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鲸类物种潜在生物可移除量估算及其对管理的启示

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水产学报 2024年

作者：石一茜戴小杰上海海洋大学农业农村部大洋渔业开发重点实验室上海海洋大学海洋科学学院上海海洋大学大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室

为解决鲸类物种由于寿命较长和低繁殖力及种群丰度难以获得准确的观测和评估等特性，实验采用模拟分析方法预测了鲸类物种丰度变化和人为影响以提升保护鲸类物种的能力。潜在生物可移除量(Potential Biological Removal， PBR)是维持鲸... 详细信息

为解决鲸类物种由于寿命较长和低繁殖力及种群丰度难以获得准确的观测和评估等特性，实验采用模拟分析方法预测了鲸类物种丰度变化和人为影响以提升保护鲸类物种的能力。潜在生物可移除量(Potential Biological Removal， PBR)是维持鲸类物种可持续健康发展的极限死亡量，它由最小种群丰度(NMIN)、种群最大净生产率(RMAX)和种群恢复因子(FR)3个关键参数决定，3个参数值的不同设定会导致极限死亡量估算的偏差或误差。实验通过模拟，考察处于衰减水平状态下的鲸类物种在NMIN、RMAX和FR等参数估算不确定情况下的恢复能力，即在管理目标规定年份中种群是否恢复并保持在最大净生产水平(Maximum Net Productivity Level， MNPL)的可能性。结果显示，针对在当前种群丰度和人为造成的死亡量估计存在不确定性的情况下，选择NMIN的第5百分位估计值(5%-N)和FR=0.5的组合，能使处于衰减的种群在80年内恢复资源(高于MNPL)的概率达95%以上。研究表明，可根据种群丰度估计的精确度以及不同的保护目标(如种群恢复时间)，调整NMIN和FR的值以确定鲸类物种的极限死亡量，为不同的鲸类物种保护和种群恢复提供科学依据。

关键词：鲸类死亡量人为影响种群恢复

鲸类c-mos基因的序列变异性及在系统发生分析中应用的初步研究

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兽类学报 2003年第4期23卷 277-282页

作者：杨光季国庆周开亚魏辅文南京师范大学生命科学学院遗传资源研究所南京210097 中国科学院动物研究所北京100080

通过猪等的c -mos基因保守区序列设计了用于扩增鲸类c -mos基因的引物。应用此引物扩增并测定了齿鲸类 5个科 12个种 5 4 6bp的c -mos基因编码区序列。结果表明鲸类的c -mos基因遗传变异水平较低。在系统发生重建中 ,同科的物种聚为单... 详细信息

通过猪等的c -mos基因保守区序列设计了用于扩增鲸类c -mos基因的引物。应用此引物扩增并测定了齿鲸类 5个科 12个种 5 4 6bp的c -mos基因编码区序列。结果表明鲸类的c -mos基因遗传变异水平较低。在系统发生重建中 ,同科的物种聚为单系 ,但不能很好地解决科下亚科间的关系 ,提示c -mos基因仅适于鲸类科级以上阶元的系统发生研究。

关键词：鲸类 C-mos基因变异系统发生引物

鲸类二次水生生境适应Epac1和Epac2基因的分子进化

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兽类学报 2018年第6期38卷 535-542页

作者：李奎章纬菁柴思敏徐士霞杨光南京师范大学生命科学学院江苏省生物多样性与生物技术重点实验室南京210023

心率即心脏跳动的速度,不仅反映心脏的功能,还与寿命的长短及能量代谢有关。与大多数陆生哺乳动物相比,鲸类心率显著降低。降低的心率有助于鲸类寿命的延长及能量的高效利用,便于其适应极端的海洋环境,而这一适应的分子机制尚不清楚。... 详细信息

心率即心脏跳动的速度,不仅反映心脏的功能,还与寿命的长短及能量代谢有关。与大多数陆生哺乳动物相比,鲸类心率显著降低。降低的心率有助于鲸类寿命的延长及能量的高效利用,便于其适应极端的海洋环境,而这一适应的分子机制尚不清楚。鉴于此,本研究采用基于最大似然法的枝模型、枝位点模型结合蛋白质功能差异分析等方法,对控制心率的环腺苷酸结合蛋白(Epac1和Epac2)基因进行适应性探究。分析结果表明,Epac1在长寿鲸类即须鲸类和抹香鲸(Physeter macrocephalus)组合进化支中检测到加速进化过程,且枝位点模型在须鲸类祖先支中检测到的强烈的正选择位点均位于功能重要的催化区;另外,该蛋白质在鲸类中还发生了显著的功能修饰(θ=0. 529 6±0. 130 0; P 鲸(Balaena mysticetus)中检测到的正选择位点同样位于功能重要的催化区。上述结果提示Epac1和Epac2在鲸类中均产生了适应性进化,这一方面可能有助于鲸类心率降低,另一方面也可能与其较长的寿命及高效的能量利用有关。

关键词：鲸类心率 Epac1 Epac2

利用环境DNA技术探测南海西沙鲸类物种多样性

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中国水产科学 2023年第12期30卷 1566-1576页

作者：麦俊晓张帅郑若丹王腾赖晓芳蒋佩文王文欣陈作志李敏江苏海洋大学海洋科学与水产学院中国水产科学研究院南海水产研究所农业农村部外海渔业可持续利用重点实验室广东省渔业生态环境重点实验室上海海洋大学海洋科学学院

本研究通过提取南海西沙海域水体样本的环境DNA,利用鲸类线粒体12S r RNA和16S r RNA通用引物进行扩增和高通量测序,并结合目视观测的结果探讨环境DNA技术在鲸类物种多样性研究中的应用前景。结果显示,4种通用引物在鲸类鉴定方面具有一... 详细信息

本研究通过提取南海西沙海域水体样本的环境DNA,利用鲸类线粒体12S r RNA和16S r RNA通用引物进行扩增和高通量测序,并结合目视观测的结果探讨环境DNA技术在鲸类物种多样性研究中的应用前景。结果显示,4种通用引物在鲸类鉴定方面具有一定的有效性,利用4种通用引物在西沙海域19个站点的样品中检测到5种鲸类,分别为热带斑海豚(Stenella attenuata)、长吻飞旋海豚(Stenella longirostris)、弗氏海豚(Lagenodelphis hosei)、小布氏鲸(Balaenoptera edeni edeni)和短鳍领航鲸(Globicephala macrorhynchus),采样过程中观测到的3种鲸类分别为:热带斑海豚、长吻飞旋海豚和瑞氏海豚(Grampus griseus)。两种方法检获的优势物种一致,利用环境DNA技术检测到了未被观测到的物种。结合引物Cet-12S和Marver3的检测结果可以涵盖所有站点(n=17)和所有鲸类物种(n=5),表明针对不同基因片段的引物结合使用有利于检测效果的提高。对于检出的鲸类序列和物种数,4种引物之间不存在显著差异,其中Cet-12S检出的鲸类序列数和物种数占比最高,分别为33.0%和21.1%,而其他引物检出的鲸类序列数和物种数占比仅为0.2%～0.6%和2.0%～4.1%。此外,Cet-12S非特异扩增的序列数和物种数显著低于其他3种引物,是特异性较高的鲸类环境DNA通用引物。相较目视观测,环境DNA技术具有灵敏度高、效率高且成本低等优势,适用于鲸类的物种多样性研究。本研究丰富了西沙海域的鲸类物种多样性信息,为鲸类保护和研究提供了技术参考。

关键词：环境DNA 通用引物鲸类物种多样性西沙南海

鲸类低氧耐受的分子机制初探:基于HIF1α和TSC1基因的生物信息学分析

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兽类学报 2021年第3期41卷 296-309页

作者：刘瑞曹阳刘兴田然徐士霞江苏省生物多样性重点实验室南京师范大学生命科学学院南京210023

鲸类(Cetacea)具有超强潜水能力,长时间潜水造成的体内低氧是其适应完全水生生活面临的挑战之一。为了克服体内低氧环境,鲸类产生了一系列低氧耐受相关的解剖和生理等方面的适应特征,然而这一适应的分子机制仍不清楚。本研究选择在细胞... 详细信息

鲸类(Cetacea)具有超强潜水能力,长时间潜水造成的体内低氧是其适应完全水生生活面临的挑战之一。为了克服体内低氧环境,鲸类产生了一系列低氧耐受相关的解剖和生理等方面的适应特征,然而这一适应的分子机制仍不清楚。本研究选择在细胞感知和适应内环境氧分压变化的过程中发挥重要作用的低氧诱导因子(Hypoxia-inducible factor 1α,HIF1α)和低氧环境下抑制能量代谢的结节性复合物1(Tuberous sclerosis complex 1,TSC1)基因为候选基因,选择压力检测发现鲸类TSC1基因的6个正选择位点至少被两种最大似然法(Maximum Likelihood, ML)检测到,且通过与陆生哺乳动物同源序列比较分析,鲸类鉴定出7个特异的氨基酸突变。这些正选择和特异突变位点有30.77%(4/13)发生了激进氨基酸性质改变,且正选择位点位于重要结构域附近。正选择信号主要集中在鲸类内部各支系中,提示鲸类为了适应低氧环境,这两个基因可能发生了功能改变,以保护细胞免受低氧损伤。我们在低氧耐受不同类群间共检测到66个平行/趋同进化位点,为低氧耐受不同类群的趋同的低氧适应提供了分子证据。

关键词：鲸类低氧耐受 HIF1α基因 TSC1基因

鲸类视觉退化分子机制的研究：基于GNAT2和CNGB3基因的进化分析

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兽类学报 2018年第6期38卷 525-534页

作者：牛旭梁琰琰朱康丽赵俊鹏徐士霞杨光南京师范大学生命科学学院江苏省生物多样性与生物技术重点实验室南京210023

鲸类是一类次生性的水生哺乳动物,其陆生祖先大约53～56 Ma从陆地返回海洋。为了适应水下的弱光环境,鲸类的光感受器以视杆细胞为主,视锥细胞功能大多退化,缺乏辨别颜色的能力,然而鲸类视觉退化的分子机制尚不清楚。本文选择在视锥细胞... 详细信息

鲸类是一类次生性的水生哺乳动物,其陆生祖先大约53～56 Ma从陆地返回海洋。为了适应水下的弱光环境,鲸类的光感受器以视杆细胞为主,视锥细胞功能大多退化,缺乏辨别颜色的能力,然而鲸类视觉退化的分子机制尚不清楚。本文选择在视锥细胞中表达且对光传导级联反应起重要作用的GNAT2和CNGB3基因,通过PCR扩增、测序以及在数据库中下载已有的基因序列,共获得8个鲸类代表性物种的同源序列。MEGA6. 0软件比对发现侏儒抹香鲸和抹香鲸的GNAT2基因分别在148位和1012位插入了1个碱基A,而抹香鲸的CNGB3分别在554位和1407位有1个碱基的缺失,导致提前终止密码子出现;另外,小须鲸CNGB3基因在1525～1527位出现了提前终止密码子,提示鲸类的这两个基因可能为假基因。通过I-TASSER在线预测GNAT2和CNGB3蛋白的三维结构,发现出现移码突变终止密码子的位置均位于这两个基因的重要功能域。另外,运用PAML软件的Branch model分析表明发生假基因的鲸类物种GNAT2和CNGB3基因出现选择压力放松,且假基因化可能是一个近期事件。侏儒抹香鲸、抹香鲸以及小须鲸的GNAT2和CNGB3基因出现假基因可能与其深潜习性以及完全的水生生境导致其色觉功能丢失相关。此外,Free-ratio model分析发现其他鲸类的ω值接近于1,说明GNAT2和CNGB3基因出现了选择压力放松,这可能是长期适应水生生境视觉退化的结果。

关键词：鲸类 GNAT2 CNGB3 视觉选择压力放松

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鲸类分子系统学研究进展

动物分类学报 2003年第3期28卷 367-373页

作者：杨光季国庆魏辅文南京师范大学生命科学学院南京210097 中国科学院动物研究所北京100080

综述了近年来分子生物学标记技术在鲸类系统学研究中的进展。分子生物学证据支持鲸目与有蹄类之间有较近的亲缘关系 ,并支持鲸类的单系起源 ,但鲸类不同类群 (须鲸类、抹香鲸类及不包括抹香鲸类的齿鲸类 )之间的系统发生关系仍存在争议... 详细信息

综述了近年来分子生物学标记技术在鲸类系统学研究中的进展。分子生物学证据支持鲸目与有蹄类之间有较近的亲缘关系 ,并支持鲸类的单系起源 ,但鲸类不同类群 (须鲸类、抹香鲸类及不包括抹香鲸类的齿鲸类 )之间的系统发生关系仍存在争议。抹香鲸类到底与须鲸类还是与其它齿鲸类有更近的亲缘关系 ,不同的分子生物学家所得到的结果并不一致。此外 ,分子生物学技术还被用于解决须鲸亚目和齿鲸亚目内科间以及科内种间的系统发生关系 ,特别是齿鲸亚目的海豚科、鼠豚科和淡水豚类。通过分子标记技术来研究鲸类种下的遗传结构是鲸类分子系统学研究中的一个新热点 ,使用的标记主要是mtDNA控制区、核DNA微卫星和主要组织相容性复合体 (majorhisto compatibilitycomplex ,MHC)

关键词：鲸类分子系统学起源系统发生

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鲸类微卫星引物对长江江豚的适用性研究

水生生物学报 2004年第6期28卷 640-646页

作者：夏军红郑劲松王丁中国科学院水生生物研究所

微卫星在长江江豚 (Neophocaenaphocaenoidesasiaeorientalis)中的应用研究还未见报道。本研究采用已发表的来自 6个鲸种的 2 3对微卫星引物对一个长江江豚群体DNA样本进行了微卫星扩增。结果表明其中有 7对引物在此群体中的扩增产物是... 详细信息

微卫星在长江江豚 (Neophocaenaphocaenoidesasiaeorientalis)中的应用研究还未见报道。本研究采用已发表的来自 6个鲸种的 2 3对微卫星引物对一个长江江豚群体DNA样本进行了微卫星扩增。结果表明其中有 7对引物在此群体中的扩增产物是稳定且多态的 ,序列分析结果表明这 7对引物的扩增产物都具有AC或GT两碱基重复单元 ,从而证明了扩增的有效性。

关键词：鲸类微卫星引物长江江豚 DNA 脱氧核糖核酸序列分析

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鲸类搁浅及其原因探讨

海洋科学 2000年第6期24卷 7-10页

作者：祝茜姜波汤庭耀山东大学威海分校海洋生物工程系264209

鲸类曾是人类所需求的肉、油、医药和工业原料等极为重要的来源之一,然而,令人吃惊的是人类对鲸类的认识却十分贫乏。究其原因,主要有以下几点:(1)早期鲸类的资源量比现在要多得多,人们所追求的是捕鲸的数量,因此自然而然地将重点放在... 详细信息

鲸类曾是人类所需求的肉、油、医药和工业原料等极为重要的来源之一,然而,令人吃惊的是人类对鲸类的认识却十分贫乏。究其原因,主要有以下几点:(1)早期鲸类的资源量比现在要多得多,人们所追求的是捕鲸的数量,因此自然而然地将重点放在船只和捕鲸工具的改善上,忽视了对鲸类生

关键词：鲸类搁浅搁浅原因返祖论污染论