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海藻糖对高温胁迫龙须菜的生理及基因表达的影响

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水产学报 2024年第6期48卷 157-168页

作者：陈文康张莹莹卢俊徐年军孙雪宁波大学海洋学院浙江省海洋生物工程重点实验室

为了探讨海藻糖在大型藻类抗逆中的作用及其机制，实验利用生理生化分析、高效液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)、荧光定量PCR (qRT-PCR)方法分析了外源海藻糖对高温胁迫下大型海藻龙须菜生长、抗逆相关物质和酶活性、植物激素及相关基因表... 详细信息

为了探讨海藻糖在大型藻类抗逆中的作用及其机制，实验利用生理生化分析、高效液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)、荧光定量PCR (qRT-PCR)方法分析了外源海藻糖对高温胁迫下大型海藻龙须菜生长、抗逆相关物质和酶活性、植物激素及相关基因表达的影响。结果发现，外源添加10 mmol/L海藻糖使龙须菜的相对生长速率和脯氨酸含量分别升高0.34倍(3 d)和0.30倍(24 h)，叶绿素荧光参数、超氧化物歧化酶和海藻糖-6-磷酸合成酶活性升高，但丙二醛含量和脂氧合酶(LOX)活性降低。同时，海藻糖激活了龙须菜中水杨酸代谢关键酶——异分支酸合成酶的活性及其基因表达，促进了水杨酸的积累(2.05倍)。此外，海藻糖可以使热激蛋白70基因表达稳定升高、lox2基因表达下调(12 h)。可见，外源海藻糖可以通过清除活性氧自由基，降低膜脂过氧化，促进渗透保护物质和抗逆植物激素水杨酸的积累等来促进高温下龙须菜的生长。本研究证明了海藻糖在龙须菜抗高温胁迫中具有重要作用，为龙须菜的抗逆育种工作提供了参考。

关键词：龙须菜海藻糖高温生理基因表达

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墨鱼骨结构的力学行为及其应变率效应

爆炸与冲击 2024年第4期44卷 24-33页

作者：蒋钰婷钟东海方泽辉丁圆圆周风华宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211

墨鱼骨是一种墨鱼内部产生的生物矿化壳,通过调节壳内的气液比从而实现墨鱼的深浅浮动,同时满足轻质和高刚度的力学特性,使墨鱼能够很好地适应深海环境,所以墨鱼骨是一种典型的高比刚度的多孔材料。为探究墨鱼骨结构的力学性能,通过Inst... 详细信息

墨鱼骨是一种墨鱼内部产生的生物矿化壳,通过调节壳内的气液比从而实现墨鱼的深浅浮动,同时满足轻质和高刚度的力学特性,使墨鱼能够很好地适应深海环境,所以墨鱼骨是一种典型的高比刚度的多孔材料。为探究墨鱼骨结构的力学性能,通过Instron材料试验机和分离式Hopkinson压杆实验装置,对墨鱼骨在不同加载应变率下的力学行为进行研究。研究结果表明,墨鱼骨在准静态加载下,其应力-应变曲线呈现典型的三阶段变化模式,即弹性段、平台段和压实段,具有很好地吸能缓冲作用;随着加载应变率的提高,墨鱼骨的初始压溃应力和平台应力也随之增加,表明墨鱼骨材料对加载应变率存在很强的敏感性。进一步分析不同生长方向的墨鱼骨在准静态压缩下的力学行为,结果表明随着生长方向的增加,墨鱼骨结构的刚度和吸能性能都得到了弱化,从而揭示了墨鱼骨材料压缩行为的各项异性。

关键词：多孔材料墨鱼骨高比刚度加载应变率吸能特性

中国栽培海藻碳汇经济价值时空分异及影响因素

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水产学报 2024年第10期 171-184页

作者：余悦儒杨锐陈海敏陈娟娟骆其君宁波大学浙江省海洋生物工程重点实验室宁波大学海洋学院

工业革命以来，人类活动导致大气中的温室气体浓度迅速攀升，严重影响了全球气候。开发蓝碳产业成为人们应对气候变化的重要举措。栽培海藻碳汇是蓝碳的重要组成部分。本研究以中国8个沿海省份栽培海藻数据为基础，测算其碳汇总经济价... 详细信息

工业革命以来，人类活动导致大气中的温室气体浓度迅速攀升，严重影响了全球气候。开发蓝碳产业成为人们应对气候变化的重要举措。栽培海藻碳汇是蓝碳的重要组成部分。本研究以中国8个沿海省份栽培海藻数据为基础，测算其碳汇总经济价值，并分析其时空分异特征；采用对数平均迪氏指数法(LMDI)解析中国栽培海藻碳汇总经济价值的影响因素。结果显示，2009—2021年，中国栽培海藻碳汇量及其总经济价值整体呈上升趋势，2021年分别达到87万t和488亿元。不同栽培海藻的碳汇量，从高到低依次为海带、江蓠、紫菜、裙带菜和其他(羊栖菜、麒麟菜、石花菜和浒苔)；单位面积碳去除能力，从高到低依次为海带、江蓠、裙带菜、其他和紫菜。福建、山东和辽宁三个省份的栽培海藻碳汇总经济价值较高，其余省份则较低。养殖效率效应(EFE)和养殖面积效应(AE)是栽培海藻碳汇总经济价值的主要驱动因素。研究表明，中国栽培海藻的碳汇潜力不容忽视，能够创造巨大的经济效益。栽培海藻的碳汇能力及其总经济价值存在一定的种间差异，可通过合理调整栽培物种和结构来提高海藻碳汇及其总经济价值。应从政府部门、科研单位及从业人员和社会公众三个层面出发，重视栽培海藻碳汇等渔业碳汇的功能和价值，促进渔业高质量发展，为减缓全球气候变暖，实现“双碳”目标做出更大贡献。

关键词：栽培海藻碳汇经济价值时空分异影响因素

髂动脉的流-固耦合模型及脉搏波传播特性分析

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 351-359页

作者：孙雪航李本森卢意成缪馥星宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211

本文研究髂动脉分叉几何特性对脉搏波传播特性的影响,应用多物理场分析软件,分别建立了基于髂动脉的直管分叉和曲管分叉流-固双向耦合有限元分析模型,对比分析了血管分叉角度对脉搏波传播特性的影响。研究发现,分叉几何特性对髂动脉脉... 详细信息

本文研究髂动脉分叉几何特性对脉搏波传播特性的影响,应用多物理场分析软件,分别建立了基于髂动脉的直管分叉和曲管分叉流-固双向耦合有限元分析模型,对比分析了血管分叉角度对脉搏波传播特性的影响。研究发现,分叉几何特性对髂动脉脉搏波传播有明显影响,在一个心动周期内,这两种模型预测的压力脉搏波和速度脉搏波幅值在血管分叉前一致度较高;分叉后,曲管分叉模型预测的脉搏波幅值较低、压降小,更符合人体实际情况。另外,分叉点处伴随着血管壁的应力集中现象,速度脉搏波幅值出现瞬时增加,这与分叉部位容易出现动脉狭窄和硬化等现象相一致。本文的初步研究结果将为脉搏波形用于动脉疾病的诊断提供一定的参考。

关键词：压力脉搏波速度脉搏波血管分叉流-固耦合分析数值模拟

外源ACC对龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)果孢子放散的生理影响及转录组分析

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海洋与湖沼 2024年第05期 1245-1257页

作者：周学优孙德光孙雪徐年军宁波大学海洋学院浙江省海洋生物工程重点实验室

龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)是我国产量第二大的养殖海藻，以龙须菜为材料，分别添加5种浓度的1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)，探究了其对龙须菜果孢子放散的作用，结果发现250μmol/L的ACC促进果孢子放散效果最佳。外源添加250μ... 详细信息

龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)是我国产量第二大的养殖海藻，以龙须菜为材料，分别添加5种浓度的1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)，探究了其对龙须菜果孢子放散的作用，结果发现250μmol/L的ACC促进果孢子放散效果最佳。外源添加250μmol/L的ACC后，第2天和第5天龙须菜光合作用进一步下降，第5天后超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性以及还原型抗坏血酸(AsA)含量显著上升，表明龙须菜果孢子的放散还和抗氧化系统密切相关。转录组结果显示ACC处理后第5天光合作用相关基因表达量下调，糖酵解通量增加，TCA循环和氮代谢途径的基因表达量显著上调；外源ACC显著上调了茉莉酸合成途径相关基因的表达，但对乙烯合成途径相关基因无显著影响。研究结果验证了ACC促进龙须菜果孢子放散的作用，为龙须菜的快速繁育提供了新的技术支撑。

关键词：龙须菜果孢子放散 1-氨基环丙烷-1-羧酸转录组

三叶崖爬藤查耳酮异构酶基因克隆与外源诱导表达及酶活性分析

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中草药 2024年第5期55卷 1677-1685页

作者：郦露群龚一富宋奕珩高孟雪王何瑜宁波大学海洋学院浙江省海洋生物工程重点实验室浙江宁波315832 宁波大学食品与药学学院浙江宁波315832

目的克隆三叶崖爬藤Tetrastigma hemsleyanum查耳酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)基因,探究CHI基因对三叶崖爬藤黄酮合成途径的调控作用。方法分析三叶崖爬藤转录组,获得三叶崖爬藤CHI基因序列,并进行生物信息学分析。采用实时荧光定... 详细信息

目的克隆三叶崖爬藤Tetrastigma hemsleyanum查耳酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)基因,探究CHI基因对三叶崖爬藤黄酮合成途径的调控作用。方法分析三叶崖爬藤转录组,获得三叶崖爬藤CHI基因序列,并进行生物信息学分析。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)测定三叶崖爬藤根、茎、块茎、老叶、幼叶及吲哚-3-乙酸(3-indoleacetic acid,IAA)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)、脱落酸(abscisic acid,ABA)、水杨酸(salicylic acid,SA)和酵母提取物(yeast extract,YE)等诱导条件下CHI基因的表达量,利用分光光度法测定黄酮含量和CHI酶活性变化,并对其进行相关性分析。结果转录组数据分析结果表明,三叶崖爬藤CHI基因全长为1096 bp(GenBank序号:OQ588006),含有1个长为714 bp的开放阅读框,编码237个氨基酸。三叶崖爬藤CHI蛋白分子式为C1148H1819N285O348S5,等电点(PI)为5.28,相对分子质量为25340,编码的氨基酸全都在膜外,不具跨膜结构,也不存在信号肽。三维空间结构分析表明,三叶崖爬藤CHI蛋白呈明显的倒置三明治状折叠结构,属于Chalcone-3超基因家族。进化树分析结果表明,三叶崖爬藤CHI蛋白序列与葡萄科植物亲缘关系最近。qRT-PCR结果表明,三叶崖爬藤CHI基因在三叶崖爬藤根、茎、块茎、老叶和幼叶等不同组织中均表达。诱导分析结果表明,5种外源诱导物质均提高了三叶崖爬藤黄酮含量,ABA诱导后CHI基因表达水平在72 h达到最高,其余诱导处理CHI基因表达量均在96 h达到最高,CHI酶活性均在96 h达到最高。相关性分析结果表明,三叶崖爬藤黄酮含量与CHI基因表达量不存在显著相关性,与CHI酶活性存在极显著正相关(R 2=0.453)。结论成功克隆了三叶崖爬藤CHI基因,该基因在三叶崖爬藤各组织中均表达。IAA、MeJA、ABA、SA和YE均促进CHI基因表达及酶活性的上升,在转录和翻译水平上调控三叶崖爬藤黄酮合成。

关键词：三叶崖爬藤查耳酮异构酶黄酮克隆外源诱导酶活性

正交设计的诱导子组合对三角褐指藻岩藻黄素含量和光合生理及基因表达的影响

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中国药学杂志 2024年第10期59卷 879-886页

作者：吴欣龚一富郦露群高小雯吕娇王何瑜宁波大学海洋学院浙江省海洋生物工程重点实验室浙江宁波315832 宁波大学食品与药学学院浙江宁波315832

目的研究光合诱导因子(PIF)、茉莉酸甲酯(MeJA)、硫酸铈铵(ACS)和乙酰水杨酸(ASA)不同浓度组合对三角褐指藻岩藻黄素含量的影响,筛选促进岩藻黄素积累的最佳诱导子组合,并研究最佳诱导子组合处理下岩藻黄素含量积累的光合生理及基因表... 详细信息

目的研究光合诱导因子(PIF)、茉莉酸甲酯(MeJA)、硫酸铈铵(ACS)和乙酰水杨酸(ASA)不同浓度组合对三角褐指藻岩藻黄素含量的影响,筛选促进岩藻黄素积累的最佳诱导子组合,并研究最佳诱导子组合处理下岩藻黄素含量积累的光合生理及基因表达变化。方法采用4因素4水平正交试验法筛选出对三角褐指藻岩藻黄素含量促进效果最佳的诱导子组合,调制叶绿素荧光(PAM)检测最佳诱导子组合处理下三角褐指藻的叶绿素荧光参数,反转录-实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测zds、lcyb、rbcL及psbA基因的表达水平。结果正交试验结果表明,MeJA是影响三角褐指藻藻细胞岩藻黄素积累最显著的因素,其次是ASA。促进三角褐指藻岩藻黄素积累的最佳诱导子组合为1μg·L^(-1)PIF+0.2 mg·L^(-1)ACS+40 mg·L^(-1)ASA。该诱导子组合处理下三角褐指藻岩藻黄素含量达到21.77 mg·g^(-1),较对照组提高了104%。光合生理研究结果表明,诱导子组合显著提高了三角褐指藻藻细胞的最大相对电子传递速率(rETRmax)值(P<0.05)。RT-qPCR分析结果表明,诱导子组合促进三角褐指藻岩藻黄素合成相关基因zds、lcyb及光合作用PSⅡ碳同化相关基因rbcL、psbA基因的表达,其中,rbcL基因的表达量最高,是对照处理组的2.0倍(P<0.01)。结论三角褐指藻岩藻黄素含量与zds基因呈显著正相关,与rETRmax、chla含量、lcyb、rbcL、psbA基因表达量呈极显著正相关,三角褐指藻可通过促进光合作用基因表达和PSⅡ相对电子传递速率来提高光合作用效率、促进岩藻黄素合成相关基因表达来促进岩藻黄素积累。

关键词：三角褐指藻岩藻黄素正交试验光合生理指标基因表达

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三疣梭子蟹受精卵离体孵化技术

水产学报 2024年第1期48卷 103-111页

作者：牛雪莹任志明吴佳颖母昌考王春琳宁波大学海洋学院水产生物技术教育部重点实验室宁波大学机械工程与力学学院

为了探究三疣梭子蟹受精卵的离体孵化技术及效果，本研究先后开展了受精卵块最适分离液种类及作用条件的筛选、分离液处理不同发育期受精卵离体孵化的差异、分离液处理对受精卵卵膜的结构影响，及分离液处理受精卵对孵化后幼体活力的影... 详细信息

为了探究三疣梭子蟹受精卵的离体孵化技术及效果，本研究先后开展了受精卵块最适分离液种类及作用条件的筛选、分离液处理不同发育期受精卵离体孵化的差异、分离液处理对受精卵卵膜的结构影响，及分离液处理受精卵对孵化后幼体活力的影响实验。结果显示，木瓜蛋白酶是一种较为理想的分离液，在浓度为0.09 g/mL，分离时间30 min时，分离率可达到99%以上；经过分离液处理后的各期受精卵均能孵化出幼体，卵内溞状幼体期离体胚胎孵化率最高，为89.0%±3.3%，未经处理的对照组为70.0%±4.8%；卵裂期离体胚胎孵化率最低，为58.0%±3.9%，对照组为31.0%±2.3%，与对照组相比，处理组的孵化率明显提高。透射电镜结果显示，经过分离液处理的受精卵卵膜结构疏松，且厚度降低，符合处理组孵化率增加这一现象，干露、福尔马林溶液胁迫和行为学测试对不同处理组的幼体进行质量评价的结果显示，处理组和对照组幼体活力无显著差异。研究表明，实验所获得的分离液可以有效提高三疣梭子蟹受精卵的分离率和孵化率，且不影响幼体质量，可为三疣梭子蟹及其他甲壳动物受精卵的离体孵化提供参考。本研究可为三疣梭子蟹的苗种繁育提供新的技术手段，也将为基因编辑辅助育种等技术的实施奠定基础。

关键词：三疣梭子蟹离体孵化孵化率幼体活力

雨生红球藻MEKK基因家族全基因组鉴定及高光下的胁迫响应

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分子植物育种 2024年

作者：胡涛孙雪胡朝阳徐年军宁波大学海洋学院浙江省海洋生物工程重点实验室

丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶(MAPKKK或MEKK)是MAPK级联信号通路的一个重要组成部分，能在细胞对非生物胁迫的反应中发挥重要作用。雨生红球藻因其能在胁迫条件下积累天然虾青素而被广泛研究。本研究通过生物信息学方法对雨生红球藻的MEK... 详细信息

丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶(MAPKKK或MEKK)是MAPK级联信号通路的一个重要组成部分，能在细胞对非生物胁迫的反应中发挥重要作用。雨生红球藻因其能在胁迫条件下积累天然虾青素而被广泛研究。本研究通过生物信息学方法对雨生红球藻的MEKK家族基因进行系统分析，共获得了14个MEKK基因，其产物平均分子量为3.71 kD，平均等电点为6.56。亚细胞定位显示MEKK蛋白主要分布在细胞质和细胞核中。系统发育分析表明雨生红球藻MEKK与莱茵衣藻的MEKK亲缘关系最为接近。雨生红球藻MEKK成员的蛋白激酶结构域序列具有高度保守性，与其它物种的对应结构域一致。基因启动子顺式作用元件分析发现，MEKK基因启动子区域存在与光响应、生长素响应、赤霉素响应及茉莉酸甲酯响应等相关的多种顺式作用元件。根据RNA-seq数据分析MEKK家族成员的表达模式表明，6个MEKK基因在高光胁迫下表达显著下调，说明它们作为负调控因子参与雨生红球藻的高光适应过程；3个MEKK基因在高光胁迫的过程中表达显著上调，说明这些成员作为正向调控因子调控雨生红球藻的高光适应。本研究结果表明雨生红球藻的MEKK基因受到高光胁迫的显著调控，推测雨生红球藻MEKK基因在高光应激过程中发挥重要作用，同时为探索雨生红球藻MEKK基因在非生物响应中的作用提供了参考依据。

关键词：生物信息学雨生红球藻 MEKK 基因家族表达分析