2020年 44卷 第5期
2020, 44(5): 929-937.
DOI: 10.7541/2020.110
2020, 44(5): 938-960.
DOI: 10.7541/2020.111
摘要：
关于湖泊富营养化的治理, 有充足的全生态系统实验和湖泊治理实践表明, 只控磷(P)就可使湖泊贫营养化。但也有不少人认为需要氮(N)和P皆控。由于N和P皆控的成本可达只控P的4—15倍, 故确定富营养化治理是否必须既控P又控N是一个重大而现实的科学问题。针对这个问题, 文章对所有相关观点及其证据的科学性进行了系统辨析。首先, 系统总结了关于富营养化营养驱动与控制的研究历史。其次, 对判定营养控制的主要依据——限制因子的概念发展及判定方法进行了全面回顾与分析, 明确指出该概念的目的是确定促进生物生长的因子。第三, 介绍了新概念——减控因子, 其定义是: 在生态系统管理中, 能够抑制生物个体、种群和群落过度繁盛的必需环境因子, 或直接减灭生物本身的物理(机械)、化学和生物因子, 且成本效益最大。随后, 举例说明了确定减控因子的五个步骤, 即必需性、可控性、可行性、成本分析及实验和应用验证, 证明非限制因子也可成为减控因子, 而限制因子不一定是减控因子。第四, 基于减控因子分析, 指出湖泊富营养化的减控因子是P; 进而, 总结了加拿大和中国的全生态系统实验及大量湖泊治理实践的系统证据。这些充分证明: 仅控P就可控制富营养化, 而减N无助于控制浮游藻类总量, 反而会诱导固氮蓝藻大量生长。第五, 对控N观点的逻辑和实验依据逐一批驳, 指出这些争论或将限制因子混同于减控因子, 或缺乏大尺度的实验证据。第六, 系统辨析了高N的生态效应, 初步确定: 只有总氮和氨氮>5 mg/L时, N才对水生植物等有一定的负面影响且可促进沉积物P的释放。建议先把地表水Ⅰ—Ⅴ类的总氮和氨氮标准限值均放宽至2 mg/L, 后逐步放宽至5 mg/L左右。最后, 指出富营养化治理必须采取系统对策, 以修复物理、化学、水文和生物完整性。在维护湖盆物理完整性的基础上, 最根本的措施是控制外源P负荷总量; 若内源P负荷较大, 则可采取钝化等方法。次之, 应开展水位调控, 以修复水生植被, 实现浊-清稳态转换。综上所述, 湖泊富营养化治理应采取“放宽控N、集中控P的策略”, 以大幅度降低治理成本。
关于湖泊富营养化的治理, 有充足的全生态系统实验和湖泊治理实践表明, 只控磷(P)就可使湖泊贫营养化。但也有不少人认为需要氮(N)和P皆控。由于N和P皆控的成本可达只控P的4—15倍, 故确定富营养化治理是否必须既控P又控N是一个重大而现实的科学问题。针对这个问题, 文章对所有相关观点及其证据的科学性进行了系统辨析。首先, 系统总结了关于富营养化营养驱动与控制的研究历史。其次, 对判定营养控制的主要依据——限制因子的概念发展及判定方法进行了全面回顾与分析, 明确指出该概念的目的是确定促进生物生长的因子。第三, 介绍了新概念——减控因子, 其定义是: 在生态系统管理中, 能够抑制生物个体、种群和群落过度繁盛的必需环境因子, 或直接减灭生物本身的物理(机械)、化学和生物因子, 且成本效益最大。随后, 举例说明了确定减控因子的五个步骤, 即必需性、可控性、可行性、成本分析及实验和应用验证, 证明非限制因子也可成为减控因子, 而限制因子不一定是减控因子。第四, 基于减控因子分析, 指出湖泊富营养化的减控因子是P; 进而, 总结了加拿大和中国的全生态系统实验及大量湖泊治理实践的系统证据。这些充分证明: 仅控P就可控制富营养化, 而减N无助于控制浮游藻类总量, 反而会诱导固氮蓝藻大量生长。第五, 对控N观点的逻辑和实验依据逐一批驳, 指出这些争论或将限制因子混同于减控因子, 或缺乏大尺度的实验证据。第六, 系统辨析了高N的生态效应, 初步确定: 只有总氮和氨氮>5 mg/L时, N才对水生植物等有一定的负面影响且可促进沉积物P的释放。建议先把地表水Ⅰ—Ⅴ类的总氮和氨氮标准限值均放宽至2 mg/L, 后逐步放宽至5 mg/L左右。最后, 指出富营养化治理必须采取系统对策, 以修复物理、化学、水文和生物完整性。在维护湖盆物理完整性的基础上, 最根本的措施是控制外源P负荷总量; 若内源P负荷较大, 则可采取钝化等方法。次之, 应开展水位调控, 以修复水生植被, 实现浊-清稳态转换。综上所述, 湖泊富营养化治理应采取“放宽控N、集中控P的策略”, 以大幅度降低治理成本。
2020, 44(5): 961-975.
DOI: 10.7541/2020.112
摘要：
淡水生态系统中的大DNA病毒指存在于淡水系统中、基因组大小接近或超过100 kb 的DNA病毒, 它们通常是感染鱼类、虾类及藻类等水生生物以及两栖类的病原体, 影响水产养殖动物的健康及淡水生态平衡。文章以虹彩病毒科(Iridoviridae) 的沼泽绿牛蛙病毒(Rana grylio virus, RGV)和大鲵蛙病毒(Andrias davidianus ranavirus, ADRV)、鱼蛙疱疹病毒科(Alloherpesviridae)的鲫疱疹病毒(Crucian carp herpesvirus, CaHV)、线头病毒科(Nimaviridae)的克氏原螯虾病毒(Procambarus clarkii nimavirus, PCV)及肌尾病毒科(Myoviridae)的铜绿微囊藻肌尾噬藻体-滇池株(Microcystis aeruginosa myovirus isolated from Lake Dianchi, MaMV-DC)为主线, 对淡水生态系统中几种大DNA病毒代表株的研究现状与文献进行概述, 并提出和讨论淡水水生大DNA病毒研究及水生病毒学科发展愿景, 以期为相关科研人员提供参考。
淡水生态系统中的大DNA病毒指存在于淡水系统中、基因组大小接近或超过100 kb 的DNA病毒, 它们通常是感染鱼类、虾类及藻类等水生生物以及两栖类的病原体, 影响水产养殖动物的健康及淡水生态平衡。文章以虹彩病毒科(Iridoviridae) 的沼泽绿牛蛙病毒(Rana grylio virus, RGV)和大鲵蛙病毒(Andrias davidianus ranavirus, ADRV)、鱼蛙疱疹病毒科(Alloherpesviridae)的鲫疱疹病毒(Crucian carp herpesvirus, CaHV)、线头病毒科(Nimaviridae)的克氏原螯虾病毒(Procambarus clarkii nimavirus, PCV)及肌尾病毒科(Myoviridae)的铜绿微囊藻肌尾噬藻体-滇池株(Microcystis aeruginosa myovirus isolated from Lake Dianchi, MaMV-DC)为主线, 对淡水生态系统中几种大DNA病毒代表株的研究现状与文献进行概述, 并提出和讨论淡水水生大DNA病毒研究及水生病毒学科发展愿景, 以期为相关科研人员提供参考。
2020, 44(5): 976-988.
DOI: 10.7541/2020.113
摘要：
RLR[retinoic acid-inducible gene Ⅰ(RIG-Ⅰ)-like Receptors]是一类表达在胞浆中的模式识别受体, 在识别细胞质中经病毒复制产生的病毒RNA后, 启动一系列信号级联反应, 以诱导机体Ⅰ型干扰素及干扰素诱导的抗病毒基因的表达, 最后达到清除机体病毒感染的目的。由于在病毒感染时机体干扰素反应必须迅速启动, 当病毒清除后干扰素反应又需要立即恢复到正常本底水平, 因此RLR激活的信号转导途径受到了严格的调控, 其中就包括由E3泛素连接酶参与的泛素化修饰调控和由去泛素化酶参与的去泛素化修饰调控。自2003年成功鉴定出鱼类干扰素基因以来, 鱼类也被发现具有保守的RLR信号转导途径诱导干扰素抗病毒免疫反应, 该信号途径同样受到泛素化修饰的调控。文章总结了近年来泛素化修饰在哺乳类和鱼类RLR介导的抗病毒免疫应答通路中的调节机制。
RLR[retinoic acid-inducible gene Ⅰ(RIG-Ⅰ)-like Receptors]是一类表达在胞浆中的模式识别受体, 在识别细胞质中经病毒复制产生的病毒RNA后, 启动一系列信号级联反应, 以诱导机体Ⅰ型干扰素及干扰素诱导的抗病毒基因的表达, 最后达到清除机体病毒感染的目的。由于在病毒感染时机体干扰素反应必须迅速启动, 当病毒清除后干扰素反应又需要立即恢复到正常本底水平, 因此RLR激活的信号转导途径受到了严格的调控, 其中就包括由E3泛素连接酶参与的泛素化修饰调控和由去泛素化酶参与的去泛素化修饰调控。自2003年成功鉴定出鱼类干扰素基因以来, 鱼类也被发现具有保守的RLR信号转导途径诱导干扰素抗病毒免疫反应, 该信号途径同样受到泛素化修饰的调控。文章总结了近年来泛素化修饰在哺乳类和鱼类RLR介导的抗病毒免疫应答通路中的调节机制。
2020, 44(5): 989-997.
DOI: 10.7541/2020.114
摘要：
稳定同位素分析技术由于能够刻画复杂的食物网结构并追踪食物网中的能量流而成为水域生态学研究中的重要手段。但是当水生生物样品采集、处理和保存过程中存在不确定性时, 营养关系分析中的同位素结果可能会产生误导性解释。文章采用数据模拟分析和文献总结的方法, 研究了水域生态系统中样品采集、处理和保存对于稳定同位素的影响, 概括性地建议了水域生态系统中适合应用稳定同位素分析技术开展生态学研究的样品采集、处理和保存的注意事项。但今后仍需进一步评估样品采集、处理和保存对稳定同位素比值的影响效果, 确定化学动力学在水生生物样品采集、处理和保存中的作用, 以进一步完善水生生物样品的采集、处理和保存稳定同位素生态学研究规范。
稳定同位素分析技术由于能够刻画复杂的食物网结构并追踪食物网中的能量流而成为水域生态学研究中的重要手段。但是当水生生物样品采集、处理和保存过程中存在不确定性时, 营养关系分析中的同位素结果可能会产生误导性解释。文章采用数据模拟分析和文献总结的方法, 研究了水域生态系统中样品采集、处理和保存对于稳定同位素的影响, 概括性地建议了水域生态系统中适合应用稳定同位素分析技术开展生态学研究的样品采集、处理和保存的注意事项。但今后仍需进一步评估样品采集、处理和保存对稳定同位素比值的影响效果, 确定化学动力学在水生生物样品采集、处理和保存中的作用, 以进一步完善水生生物样品的采集、处理和保存稳定同位素生态学研究规范。
2020, 44(5): 998-1007.
DOI: 10.7541/2020.115
摘要：
在水域生态系统中, 单巢纲的部分轮虫具有在环境压力下快速形成形态防御的能力。这种能力是其在复杂多变的生活环境中维持生存的一种重要的防御策略。轮虫的形态防御主要表现为被甲棘刺的变化(发生、增强或缩短), 个体大小的适应和被甲增厚等形态反应。文章对目前已知的轮虫形态防御响应进行整理, 综述了诱导轮虫形态防御的主要环境因子包括捕食者和竞争者信息素、环境温度和食物浓度等, 以及影响形态防御响应的内在因素。并探讨了轮虫的形态防御特征、防御的适合度收益及适合度代价。
在水域生态系统中, 单巢纲的部分轮虫具有在环境压力下快速形成形态防御的能力。这种能力是其在复杂多变的生活环境中维持生存的一种重要的防御策略。轮虫的形态防御主要表现为被甲棘刺的变化(发生、增强或缩短), 个体大小的适应和被甲增厚等形态反应。文章对目前已知的轮虫形态防御响应进行整理, 综述了诱导轮虫形态防御的主要环境因子包括捕食者和竞争者信息素、环境温度和食物浓度等, 以及影响形态防御响应的内在因素。并探讨了轮虫的形态防御特征、防御的适合度收益及适合度代价。
2020, 44(5): 1008-1013.
DOI: 10.7541/2020.116
摘要：
有毒微囊藻水华在太湖、巢湖和滇池等饮用水源地频繁暴发, 对居民健康和水产养殖等构成严重威胁, 亟需开发新技术加以有效控制和利用。在水华暴发时, 蓝藻大量分泌胞外多聚物而形成细胞群体, 是蓝藻水华发生的关键和前提。蓝藻群体中胶质状胞外多聚物由胞外多糖、蛋白质和其他生物大分子组成, 对其结构、功能和生物合成途径研究了解仍然有限。生物信息学和比较基因组学分析发现微囊藻和其他多种蓝藻中编码大量的具有称之为PEP-CTERM结构域的潜在胞外蛋白质, 这些潜在的蛋白质可能通过特殊的分选系统分泌到细胞表面, 与胞外多糖相互作用形成结构更复杂的胞外多聚物, 介导细胞群体的形成和水华发生。亟需建立微囊藻遗传操作技术, 深入揭示胞外多聚物生物合成和群体形成的分子机制, 寻找控制蓝藻胞外多聚物的组装和分泌及群体形成的关键靶点, 将有助于揭示蓝藻水华形成机理及开发新型控藻技术。
有毒微囊藻水华在太湖、巢湖和滇池等饮用水源地频繁暴发, 对居民健康和水产养殖等构成严重威胁, 亟需开发新技术加以有效控制和利用。在水华暴发时, 蓝藻大量分泌胞外多聚物而形成细胞群体, 是蓝藻水华发生的关键和前提。蓝藻群体中胶质状胞外多聚物由胞外多糖、蛋白质和其他生物大分子组成, 对其结构、功能和生物合成途径研究了解仍然有限。生物信息学和比较基因组学分析发现微囊藻和其他多种蓝藻中编码大量的具有称之为PEP-CTERM结构域的潜在胞外蛋白质, 这些潜在的蛋白质可能通过特殊的分选系统分泌到细胞表面, 与胞外多糖相互作用形成结构更复杂的胞外多聚物, 介导细胞群体的形成和水华发生。亟需建立微囊藻遗传操作技术, 深入揭示胞外多聚物生物合成和群体形成的分子机制, 寻找控制蓝藻胞外多聚物的组装和分泌及群体形成的关键靶点, 将有助于揭示蓝藻水华形成机理及开发新型控藻技术。
2020, 44(5): 1014-1019.
DOI: 10.7541/2020.117
摘要：
藻类是水生态系统中的重要初级生产者, 在物质转换和能量迁移过程中发挥重要作用。细胞程序性死亡(PCD)作为一种细胞自我调控的死亡模式, 受到多种信号分子的控制。研究发现藻类细胞在遭受环境胁迫的情况下, 在形态和生理上均表现出类PCD的特征, 同时伴随着活性氧/一氧化氮/钙离子(ROS/NO/Ca2+)水平的变化。研究认为, ROS/NO/Ca2+作为信号分子介导藻细胞内的caspase-like酶活性变化, 从而触发藻细胞的类程序性死亡。然而, 对信号分子是如何在环境胁迫下的藻类细胞中引发类PCD仍知之甚少。文章综述了信号分子ROS/NO/Ca2+介导藻类类PCD的研究进展以及信号分子间的级联关系, 并对今后类PCD在该领域待开展的研究进行了展望。
藻类是水生态系统中的重要初级生产者, 在物质转换和能量迁移过程中发挥重要作用。细胞程序性死亡(PCD)作为一种细胞自我调控的死亡模式, 受到多种信号分子的控制。研究发现藻类细胞在遭受环境胁迫的情况下, 在形态和生理上均表现出类PCD的特征, 同时伴随着活性氧/一氧化氮/钙离子(ROS/NO/Ca2+)水平的变化。研究认为, ROS/NO/Ca2+作为信号分子介导藻细胞内的caspase-like酶活性变化, 从而触发藻细胞的类程序性死亡。然而, 对信号分子是如何在环境胁迫下的藻类细胞中引发类PCD仍知之甚少。文章综述了信号分子ROS/NO/Ca2+介导藻类类PCD的研究进展以及信号分子间的级联关系, 并对今后类PCD在该领域待开展的研究进行了展望。
2020, 44(5): 1020-1027.
DOI: 10.7541/2020.118
摘要：
微藻是指一类形态微小, 能够进行光合作用, 以单细胞或简单多细胞形式存在的藻类。作为一类重要的生物资源, 活体微藻的保藏和共享服务是开展藻类科学研究和藻类产业发展的必要平台和基础。坐落于中国科学院水生生物研究所的淡水藻种库(FACHB-Collection)正式成立于1973年, 1996年作为创会成员加入中国科学院典型培养物保藏委员会; 2019年成为国家水生生物种质资源库的核心成员。该库保藏逾3400株微藻, 隶属于9门169属。年均为国内外用户提供2500株藻株, 并提供藻种鉴定、分离纯化和培养技术等方面的服务和咨询。文章回顾了国际微藻种质资源库的发展历史和现状, 介绍了国内微藻种质资源保藏情况, 着重介绍国家水生生物种质资源库——淡水藻种库在库藏藻株多样性、共享服务、藻株无菌化、超低温保藏技术及优良品种选育与应用等方面的进展, 瞄准提升我国在藻类学研究和藻类产业研发的竞争力, 提出了藻种资源库未来发展的建议。
微藻是指一类形态微小, 能够进行光合作用, 以单细胞或简单多细胞形式存在的藻类。作为一类重要的生物资源, 活体微藻的保藏和共享服务是开展藻类科学研究和藻类产业发展的必要平台和基础。坐落于中国科学院水生生物研究所的淡水藻种库(FACHB-Collection)正式成立于1973年, 1996年作为创会成员加入中国科学院典型培养物保藏委员会; 2019年成为国家水生生物种质资源库的核心成员。该库保藏逾3400株微藻, 隶属于9门169属。年均为国内外用户提供2500株藻株, 并提供藻种鉴定、分离纯化和培养技术等方面的服务和咨询。文章回顾了国际微藻种质资源库的发展历史和现状, 介绍了国内微藻种质资源保藏情况, 着重介绍国家水生生物种质资源库——淡水藻种库在库藏藻株多样性、共享服务、藻株无菌化、超低温保藏技术及优良品种选育与应用等方面的进展, 瞄准提升我国在藻类学研究和藻类产业研发的竞争力, 提出了藻种资源库未来发展的建议。
2020, 44(5): 1028-1039.
DOI: 10.7541/2020.119
摘要：
1953年, 为帮助菱湖鱼农解决鱼病问题, 中国科学院水生生物研究所在浙江省吴兴县菱湖镇建立了中国第一个鱼病工作站。自1953年5月成立至1956年3月撤离菱湖的近3年间, 以倪达书为站长的菱湖鱼病工作站科研人员以四大家鱼为主要对象, 在菱湖及周边养鱼区开展了鱼病病原调查、防治试验和门诊, 在病原的分类鉴定和有效杀灭药物的筛选等方面取得了较大进展, 对十几种流行广、危害大的主要鱼病, 结合群众养鱼经验并通过试验研究, 找到了有一定疗效的药物和治疗方法, 总结出一套比较完整的防病养鱼措施并向全国推广, 改变了当地鱼农“鱼病不能治”的保守观念, 同时还为浙江省和全国各地鱼区培养了大批鱼病防治干部。菱湖鱼病工作站确立了中国鱼病防治的良好传统, 开创了中国的鱼病学科, 奠定了中国鱼病学基础, 并为国内培养了众多鱼病防治人才, 可谓现代科学改造中国传统养鱼业的序曲。
1953年, 为帮助菱湖鱼农解决鱼病问题, 中国科学院水生生物研究所在浙江省吴兴县菱湖镇建立了中国第一个鱼病工作站。自1953年5月成立至1956年3月撤离菱湖的近3年间, 以倪达书为站长的菱湖鱼病工作站科研人员以四大家鱼为主要对象, 在菱湖及周边养鱼区开展了鱼病病原调查、防治试验和门诊, 在病原的分类鉴定和有效杀灭药物的筛选等方面取得了较大进展, 对十几种流行广、危害大的主要鱼病, 结合群众养鱼经验并通过试验研究, 找到了有一定疗效的药物和治疗方法, 总结出一套比较完整的防病养鱼措施并向全国推广, 改变了当地鱼农“鱼病不能治”的保守观念, 同时还为浙江省和全国各地鱼区培养了大批鱼病防治干部。菱湖鱼病工作站确立了中国鱼病防治的良好传统, 开创了中国的鱼病学科, 奠定了中国鱼病学基础, 并为国内培养了众多鱼病防治人才, 可谓现代科学改造中国传统养鱼业的序曲。
2020, 44(5): 1040-1044.
DOI: 10.7541/2020.120
摘要：
葛洲坝和三峡水利枢纽是世界上著名的大型水电工程, 对长江中下游防洪、发电、航运、水资源利用等产生了巨大的综合效益。如何减轻葛洲坝-三峡工程对长江流域生态环境及水生生物的影响经历了漫长而激烈的论证过程。中国科学院水生生物研究所(以下简称“水生所”)自始至终参加了这两个工程的水域生态环境影响评价和鱼类保护工作, 并且做出了重要的贡献。在葛洲坝工程的救鱼对象讨论中, 水生所指出救鱼的主要对象是中华鲟; 在救鱼的措施方面, 水生所科学论证了葛洲坝工程不必修建过鱼设施, 中华鲟在葛洲坝下能够自然繁殖, 中华鲟的救护措施以人工繁殖放流和产卵场的保护为主。在葛洲坝工程建设后, 水生所进一步预测了三峡工程对长江珍稀特有鱼类、重要经济鱼类以及渔业的影响, 并且建议在赤水河建立自然保护区, 作为长江上游珍稀特有鱼类的庇护所; 提出最早的生态调度想法, 通过三峡水库的调度形成人造洪峰, 刺激“四大家鱼”产卵等等。实践证明, 水生所做出的工程影响评价和鱼类保护建议是科学的、符合客观实际的, 对国家的决策起到了重要作用。
葛洲坝和三峡水利枢纽是世界上著名的大型水电工程, 对长江中下游防洪、发电、航运、水资源利用等产生了巨大的综合效益。如何减轻葛洲坝-三峡工程对长江流域生态环境及水生生物的影响经历了漫长而激烈的论证过程。中国科学院水生生物研究所(以下简称“水生所”)自始至终参加了这两个工程的水域生态环境影响评价和鱼类保护工作, 并且做出了重要的贡献。在葛洲坝工程的救鱼对象讨论中, 水生所指出救鱼的主要对象是中华鲟; 在救鱼的措施方面, 水生所科学论证了葛洲坝工程不必修建过鱼设施, 中华鲟在葛洲坝下能够自然繁殖, 中华鲟的救护措施以人工繁殖放流和产卵场的保护为主。在葛洲坝工程建设后, 水生所进一步预测了三峡工程对长江珍稀特有鱼类、重要经济鱼类以及渔业的影响, 并且建议在赤水河建立自然保护区, 作为长江上游珍稀特有鱼类的庇护所; 提出最早的生态调度想法, 通过三峡水库的调度形成人造洪峰, 刺激“四大家鱼”产卵等等。实践证明, 水生所做出的工程影响评价和鱼类保护建议是科学的、符合客观实际的, 对国家的决策起到了重要作用。
2020, 44(5): 1045-1054.
DOI: 10.7541/2020.121
摘要：
研究选取长江中游5个采样点(宜昌、枝江、荆州、汉南、湖口)为代表, 采用系统发育群落结构方法分析了不同空间尺度下长江中游鱼类群落的构建机制。结果表明: (1)空间聚类分析显示, 在65%的相似性水平上, 所有样点可以划分为3个Group: GroupⅠ(宜昌)、GroupⅡ(枝江+荆州)和Group Ⅲ(汉南+湖口)；在55%的相似性水平上, 所有样点可以划分为2个Group: Group A(宜昌)和Group B(枝江+荆州+汉南+湖口), 且聚类分析结果与采样点的空间分布相符合。(2)在不同空间尺度下, 鱼类群落构建机制存在差异: 从地区采样点尺度来看, 荆州江段鱼类群落表现为竞争作用主导群落构建, 其余采样点鱼类群落均为环境过滤作用；从区域尺度来看, 宜昌江段鱼类群落表现为环境过滤作用的建群机制, 其余4个采样点在扩大空间尺度后, 即分为Group A和Group B的情况下, 其鱼类群落构建机制转变为物种间竞争作用。因此, 长江中游干流鱼类群落构建机制表现了地区环境和空间尺度的共同作用。由于水流湍急, 宜昌始终表现为环境过滤作用。其他江段在采样点尺度多数表现了环境过滤作用, 但是在宏观的空间尺度上, 却由于空间异质性的增加, 容纳了远缘的物种, 群落构建机制转换为竞争作用。这样的转变有别于陆生植物中由小尺度竞争作用转为大尺度环境过滤作用的情况。
研究选取长江中游5个采样点(宜昌、枝江、荆州、汉南、湖口)为代表, 采用系统发育群落结构方法分析了不同空间尺度下长江中游鱼类群落的构建机制。结果表明: (1)空间聚类分析显示, 在65%的相似性水平上, 所有样点可以划分为3个Group: GroupⅠ(宜昌)、GroupⅡ(枝江+荆州)和Group Ⅲ(汉南+湖口)；在55%的相似性水平上, 所有样点可以划分为2个Group: Group A(宜昌)和Group B(枝江+荆州+汉南+湖口), 且聚类分析结果与采样点的空间分布相符合。(2)在不同空间尺度下, 鱼类群落构建机制存在差异: 从地区采样点尺度来看, 荆州江段鱼类群落表现为竞争作用主导群落构建, 其余采样点鱼类群落均为环境过滤作用；从区域尺度来看, 宜昌江段鱼类群落表现为环境过滤作用的建群机制, 其余4个采样点在扩大空间尺度后, 即分为Group A和Group B的情况下, 其鱼类群落构建机制转变为物种间竞争作用。因此, 长江中游干流鱼类群落构建机制表现了地区环境和空间尺度的共同作用。由于水流湍急, 宜昌始终表现为环境过滤作用。其他江段在采样点尺度多数表现了环境过滤作用, 但是在宏观的空间尺度上, 却由于空间异质性的增加, 容纳了远缘的物种, 群落构建机制转换为竞争作用。这样的转变有别于陆生植物中由小尺度竞争作用转为大尺度环境过滤作用的情况。
2020, 44(5): 1055-1063.
DOI: 10.7541/2020.122
摘要：
为了解长江中游鱼类的早期资源现状, 2017年和2018年5—7月在长江干流宜都断面开展鱼类早期资源调查, 采样网具包括弶网和圆锥网。调查期间共采集鱼卵21120粒和仔鱼2123尾。利用形态学和分子生物学等方法, 鉴定鱼类5目9科37种。其中, 鱼卵有29种, 仔鱼有27种。2017年和2018年通过宜都断面的鱼卵径流量分别为124.45×108粒和101.07×108粒, 优势种为四大家鱼和贝氏䱗(Hemiculter bleekeri); 仔鱼径流量分别为16.43×108尾和8.29×108尾, 优势种为贝氏䱗和寡鳞飘鱼(Pseudolanbuca engraulis)。根据发育期和流速分析, 四大家鱼鱼卵来源于三峡大坝下游至宜都断面之间的产卵场, 仔鱼来源于三峡大坝以上的产卵场。与2009—2010年相比, 2017—2018年通过宜都断面的鱼卵径流量增大了85.3%, 尤其是四大家鱼的鱼卵径流量与2005—2012年相比增加了约13倍。冗余分析(Redundancy Analysis, RDA)结果显示, 流量和流量日变化对产漂流性鱼卵密度有影响。研究结果表明, 2017—2018年仍有大量的鱼卵和仔鱼补充到长江中游江段。与历史数据相比, 三峡大坝下游宜昌江段鱼类产卵规模有明显的增加, 可能与长江中游四大家鱼亲鱼增殖放流和生态调度等保护措施的实施有关。为了更加有效地保护长江中游的鱼类资源, 建议除了已经逐步实施的长江全面禁渔措施之外, 还应恢复江湖连通, 保护和修复长江中游河漫滩生境, 继续开展重要经济鱼类亲本放流, 以及开展生态调度。
为了解长江中游鱼类的早期资源现状, 2017年和2018年5—7月在长江干流宜都断面开展鱼类早期资源调查, 采样网具包括弶网和圆锥网。调查期间共采集鱼卵21120粒和仔鱼2123尾。利用形态学和分子生物学等方法, 鉴定鱼类5目9科37种。其中, 鱼卵有29种, 仔鱼有27种。2017年和2018年通过宜都断面的鱼卵径流量分别为124.45×108粒和101.07×108粒, 优势种为四大家鱼和贝氏䱗(Hemiculter bleekeri); 仔鱼径流量分别为16.43×108尾和8.29×108尾, 优势种为贝氏䱗和寡鳞飘鱼(Pseudolanbuca engraulis)。根据发育期和流速分析, 四大家鱼鱼卵来源于三峡大坝下游至宜都断面之间的产卵场, 仔鱼来源于三峡大坝以上的产卵场。与2009—2010年相比, 2017—2018年通过宜都断面的鱼卵径流量增大了85.3%, 尤其是四大家鱼的鱼卵径流量与2005—2012年相比增加了约13倍。冗余分析(Redundancy Analysis, RDA)结果显示, 流量和流量日变化对产漂流性鱼卵密度有影响。研究结果表明, 2017—2018年仍有大量的鱼卵和仔鱼补充到长江中游江段。与历史数据相比, 三峡大坝下游宜昌江段鱼类产卵规模有明显的增加, 可能与长江中游四大家鱼亲鱼增殖放流和生态调度等保护措施的实施有关。为了更加有效地保护长江中游的鱼类资源, 建议除了已经逐步实施的长江全面禁渔措施之外, 还应恢复江湖连通, 保护和修复长江中游河漫滩生境, 继续开展重要经济鱼类亲本放流, 以及开展生态调度。
2020, 44(5): 1064-1069.
DOI: 10.7541/2020.123
摘要：
为了检测和评估长江岸线宜昌江段五种不同类型水样的生物毒性, 研究于2019年3月在宜昌江段采集五种典型水样, 采用稀有鲫胚胎进行了暴露试验。经检测发现3#水样(工业生产污水)、4#水样(生活污水)常规污染物(氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数)等指数超标。胚胎毒性试验结果显示3#和4#水样的生物毒性最大, 其畸形率和死亡率等指标均显著高于其他组(P<0.05)。2#水样(长江白洋港江段水样)对稀有鲫胚胎发育无显著影响; 其中3#和4#两组水样处理的胚胎出现诸如脊椎弯曲、心率下降、死亡率上升、孵化率下降和发育迟缓等发育异常现象; 同时, 4#水样处理的胚胎还出现大量心包水肿现象。研究表明氨氮含量等常规水质指标超标会对稀有鲫胚胎产生较大毒性效应。研究可为长江岸线宜昌江段水体的综合评价及后续治理提供依据。
为了检测和评估长江岸线宜昌江段五种不同类型水样的生物毒性, 研究于2019年3月在宜昌江段采集五种典型水样, 采用稀有鲫胚胎进行了暴露试验。经检测发现3#水样(工业生产污水)、4#水样(生活污水)常规污染物(氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数)等指数超标。胚胎毒性试验结果显示3#和4#水样的生物毒性最大, 其畸形率和死亡率等指标均显著高于其他组(P<0.05)。2#水样(长江白洋港江段水样)对稀有鲫胚胎发育无显著影响; 其中3#和4#两组水样处理的胚胎出现诸如脊椎弯曲、心率下降、死亡率上升、孵化率下降和发育迟缓等发育异常现象; 同时, 4#水样处理的胚胎还出现大量心包水肿现象。研究表明氨氮含量等常规水质指标超标会对稀有鲫胚胎产生较大毒性效应。研究可为长江岸线宜昌江段水体的综合评价及后续治理提供依据。
2020, 44(5): 1070-1079.
DOI: 10.7541/2020.124
摘要：
为了解三峡水库蓄水后期香溪河库湾浮游甲壳动物群落结构及其时空变化, 于2015年1月至2017年12月对香溪河库湾浮游甲壳动物进行了逐月采样分析。共鉴定出浮游甲壳动物23种, 其中枝角类10种, 桡足类13种。出现频率较高的物种均为长江流域常见种, 生物量和密度峰值分别出现在5月和6月, 在1月和2月则未能采集到标本, 生物量和密度在年际间差异显著, 但群落组成差异不显著, 群落季节变化规律表现为春季-夏季以蚤状溞(Daphnia pulex)和僧帽溞(Daphnia cucullata)大型枝角类占优势, 秋季以简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)小型种占优势。库中生物多样性指数高于库首和库尾, 库首和库尾生物多样性指数差异不明显, 生物多样性在季节上同样具有一定差异。CCA分析表明水温、叶绿素浓度和水深是解释浮游甲壳动物群落变化重要因素。我们的研究结果表明尽管香溪河库湾营养盐、水温、浮游甲壳动物生物量和密度均未达到稳定状态, 但群落组成在年际间无显著性差异, 浮游甲壳动物物种丰富度也高于蓄水初期, 生物多样性指数存在一定的时空差异, 适当程度的干扰有利于维持浮游甲壳动物较高的生物多样性。
为了解三峡水库蓄水后期香溪河库湾浮游甲壳动物群落结构及其时空变化, 于2015年1月至2017年12月对香溪河库湾浮游甲壳动物进行了逐月采样分析。共鉴定出浮游甲壳动物23种, 其中枝角类10种, 桡足类13种。出现频率较高的物种均为长江流域常见种, 生物量和密度峰值分别出现在5月和6月, 在1月和2月则未能采集到标本, 生物量和密度在年际间差异显著, 但群落组成差异不显著, 群落季节变化规律表现为春季-夏季以蚤状溞(Daphnia pulex)和僧帽溞(Daphnia cucullata)大型枝角类占优势, 秋季以简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)小型种占优势。库中生物多样性指数高于库首和库尾, 库首和库尾生物多样性指数差异不明显, 生物多样性在季节上同样具有一定差异。CCA分析表明水温、叶绿素浓度和水深是解释浮游甲壳动物群落变化重要因素。我们的研究结果表明尽管香溪河库湾营养盐、水温、浮游甲壳动物生物量和密度均未达到稳定状态, 但群落组成在年际间无显著性差异, 浮游甲壳动物物种丰富度也高于蓄水初期, 生物多样性指数存在一定的时空差异, 适当程度的干扰有利于维持浮游甲壳动物较高的生物多样性。
2020, 44(5): 1080-1086.
DOI: 10.7541/2020.125
摘要：
研究使用环境DNA宏条形码(eDNA metabarcoding)检测洱海鱼类多样性, 探索适用于洱海鱼类多样性监测和保护的新方法。通过水样采集、过滤、eDNA提取、遗传标记扩增、测序与生物信息分析的环境DNA宏条形码标准化分析流程, 从洱海16个采样点中获得可检测的9个采样点数据, 共检测出17种鱼类, 其中土著种5种、外来种12种; 鲫(Carassius auratus)、鳙(Hypophthalmichthys nobilis)、麦穗鱼(Pseudorasbora parva)、泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)和食蚊鱼(Gambusia affinis)为优势种。研究结果表明虽然环境DNA宏条形码无法完全替代传统的鱼类监测方法, 但作为一种新兴的生物多样性监测手段, 其可用于快速检测洱海鱼类多样性及其空间分布。
研究使用环境DNA宏条形码(eDNA metabarcoding)检测洱海鱼类多样性, 探索适用于洱海鱼类多样性监测和保护的新方法。通过水样采集、过滤、eDNA提取、遗传标记扩增、测序与生物信息分析的环境DNA宏条形码标准化分析流程, 从洱海16个采样点中获得可检测的9个采样点数据, 共检测出17种鱼类, 其中土著种5种、外来种12种; 鲫(Carassius auratus)、鳙(Hypophthalmichthys nobilis)、麦穗鱼(Pseudorasbora parva)、泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)和食蚊鱼(Gambusia affinis)为优势种。研究结果表明虽然环境DNA宏条形码无法完全替代传统的鱼类监测方法, 但作为一种新兴的生物多样性监测手段, 其可用于快速检测洱海鱼类多样性及其空间分布。
2020, 44(5): 1087-1096.
DOI: 10.7541/2020.126
摘要：
为研究生殖干细胞(Germline stem cells, GSCs)的标记基因nanos2的功能, 在银鲫(Carassius gibelio)中克隆了两个nanos2的同源基因(Homologs), 将其命名为Cgnanos2a和Cgnanos2b, 等位、系统进化树和共线性分析表明, 在银鲫进化历程中发生了额外的两轮多倍化事件, 是一个异源六倍体。qPCR分析表明Cgnanos2a和Cgnanos2b在5月龄银鲫精巢中的表达水平最高, 其次是卵巢; 对在孵化后25—190d的卵巢中的表达动态分析表明, 孵化后25d的卵巢中的Cgnanos2a和Cgnanos2b转录水平最高, 随后表达水平急剧下降; 并且Cgnanos2a和Cgnanos2b呈现出偏向表达的特征。切片RNA原位杂交实验结果表明, Cgnanos2a和Cgnanos2b均特异地在银鲫卵巢邻近生殖上皮的胞囊(Cyst)中一类直径小于20 μm的细胞中表达, Cgnanos2a在精巢精小囊边缘一类单个或两个紧紧相邻的细胞中高表达, 推测是银鲫的GSCs。此外, 还可在精原细胞和初级精母细胞中检测到Cgnanos2a和Cgnanos2b的转录本。研究通过对nanos2阳性细胞的追踪描绘了银鲫卵巢早期胞囊的发育过程, 为后续分离银鲫GSCs奠定了基础; 同时对银鲫nanos2两个歧化的部分同源基因的序列特征、进化及表达特征分析, 为研究鱼类多次多倍化事件后重复基因的进化提供了一个典型例子。
为研究生殖干细胞(Germline stem cells, GSCs)的标记基因nanos2的功能, 在银鲫(Carassius gibelio)中克隆了两个nanos2的同源基因(Homologs), 将其命名为Cgnanos2a和Cgnanos2b, 等位、系统进化树和共线性分析表明, 在银鲫进化历程中发生了额外的两轮多倍化事件, 是一个异源六倍体。qPCR分析表明Cgnanos2a和Cgnanos2b在5月龄银鲫精巢中的表达水平最高, 其次是卵巢; 对在孵化后25—190d的卵巢中的表达动态分析表明, 孵化后25d的卵巢中的Cgnanos2a和Cgnanos2b转录水平最高, 随后表达水平急剧下降; 并且Cgnanos2a和Cgnanos2b呈现出偏向表达的特征。切片RNA原位杂交实验结果表明, Cgnanos2a和Cgnanos2b均特异地在银鲫卵巢邻近生殖上皮的胞囊(Cyst)中一类直径小于20 μm的细胞中表达, Cgnanos2a在精巢精小囊边缘一类单个或两个紧紧相邻的细胞中高表达, 推测是银鲫的GSCs。此外, 还可在精原细胞和初级精母细胞中检测到Cgnanos2a和Cgnanos2b的转录本。研究通过对nanos2阳性细胞的追踪描绘了银鲫卵巢早期胞囊的发育过程, 为后续分离银鲫GSCs奠定了基础; 同时对银鲫nanos2两个歧化的部分同源基因的序列特征、进化及表达特征分析, 为研究鱼类多次多倍化事件后重复基因的进化提供了一个典型例子。
2020, 44(5): 1097-1104.
DOI: 10.7541/2020.127
摘要：
为深入了解罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)不同种质资源的遗传背景, 研究采用微卫星标记和线粒体基因相结合, 对罗氏沼虾4个育种群体, 即选育3代的数丰核心群体(SF)、引进的正大群体(ZD)、正大和数丰杂交的群体(ZDS)、正大子代和数丰杂交的群体(ZD2S)的遗传多样性进行了研究。150个个体的微卫星分析结果显示, 7个微卫星位点均表现出高度多态性(PIC>0.5), 4个群体平均的等位基因数(Na)、期望杂合度(He)和多态信息含量(PIC)分别为19.43、0.8980和0.8867。SF群体的平均He (0.874)和PIC (0.854)最高, ZD2S的He (0.863)和PIC (0.834)其次, ZDS群体的He (0.798)和PIC (0.761)最低。4个群体间的遗传分化指数(FST)为0.04166—0.10438, 处于中低水平的遗传分化, 其中, ZD和ZDS的遗传分化最大, FST为0.10438。线粒体COⅠ和12S rRNA基因组合序列分析结果显示, 149个个体共识别27个单倍型, 平均单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(π)分别为0.846和0.00313。在4个群体中, ZD2S群体的Hd值最高, 其次为SF群体, ZDS的最低; 对于π值, SF群体的最高, 其次为ZD2S群体, ZD群体的则最低, 该结果与微卫星的结果基本一致。但基于线粒体基因的群体间遗传分化较小, FST值为–0.02226—0.07310, 小于微卫星估计的结果。微卫星和线粒体基因一致表明, SF和ZD2S两个群体均保持着较高的遗传多样性, 具有进一步选育的潜力。
为深入了解罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)不同种质资源的遗传背景, 研究采用微卫星标记和线粒体基因相结合, 对罗氏沼虾4个育种群体, 即选育3代的数丰核心群体(SF)、引进的正大群体(ZD)、正大和数丰杂交的群体(ZDS)、正大子代和数丰杂交的群体(ZD2S)的遗传多样性进行了研究。150个个体的微卫星分析结果显示, 7个微卫星位点均表现出高度多态性(PIC>0.5), 4个群体平均的等位基因数(Na)、期望杂合度(He)和多态信息含量(PIC)分别为19.43、0.8980和0.8867。SF群体的平均He (0.874)和PIC (0.854)最高, ZD2S的He (0.863)和PIC (0.834)其次, ZDS群体的He (0.798)和PIC (0.761)最低。4个群体间的遗传分化指数(FST)为0.04166—0.10438, 处于中低水平的遗传分化, 其中, ZD和ZDS的遗传分化最大, FST为0.10438。线粒体COⅠ和12S rRNA基因组合序列分析结果显示, 149个个体共识别27个单倍型, 平均单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(π)分别为0.846和0.00313。在4个群体中, ZD2S群体的Hd值最高, 其次为SF群体, ZDS的最低; 对于π值, SF群体的最高, 其次为ZD2S群体, ZD群体的则最低, 该结果与微卫星的结果基本一致。但基于线粒体基因的群体间遗传分化较小, FST值为–0.02226—0.07310, 小于微卫星估计的结果。微卫星和线粒体基因一致表明, SF和ZD2S两个群体均保持着较高的遗传多样性, 具有进一步选育的潜力。
2020, 44(5): 1105-1110.
DOI: 10.7541/2020.128
摘要：
研究利用HPLC-MS/MS检测、酪氨酸酶活性分析和荧光定量PCR技术, 探索丙戊酸(Valproic acid, VPA)作为企鹅珍珠贝[Pteria penguin (Röding, 1798)]黑色素增强剂的生物毒性、有效性和作用途径。生物毒性分析显示, 高浓度(100 mmol/L)丙戊酸作用24h即可显著降低存活率至83.3%(P<0.05), 并存在明显的时间依赖效应, 10 mmol/L丙戊酸作用72h是最大的安全使用浓度和作用时间。丙戊酸的作用分析发现, 10和100 mmol/L丙戊酸作用72h可以显著提高企鹅珍珠贝黑色素含量43.7%(P<0.05)和47.1%(P<0.05), 并显著提高酪氨酸酶(黑色素合成标志酶)活性59.7%(P<0.05)和136.1%(P<0.01), 说明丙戊酸可以有效地促进企鹅珍珠贝的黑色素合成。对丙戊酸的作用途径分析发现, 丙戊酸可以显著增加小眼相关转录因子(Melanogenesis associated transcription factor, Mitf)、酪氨酸酶(Tyrosinase, Tyr)、Cdk2 (Cyclin-dependent kinase 2) 和 Bcl2 (B-cell lymp homa2)等黑色素合成相关基因的表达, 但对环磷腺苷效应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein, Creb2)的表达无显著影响, 说明丙戊酸是通过Mitf-Tyr-melanin途径参与企鹅珍珠贝黑色素合成的。研究为在生产上建立珍珠贝的色泽优化技术提供了重要数据。
研究利用HPLC-MS/MS检测、酪氨酸酶活性分析和荧光定量PCR技术, 探索丙戊酸(Valproic acid, VPA)作为企鹅珍珠贝[Pteria penguin (Röding, 1798)]黑色素增强剂的生物毒性、有效性和作用途径。生物毒性分析显示, 高浓度(100 mmol/L)丙戊酸作用24h即可显著降低存活率至83.3%(P<0.05), 并存在明显的时间依赖效应, 10 mmol/L丙戊酸作用72h是最大的安全使用浓度和作用时间。丙戊酸的作用分析发现, 10和100 mmol/L丙戊酸作用72h可以显著提高企鹅珍珠贝黑色素含量43.7%(P<0.05)和47.1%(P<0.05), 并显著提高酪氨酸酶(黑色素合成标志酶)活性59.7%(P<0.05)和136.1%(P<0.01), 说明丙戊酸可以有效地促进企鹅珍珠贝的黑色素合成。对丙戊酸的作用途径分析发现, 丙戊酸可以显著增加小眼相关转录因子(Melanogenesis associated transcription factor, Mitf)、酪氨酸酶(Tyrosinase, Tyr)、Cdk2 (Cyclin-dependent kinase 2) 和 Bcl2 (B-cell lymp homa2)等黑色素合成相关基因的表达, 但对环磷腺苷效应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein, Creb2)的表达无显著影响, 说明丙戊酸是通过Mitf-Tyr-melanin途径参与企鹅珍珠贝黑色素合成的。研究为在生产上建立珍珠贝的色泽优化技术提供了重要数据。
2020, 44(5): 1111-1118.
DOI: 10.7541/2020.129
摘要：
研究以湖北枝江金湖(由东湖和刘家湖组成)为例, 综合水下光照条件和沉水植物种子库分析, 探讨沉水植物可恢复区的判别方法。研究分别于2018年6月和12月对金湖开展了综合调查, 并在6月开展了种子库调查。结果表明, 金湖富营养化问题较严重, 6月各位点水深-透明度比值均低于沉水植物生长的阈值需求, 范围为0.13—0.25, 平均为0.17; 12月部分位点的水深-透明度比值达到了沉水植物生长的阈值需求, 范围为0.18—0.95, 平均为0.44。各位点沉水植物种子库密度范围为0—200 ind./m2, 平均为24 ind./m2。根据金湖的水下光照条件和沉水植物种子库分布情况, 结合湖底地形, 建议在冬春季透明度较高的时期降低水位, 进行沉水植物恢复工作。通过水下地形、光照条件和种子库的综合分析, 对金湖的沉水植物恢复区进行了划分, 结果显示东湖的东南部、东湖的西岸、刘家湖的西部和东岸作为沉水植物恢复区较为合适。该研究有望为湖泊沉水植物的恢复提供定量化的参考建议, 提高生态修复工程效果和降低管理成本。
研究以湖北枝江金湖(由东湖和刘家湖组成)为例, 综合水下光照条件和沉水植物种子库分析, 探讨沉水植物可恢复区的判别方法。研究分别于2018年6月和12月对金湖开展了综合调查, 并在6月开展了种子库调查。结果表明, 金湖富营养化问题较严重, 6月各位点水深-透明度比值均低于沉水植物生长的阈值需求, 范围为0.13—0.25, 平均为0.17; 12月部分位点的水深-透明度比值达到了沉水植物生长的阈值需求, 范围为0.18—0.95, 平均为0.44。各位点沉水植物种子库密度范围为0—200 ind./m2, 平均为24 ind./m2。根据金湖的水下光照条件和沉水植物种子库分布情况, 结合湖底地形, 建议在冬春季透明度较高的时期降低水位, 进行沉水植物恢复工作。通过水下地形、光照条件和种子库的综合分析, 对金湖的沉水植物恢复区进行了划分, 结果显示东湖的东南部、东湖的西岸、刘家湖的西部和东岸作为沉水植物恢复区较为合适。该研究有望为湖泊沉水植物的恢复提供定量化的参考建议, 提高生态修复工程效果和降低管理成本。
2020, 44(5): 1119-1129.
DOI: 10.7541/2020.130
摘要：
以有机质腐殖酸(Humic acid, HA)为例, 研究沉积物中不同HA含量(0、1%、5%和10%)对沉积物[其中纳米银(Silver nanoparticles, AgNPs)浓度为100 μg/g dw]中AgNPs释放的影响, 以及银释放对斑马鱼(Danio Rerio)的毒性效应。结果显示, 暴露15d和30d后, 水柱中总银浓度为(0.01±0.01)—(2.53±0.52) μg/L, 且高HA含量(5%和10%)的沉积物组中释放到水柱中的银浓度高于低HA含量(0和1%)的沉积物组, 表明HA的存在促进了沉积物中AgNPs向水柱释放。释放的AgNPs能够积累在斑马鱼组织中, 且主要积累在肝脏和肠道中, 并可导致斑马鱼组织氧化应激效应。另外, 16S rRNA高通量测序结果显示, 受释放到水柱银影响, 斑马鱼肠道中微生物群落结构也会发生改变。研究初步探明了沉积物中AgNPs的释放规律及其环境风险, 可为全面评价AgNPs的环境行为及生态安全性提供重要依据。
以有机质腐殖酸(Humic acid, HA)为例, 研究沉积物中不同HA含量(0、1%、5%和10%)对沉积物[其中纳米银(Silver nanoparticles, AgNPs)浓度为100 μg/g dw]中AgNPs释放的影响, 以及银释放对斑马鱼(Danio Rerio)的毒性效应。结果显示, 暴露15d和30d后, 水柱中总银浓度为(0.01±0.01)—(2.53±0.52) μg/L, 且高HA含量(5%和10%)的沉积物组中释放到水柱中的银浓度高于低HA含量(0和1%)的沉积物组, 表明HA的存在促进了沉积物中AgNPs向水柱释放。释放的AgNPs能够积累在斑马鱼组织中, 且主要积累在肝脏和肠道中, 并可导致斑马鱼组织氧化应激效应。另外, 16S rRNA高通量测序结果显示, 受释放到水柱银影响, 斑马鱼肠道中微生物群落结构也会发生改变。研究初步探明了沉积物中AgNPs的释放规律及其环境风险, 可为全面评价AgNPs的环境行为及生态安全性提供重要依据。
2020, 44(5): 1130-1142.
DOI: 10.7541/2020.131
摘要：
马勒姆杯棕鞭藻(Poterioochromonas malhamensis)是典型的混合营养型单细胞鞭毛藻, 因个体微小且形态多变, 该鞭毛藻的正确鉴定十分困难, 且至今针对该物种一直没有详细全面的形态描述。从小球藻的大规模培养中分离出一株捕食性鞭毛藻P. malhamensis CMBB008, 利用荧光染色、扫描和透射电镜等方法, 对其形态学特征进行了详尽的描述, 并获取该物种的SSU rDNA和rbcL基因序列用于探讨该物种的系统发育地位。文章在前人形态描述的基础上, 详细记录了囊壳和叶绿体的形态: 囊壳柄长18.3—47.5 μm, 杯体宽8.5—11.3 μm, 深6.3—10.7 μm; 叶绿体1—2个, 为中间桥接的二裂片状。文章还结合光镜和电镜观察首次报道了该物种的硅质胞囊, 发现其具有独特的三层领状结构和顶端孔塞结构, 并揭示了其主要细胞器的超微结构及重要代谢产物, 如油滴和金藻昆布多糖液泡等。通过不同种株间的比较研究发现, 作为Poterioochromonas属重要形态特征的囊壳和叶绿体, 由于形态变异性高, 不适合用于P. malhamensis的鉴定, 而胞囊形态很可能作为Poterioochromonas种间区分的重要形态特征。分子系统发育分析显示Poterioochromonas所有株系聚为一大支, 表明该属是单系类群。P. malhamensis CMBB008位于模式株P. malhamensis SAG933-1a所在的大分支内。Poterioochromonas支系可分为P. malhamensis和P. stipitata两个姊妹群, P. malhamensis支系可进一步分为两个姊妹支, 其中CCMP3181可能并不是P. malhamensis。研究补充和完善了P. malhamensis的形态和分子数据, 并从形态学和分子系统发育学角度为Poterioochromonas属的分类研究提供重要的参考信息。
马勒姆杯棕鞭藻(Poterioochromonas malhamensis)是典型的混合营养型单细胞鞭毛藻, 因个体微小且形态多变, 该鞭毛藻的正确鉴定十分困难, 且至今针对该物种一直没有详细全面的形态描述。从小球藻的大规模培养中分离出一株捕食性鞭毛藻P. malhamensis CMBB008, 利用荧光染色、扫描和透射电镜等方法, 对其形态学特征进行了详尽的描述, 并获取该物种的SSU rDNA和rbcL基因序列用于探讨该物种的系统发育地位。文章在前人形态描述的基础上, 详细记录了囊壳和叶绿体的形态: 囊壳柄长18.3—47.5 μm, 杯体宽8.5—11.3 μm, 深6.3—10.7 μm; 叶绿体1—2个, 为中间桥接的二裂片状。文章还结合光镜和电镜观察首次报道了该物种的硅质胞囊, 发现其具有独特的三层领状结构和顶端孔塞结构, 并揭示了其主要细胞器的超微结构及重要代谢产物, 如油滴和金藻昆布多糖液泡等。通过不同种株间的比较研究发现, 作为Poterioochromonas属重要形态特征的囊壳和叶绿体, 由于形态变异性高, 不适合用于P. malhamensis的鉴定, 而胞囊形态很可能作为Poterioochromonas种间区分的重要形态特征。分子系统发育分析显示Poterioochromonas所有株系聚为一大支, 表明该属是单系类群。P. malhamensis CMBB008位于模式株P. malhamensis SAG933-1a所在的大分支内。Poterioochromonas支系可分为P. malhamensis和P. stipitata两个姊妹群, P. malhamensis支系可进一步分为两个姊妹支, 其中CCMP3181可能并不是P. malhamensis。研究补充和完善了P. malhamensis的形态和分子数据, 并从形态学和分子系统发育学角度为Poterioochromonas属的分类研究提供重要的参考信息。
2020, 44(5): 1143-1151.
DOI: 10.7541/2020.132
摘要：
为研究雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)的甘油二酯酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase, DGAT)是否具有催化虾青素酰基化的功能, 首先通过雨生红球藻的cDNA库克隆得到了一个II型DGAT编码区全长序列(DGTT2)。在甘油三酯(Triacylglycerol, TAG)合成缺陷型酵母Saccharomyces cerevisiae H1246中过表达DGTT2基因发现HpDGTT2不能回补H1246的表型, 即不具有典型的DGAT功能。利用分离得到的雨生红球藻的内质网成功地建立了一个体外的虾青素酰基转移酶酶活测定体系, 添加含有重组HpDGTT2的酵母细胞的微粒体后虾青素酯的含量显著高于对照, 初步表明HpDGTT2具有催化雨生红球藻中虾青素酰基化功能。以上结果为进一步探索雨生红球藻中DGTT2的功能及深入理解虾青素合成在代谢水平的调控奠定了基础。
为研究雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)的甘油二酯酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase, DGAT)是否具有催化虾青素酰基化的功能, 首先通过雨生红球藻的cDNA库克隆得到了一个II型DGAT编码区全长序列(DGTT2)。在甘油三酯(Triacylglycerol, TAG)合成缺陷型酵母Saccharomyces cerevisiae H1246中过表达DGTT2基因发现HpDGTT2不能回补H1246的表型, 即不具有典型的DGAT功能。利用分离得到的雨生红球藻的内质网成功地建立了一个体外的虾青素酰基转移酶酶活测定体系, 添加含有重组HpDGTT2的酵母细胞的微粒体后虾青素酯的含量显著高于对照, 初步表明HpDGTT2具有催化雨生红球藻中虾青素酰基化功能。以上结果为进一步探索雨生红球藻中DGTT2的功能及深入理解虾青素合成在代谢水平的调控奠定了基础。
2020, 44(5): 1152-1158.
DOI: 10.7541/2020.133
摘要：
研究通过现场调查、资料收集和遥感影像解译, 分析了青海湖水质及刚毛藻分布特征的变化。研究结果表明, 2011—2019年间青海湖主要水质指标保持动态稳定, 水质未呈现显著变化趋势。2019年现场调查发现, 近岸浅水区域存在数量可观的刚毛藻分布, 其中以鸟岛和布哈河口周边区域刚毛藻生物量最大, 8月的平均生物量达到5213.4 g/m2。遥感影像分析显示, 刚毛藻主要分布在青海湖西部及西北部湖湾及入湖河口附近, 1987—2019年间刚毛藻覆盖面积呈先下降后上升趋势。分析表明, 近年来刚毛藻生物量增加和覆盖面积扩大可能与青海湖水位不断上涨以及新生浅水淹没区范围的扩大有关。目前, 刚毛藻分布的这种变化对青海湖水生态环境的影响尚不明确, 后续需进一步关注气候变化与人类活动双重影响下青海湖的水生态系统健康问题。
研究通过现场调查、资料收集和遥感影像解译, 分析了青海湖水质及刚毛藻分布特征的变化。研究结果表明, 2011—2019年间青海湖主要水质指标保持动态稳定, 水质未呈现显著变化趋势。2019年现场调查发现, 近岸浅水区域存在数量可观的刚毛藻分布, 其中以鸟岛和布哈河口周边区域刚毛藻生物量最大, 8月的平均生物量达到5213.4 g/m2。遥感影像分析显示, 刚毛藻主要分布在青海湖西部及西北部湖湾及入湖河口附近, 1987—2019年间刚毛藻覆盖面积呈先下降后上升趋势。分析表明, 近年来刚毛藻生物量增加和覆盖面积扩大可能与青海湖水位不断上涨以及新生浅水淹没区范围的扩大有关。目前, 刚毛藻分布的这种变化对青海湖水生态环境的影响尚不明确, 后续需进一步关注气候变化与人类活动双重影响下青海湖的水生态系统健康问题。
