海萝抗氧化酶系与失水响应因子表达模式分析

潮间带红藻海萝(Gloiopeltis furcata)对失水胁迫具有很强的耐受能力。为探索海萝周期性失水过程中的响应机制,本研究在24 h内设计了两次连续的失水-复水循环处理,测定了海萝抗氧化酶活力的变化情况。同时,利用转录组测序技术,结合荧光定量PCR方法(qRT-RCR),对海萝失水响应基因的转录表达进行了验证。结果表明:海萝转录组共组装到32681条基因。与对照组相比,处理组共表达了7161条差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)。KEGG分析显示, DEGs分布在代谢、环境信息加工、有机体系统、遗传信息加工、细胞进程等方面。海萝抗氧化酶活力测定发现,抗氧化能力对海萝响应失水胁迫十分重要。过氧化氢酶(CAT)、硫氧还蛋白还原酶(TrxR)、超氧化物歧化酶(SOD)参与抗氧化过程,其中CAT酶活力对海萝抵抗失水胁迫尤为重要。此外,qRT-PCR结果显示,海萝中渗透调节物质红藻糖苷合成的相关基因(GfUGPase、GfGK、GfGPDH)只对初次失水处理有正响应。而热激蛋白70基因(GfHSP70)、碳酸酐酶基因(GfCA)、MYB蛋白编码基因(GfMYB)以及谷胱甘肽S转移酶基因(GfGST)在两次失水过程中其转录水平均有上调表达,它们也参与了海萝失水响应机制。     

多氯联苯(Aroclor 1242)胁迫下鲤鱼肝脏组织氧化应激

本文在实验室条件下通过静态水质染毒方式在生理生化和转录水平上探究了我国重要经济鱼种鲤鱼(Cyprinus carpioio)对多氯联苯Aroclor 1242的氧化应激:鲤鱼肝脏组织抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SuperoxideDismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)]活性、脂质过氧化产物丙二醛(Malonydialdehyde,MDA)含量、相关抗氧化酶编码基因(Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT)、应激蛋白HSP70、转录因子Nrf2和芳烃受体AhR2基因表达。结果表明:Aroclor 1242胁迫下,鲤鱼肝脏组织抗氧化酶活性表现出低浓度促进高浓度抑制的趋势;肝脏组织丙二醛含量显著升高,其中390μg/L暴露组鲤鱼肝脏组织MDA含量在第6d高于对照组92.1%(P0.01),表明肝脏组织发生脂质过氧化,膜系统受到损伤;鲤鱼肝脏组织中Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT、HSP70、Nrf2和AhR2编码基因表达出现不同程度下调。本文从酶学和基因转录水平上揭示了Aroclor1242胁迫下鲤鱼肝脏组织细胞的氧化应激。     

盐度胁迫下盐生隐杆藻抗氧化防御系统的变化

盐生隐杆藻(Aphanothece halophytica)是在饱和NaCl条件下可以生存的少数几种耐盐蓝藻之一,作者研究了盐胁迫对盐生隐杆藻细胞内丙二醛含量、2种非酶抗氧化剂含量以及4种抗氧化酶活性的影响。与对照组相比,低盐胁迫和高盐胁迫都抑制盐生隐杆藻的生长。随着盐度胁迫程度的增加,丙二醛含量、非酶抗氧化剂含量和抗氧化酶(除了过氧化氢酶)活性不断增强。上述结果表明:盐胁迫下,盐生隐杆藻细胞内非酶抗氧化剂和抗氧化物酶水平的增加可以应对细胞内升高的氧化伤害,抗氧化防御系统可能在盐生隐杆藻对盐胁迫的耐受机制中发挥了重要作用。     

南极冰藻Chlamydomonas sp. ICE-L过氧化氢酶的热胁迫响应

为了研究南极冰藻的热胁迫应答机制,本文根据转录组测序得到的冰藻Chlamydomonas sp. ICE-L过氧化氢酶CiCAT基因分析了其编码蛋白的特征,同时研究了CiCAT基因表达和过氧化氢酶活性在培养温度升高时的响应变化情况。结果表明:CiCAT基因序列全长为2 066 bp,编码492个氨基酸。在过氧化氢酶的系统进化树中,南极冰藻与其他绿藻聚类为一个分支。CiCAT编码的蛋白序列与盐藻和红球藻的过氧化氢酶序列相似性较高,分别为80.5%和78.9%。当南极冰藻处于热胁迫条件下,CiCAT基因的相对表达量和过氧化氢酶活均呈现出先上升后下降的趋势,但在胁迫24 h时CiCAT基因的表达量变化不明显,而实验组的酶活显著高于对照组。在胁迫72 h时,基因表达量和酶活均达到最高值。研究初步表明,与在常温藻类和高等植物中的功能相似,在经受热胁迫的情况下,南极冰藻中的抗氧化酶系统也发挥着重要作用。     

盐度对香螺行为、鳃和肾抗氧化酶活性与组织结构的影响

为明确不同盐度胁迫下香螺的生理生态学响应及其适应机制,本文采用行为学、组织学和生物化学手段研究了不同盐度条件下(16、20、24、28、32、36、40、44、48)香螺的行为、病理损伤以及抗氧化酶活性。结果显示,在高盐和低盐胁迫下,香螺出现应激反应,摄食率下降,死亡率升高。随盐度升高,香螺的总抗氧化能力先升高后降低,在盐度32时达到峰值;香螺鳃的过氧化氢酶(CAT)活力和超氧化物歧化酶(SOD)活力呈先降低后升高的趋势;肾的CAT和SOD活力呈先升高后降低的趋势。组织切片结果显示,在高盐和低盐胁迫下,香螺嗅检器和鳃丝的形态呈现显著变化,黏液细胞数量均增加。上述结果表明,盐度显著影响香螺的生理生态反应,且香螺可通过行为变化、调节抗氧化酶以及改变组织形态结构从而适应外界盐度的变化。     

海洋无脊椎动物抗氧化酶研究进展

海洋无脊椎动物是重要的经济水产生物和海洋生态系统的主要组成者。抗氧化酶系统在其环境适应性以及非特异性免疫中发挥着重要作用。本文从海洋无脊椎动物主要抗氧化酶类的种类、结构、环境适应性、酶学、基因和蛋白研究等几个方面进行综述并对今后海洋无脊椎动物抗氧化酶的相关研究提出展望。     

悬浮物对褐牙鲆肌肉抗氧化酶活性及相关基因表达的影响

为探究褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)幼鱼在悬浮物胁迫下的耐受机制,以两种规格褐牙鲆为实验材料,在悬浮物质量浓度为5 000,10 000mg/L胁迫下,研究了褐牙鲆肌肉中总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽转移酶(GST)、过氧化氢酶(CAT)酶活力及SOD2、GST、CAT的mRNA转录水平的变化情况。实验结果显示:T-SOD酶活力具有一定的变化趋势,B幼鱼T-SOD酶活力呈现先升高、再降低、再升高的趋势,SOD2基因相对表达量在第48小时达到峰值(P0.05),两种幼鱼T-SOD基因相对表达变化趋势在第72小时和第96小时相反;CAT酶活力呈现先升高、再降低的趋势,A幼鱼及5 000mg/L实验组B幼鱼CAT基因相对表达与CAT酶活力变化趋势一致;B幼鱼GST酶活力实验组低于对照组(P0.05),GST基因相对表达量在第24小时和第48小时实验组高于对照组(P0.05)、在第72小时和第96小时实验组与对照组无显著差异。研究结果表明:悬浮物对褐牙鲆抗氧化酶活力及相关基因的表达具有一定的影响;不同体长规格的褐牙鲆抗氧化酶活力及相关基因的表达存在差异;TSOD酶活力、GST酶活力与相关基因表达量变化趋势不一致,CAT酶活力与相关基因表达量变化趋势一致。本研究可为揭示褐牙鲆应对悬浮物胁迫的耐受机制及褐牙鲆耐悬浮物品种选育提供基础数据。     

龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)海藻糖-6-磷酸合成酶(TPS)对逆境胁迫的响应

非还原性二糖海藻糖及其代谢物是调控植物生长发育和逆境响应的信号分子。本研究以大型海藻龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)为对象,从基因转录、蛋白和酶活性3个水平探讨了海藻糖合成酶——海藻糖-6-磷酸合成酶(TPS)对高温、高盐及渗透胁迫的响应。龙须菜中4条TPS序列均具有TPS家族保守结构域(Glyco-transf-20)和TPP家族保守结构域(Trehalose-PPase),且属于Class I亚家族。在转录水平上,高盐胁迫主要促进了TPS1、TPS2和TPS4基因的表达,而渗透胁迫则总体抑制了TPS1、TPS2和TPS3基因的表达。在高盐胁迫48 h时, TPS1蛋白含量升高到对照组的2.03倍。在高温和高盐胁迫24 h时, TPS活性升高,而在高盐胁迫48 h及渗透胁迫条件下酶活性降低。可见海藻糖-6-磷酸合成酶参与了龙须菜抗高温和高盐胁迫的应答,但对渗透胁迫不敏感。该研究为提高龙须菜抗逆性及培育抗逆龙须菜品种提供了参考。     

石油烃水溶液对鳗草(Zostera marina)几种主要抗氧化物的影响

鳗草(Zostera marina)是北半球温带海域海草床的代表种,具有重要的生态学价值,其对海上溢油的生理响应特征尚未可知.本研究聚焦鳗草用石油烃水溶液(water accomadated fraction,WAF)培养过程中的生理指标变化,探究鳗草的抗氧化系统对WAF的响应特征.结果 显示,实验组WAF质量浓度为1...     

pH 胁迫对脊尾白虾抗氧化酶活力的影响

为了了解pH胁迫下脊尾白虾(Palaemon(Exopalaemon)carinicauda Holthuis)的适应性,作者采用静水毒性的实验方法确定了脊尾白虾的半致死pH,分析了pH胁迫对脊尾白虾抗氧化酶活力的影响。设置pH4~11.1共17个胁迫组,统计脊尾白虾24、48、72和96 h的死亡率。结果显示,脊尾白虾24、48、72和96 h酸性半致死pH值分别为4.25、4.64、4.71和4.78,碱性半致死pH分别为10.87、10.55、10.38和10.29。将脊尾白虾暴露于低pH 6.5、高pH9.5的水体,以pH8.0作为对照,分别于胁迫后0、3、6、12、24、48、72和96 h测定鳃、肝胰腺、肌肉和血淋巴中总抗氧化力、过氧化氢酶、抗超氧阴离子活力。结果发现,pH胁迫后,在3~6 h内各组织中抗氧化酶活力均显著上升,24~48 h开始回落,到96 h之前,各组织中抗氧化酶水平基本恢复到对照组水平。整个实验过程中肝胰腺中抗氧化酶活力水平明显高于其他组织。本实验结果表明,脊尾白虾对pH有很强的适应性,pH胁迫3~24 h之内抗氧化酶活力反馈性升高清除体内多余的活性氧。     

全球海草的中文命名

海草（seagrass）是地球上唯一一类可以完全生活在海水中的高等被子植物。全球已知海草的种类有70余种,隶属6科13属;中国现有海草22种,隶属4科10属。2014年11月"第十一次国际海草生物学研讨会"（The 11th International Seagrass Biology Workshop）在三亚召开时,国内海草研究专家共同探讨了中国海草的"藻"名更改,并进行了统一命名。然而,国内中文文章在引用非中国海草种类时,同一种海草的中文名称不一致,或者同一属不同的物种以一样的中文名出现,或者用属中文名后接拉丁文方式表达。同时,国外海草的中文名也多以"藻"来命名,容易引起混淆。因此,有必要在中国海草"藻"名更改的基础上,进一步规范全球其他海草的中文命名,以利于国内海草研究。     

海草恢复生态学与修复技术研究进展

海草是一类生活在近海区域的高等被子植物,初级生产力高,是全球重要的碳汇之一,具有净化水质、消浪固滩,以及为珍稀濒危海洋生物提供栖息地和保护地的功能。无节制的人类活动和频发的极端气象灾害导致近岸海洋污染加剧、海洋生态系统退化和海草床大面积消失。本文以相关海草床修复生态学基础理论为出发点,在自然因素和人为因素两个方面归纳了海草修复需要考虑的因素,梳理了国内外海草修复实践和技术理论方法,提出了利用营养物质、植物激素和物种共生关系等人为促进海草床生长的技术方法,并从法律角度、技术体系、保护体系和科普宣传等方面提出了促进我国海草床修复的建议,以期为我国海草床保护与修复工作提供理论基础和技术参考。     

Assessment by microsatellite analysis of genetic diversity and population structure of Enhalus acoroides from the coast of Khanh Hoa Province, Vietnam

Seagrass beds degraded significantly since the last century on both, global and local scale. The seagrass species Enhalus acoroides (Linnaeus f.) Royle is a common species found in almost all marine ecosystems including bays, lagoons and around offshore islands in tropical regions of the West Pacific. It was shown that genetic diversity is an essential indicator of the conditions of ecosystems. In the present study, microsatellite markers were used to assess the genetic diversity and population structure of six distinct seagrass beds along the coast of the Khanh Hoa Province, Vietnam. The results indicate that the genetic diversity of the populations in the open sea is higher than in the lagoon. Seagrass beds occurring in disturbed sites show reduced genetic diversity. The fixing index value (F_ST) depicts a relatively high genetic structure among populations. Structure analysis clusters the populations into open sea and lagoon populations and cluster analysis and AMOVA indicate a significant difference between the two groups. There are low but non-significant positive correlations between geographic and genetic distances. The different habitats of the open sea and the lagoon are probably responsible for forming two groups.     

中国海草的“藻”名更改

海草(Seagrasses)是地球上可完全生活在海水中的被子植物,是由陆地植物演化到适应海洋环境的高等植物。然而,高等植物海草在中国经常被冠以低等植物"藻"的名称。中国海草现有22种,隶属于4科10属,其中科名、属名和种名分别有3科、7属和16种是以"藻"命名的,易让人们把海草误以为是海藻(Seaweed),造成混乱,同时给中国海草的研究、保护和利用带来不利影响。值此"第十一次国际海草生物学研讨会"(The 11th International Seagrass Biology Workshop)首次在中国举行之际,国内众多的海草研究专家得以共聚,有机会共同探讨中国海草的"藻"名更改。经过研讨,专家们形成一致意见,建议将这些被命名为"藻"的海草统一命名为"草",以期促进我国海草研究与保护的全面推进。随着未来中国海草种类与分布的深入调查,以后新发现的海草种类名称建议也统一命名为"草"名。     

Photosynthetic performance,epiphyte biomass and nutrient content of two seagrass species in two areas with different level of nutrients along the Dar es Salaam coast

Heavy nutrient loads in coastal waters often lead to excessive growth of microalgal and macroalgal epiphytes on seagrass leaves, with varying effects on the underlying seagrasses. This study evaluates the photosynthetic performance, epiphytic biomass and tissue nutrient content of two tropical seagrasses, Cymodocea serrulata and Thalassia hemprichii, in two intertidal areas along the Dar es Salaam coast in the Indian Ocean, a nutrient-rich region at Ocean Road (near the city centre), and a nutrient-poor region at Mjimwema (south of the city centre). Epiphyte biomass was significantly higher at the nutrient-rich site, and epiphytes were associated with reduced photosynthetic performance in both seagrass species at both sites. Likewise, nitrogen and phosphorus tissue content was higher in both species at the nutrient-rich site than at the nutrient-poor site. Epiphytic species composition on the seagrass leaves varied between seagrass species and between sites. Cymodocea serrulata had a higher number of epiphytic species at Mjimwema than at Ocean Road, whereas Thalassia hemprichii had more epiphytic species at Ocean Road than at Mjimwema. Seagrass photosynthetic performance, epiphytic biomass and nutrient content of the seagrasses were shown to be affected by nutrient concentration in the water column. Thus, for the future monitoring of the seagrass meadow, we recommend the use of combined measures such as seagrass performance, epiphytic biomass, nutrient contents and nutrient concentration levels in the water column.     

Seagrass ecophysiology meets ecological genomics: are we ready?

In March 2011, the Ecophysiology and Genetics Working Groups of the European Science Foundation COST Action ES 0906, entitled Seagrass Productivity: From Genes to Ecosystem Management, organized an exploratory workshop entitled “Linking Ecophysiology and Ecogenomics in Seagrass Systems”. The goal of the workshop was to discuss how to integrate comparative gene expression studies with physiological processes such as photosynthetic performance, carbon and nitrogen utilization and environmental adaptation. The main questions discussed for integrative research related to mechanisms of carbon utilization, light requirements, temperature effects and natural variation in pH and ocean acidification. It was concluded that the seagrass research community is still in the nascent stages of linking ecophysiology with genomic responses, as carbon and nitrogen metabolism of seagrasses have not been sufficiently well studied. Likewise, genomic approaches have only been able to assign meaningful interpretations to a handful of differentially expressed genes. Nevertheless, the way forward has been established.     

海草光学遥感监测研究综述

海草生长在热带、亚热带和温带海洋水域, 是全球海洋生态系统中重要的结构和功能组成部分, 具有极高的生态服务价值。由于受到人类活动和自然灾害的强烈影响, 海草正在全球范围内快速衰退, 因此开展海草资源监测与保护具有非常重要的意义。随着传感器技术的发展, 光学遥感在海草监测中表现出卓越优势。本文综述了国内外海草遥感监测研究现状, 重点总结了研究内容、技术和方法, 论证了海草光学遥感监测的可行性, 旨在为我国海草光学遥感监测厘清适宜数据和可靠技术方法, 并指明潜在研究方向。同时也希望能为海草遥感监测提供借鉴, 并拓展海草资源科学管理的思路。     

中国海草资源分布现状、退化原因与保护对策

海草床是三大典型的近海海洋生态系统之一,具有极高的生态服务功能。然而,截至2015年我国近海海草资源分布现状尚不明晰,严重制约了我国海草床保护与修复工作的开展。2015～2021年,笔者通过实地调查,借助船只走航、声呐探测、遥感等技术手段,重点对我国近海海草资源的分布面积、种类及主要威胁进行了全面普查,并据此提出我国海草床管理与可持续利用对策。结果表明,我国近海海域海草床面积共为26 495.69hm²,可划分为:温带海域海草分布区和热带-亚热带海域海草分布区;我国现有海草4科9属16种。其中,温带海域海草床面积为17 095.01 hm2,主要分布在辽宁、河北、天津和山东沿海,分布有2科3属5种,以鳗草(Zosteramarina)和日本鳗草(Z.japonica)为优势种,其中唐山乐亭-曹妃甸海草床面积达9 025.56 hm2,是我国面积最大的海草床;热带-亚热带海域海草床面积为9 400.68 hm2,主要分布在福建、广东、广西和海南沿海,分布有4科8属12种,以泰来草(Thalassia hemprichii)、海菖蒲(Enhalus acoroides...     

中国温带海域新发现较大面积(大于50 ha)海草床:Ⅳ烟台沿海海草分布现状及生态特征

海草床是珍贵的“海底草原”,具有十分重要的生态服务功能。上世纪90年代,烟台曾分布有4种海草,尚不明确海草的分布现状。本研究结合了现场调查、声呐探测等手段,查清了烟台市莱州市至莱山区沿海海草的分布现状,发现了一处位于烟台市套子湾的面积为51.90 ha的鳗草-日本鳗草混合草床,并对鳗草、日本鳗草的生态特征进行了调查。调查发现烟台现存海草仅有2种,部分草床严重退化,亟需对现存海草进行保护与监测,以遏制海草的退化速度。