最适生长光强分别为81.48、80.15、79.27μmol/（m²·s）;光强适宜生长范围分别为33.11-162.96、32.57-160.3、32.03-158.54μmol/（m²·s）;东海原甲藻在18、22、25℃下的最适生长光强分别为79.39、78.19、76.69μmol/（m²·s）;光强适宜生长范围分别为31.89-158.78、31.77-156.38、31.18-153.38μmol/（m²·s）。     

中国黄渤海真江蓠(Agarophyton vermiculophyllum)群体遗传多样性研究

真江蓠是原产于西北太平洋的重要经济红藻。我们利用10对微卫星引物检测中国黄渤海地区真江蓠的群体遗传多样性和结构。10个微卫星位点在12个群体中共检测到65个等位基因,每个位点的等位基因（N_a）为1~28,有效等位基因（N_e）为1.0~9.6。每个群体的平均等位基因（N_a）、平均有效等位基因（N_e）、平均香浓指数（I）、平均观察杂合度（H_o）和平均预期杂合度（H_e）分别为2.4、1.6、0.419、0.133和0.227,显示较低的群体遗传多样性。中国黄渤海12个真江蓠群体间遗传分化较大（F_st=0.398 7）,基因流有限（N_m=0.377 1）,近交系数为正（F_is=0.391 3,F_it=0.634 0）,表明可能存在近交和杂合子缺失现象。Structure和UPGMA系统进化分析一致将12个群体分为两个遗传组,并在黑石礁群体（HS）和石岛群体（SD）中发现明显的遗传混杂现象。AMOVA分析显示遗传变异主要来自于群体内（73.27%）。该研究可为黄渤海地区真江蓠自然资源保护和管理提供科学依据。     

低盐胁迫后两种龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)叶绿素荧光特征的对比分析

以龙须菜981品种和其绿色突变型为材料, 运用叶绿素荧光分析技术, 比较低盐胁迫(盐度28和22)下二者光合生理的差异。研究结果证实, 在正常状态下, 龙须菜绿色突变型具有较高的光能利用效率(α)、最大相对电子传递速率(r_ETRmax)、半饱和光强(I_k)和光性能指数(P_Iabs), 表明其光合性能优于龙须菜981。在2种低盐条件下培养3 d, 盐度28处理后, 龙须菜981的最大相对电子传递速率下降了20.4%, 而龙须菜绿色突变型无显著变化, 表明盐度28可使龙须菜981的光合活性减弱。在盐度22培养3 d后, 龙须菜981的最大光量子产量(F_V/F_m)下降幅度高达16.0%, 而龙须菜绿色突变型的下降幅度为11.9%; 龙须菜981电子传递的量子产额(φ_EO)下降了20.3%, 而龙须菜绿色突变型则无显著变化; 另外, 盐度22处理后, 龙须菜981的光能利用效率和最大相对电子传递速率分别下降31.5%和22.1%, 下降幅度均高于龙须菜绿色突变型, 这表明龙须菜绿色突变型光合活性对低盐胁迫的耐受性高于龙须菜981。     

Experimental Study on Flow past A Rotationally Oscillating Cylinder

A series of experiments was carried out to study the flow behaviour behind a rotationally oscillating cylinder at a low Reynolds number (Re=300) placed in a recirculation water channel. A stepper motor was used to rotate the cylinder clockwise- and- counterclockwise about its longitudinal axis at selected frequencies. The particle image velocimetry (PIV) technique was used to capture the flow field behind a rotationally oscillating cylinder. Instantaneous and time-averaged flow fields such as the vorticity contours, streamline topologies and velocity distributions were analyzed. The effects of four rotation angle and frequency ratios F_r (F_r=f_n/f_v, the ratio of the forcing frequency f_n to the natural vortex shedding frequency f_v) on the wake in the lee of a rotationally oscillating cylinder were also examined. The significant wake modification was observed when the cylinder undergoes clockwise-and-counterclockwise motion with amplitude of π, especially in the range of 0.6≤F_r≤1.0.     

Photosynthetic activity and antioxidative response of seagrass Thalassia hemprichii to trace metal stress

This study concerned the accumulation of trace metals in tissues of seagrass (Thalassia hemprichii) exposed to various concentrations of Zn²⁺+, Cd²⁺+, Pb²⁺+ and Cu²⁺+ for 10 d, and the effect of excessive metals on quantum yield (ΔF=F_m'), photosynthetic pigments and antioxidative enzymes like superoxide dismutase (SOD), guaiacol peroxidase (POD) were also examined. Cadmium was the most highly accumulated metal. Meanwhile, high metals levels led to a remarkable breakdown of photosynthetic parameters. Especially, ΔF=F_m', chlorophyll and carotenoid were significantly low during prolonged Cu exposure. Besides, ΔF=F_m' was more severely depressed by Cu and Zn than Pb and Cd. However, T. hemprichii had positive response by increasing the activity of SOD and POD. The results indicate that T. hemprichii is the most sensitive to Cu, and the antioxidative protection mechanisms of T. hemprichii are more efficiently activated to avoid damage of Zn, Cd and Pb stress. Finally, due to the high Cd-accumulation and strong Cd-tolerance capacity, T. hemprichii can be used for phytoremediation in Cd-contaminated areas.     

(Boleophthalmus pectinirostris)耗氧率(RO)和排氨率(RN)的影响

采用室内实验生态学方法研究了不同温度梯度、规格体重等特质对大弹涂鱼（Boleophthalmus pectinirostris）耗氧率（R_O）和排氨率（R_N）的影响,以及氧氮比（O︰N）对大弹涂鱼能源物质的分析。结果表明,当温度恒定时,大弹涂鱼的耗氧率和排氨率分别随大弹涂鱼体重的增加而下降,体重（W）与单位体重的耗氧率之间的关系呈负指数相关。温度和体重对大弹涂鱼耗氧率、排氨率均有显著影响（F>0.01）。随着温度的升高（16-31℃）,大弹涂鱼耗氧率明显升高;在31-36℃时,耗氧率从高位缓慢下降;排氨率在此温度范围内,一直上升到最高。大弹涂鱼耗氧率和排氨率随体重的增加而下降,而温度和体重的交替作用对耗氧率、排氨率影响不显著。O︰N比也随着温度升高而下降,不同温度下大弹涂鱼平均O︰N比为23.1,呼吸Q₁₀平均值为1.495,排泄Q₁₀平均值为1.798;大、中规格的大弹涂鱼O︰N比值接近,比小规格鱼的O︰N比值低。16-31℃时大弹涂鱼主要以脂肪和碳水化合物为能源,蛋白质其次。     

随机波浪中畸形波在三维岛礁地形上的试验研究

在试验水池中,开展了波浪在岛礁地形上演化问题的研究。首先在实验水池中建立了西太平洋某岛礁地形的模型,然后采用改进的JONSWAP谱,由造波机产生不同周期、波高的随机波浪。试验中观察到了不同类型畸形波生成的过程及不同波面形态的畸形波。对偏度、峰度及水深与畸形波要素H_m/H_s（H_m表示波列中的最大波高, H_s为有效波高）的关系进行了详细的分析,同时,对畸形波波高H_fr与偏度的关也进行了分析。通过对试验结果分析,发现峰度与畸形波要素i>H_m/H_s呈正相关, H_fr增大时相应的偏度也会呈现增大的趋势。此外,水深的变化剧烈时（如斜坡、海山位置）有助于畸形波的发生。     

亚热带珊瑚礁海域枯水季pCO2的分布特征及CO2汇源转换机制-以深圳杨梅坑海域为例

由于存在极高的初级生产和高效的碳代谢速率, 珊瑚礁海域二氧化碳(CO₂)的汇/源属性仍存有争议。为明晰中国典型珊瑚礁海域CO₂的汇源属性及驱动因素, 作者基于2022年11月(秋季)和2023年2月(冬季)在深圳杨梅坑海域的调查结果并结合室内培养实验所获得的数据, 探究了枯水季节典型亚热带珊瑚礁海水二氧化碳分压(pCO₂)的分布特征及主要控制机制。结果表明, 调查期间pCO₂的变化较大, 其范围为233.3~465.3 μatm。秋季表现为大气CO₂的汇, CO₂吸收通量为1.66±0.41 mmol C/(m²/d);冬季表现为大气CO₂的弱源, 其释放通量为0.36±0.17 mmol C/(m²/d)。调查期间(枯水季)杨梅坑海域受淡水输入的影响较小, 季节性温度影响下的生物过程是驱动pCO₂变化的关键因素, 其贡献pCO₂总变化量的73.6%(表层)和66.5%(底层)。其中, 浮游植物光合作用的季节差异是导致海水CO₂汇源转变的主要成因, 而微生物呼吸作用的影响甚微。相比较, 物理过程(CO₂海-气交换、温度和盐度变化)对pCO₂的影响相对较小, 其作用结果远低于生物过程。此外, 珊瑚的代谢活动对杨梅坑局部海域pCO₂分布产生一定影响, 造成礁区pCO₂值高于非礁区。因此, 海气CO₂通量估算中不能忽视局部海域珊瑚代谢作用的影响。     

模拟夏季温排水温升对福宁湾常见海洋生物的热耐受性研究

本研究模拟研究了福宁湾四种常见海洋生物（大黄鱼Larimichthys crocea、黑鲷Sparus macrocephalus、口虾蛄Oratosquilla oratoria和三疣梭子蟹Portunus trituberculatus）在夏季温排水动态和静态温升条件下的热耐受性。结果表明,动态温升条件下四种受试生物的临界热最大值（CTM）均随温升速率的升高呈先上升后降低趋势,1℃/h和2℃/h处理组中各受试生物的热耐受性较高,四种受试生物的热耐受能力依次为三疣梭子蟹 > 黑鲷 > 大黄鱼 > 口虾蛄。静态试验结果表明：夏季自然水温30.0℃时四种受试生物的24小时高起始致死温度（24 h UILT₅₀）最低为35.6℃,建议夏季核电厂址海域排放口的最高排放温度限值不超过39.6℃。研究结果为核电厂温排水的环境影响评估提供了基础数据,为核电厂温排水的排放控制方案优化提供科学依据。     

斑节对虾TSG101基因的克隆及表达分析

为探究肿瘤易感基因101(简称TSG101)对斑节对虾(Penaeusmonodon)的免疫应答作用,了解在细菌刺激下斑节对虾的机体发生的变化机制,本研究以哈维弧菌(Vibrioharveyi)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)为实验组,以磷酸缓冲液(PBS)为对照组,通过荧光定量分析展开对斑节对虾对菌刺激的免疫应答作用。结果显示,斑节对虾的TSG101在各组织中均有表达,在肝胰腺中的表达量最高。在金黄色葡萄球菌刺激下,斑节对虾的TSG101在肝胰腺中的表达量与对照组相比呈极显著上调(P0.01),第12小时的TSG101 mRNA的表达量达到最大(为对照组的21.60倍);在鳃中的表达量与对照组相比呈极显著上调(P0.01),第6小时斑节对虾TSG101的表达量达到最大值(为对照组的3.64倍)。在注射哈维弧菌第9小时,肝胰腺中的PmTSG101 mRNA表达量极显著上调(P0.01)且达到最大(为对照组的2.50倍)。实验结果初步表明,斑节TSG101参与斑节对虾的先天免疫反应,在金黄色葡萄球菌和哈维弧菌的刺激的情况下,该基因RNA水平的表达情况发生明显变化。     

基于脂质组学的海洋颗石藻病毒甾醇去饱和酶及脂肪酸去饱和酶基因功能分析

赫氏颗石藻(Emiliania huxleyi)宿主-病毒(E.huxleyi virus,EhV)的互作过程是影响海洋碳、硫生物地球化学循环及气候变化的重要环节。在共进化过程中,Eh V通过基因水平转移从宿主基因组中“劫获”了一组鞘脂从头合成相关酶基因,重构宿主脂代谢网络以支持病毒的特殊需求。目前,对病毒这组相关酶基因的生物学功能尚不十分清楚。以颗石藻病毒Eh V-99B1基因组中的甾醇去饱和酶(EhV-SD)和脂肪酸去饱和酶(Eh V-FAD)基因为研究对象,构建酿酒酵母重组表达载体p YES2/CT-SD和p YES2/CT-FAD,转化相应的基因缺陷型酵母菌株YMR015C和YGL055W获得重组酵母细胞株,进一步采用UPLC-Q-Exactive-MS非靶向脂质组学技术,比较分析重组酵母和缺陷型酵母细胞脂质的组成和含量变化。结果显示,Eh V-SD与Eh V-FAD基因在酿酒酵母中成功表达并具有生物学活性。Eh V-SD过表达显著改变了重组酵母细胞脂质代谢,含多不饱和酰基链的磷脂酰胆碱(PC,20︰4/20︰5/20︰6)和甘油三酯(TAG,12︰3)种类的丰度显著升高;而部...     

4种常见头足类动物的血细胞分类及比较

以长蛸(Octopus variabilis)、短蛸(Octopus ocellatus)、真蛸(Octopus vulgaris)和曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni)的血细胞为研究对象,通过光镜和电镜观察对血液中的血细胞形态结构进行比较。根据观察结果,将头足类血细胞分成3种类型:透明细胞,小颗粒细胞和颗粒细胞,但在真蛸血细胞中有一定数量的血细胞其细胞核呈马蹄形,因此将此类细胞独立划为马蹄形核细胞。通过比较发现,曼氏无针乌贼的血细胞与其它3个种存在明显的差异,其胞质内的颗粒数量与性质均与其它3个种有较明显的区别差异。从总体来看,头足类血细胞内含颗粒数量较少,其颗粒的数量与免疫力的强弱无直接关联。通过对比,推断真蛸血细胞中的马蹄形核细胞为透明细胞到小颗粒细胞的中间类型,从而得出此4个类型细胞有从透明细胞→马蹄形核细胞→小颗粒细胞→颗粒细胞的发育进程。     

Morphological observation and rbcL gene sequences studies of two new species, Grateloupia dalianensis H.W.Wang et D.Zhao, sp. nov. and G. yinggehaiensis H.W.Wang et R.X.Luan, sp. nov. (Halymeniaceae, Rhodophyta) from China

A few species in the genus Grateloupia (Halymeniaceae,Rhodophyta) have been investigated in detail with respect to morphological observations and molecular analyses.In this study,the authors document the vegetative and reproductive structures of two new species of Grateloupia,G.dalianensis H.W.Wang et D.Zhao,sp.nov.and G.yinggehaiensis H.W.Wang et R.X.Luan,sp.nov.They both have the morphological character that carpogonial ampullae and auxiliary cell ampullae are the simple Grateloupia-type.The two species can be distinguished from other species of the genus by their distinctive morphological features respectively.Based on ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (rbcL) gene sequences,the phylogenetic tree obtained in the study indicated that they are both embedded within the Grateloupia clade.G.dalianensis clusters a subclade with G.asiatica,and G.yinggehaiensis forms a single monophyletic subclade with G.hawaiiana.     

经济海藻繁育、养殖及综合利用的回顾与展望

经济海藻繁育、养殖及综合利用是海洋农牧业及工业的重要组成部分。20世纪经过几代人的努力,我国在海带、紫菜、裙带菜及龙须菜的繁育、养殖关键技术等方面成功取得突破,为这些海藻的产业化提供坚实的保障,为我国成为世界海藻大国奠定了基础。海藻养殖产业为人们提供了食品、藻胶及其它丰富的产品,这包括保健品、功能食品、化妆品及药物等。海藻养殖产业也对人类经济、社会的发展起到重要作用,通过吸收环境中的二氧化碳、氮和磷,为海洋生态环境的改善发挥了重要作用。本文对我国海藻繁育、养殖及综合开发的历程进行简要回顾,对当前我国、中国科学院海洋研究海藻研究与应用进行了总结,对海藻研究发展的未来进行了展望;适应海藻产业从量向质的方向转变,同时兼顾生态环境效益,为我国海藻研发及应用提供参考。     

麻痹性贝毒在毛蚶体内的转化过程研究

麻痹性贝毒能够在贝类体内累积,威胁海产品消费者健康。在以往调查中,多次在毛蚶(Scapharca subcrenata)体内发现高含量的麻痹性贝毒,但对于毛蚶体内麻痹性贝毒的转化过程及其食品安全风险还缺乏认识。通过室内模拟实验,选择太平洋亚历山大藻(Alexandrium pacificum)和链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)作为产毒藻种,研究了两种有毒藻种所产麻痹性贝毒在毛蚶体内的转化过程。结果表明,毛蚶体内主要出现了三种麻痹性贝毒转化过程,一是R1位羟基的还原反应,二是N-磺酰氨甲酰基类毒素R4位磺酸基团的水解反应,三是含羟基苯甲酸(hydroxybenzoate)基团的链状裸甲藻毒素在R4位的水解反应。毛蚶体内麻痹性贝毒的生物转化过程复杂,对毛蚶毒性的影响具有一定的不确定性,未来仍需要进一步深化毛蚶体内毒素累积、代谢、转化过程的研究,同时加强对毛蚶体内毒素含量的全面监测,防范毛蚶可能导致的麻痹性贝毒中毒风险。     

缢蛏(Sinonovacula constricta)微卫星标记的分离及近缘物种通用性

采用磁珠富集和PCR筛选相结合的方法,得到12对缢蛏(Sinonovacula constricta)的多态性微卫星引物。每个位点的观测等位基因数为2—15个,有效等位基因数为1.0339—8.8063个;观测杂合度(Ho)为0.0333—1.0000,平均观测杂合度为0.7525;期望杂合度(He)为0.0333—0.9020,平均期望杂合度为0.6866;多态信息含量(PIC)为0.0320—0.8680。所有位点中,有8个位点属于高度多态位点(PIC0.5),SC1-5和SC4-6属于低度多态位点(PIC0.25);经Bonferroni校正后,无显著偏离哈迪-温伯格平衡的位点;连锁不平衡检验结果表明,位点间不存在连锁不平衡现象。此外,分析了这些引物在近缘种长竹蛏(Solen strictus)、大竹蛏(Solen grandis)和小刀蛏(Cultellus attenuatus)的通用性情况,结果显示:长竹蛏中,位点SC1-4、SC2-8、SC3-1、SC3-14表现出了高度多态(PIC0.5);在大竹蛏中,位点SC3-4、SC3-7、SC4-6表现出了高度多态性(PIC0.5),SC2-9为低态位点(PIC0.25);在小刀蛏中,位点SC1-7、SC2-9、SC3-4、SC3-14表现出了高度多态性(PIC0.5),SC4-6为低态位点(PIC0.25)。     

水体中添加两种菌剂对凡纳滨对虾存活、生长及消化酶活力的影响

向水体中添加不同浓度的短小芽孢杆菌CGMCC1004（Bacillus pumilus）和胶红酵母菌CGMCC1013（Rhodotorula mucilaginosa）以研究凡纳滨对虾（Litoenaeus vapznamei）体长、体质量、存活率、胃蛋白酶、肝胰腺淀粉酶和肝胰腺脂肪酶的影响,以及需钠弧菌（Vibrio natriegens）的感染效果。结果表明：向水体中添加10^4CFU／mL短小芽孢杆菌能提高对虾体长、存活率,但结果不显著,但对体质量增长率具有显著提高作用;水体中添加10^4CFU／mL短小芽孢杆菌对提高需钠弧菌感染后对虾成活率有一定的提高作用;水体中添加10^4CFU／mL短小芽孢杆菌能显著提高胃蛋白酶活性,但是对肝胰腺淀粉酶活性有一定抑制作用;添加复合菌剂比添加单一菌种的作用要好;亦证明了向水体中添加细菌的方式对凡纳滨对虾的体长、体质量、存活率以及水质指标影响比较小,但是对消化酶具有一定的提高作用。     

四种贝类和鱼类外寄生车轮虫的国内新纪录

车轮虫是一类主要寄生于贝类和鱼类体表的缘毛类纤毛虫原生动物。本文对分别寄生于海洋贝类－－虾夷扇贝Mizuhopecten yessoensis,半咸水鱼类－－鲻鱼Mugil cephalus和双色鳗鲡Anguilla bicolor bicolor,以及淡水鱼类－－光唇鱼Acrossocheilus fasciatus鳃表和体表的虾夷扇贝车轮虫Trichodina pectenis,亚卓车轮虫T.jadranica,急尖车轮虫T.acuta和喙状车轮虫T.rostrata,进行了详细的分类学研究。本文第一次报道了虾夷扇贝车轮虫的活体和蛋白银染色后特征,该虫体也是国内新记录种。其它三个车轮虫物种感染的鱼类,均属新纪录宿主。同时,也报道了这四种车轮虫对宿主的感染率和感染强度。     

甲藻(Dinophyta)凯伦藻科(Kareniaceae)的分类学研究与展望

凯伦藻科(Kareniaceae)是甲藻门中较新建立的一个科。凯伦藻科种类广泛分布于全球海域,目前已报道3属30个种。由于该科大部分种类频发藻华,严重威胁近海生态安全和水产养殖,因而备受关注。自20世纪90年代起,我国沿岸也逐渐成为凯伦藻藻华的重灾区,凯伦藻曾引发我国最严重的几次藻华事件。本文对本科种类分类学特征进行详细描述,翻译其中文名,编制属、种分类检索表,以期为我国凯伦藻生物多样性研究以及凯伦藻藻华防治提供基础而必要的种源信息。