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黄鳝减数分裂雌核发育及子代遗传纯合度分析

水生生物学报 2024年第5期48卷 820-828页

作者：徐闻宋焱龙蒋银军罗红瑞郭元奇陶彬彬陈戟胡炜中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室湖北洪山实验室武汉430072 中国科学院大学北京100049

为了培育性状优良、遗传稳定的黄鳝(Monopterus albus)群体,研究探索了人工诱导黄鳝减数分裂雌核发育方法。针对养殖性状优良的深黄大斑鳝进行种质纯合,创制出3个深黄大斑鳝雌核发育群体。流式细胞术和染色体计数分析表明雌核发育黄鳝... 详细信息

为了培育性状优良、遗传稳定的黄鳝(Monopterus albus)群体,研究探索了人工诱导黄鳝减数分裂雌核发育方法。针对养殖性状优良的深黄大斑鳝进行种质纯合,创制出3个深黄大斑鳝雌核发育群体。流式细胞术和染色体计数分析表明雌核发育黄鳝的细胞DNA含量、染色体数目均与野生型相同。性腺组织学切片观察表明雌核发育黄鳝卵巢发育正常。微卫星多样性分析表明雌核发育黄鳝群体的有效等位基因(Ne)、平均香农指数(I)、平均多态信息指数(PIC)、平均观测杂合度(Ho)及平均期望杂合度(He)等参数均极显著低于野生群体,雌核发育群体的遗传纯合度显著提高。雌核发育群体之间的遗传距离增大,遗传相似系数变小。深黄大斑鳝雌核发育群体为培育性状优良的黄鳝养殖品种提供了育种材料。

关键词：雌核发育微卫星遗传纯合度品种选育黄鳝

浅水湖泊沉积物碳储存与释放及其影响因素研究进展

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水生生物学报 2024年第5期48卷 878-888页

作者：许伟翔白国梁李贝宁吴振斌张义中国地质大学武汉430074 中国科学院水生生物研究所淡水生态和生物技术国家重点实验室武汉430072

碳循环在参与全球物质能量交换流动与影响气候变化中扮演着关键的作用。淡水生态系统碳循环过程是全球碳循环的重要组成部分,因此研究沉积物储存与释放过程能提高人类对淡水生态系统碳循环过程的认识,同时研究沉积物碳储存与释放的影响... 详细信息

碳循环在参与全球物质能量交换流动与影响气候变化中扮演着关键的作用。淡水生态系统碳循环过程是全球碳循环的重要组成部分,因此研究沉积物储存与释放过程能提高人类对淡水生态系统碳循环过程的认识,同时研究沉积物碳储存与释放的影响因素对延缓和治理全球气候变暖措施的制定提供基础理论依据。文章首先综述了淡水生态系统中沉积物碳储存与释放的途径,其次在全球气候变暖的背景下,从气候、水文条件(水位、水质、温度)、生物因素(浮游植物、微生物、水生动物和沉水植物)等方面讨论了影响碳储存和释放的因素,这些因素之间不仅会相互影响与联系,且都会直接或间接对沉积物碳的储存和释放产生影响,沉积物碳的储存和释放的变化是多种因素综合作用的结果。最后对如何应对富营养化淡水生态系统实施固碳增汇进行展望。

关键词：沉积物碳储存碳释放影响因素水文条件沉水植物富营养化

雪衣藻叶绿素荧光特性及抗氧化系统对汞胁迫的响应

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水生生物学报 2024年第5期48卷 753-761页

作者：艾晓寒夏亦雪许萍萍涂晓杰毕永红中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072 中国科学院大学北京100049

文章选用对汞(Hg)具有较强耐受性的雪衣藻(Chlamydomonas nivalis)为对象,探究藻细胞对汞胁迫的响应及其耐受机制。结果表明, Hg^(2+)对藻细胞的胁迫具有明显的时间依赖的量效关系, 48h半数效应浓度EC50为1.44 mg/L。与对照组相比, 1.0... 详细信息

文章选用对汞(Hg)具有较强耐受性的雪衣藻(Chlamydomonas nivalis)为对象,探究藻细胞对汞胁迫的响应及其耐受机制。结果表明, Hg^(2+)对藻细胞的胁迫具有明显的时间依赖的量效关系, 48h半数效应浓度EC50为1.44 mg/L。与对照组相比, 1.0和1.5 mg/L Hg^(2+)处理组能维持生长和光合活性;2.0 mg/L Hg^(2+)处理组生物量和色素含量在胁迫6h时无显著变化(P>0.05), 48h时均显著降低(P<0.05)。随着Hg^(2+)浓度和暴露时间的增加,藻细胞最大光化学量子产率(F_(v)/F_(m))、最大电子传递速率(ETR_(max))、半饱和光强(I_(k))及光能利用效率(α)均降低,OJIP快速荧光诱导动力学曲线和Q_(A)^(-)再氧化变化明显,光合电子传递受阻。Hg^(2+)胁迫导致能量流的变化,藻细胞部分反应中心失活,显著增加用于热耗散的能量,并提高有活性的反应中心的光合作用效率,从而维持能量平衡和生命代谢活动。光合损伤也造成细胞活性氧(ROS)含量上升,总可溶性蛋白含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高、还原型谷胱甘肽(GSH)含量降低,以缓解细胞损伤。研究确认雪衣藻具有较强的Hg^(2+)耐受性,光系统Ⅱ是Hg^(2+)的作用靶标;光合能量分配及抗氧化系统是细胞对抗Hg^(2+)胁迫的重要解毒机制。

关键词：汞叶绿素荧光氧化应激雪衣藻

低蛋白饲料补充必需氨基酸对异育银鲫生长、氨基酸转运和mTOR信号通路相关基因的影响

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水生生物学报 2024年第1期48卷 1-9页

作者：何林岳刘昊昆韩冬朱晓鸣金俊琰杨云霞解绶启中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072 中国科学院大学北京100049

实验以初重为(12.71±0.11)g的异育银鲫“中科5号”(Carassius gibelio *** V)为研究对象,基于异育银鲫必需氨基酸需求量,探究在低蛋白饲料中补充必需氨基酸对异育银鲫生长、消化、氨基酸转运和mTOR信号通路相关基因表达的影响。实验设... 详细信息

实验以初重为(12.71±0.11)g的异育银鲫“中科5号”(Carassius gibelio *** V)为研究对象,基于异育银鲫必需氨基酸需求量,探究在低蛋白饲料中补充必需氨基酸对异育银鲫生长、消化、氨基酸转运和mTOR信号通路相关基因表达的影响。实验设计3组等能饲料:CON组(35%粗蛋白)、LP组(28%粗蛋白)和LP+EAA组(28%粗蛋白+晶体氨基酸),养殖周期为50d。实验结果显示:低蛋白饲料中补充必需氨基酸显著提高异育银鲫生长性能(P0.05);LP+EAA组的肝脏谷草转氨酶活性显著高于LP组(P0.05);补充必需氨基酸对肠道中胰蛋白酶和淀粉酶活性有显著影响(P0.05)。肠道中cat2、asct2和b0at1三种氨基酸转运蛋白显著上调(P0.05);肝脏中LP组tor相对表达量显著降低(P0.05);背肌中LP+EAA组的tor表达水平显著上调(P0.05)。综上所述,向异育银鲫“中科5号”幼鱼饲料中补充必需氨基酸至需求量可以将饲料蛋白水平由35%降至28%,而不会对生长、氨基酸转运和mTOR信号通路相关基因表达等产生负面影响。

关键词：低蛋白饲料必需氨基酸生长氨基酸转运 mTOR信号通路异育银鲫

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洪湖周边养殖池塘微塑料污染特征研究

水生生物学报 2024年第4期48卷 634-642页

作者：陈玉玲熊雄周炳升吴辰熙中国科学院水生生物研究所淡水生态和生物技术国家重点实验室武汉430072 中国科学院大学北京100049

研究通过调查分析湖北省重要的水产养殖区——洪湖周边的鱼塘、河蟹塘和龙虾塘等三种淡水养殖池塘的水体和水产品微塑料污染特征,可以为评估该养殖区的微塑料生态风险和了解我国淡水养殖环境微塑料污染现状提供数据支撑。结果表明,三种... 详细信息

研究通过调查分析湖北省重要的水产养殖区——洪湖周边的鱼塘、河蟹塘和龙虾塘等三种淡水养殖池塘的水体和水产品微塑料污染特征,可以为评估该养殖区的微塑料生态风险和了解我国淡水养殖环境微塑料污染现状提供数据支撑。结果表明,三种养殖塘水体微塑料丰度在(296±140)—(992±558)items/m3。与国内外其他淡水养殖水体相比,该地养殖塘水体微塑料丰度处于中等水平。该地养殖池塘中超过一半的水产品受到了微塑料的污染,微塑料丰度为0—16 items/ind.。纤维状微塑料是水体和水产品主要的微塑料类型。相关性分析和微塑料群落相似度分析表明,水体微塑料污染特征并不是影响生物暴露微塑料的直接原因,同时生物微塑料污染水平也不受生物种类的影响。考虑到水产品安全与人类健康关系密切,建议加强对养殖环境和水产品中微塑料污染的关注。

关键词：养殖水体水产品微塑料污染特征

鳙BMP基因家族成员的鉴定、进化及表达分析

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水生生物学报 2024年第7期48卷 1085-1094页

作者：武艳红周小雨陈庚俞小牧童金苟中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072 中国科学院大学北京100049

为了深入研究鳙(Hypophthalmichthys nobilis)骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)基因(Hyn-bmps)的结构、功能和表达特征,实验首先通过生物信息学方法对Hyn-bmps家族进行了全基因组水平的鉴定,利用qRT-PCR法检测其在不同... 详细信息

为了深入研究鳙(Hypophthalmichthys nobilis)骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)基因(Hyn-bmps)的结构、功能和表达特征,实验首先通过生物信息学方法对Hyn-bmps家族进行了全基因组水平的鉴定,利用qRT-PCR法检测其在不同组织和快/慢速生长差异个体中的表达模式。在鳙全基因组水平上共鉴定出不均匀地分布于13条染色体上的18个BMP家族成员。分子系统发育分析将BMP划分为5个亚家族;内含子-外显子结构和保守基序的分析结果不仅表明Hyn-bmps在进化上高度保守,也为鳙亚家族的分类提供了证据。18个bmps在鳙不同组织中具有不同的表达模式。群体中极端快/慢速生长差异个体的组织表达分析结果表明,绝大部分Hyn-bmps的高表达与快速生长呈高度正相关,提示它们在鳙机体生长和头部发育中具有正调控作用。研究结果不仅表明BMP基因家族在鳙生长与发育中扮演重要角色,而且也为鳙选择育种和分子育种研究提供了重要的基因资源。

关键词： BMP 基因家族基因特征基因表达鳙

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鲢滤食不同藻类的磷吸收及排泄过程研究

水生生物学报 2024年第5期48卷 744-752页

作者：朱思婳胡红娟贾佳熊雄吴辰熙刘剑彤中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072 中国科学院大学北京101408

为探究滤食性鱼类对水体营养元素地球化学循环过程的影响开展了室内实验,研究了鲢(Hypophthalmichthys molitrix)对藻类的滤食效率,测定了滤食过程中鲢对磷的吸收和排泄,并分析了排泄对水体中氮、磷的影响。结果表明:(1)鲢通过滤食作用... 详细信息

为探究滤食性鱼类对水体营养元素地球化学循环过程的影响开展了室内实验,研究了鲢(Hypophthalmichthys molitrix)对藻类的滤食效率,测定了滤食过程中鲢对磷的吸收和排泄,并分析了排泄对水体中氮、磷的影响。结果表明:(1)鲢通过滤食作用降低了藻类密度,且对不同藻类的滤食效率无显著差异;(2)在水体中,鲢滤食藻摄入磷并排泄溶解性磷(SRP),在食物充足时可维持水体总磷(TP)相对稳定,在食物不充足时,鲢消耗自身营养并持续排泄SRP,成为新磷源;(3)鲢摄入食物后以高氮磷比(N﹕P)向环境再供应无机营养,食物中大部分氮和少部分磷以无机营养形式排泄,使滤食组水环境N﹕P显著高于control组,其中滤食蓝藻组水环境N﹕P显著高于硅藻、绿藻组,提示鲢对藻的滤食促进水体营养向磷限制转换,尤其是滤食蓝藻可能加强这种趋势。总之,鲢不仅可通过摄食压力降低藻密度,同时能以高N﹕P排泄再分配营养影响藻生长,其对水体营养循环的作用值得关注。

关键词：富营养化鲢磷藻地球化学循环

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河湖氧化亚氮(N_(2)O)温室气体的微生物还原作用研究进展

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环境科学研究 2024年第5期37卷 929-938页

作者：宋康邓闵森巴提·叶尔肯王昱人李露中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室湖北武汉430072 中国科学院大学北京100049

氧化亚氮(N_(2)O)是强温室气体和破坏臭氧层的主要物质之一,河湖生态系统是人为活动导致N_(2)O排放的热点区域.含有nosZ功能基因的N_(2)O还原菌(N_(2)ORB)是唯一已知的N_(2)O还原微生物,在减少N_(2)O排放中起着至关重要的作用.先前的研... 详细信息

氧化亚氮(N_(2)O)是强温室气体和破坏臭氧层的主要物质之一,河湖生态系统是人为活动导致N_(2)O排放的热点区域.含有nosZ功能基因的N_(2)O还原菌(N_(2)ORB)是唯一已知的N_(2)O还原微生物,在减少N_(2)O排放中起着至关重要的作用.先前的研究关注于河湖中N_(2)O的产生和排放过程及其影响因子,缺少对N_(2)O汇过程及其微生物还原作用的系统报道.本研究通过系统梳理发现,寒冷的北方地区和河湖局部位点,如底泥、水库深水层和水草区,广泛表现为N_(2)O的汇.非反硝化N_(2)ORB是N_(2)O的净汇,新发现的nosZⅡ型N_(2)ORB更加多样,其N_(2)O还原酶转位能量需求更低.相比于nosZⅠ型N_(2)ORB,nosZⅡ型N_(2)ORB还原N_(2)O的半饱和常数更低,对N_(2)O的亲和力更高,在利用环境中低浓度的N_(2)O时具有优势.内源电子供体对N_(2)O还原过程的影响受微生物自身代谢特性的影响,内源电子供给不足会减弱N_(2)O还原过程,然而部分完全反硝化菌株会优先进行N_(2)O还原.河湖系统中的胞外呼吸细菌和腐殖质等电子穿梭体,可以增加外源电子供给,从而促进N_(2)O还原.河湖系统中竞争性电子受体对N_(2)O的影响复杂,可以通过影响电子分配减弱反硝化细菌尤其是nosZⅡ型N_(2)ORB的N_(2)O还原性能,但也有发现并不会影响水体N_(2)O/NO_(3)-和纯菌培养系统稳定阶段的最低N_(2)O浓度.最后,温度、溶解氧浓度、pH和河流水力停留时间会通过改变N_(2)O还原酶活性和N_(2)O还原反应时间来影响河湖系统N_(2)O还原过程.未来应当加强对河湖系统中原位N_(2)ORB的生物动力学特征及其环境影响机制的探索,提高对环境中N_(2)O减排机制的理解,这对正确估算全球N_(2)O温室气体排放总量及其受全球变化的影响具有重要意义.

关键词：氧化亚氮还原河湖系统基因型动力学电子供体腐殖质酶活性电子穿梭体

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武汉市湖泊水体三种致腹泻病原菌的分布特征

中国环境科学 2024年

作者：邓闵王昱人刘文晶李露宋康中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室中国科学院大学

水环境中病原菌引起的传染病在全球范围内经常发生，快速城市化增加了人们接触含有病原菌景观湖泊水体的可能性。分子生物学的发展为水体多种病原菌的快速检测提供了基础，然而目前应用分子生物学方法探索不同土地利用类型湖泊病原菌分... 详细信息

水环境中病原菌引起的传染病在全球范围内经常发生，快速城市化增加了人们接触含有病原菌景观湖泊水体的可能性。分子生物学的发展为水体多种病原菌的快速检测提供了基础，然而目前应用分子生物学方法探索不同土地利用类型湖泊病原菌分布特征和季节变化的研究较少。通过野外调查武汉市及周边区域冬夏季节城市和农业湖泊水质，并应用荧光定量PCR技术分析了三种致腹泻病原菌的分布特征。结果表明（1）城市湖泊水体的大肠杆菌（Escherichia coli）uidA基因(1.86±1.15×109copies/100 mL)和痢疾志贺菌（Shigella dysenteriae）ipaH基因(2.20±1.54×105copies/100 mL)的平均丰度分别是农业湖泊的2倍和2.7倍（P 0.05）。（4）湖泊水体中大肠杆菌uidA基因和痢疾志贺菌ipaH基因丰度分别与叶绿素a、总磷和氨氮呈显著正相关。总的来说，污水排放和地表径流导致收纳湖泊营养盐增加和直接排放病原微生物显著提高了城市湖泊病原菌丰度；夏季水体更高的悬浮颗粒（藻类为主）有利于大肠杆菌等病原菌附着生长；为准确反映水体中病原菌的污染情况，控制生物风险，需要增加环境水体病原菌的监测种类。研究结果可为评估和减少城市和农业湖泊的生物污染风险提供科学依据。

关键词：大肠杆菌城市化季节功能基因叶绿素a 指示菌腹泻