大黄鱼皮质醇无创检测技术研究

皮质醇是衡量鱼类应激状况的重要参考指标,从血液中检测皮质醇的常规方法会对鱼造成严重伤害甚至致其死亡。本实验室开发了一种从水中检测皮质醇的技术,应用该技术比较了大黄鱼高温处理组(28℃)和对照组(20℃)血清与水样中皮质醇含量的变化,结果显示血清与水样皮质醇的检测结果具有高度的一致性,且相关性显著(P 0.05),说明通过测定水样中的皮质醇来代替血清中的皮质醇是可行的。为进一步验证该方法的效果,我们又比较了机械应激前后水样中皮质醇含量变化,结果显示机械胁迫也导致了皮质醇含量的显著升高(P 0.01)。本技术的建立可为大黄鱼养殖过程中应激状态的无创检测提供参考。     

斑节对虾GPx3a基因的分子克隆及表达分析

谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GPx)是生物体内重要的抗氧化酶,能防止过氧化氢对生物体的氧化应激。该研究利用RACE技术获得了斑节对虾(Penaeus monodon)GPx3a(PmGPx3a)的全长c DNA序列,进行了相关生物信息学分析。作者利用荧光定量PCR方法研究了PmGPx3a在斑节对虾不同组织的表达情况。探究了PmGPx3a在不同胁迫条件下(盐度、重金属和细菌)的表达情况。结果表明PmGPx3a c DNA全长1135 bp,其中开放阅读框(ORF)长651 bp,预测编码216个氨基酸。PmGPx3a推导的氨基酸序列与其他动物的GPx3a氨基酸序列具有高度一致性。实时定量PCR结果显示,在高低盐胁迫下,PmGPx3a在肝胰腺中相对表达量都为上升的(p0.05)。在铜、锌、铬胁迫中,鳃中的PmGPx3a的相对表达量总体呈现下降趋势,在肝胰腺中呈现上升趋势。在哈维弧菌(Vibrio harveyi)刺激下,PmGPx3a在血淋巴中的相对表达量总体呈现上升趋势,24 h后表达量最大,显著高于对照组2.2倍(P0.05)。以上研究结果表明,PmGPx3a基因参与了斑节对虾对环境胁迫和氧化应激的适应性反应。     

寒旱环境盐胁迫条件下两种草本植物的根系力学特性研究

选取适宜于西宁盆地及其周边地区生长的2种优势草本植物垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)和细茎冰草(Agropyron trachycaulum(Linn.) Gaertn.)作为试验供试种,通过室内种植培育方式,采用浓度梯度分别为50 mmol/L、100 mmol/L、150 mmol/L、200 mmol/L的Na_2SO_4溶液对2种植物进行盐胁迫处理。在盐胁迫试验处理后的第15 d、30 d和45 d,分别测定2种植物单根抗拉力和单根抗拉强度。结果表明:相同盐胁迫浓度时,2种植物单根抗拉力随生长期增长而逐渐增大,单根抗拉强度随生长期增加而逐渐降低;相同生长期,2种植物单根抗拉力随着胁迫液浓度由0 mmol/L增加至200 mmol/L时,表现为逐渐减小趋势;进一步研究表明,在相同胁迫浓度和相同生长期条件下,细茎冰草单根抗拉力和单根抗拉强度分别较垂穗披碱草高0.008～0.025 N和9.646～72.807 MPa;2种草本植物单根抗拉力与根径之间呈指数函数关系;2种草本单根抗拉强度分别随根径的增加而逐渐减小,且均与根径呈幂函数关系。研究成果对于进一步探讨寒旱环境盐胁迫条件下,草本植物根系力学强度特征及其变化规律具有重要理论价值,同时对于有效防治研究区水土流失、浅层滑坡等地质灾害的发生具有实际指导意义。     

碱度长期胁迫对花鲈肾组织转录组的影响

为了解花鲈(Lateolabrax maculatus)的耐碱机制,本研究探讨了碱度长期胁迫对花鲈肾组织转录组的影响。研究设计了3个碳酸盐碱度梯度(0、15和30 mmol/L),基于Illumina Novaseq 6000高通量测序平台进行了花鲈肾组织转录组测序并进行了生物信息学分析。研究表明,con组(0 mmol/L)、AW15组(15 mmol/L)和AW30组(30 mmol/L)分别获得了163 197 546、145 296 406和141 892 236条Clean reads。与con组相比,AW15组和AW30组分别有142和3 103个差异表达基因上调,104和2 235个差异表达基因下调。随机选取9条差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证,结果与转录组测序一致,表明本研究中RNA-seq结果具有较高的可靠性。GO富集分析发现,差异基因显著富集在气体运输、GTP酶活性的正调控和水解酶活性的正调控等方面;KEGG通路富集分析表明,差异基因显著富集在细胞周期、DNA复制和癌症中的蛋白多糖等方面。本研究发现了49个持续变化基因(fyn、ceacam和acsl等),这些...     

盐胁迫下丛枝菌根真菌和生物炭调节黑麦草碳氮代谢的路径

丛枝菌根真菌(AMF)和生物炭能够促进盐渍化土壤中的植物生长,但是对植物碳氮代谢的影响路径还不清晰,且缺乏对该路径的量化。本文通过水培实验,探究了不同盐胁迫(NaCl浓度0、10、20)下AMF和生物炭对黑麦草碳氮代谢关键酶和中间产物的调节作用。结果表明,AMF、生物炭分别显著提高了10‰盐胁迫下植物的株高(31.8%、19.6%)和鲜重(59.9%、21.6%),且两者联合具有协同作用;对20‰盐胁迫下的促生效果不明显。10‰盐胁迫下,AMF接种增强了植物碳代谢酶活性,蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶活性分别提高了33.9%和37.3%,积累可溶性糖含量达36.9%;生物炭添加使蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶活性分别提高了44.4%和48.3%,谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶(氮代谢酶)活性分别提高了36.9%和31.2%,积累可溶性蛋白含量达59.8%。使用偏最小二乘路径分析(PLS-PM)揭示并量化了AMF和生物炭调节植物碳氮代谢的不同路径：AMF主要调节植物的碳代谢,直接上调碳代谢关键酶的活性来影响碳代谢产物的积累;生物炭不仅调控碳代谢过程,还显著影响氮代谢,通过提高氮代谢关键酶活性,促进...     

高温胁迫对合浦珠母贝不同群体存活及免疫酶活性的影响

为比较合浦珠母贝(Pinctada fucata)不同群体在高温胁迫下的存活及免疫酶活性变化情况,本实验以“海优1号”(YY)、“海选1号”(XX)、“南科1号”(KK)和广西潜在耐高温养殖群体(TT)为实验材料,通过渐变升温的方式测定4组合浦珠母贝在35℃水温胁迫下的生理指标,研究不同胁迫时长对合浦珠母贝存活及其鳃组织内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、总抗氧化能力(T-AOC)和碱性磷酸酶(AKP)活性的影响。研究显示,实验第8天开始出现个体死亡,TT组在实验12 d后存活率显著高于其余3组(P<0.05);4个群体的SOD、CAT和T-AOC活性随胁迫时间的延长大致呈上升-下降的趋势,在1～24 h内免疫酶活性呈上升趋势,在120 h后下降至对照水平以下;在高温胁迫下各组的AKP活性增加,KK、TT与XX、YY分别在12和24 h达到峰值,在120 h显著下降。本研究初步探明了高温胁迫下合浦珠母贝的免疫应答机制。     

对虾病害防控的理论与实践

近年来我国对虾养殖持续保持较高增长,但是高密度集约化养殖带来的病害频发和防控手段缺乏等问题,往往给对虾养殖业造成巨大损失,使对虾养殖业成为一个高风险高回报的产业。针对我国对虾养殖业存在的主要危害因子如病原微生物、真菌毒素和环境胁迫等,笔者所在研究团队多年来从对虾免疫反应和生长代谢调控角度,探讨了对虾应对外界刺激的内在机制。同时,研究开发了水产专用的微生物制剂、抗病功能蛋白以及生物饲料等新型的安全投入品,开展了从基础理论到实际应用的系统性研究工作。本文综述了研究团队多年来在对虾病害防控的理论与实践方面的研究成果。     

京津冀地区县域环境胁迫时空格局及驱动因素

环境胁迫反映人类生产生活过程中污染物输出对区域环境系统产生的综合压力。本文基于县域污染物排放和人口社会经济数据库,运用熵权法综合测度县域环境胁迫指数（ESI）,解析2012—2016年京津冀地区环境胁迫的时空格局及各类主体功能区环境胁迫特征,并针对县域环境胁迫的空间效应,在STIRPAT模型框架基础上,运用地理加权回归方法定量估计县域环境胁迫的社会经济驱动力。结果表明：① 京津冀地区面临的环境胁迫态势显著缓解,2012年以来ESI降幅达到54.68%。其中,以北京、唐山、天津、石家庄等中心城区以及滨海新区下降最为显著,县域环境胁迫程度由中心城区向外围呈梯度递减,到2016年环境胁迫高等级县域已经消除;② 5年间京津冀地区县域环境胁迫的空间溢出效应趋强,并在津唐地区呈现空间锁定和路径依赖;③ 优化开发和重点开发区域两类城市化地区是京津冀水气环境的主要承压区,其环境胁迫程度占京津冀地区全域的65.98%,仍然是环境污染防治与管控的重点区域;④ 人口规模和经济发展水平是县域环境胁迫的控制性因素,此外还受环境处理技术水平、农业生产投入强度、国土开发强度以及城镇化等因素影响;⑤ 各驱动因素对县域环境胁迫的驱动作用存在空间异质性,需针对驱动力作用强度及其空间差异,采取差别化环境治理与源头减排对策,精准提升京津冀地区环境协同管制效果。     

经济海藻羊栖菜（Sargassum fusiforme）幼体对镉胁迫的响应特性

镉(Cd)是水生生态环境中常见的重金属污染物,通常会抑制植物的生长,减少生物量,对植物产生毒害作用。为了研究羊栖菜幼苗对海水中Cd胁迫的抗氧化响应特性,我们在天然海水和Cd加富(100 μmol·L^-1)海水两种不同的Cd浓度下培养羊栖菜幼体。实验结果表明:Cd加富胁迫显著抑制了羊栖菜幼苗生长,使藻体颜色变暗。此外,高Cd处理显著降低了羊栖菜中的色素含量,生长速率,过氧化物酶(POD)活性,脱氢抗坏血酸(DHA)含量和谷胱甘肽还原酶(GR)活性。相反,高Cd处理显著促进了藻体内的Cd元素积累、对Cd₂⁺吸收速率,并增加了其暗呼吸/净光合速率比值(R_d/P_n),抗坏血酸(Vc)含量,可溶性蛋白质(SP)含量,且还原型谷胱甘肽(GSH)以及羊栖菜的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加,但对丙二醛(MDA)的影响不显著。虽然羊栖菜幼苗增加了其抗氧化活性并促进AsA-GSH循环,以产生H₂O₂并维持健康的新陈代谢,但高Cd胁迫显著限制了幼苗的光合作用,降低了其光合色素,抑制了其生长,并使其藻体颜色发生变化。海水中高浓度的Cd对羊栖菜幼苗具有毒性作用,并且极大地增加了这种海藻的食用风险。     

镉或铬胁迫对拟穴青蟹血细胞总数和酚氧化酶活性的影响

采用实验生态学的方法研究了Cd2+或Cr6+胁迫1d,3d,5d,7d,9d后对拟穴青蟹血细胞总数(THC)和血清酚氧化酶(PO)活性的影响。结果表明,拟穴青蟹THC在Cd2+胁迫或Cr6+胁迫1d后即显著下降(P0.05),Cd2+胁迫对拟穴青蟹THC的影响较Cr6+胁迫大,持续时间长。随着胁迫时间延长至9d后,Cr6+胁迫下的拟穴青蟹THC可逐渐恢复至与对照组差异不显著状态(P0.05),然而0.075mg·L-1、0.1mg·L-1Cd2+胁迫组的拟穴青蟹THC仍显著降低(P0.05)。拟穴青蟹血清PO活性在Cd2+胁迫或Cr6+胁迫均被显著抑制(P0.05),但剂量效应关系不明显。拟穴青蟹血清PO活性在Cr6+胁迫1d后即表现被抑制,但持续时间较短;在Cd2+胁迫组即在胁迫5d后才呈现出被抑制,但持续时间较长。由此可见,镉胁迫或铬胁迫对拟穴青蟹THC和血清PO活性的影响显著。