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淡水鱼类环境DNA宏条形码引物的筛选及其在千岛湖的应用

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湖泊科学 2024年第1期36卷 187-199页

作者：周严童璐胡文静李志力郝雷刘其根胡忠军上海海洋大学农业农村部鱼类营养与环境生态研究中心上海201306 上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海201306

基于环境DNA(eDNA)技术的鱼类多样性监测方法因具有灵敏度高、对目标生物无伤害以及成本低等特点,近年来在国内外得到了广泛应用。eDNA方法的有效性往往取决于宏条形码引物的选择,尽管目前已经有一些鱼类环境DNA宏条形码引物,但较少有... 详细信息

基于环境DNA(eDNA)技术的鱼类多样性监测方法因具有灵敏度高、对目标生物无伤害以及成本低等特点,近年来在国内外得到了广泛应用。eDNA方法的有效性往往取决于宏条形码引物的选择,尽管目前已经有一些鱼类环境DNA宏条形码引物,但较少有研究综合评估这些引物的检出效果。本研究评估了来自COI、Cytb、12S rRNA和16S rRNA基因的29对鱼类e DNA宏条形码引物(包括本研究设计的2对和从国内外文献中引用的27对引物),首先基于计算机模拟PCR(in silico PCR)进行了初步分析,随后通过高通量测序对其中效果较好的17对引物开展了更进一步的验证,结果显示:计算机模拟PCR结果良好的引物在进行高通量测序时并非全部表现良好,表明引物的筛选不能仅仅依靠计算机模拟PCR;具有更长扩增片段长度的宏条形码引物并没有获得理想中更好的扩增效果,表现效果好的引物大多是扩增片段长度处于200~300 bp之间的引物;相对于COI和Cytb而言,12S rRNA引物与16S rRNA引物均具有良好的扩增效果,适宜作为鱼类环境DNA宏条形码而用于鱼类多样性研究;同时,鉴于当前的鱼类DNA条形码数据库尚不完备以及不同引物的特性不同,使用多对引物将大大增加物种的检出概率和e DNA研究的可信性。本研究展示了eDNA在评估生物多样性方面的潜力,有助于将来的鱼类eDNA研究,从而为鱼类多样性的保护提供参考。

关键词： eDNA DNA宏条形码生物多样性计算机模拟PCR 引物千岛湖

日本沼虾Bax基因克隆及其在低氧胁迫过程中的作用

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水产学报 2024年第8期48卷 67-80页

作者：赵倩倩孙西超郑诚薛程孙盛明上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室

为探究细胞凋亡相关基因Bax (B-cell lymphoma-2 associated X protein)在日本沼虾低氧胁迫过程中所发挥的作用，实验采用c DNA末端快速扩增(RACE) PCR技术获得日本沼虾细胞凋亡相关基因Bax的c DNA全长序列，采用半定量RT-PCR与实时荧... 详细信息

为探究细胞凋亡相关基因Bax (B-cell lymphoma-2 associated X protein)在日本沼虾低氧胁迫过程中所发挥的作用，实验采用c DNA末端快速扩增(RACE) PCR技术获得日本沼虾细胞凋亡相关基因Bax的c DNA全长序列，采用半定量RT-PCR与实时荧光定量PCR(qPCR)分析其在日本沼虾不同组织、不同低氧阶段的表达情况，同时采用Western blot与免疫组化分析了低氧下日本沼虾Bax蛋白的表达与定位。日本沼虾Bax基因c DNA全长2 287 bp (NCBI登录号：MZ823353)，包括5′非编码区(UTR)为42 bp,3′UTR为814 bp，开放阅读框(ORF) 1 431 bp，编码476个氨基酸。通过软件和生物信息网站对其序列进行分析，氨基酸相似度比对显示，日本沼虾细胞凋亡基因Bax富含高度保守的BH1、BH2及BH3结构域。系统进化树分析显示，日本沼虾Bax基因与斑节对虾等甲壳动物Bax聚为一支，具有最近的亲缘关系。RT-PCR结果表明，日本沼虾Bax基因在肝胰腺中表达量最高，在脑中表达量最低。在低氧胁迫1～96 h时，日本沼虾鳃和肝胰腺组织Bax基因表达量均显著高于对照组，这与日本沼虾Bax蛋白表达丰度基本相似。通过构建原核表达载体获得体外重组蛋白Bax，并将纯化重组蛋白免疫兔子获得抗血清。免疫组化结果显示，鳃和肝胰腺Bax蛋白阳性信号主要定位在鳃上皮细胞和肝细胞中。最后，采用流式细胞仪分析表明，日本沼虾血细胞凋亡率在低氧胁迫96 h时显著高于对照组，这与日本沼虾Bax基因转录水平和蛋白表达丰度相吻合。研究表明，日本沼虾Bax基因在日本沼虾不同组织应答低氧胁迫分子过程中均具有促凋亡作用。本研究可为探明日本沼虾不耐低氧的分子机制提供理论参考。

关键词：日本沼虾 Bax 细胞凋亡低氧原核表达

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鲢♀×鳙♂杂交鱼与其亲本的形态差异分析

中国水产科学 2024年第4期31卷 391-402页

作者：刘凯张之怡侯鑫王军陈晓雯王成辉上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室水产科学国家级实验教学示范中心上海水产养殖工程技术研究中心

鲢(Hypophthalmichthys molitrix)和鳙(Hypophthalmichthys nobilis)是我国特有鱼类,已被引入美国密西西比河流域并产生了自然杂交种,而在我国鲜有自然杂交的报道。为了解鲢鳙杂交鱼的形态差异和生物学特征,本研究对鲢、鳙及其杂交鱼(... 详细信息

鲢(Hypophthalmichthys molitrix)和鳙(Hypophthalmichthys nobilis)是我国特有鱼类,已被引入美国密西西比河流域并产生了自然杂交种,而在我国鲜有自然杂交的报道。为了解鲢鳙杂交鱼的形态差异和生物学特征,本研究对鲢、鳙及其杂交鱼(鲢♀×鳙♂)的外部形态特征、体表色泽、色素细胞、部分器官和骨骼形态进行了比较观察。结果显示,在18个可数性状中,6个性状与鲢、鳙存在极显著差异(P部和背鳍前的躯干特征性状。杂交鱼的体表和腹膜色泽介于鲢、鳙之间,但与鲢更为接近,而鳞片的黑色素细胞数量显著高于鲢(P生态适应性和我国鲢鳙的种质保护研究提供科学依据。

关键词：鲢鳙远缘杂交形态特征体色器官结构

中华绒螯蟹Kcna基因功能及其与生长性状的关联分析

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上海海洋大学学报 2024年第3期33卷 533-542页

作者：薛磊侯鑫曾详健陈晓雯王军王成辉上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海201306 上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心上海201306 上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心上海201306

为探究中华绒螯蟹Kcna基因的结构、表达模式及生长发育中的分子功能,克隆了中华绒螯蟹Kcna(命名为Es-Kcna)基因的全长,并开展了生物信息学分析和时空表达模式研究;观察了干扰Kcna基因后中华绒螯蟹生长表型性状的变化;筛选了Es-Kcna基因... 详细信息

为探究中华绒螯蟹Kcna基因的结构、表达模式及生长发育中的分子功能,克隆了中华绒螯蟹Kcna(命名为Es-Kcna)基因的全长,并开展了生物信息学分析和时空表达模式研究;观察了干扰Kcna基因后中华绒螯蟹生长表型性状的变化;筛选了Es-Kcna基因的SNP标记并与种群地理分布、生长性状进行了关联分析。结果显示:Kcna基因位于中华绒螯蟹第46号染色体上,全长945304 bp,含有9个外显子;其中,cDNA全长2080 bp,开放阅读框1584 bp,编码527个氨基酸;原子总量为8433,分子结构式为C_(2719)H_(4210)N_(702)O_(787)S_(15),预测蛋白等电点(pI)为5.23,相对分子量为59.81 Ku。系统进化树分析显示Es-Kcna基因与三疣梭子蟹Kcna基因的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示Es-Kcna基因在蜕壳前期、蜕壳间期和蜕壳后期的肌肉、心脏、肠道等6种组织中均有表达,其中以肌肉组织中的表达丰度最高。与对照组相比,干扰Kcna基因的表达后,实验组蟹的体质量、蜕壳增重率和第二步足长度显著降低;肌肉组织切片结果显示实验组步足肌肉肌纤维直径小于对照组。此外,在Es-Kcna基因的第8外显子上鉴定出1个SNP位点(A1461G),该位点在辽河野生群体显著富集GG基因型,而在长江野生群体富集AA基因型。生长性状的关联分析表明,具有AA型个体的步足长度显著长于GG型个体。本研究为Kcna基因调控中华绒螯蟹生长的分子功能和遗传育种研究提供了研究基础,并为区分长江、辽河野生中华绒螯蟹提供重要参考。

关键词：中华绒螯蟹 Kcna 基因结构 RNA干扰 SNP

三角帆蚌谷胱甘肽硫转移酶基因克隆表达及其类胡萝卜素转运功能分析

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水产学报 2024年第8期48卷 81-90页

作者：颜玲钟婧妍袁永斌张瑶胡宏辉陆婷婷白志毅上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海海洋大学上海市水产动物良种创新与绿色养殖协同中心上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心

为了阐明谷胱甘肽硫转移酶Pi类基因(HcGSTP1)在三角帆蚌类胡萝卜素转运中的作用，并探讨该基因表达与三角帆蚌壳色的相关性。本实验克隆并鉴定了三角帆蚌HcGSTP1基因，对其进行了序列特征和进化分析，通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)和... 详细信息

为了阐明谷胱甘肽硫转移酶Pi类基因(HcGSTP1)在三角帆蚌类胡萝卜素转运中的作用，并探讨该基因表达与三角帆蚌壳色的相关性。本实验克隆并鉴定了三角帆蚌HcGSTP1基因，对其进行了序列特征和进化分析，通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)和原位杂交(ISH)技术检测了HcGSTP1基因在三角帆蚌中的表达及定位情况，利用RNAi技术对其功能及作用机制进行了初步分析。结果显示，HcGSTP1基因的全长cDNA序列为1 317bp，其中开放阅读框(ORF)区为618 bp，编码205个氨基酸，包含一个GST-N-pi结构域和GST-C-Pi结构域。qRT-PCR结果显示，HcGSTP1基因在紫蚌肝胰腺和斧足中表达量极显著高于白蚌，且在紫蚌边缘膜和中央膜中表达量显著高于白蚌。原位杂交结果显示，HcGSTP1基因在外套膜的外褶、背膜区、腹膜区、部分中褶以及外褶与中褶连接处出现明显的阳性信号。RNAi技术结果显示，HcGSTP1基因在边缘膜中表达的干扰率达83.74%，同时发现边缘膜中总类胡萝卜素含量(TCC)降低了30.12%。上述实验结果初步证实HcGSTP1基因参与三角帆蚌类胡萝卜素的转运，进而可能会影响贝壳及珍珠呈色，为深入理解三角帆蚌类胡萝卜素转运及贝壳和珍珠颜色形成机制补充了分子依据。

关键词：三角帆蚌 HcGSTP1基因类胡萝卜素转运

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短期驯化对水芹耐低盐胁迫的影响

中国生态农业学报(中英文) 2024年

作者：汤旭升刘文畅郭衍硕罗国芝谭洪新中国-东盟海水养殖技术“一带一路”联合实验室上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心农业农村部淡水水产种质资源重点实验室

为探究低盐胁迫对水芹（Oenanthe javanica）生长的影响和短期驯化在提升其耐盐度方面的效果，本研究评估并对比了54 d内，盐度为2、4、6和8 PSU （Practical salinity units，实用盐度）的低盐胁迫对驯化与未驯化水芹生长状态和生... 详细信息

为探究低盐胁迫对水芹（Oenanthe javanica）生长的影响和短期驯化在提升其耐盐度方面的效果，本研究评估并对比了54 d内，盐度为2、4、6和8 PSU （Practical salinity units，实用盐度）的低盐胁迫对驯化与未驯化水芹生长状态和生理生化的影响。在水培条件下，以每3 d 提升2 PSU的方法对水芹进行驯化。结果显示，经过54 d的胁迫，短期驯化与未驯化的水芹最高可在6 PSU盐度条件下存活，而盐度差异和短期驯化显著影响了水芹的生长和生化过程。胁迫盐浓度超过2 PSU时，生长状态方面，盐胁迫导致水芹的鲜重增长率、叶片相对含水量（RWC）、叶绿素（SPAD）和植物品质（总蛋白、维生素C和可溶性多糖）分别下降63.7%、5.8%、10.3%和13.4%以上，而驯化后仅下降20.6%、3.8%、3.7%和2.1%以上; 生理生化方面，盐胁迫导致水芹的丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）、活性氧（ROS）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）和过氧化氢酶（CAT）分别上升65.4%、33.0%、30.6%、25.2%、23.7%、14.9%、21.5%和16.3%以上，而驯化后仅分别上升34.2%、66.8%、8.0%、42.5%、51.3%、42.5%、50.0%和45.0%以上; 盐胁迫导致叶片和根系K+/Na+比值分别下降89.4%和84.1%以上，而驯化后仅分别下降64.8%和60.6%以上。综上，低盐胁迫对水芹的生长及其生理生化反应产生不同程度的负面影响，而短期驯化可减弱这种负面影响。

关键词：低盐胁迫短期驯化水芹生长生理生化胁迫缓解

2021年度长江口江心青草沙水库鱼类群落结构

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上海海洋大学学报 2024年第1期33卷 114-123页

作者：邢烁张成陈立婧龚小玲上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室上海201306 上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心上海201306

为了解长江口江心青草沙水库的鱼类群落结构,于2021年对该水库进行了鱼类资源调查和群落结构分析。共采集鱼类3209尾,分属于9目13科36属46种,以鲤科淡水鱼类为主;鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、花(Hemiba... 详细信息

为了解长江口江心青草沙水库的鱼类群落结构,于2021年对该水库进行了鱼类资源调查和群落结构分析。共采集鱼类3209尾,分属于9目13科36属46种,以鲤科淡水鱼类为主;鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、花(Hemibarbus maculatus)、鲫(Carassius auratus)、刀鲚(Coilia nasus)、翘嘴鲌(Culter alburnus)、长蛇(Saurogobio dumerili)、花鲈(Lateolabrax japonicus)的IRI均超过1000,为优势种;优势种生态位分析显示肉食性和杂食性鱼类在食物资源和生存环境存在较高的生态位重叠,这两种鱼类种群规模扩大受到食物、空间等资源的限制会比生态位重叠低的更大;鲢、鳙与其他鱼类生态位重叠较低,在水库内受到的食物、空间等资源的竞争较小。年度的Margalef种类丰富度指数(D)为5.70,Shannon-Wiener多样性指数(H')为3.01,Pielou均匀度指数(J)为0.78,Simpson优势度指数(C)为0.81,与2015—2019年水库的调查相比,青草沙水库鱼类物种多样性提升明显,ABC曲线表明鱼类群落结构受外界因素干扰小,总体而言,青草沙水库鱼类更加丰富,群落处于稳中向好的状态。

关键词：长江口江心水库鱼类群落结构生态位鱼类多样性

三角帆蚌B族Ⅰ型清道夫受体基因HcSR-B1分子特征及类胡萝卜素代谢功能初探

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水产学报 2024年

作者：张瑶刘瀚璐陆婷婷颜玲吕雪峰王昊王志炎白志毅上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海海洋大学上海市水产动物良种创新与绿色养殖协同中心上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心

类胡萝卜素代谢是影响三角帆蚌贝壳颜色和珍珠颜色的重要功能物质。本实验从已有的全基因组库中获得的HcSR-B1基因序列进行生物信息学分析，其开放阅读框长1 626 bp (GenBank：OR296620)，编码541个氨基酸，包括一个典型的CD36结构域及... 详细信息

类胡萝卜素代谢是影响三角帆蚌贝壳颜色和珍珠颜色的重要功能物质。本实验从已有的全基因组库中获得的HcSR-B1基因序列进行生物信息学分析，其开放阅读框长1 626 bp (GenBank：OR296620)，编码541个氨基酸，包括一个典型的CD36结构域及2个跨膜结构域。系统进化树及氨基酸比对分析证实，HcSR-B1基因进化较为保守，与文蛤相似性最高。以具有高、中、低类胡萝卜素代谢能力的三角帆蚌品系金蚌、紫蚌和白蚌为研究对象，实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析结果显示，HcSR-B1基因在肝胰腺、边缘膜、中央膜、斧足及闭壳肌中表达量均为金蚌最高、白蚌最低，且在肝胰腺及外套膜两个组织中均呈现显著性差异；原位杂交实验发现该基因在外套膜边缘均具有阳性信号，并且在外褶（OF）、中褶（MF）、中褶与内褶连接处及腹膜区（VM）中出现的阳性信号较其余部分更强；RNA干扰沉默基因表达72 h后，最佳干扰组基因表达量显著降低71.72%，该组外套膜组织总类胡萝卜素含量 (TCC) 相应降低50.5%。研究表明，HcSR-B1基因能够影响三角帆蚌类胡萝卜素的吸收转运过程，进而通过生物矿化过程影响贝壳或珍珠颜色。本研究可以深化对三角帆蚌壳色和珍珠颜色形成分子机制的理解。

关键词：三角帆蚌类胡萝卜素 HcSR-B1基因珍珠壳色生物矿化

基于鱼类完整性指数的上海黄浦江骨干人工河流水生态系统健康评价

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上海海洋大学学报 2024年第1期33卷 99-113页

作者：高敏佳陈振锋张彦彦龚珑张亚唐振赵振官唐文乔上海海洋大学海洋动物系统分类与进化上海高校重点实验室上海201306 上海市生态环境局上海200003 上海海洋大学水产种质资源发掘与利用省部共建教育部重点实验室上海201306

为深入了解上海黄浦江5条骨干人工河流的生态系统现状,采用鱼类生物完整性指数(F-IBI)方法对其水生态系统的健康状况作了评价。2021年6月(夏季)和11月(秋季)租用专业渔船在5条河流共计20个断面采集到鱼类标本10092尾,隶属于8目17科45属6... 详细信息

为深入了解上海黄浦江5条骨干人工河流的生态系统现状,采用鱼类生物完整性指数(F-IBI)方法对其水生态系统的健康状况作了评价。2021年6月(夏季)和11月(秋季)租用专业渔船在5条河流共计20个断面采集到鱼类标本10092尾,隶属于8目17科45属60种。以黄浦江上游为参照点,设置了5大类29个初选指标,然后根据分布范围筛选、判别能力筛选和相关性检验,构建了由8个指标组成的F-IBI评价体系。分析结果表明,金汇港和龙泉港总体处于“好”或“一般”的状态;大治河、川杨河和淀浦河空间差异较大,从“差”到“好”均有。其中夏季有14个采样断面为“一般”,各有3个采样断面为“好”或“差”;秋季有11个采样断面为“一般”,5个采样断面为“好”,4个采样断面为“差”。5条人工河流下游的健康状况普遍好于上游,但总体上与流经上海中心城区的黄浦江自然支流苏州河的健康状况相比较为均一。这些结果为上海黄浦江5条骨干人工河流的环境管理提供了参考资料。

关键词：黄浦江大型人工支流鱼类生物完整性指数水生态系统健康评价