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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48卷 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

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

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

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

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5期55卷 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宁波315211 浙江省海洋生物工程重点实验室浙江宁波315211

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/... 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

大黄鱼ATG5基因的分子特征及促进病毒增殖的作用

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水产学报 2024年第2期48卷 155-165页

作者：魏祖运王珊李婉茹王胜蓝陈玉红母尹楠陈新华福建农林大学海洋学院福建省海洋生物技术重点实验室

为探究大黄鱼自噬相关基因5 (LcATG5)在病毒感染中免疫应答中的作用，本实验从大黄鱼中克隆得到了自噬相关基因ATG5 (LcATG5)，其开放阅读框(ORF)全长828个核苷酸，编码275个氨基酸的蛋白质，预测的分子量为32.3 ku，等电点为5.7。氨基... 详细信息

为探究大黄鱼自噬相关基因5 (LcATG5)在病毒感染中免疫应答中的作用，本实验从大黄鱼中克隆得到了自噬相关基因ATG5 (LcATG5)，其开放阅读框(ORF)全长828个核苷酸，编码275个氨基酸的蛋白质，预测的分子量为32.3 ku，等电点为5.7。氨基酸序列比对和系统进化分析结果显示，Lc ATG5与其他物种ATG5之间的序列一致性较高，含有1个高度保守的APG5结构域，并且与棘头梅童鱼ATG5的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示，LcATG5在所检测的11个组织或器官中均有表达，在血液中表达量最高，在脾脏中表达量最低；LcATG5在来源于大黄鱼头肾组织的原代粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞以及细胞系LYCK细胞中也均有表达，在原代粒细胞中表达量相对较高，而在巨噬细胞中相对较低；病毒类似物poly(I:C)刺激后，这4种免疫细胞中LcATG5的表达水平都显著上调，其在LYCK细胞中变化最为显著，刺激后12 h上调了3.93倍。过表达Lc ATG5的鲤上皮瘤(epithelioma papulosum cyprini, EPC)细胞受鲤春病毒血症病毒(spring viremia of carp virus, SVCV)感染48 h后，细胞病变效应(cytopathic effects, CPE)明显高于对照组，细胞培养上清中SVCV的滴度为1013.82 TCID50/mL，高于对照组109.27 TCID50/mL，同时细胞内SVCV标志基因SVCV-G、SVCV-M和SVCV-P的表达量分别上调了13.77倍、15.72倍和11.39倍，表明Lc ATG5过表达促进了EPC细胞中SVCV病毒增殖，上述结果为深入研究自噬和自噬相关基因在鱼类病毒感染过程中的作用及机制奠定了基础。

关键词：大黄鱼自噬相关基因5 (ATG5) 免疫细胞病毒增殖

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miR-124在抑郁症中的作用机制

生物化学与生物物理进展 2024年第6期51卷 1316-1326页

作者：薛燕李德珠谢慧莹蒋传邈张俊芳宁波大学医学部浙江省病理生理学技术研究重点实验室宁波315211 宁波大学附属康宁医院宁波315201

抑郁症是世界范围内最常见的精神疾病之一,发病机制复杂,研究仍处于探索阶段。微RNA(miRNA)作为表观遗传机制的重要调控因子,在抑郁症的发生发展中起着重要作用。miR-124是神经系统中表达最丰富的miRNA之一,参与了神经元分化、小胶质细... 详细信息

抑郁症是世界范围内最常见的精神疾病之一,发病机制复杂,研究仍处于探索阶段。微RNA(miRNA)作为表观遗传机制的重要调控因子,在抑郁症的发生发展中起着重要作用。miR-124是神经系统中表达最丰富的miRNA之一,参与了神经元分化、小胶质细胞激活等生物事件。近年研究表明,miR-124在抑郁症患者和动物模型中表达异常,并参与了病理生理机制。然而,miR-124的表达异常情况及其相关机制的研究结果是较复杂的、甚至矛盾的。故本文对此进行梳理,总结了miR-124在抑郁症中的研究进展。

关键词：抑郁症 miR-124 海马糖皮质激素受体神经发生神经炎症

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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