基于转录组测序对两种氮素营养条件下多形微眼藻氮代谢途径的解析

探究微藻的氮代谢通路对了解其对不同氮源利用的分子机制具有重要意义。本研究利用Illumina高通量测序技术对两种氮素营养条件下(硝酸氮和尿素)多形微眼藻的转录组进行分析,通过基因功能注释及数字基因表达谱分析,研究了多形微眼藻细胞内氮代谢的调控机制。结果检测出15种参与氮代谢的酶,对应76个编码基因,构建了多形微眼藻的氮代谢通路图。其中10个酶编码基因在两种不同氮素营养条件下存在差异表达,最显著的是谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶相关基因。有机氮源(尿素)实验组中,多形微眼藻细胞内的硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶等基因的差异表达明显高于无机氮源(硝酸钠)实验组,表明当环境中的氮源为尿素时,会对多形微眼藻细胞内硝酸盐的转化和利用有一定影响。本研究初步阐述了硝酸盐、尿素的吸收转运对多形微眼藻细胞内氮代谢的影响机制,可为硅藻在不同氮素营养条件下的吸收利用机制及氮代谢响应研究提供依据。     

褐菖鲉仔、稚鱼消化系统发育的组织学观察

为探究卵胎生鱼类褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)的仔、稚鱼消化系统组织学特点, 采用常规组织切片技术, 并用HE染色和组织化学染色, 比较分析了产出后0~50d的褐菖鲉仔、稚鱼消化系统发育的组织学变化。结果显示: 褐菖鲉初产仔鱼已分化出口咽腔, 并具有初始的食道、胃、肠、肝脏和胰脏; 2日仔鱼肛门与外界相通, 食道扩大, 开始摄食, 进入混合性营养期; 3~4日仔鱼幽门盲囊出现, 食道内壁出现黏膜皱褶5~6个, 胃黏膜皱褶5个, 肝细胞团区域扩大; 5~6日仔鱼卵黄囊和油球耗尽, 进入外源性营养期, 食道黏膜上皮出现杯状细胞, 肠道弯曲, 可区分前中肠和后肠两部分; 10~14日仔鱼食道环肌层明显, 黏膜皱褶增加到7~12个, 胃壁四层结构基本形成, 肠道黏膜皱褶加深, 纹状缘清晰可见, 肝细胞分裂迅速, 数量显著增加, 体积增大, 出现肝血窦和胰岛; 28~30日稚鱼出现胃腺和胃小凹, 已具功能性胃, 标志着稚鱼期的开始, 此时胰岛细胞数量和酶原颗粒增多, 消化能力显著提高; 47~50日稚鱼已基本具有成鱼胃的特征, 肠道纹状缘发达, 肝细胞呈多边形, 细胞内含大量脂肪颗粒, 消化系统从结构和功能上已趋于完善。由此可见, 褐菖鲉仔鱼和稚鱼消化系统的发育具有卵胎生鱼类发育较早的特点, 与其消化功能的完善密切相关。     

三丁基锡对褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)体内苯并(α)芘代谢的影响

在水生毒理学研究中,污染物与污染物之间的相互作用是一个重要的课题.苯并(α)芘[benzo(α)pyrene,BaP]是一种具有致癌性的多环芳烃(poly-cyclic aromatic hydrocarbon,PAH),而三丁基锡(tributyl tin,TBT)则是用于防污涂料的具有很强毒性的有机金属.许多化学物进入生物体内后的转化分为两个阶段.在Ⅰ相反应阶段,亲脂性底物被氧化代谢形成各种中间代谢物,这些中间代谢物具有很高的生物活性,容易对生物体产生毒性.     

褐菖鲉网箱养殖试验初报

2001年4月30日在浙江南麂海域3 m×3 m×3 m网箱中放养0.9 g自然海区捕获的褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)苗种,进行为期2年多的养殖试验.结果表明,该鱼生长缓慢,养殖38 d体质量为8.3 g,养殖240 d为24.8 g,养殖787 d为112.3 g.总养殖成活率为20.1%,平均日增体质量0.142 g,平均日增体质量率0.62%.秋末至夏初低水温期是褐菖鲉的主要生长期,在9～13℃较低水温下亦会摄食与生长.饵料系数为3.6.冬春季养殖成活率高于秋夏季,第一年夏季养殖成活率低,仅28.1%.养殖方式以混养为宜.     

三角褐指藻对铜离子长期暴露的生理响应

探讨了不同浓度Cu2+长期暴露对三角褐指藻生长、光合作用、呼吸作用和色素含量等生理特性的影响。结果表明:三角褐指藻在较低浓度下(0.25mg·L-1,0.5mg·L-1)生长受到刺激,而在高浓度下(1.5mg·L-1)则下降。叶绿素荧光参数有效光化学效率(Yield)与最大光化学效率(Fv/Fm)对Cu2+非常敏感,它们均随Cu2+的升高而显著下降;Cu2+暴露对光合作用速率也具有抑制作用;而在Cu2+长期暴露下,类胡萝卜素含量比对照组高,但提高的程度随Cu2+浓度升高而下降。这些结果说明,叶绿素荧光参数可以作为三角褐指藻受到Cu2+胁迫的灵敏指标;光合作用与生长并不耦合;类胡萝卜素含量和呼吸作用速率升高可能能够降低Cu2+对三角褐指藻的毒性。     

盐度对褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)幼鱼血浆渗透压和鳃丝Na+-K+-ATPase活力的影响

采用微型冰点渗透压仪和酶学分析的方法测定了褐牙鲆幼鱼由盐度30向低盐(24、18、12、6)适应过程中血浆渗透压和鳃丝Na~ -K~ -ATPase活力的变化。结果表明,盐度对褐牙鲆幼鱼血浆渗透压和鳃丝Na~ -K~ -ATPase活力都有显著的影响(P<0·05)。盐度变化后,各实验组褐牙鲆血浆渗透压、鳃丝Na~ -K~ -ATPase活力均呈现出不同程度的下降趋势,且随着盐度变化的增加而增大。在6d内,盐度为18、12和6实验组血浆渗透压呈峰值变化,在3d时达到最小值;6d后,各实验组血浆渗透压趋于稳定;而鳃丝Na~ -K~ -ATPase活力在6d时达到最小值,9d后,各实验组褐牙鲆鳃丝Na~ -K~ -ATPase活力基本趋于稳定状态,而且在高渗环境(S>14·97)中鳃丝Na~ -K~ -ATPase活力与外界盐度大小呈正比,在低渗环境(S<14·97)中与盐度呈反比。褐牙鲆幼鱼的等渗点盐度为14·97,等渗压为425·8mOsm/kg。     

苯并[a]芘(BaP)对褐菖鲉(Sebasticus marmoratus)肝CYP1A1酶活性、基因表达及蛋白表达的影响

为了了解苯并[a]芘(BaP)对鱼类细胞色素P4501A1(CYP1A1)表达的影响,以褐菖鲉(Sebasticus marmoratus)为实验材料,采用体内实验,研究其在经过不同浓度(0.1、1、10、20、50mg/kg鱼体重量)的BaP诱导后,鱼体肝脏研究CYP1A1基因表达的情况,筛选出后续时间-效应实验中BaP注射的最佳浓度,研究BaP诱导6h、12h、1d、3d、7d后(质量浓度为20mg/kg鱼体重量)鱼体肝脏CYP1A1酶活性、基因表达和蛋白表达的情况。结果表明:剂量-效应实验中,20mg/kg鱼体重量为最佳浓度,此浓度下,基因表达在各组中变化最显著。时间-效应实验中,较空白对照组而言,染毒6h、12h和1d后,EROD酶活性显著增加。3d后开始下降,与对照组相比变化不大,7d后酶活性又发生上调。半定量RT-PCR结果表明,各染毒组与对照组相比,CYP1A1基因表达量都发生了上调,呈现先上升后下降的趋势。其中,6h和12h组相对表达量极显著增加,1d后开始下降且与3d和7d组相比变化不明显。Western blot结果表明,蛋白表达量在染毒12h后表现出显著的诱导效应,随着时间的延长略有回落,但与对照组相比仍有显著性差异。研究表明:BaP对褐菖鲉CYP1A1具有较强的诱导作用。一定质量浓度的BaP注射于褐菖鲉不同的时间后,能诱导褐菖鲉活体EROD酶活性、CYP1A1基因m RNA表达及蛋白表达,并随着时间的延长呈现先诱导后抑制的趋势。这说明BaP作为诱导剂对CYP1A1酶活性和蛋白表达的作用机制可能与调控CYP1A1的转录水平有关。     

原油WSF对三种海洋鱼类肝微粒体EROD活性的诱导和恢复的比较

研究了实验室条件下原油水溶性组分(WSF)暴露对黑鲷、黄鳍鲷和褐菖鲉肝微粒体EROD活性的剂量-效应,时间-效应和恢复过程。实验结果表明,在剂量诱导实验中,褐菖鲉肝EROD活性在原油WSF浓度为50 μg/dm³时呈现生物统计学上的显著差异,而黑鲷和黄鳍鲷肝EROD活性在75 μg/dm³时才呈现生物统计学上的显著差异;褐菖鲉肝EROD活性诱导倍数最高,但黑鲷的诱导浓度范围较广。在时间诱导实验中, 在40 μg/dm³原油WSF暴露下黄鳍鲷肝EROD活性在2 d时首先呈现显著差异; 三种鱼肝EROD活性均在第4天达到最高,并呈现显著性变化,此后随着暴露时间的延长而逐渐下降并接近对照组水平。在恢复实验中三种鱼肝EROD活性下降并恢复到对照组水平。研究结果表明:对于石油污染物,黑鲷、黄鳍鲷和褐菖鲉肝EROD活性都可以作为污染生化效应监测指标,然而就三种鱼类比较而言,褐菖鲉最敏感,更适合于作为石油类污染及其生化效应,尤其是低剂量效应的监测生物。     

苯并芘对褐菖鲉肝细胞DNA交联的影响

以褐菖鲉（Sebastiscus marmoratus）为实验材料,设定苯并芘[B（a）P]的注射剂量梯度分别为0.00、0.05、0.50、5.00 mg/kg,分别于实验的第0、3、6天对每一条鱼进行腹腔注射,于第1、4、7天取样,测定胆汁中的B（a）P及其代谢物含量.采用荧光检测法检测B（a）P染毒后褐菖鲉肝细胞DNA-DNA交联（DDC）交联系数的变化,并用KC l-SDS沉淀法检测DNA蛋-白质交联（DPC）交联系数的变化.结果表明：（1）经注射染毒后鱼体胆汁中的B（a）P及其代谢物含量蓄积程度存在着明显的剂量效应和时间效应;（2）B（a）P的注射剂量分别为0.05、0.50 mg/kg时各时间点褐菖鲉肝细胞DDC交联系数均无显著增大（p〉0.05）,在5.00 mg/kg剂量组,随着时间延长DDC交联系数逐渐增大,第4天即有显著差异（p〈0.05）,第7天差异极显著（p〈0.01）;（3）B（a）P诱导DPC的趋势与DDC类似,但0.5 mg/kg剂量组在第7天DPC交联系数即出现显著增大（p〈0.05）.这表明B（a）P对DPC的诱导高于DDC.这为进一步研究B（a）P的遗传毒性提供了依据,并为探讨B（a）P致癌的作用机理提供了新的信息.