生物学基础学科

野生圆口铜鱼卵巢成熟内分泌信号表达分析

夏雨果，陈晓文，贺江燕，等

摘要：圆口铜鱼（Coreius guichenoti），广泛分布于长江的上游地区，是一种重要的经济淡水鱼类。圆口铜鱼的幼鱼会在长江的重庆至宜宾江段生活3～4年，之后逐步上溯 600～1000 km至水流湍急及水温更低的上游江段。成鱼（体重约500～2000 g）群体生活于长江的上游江段，并在每年的4—7月进行产卵活动。近年来，长江上游包括三峡大坝、溪洛渡大坝和向家坝的建设，导致这种洄游性鱼类种群资源受到了威胁。近来，关于圆口铜鱼的人工养殖已经开展了一些工作，目的在于一方面保护野生鱼类群体，另一方面以期未来能继续利用具有重要经济价值的鱼类。然而，由于圆口铜鱼的养殖过程中病害造成的大量损失，以及圆口铜鱼相对长的成熟周期，使在网箱中饲养的圆口铜鱼很难发育至性成熟期。因此，圆口铜鱼苗种的获得面临困难，随着在原有圆口铜鱼成熟江段可以获取的野生成熟雌性群体不断下降，研究圆口铜鱼的催熟技术以推动人工繁殖的发展已经迫在眉睫。研究以野生雌性圆口铜鱼不同发育时期的卵巢为研究对象，通过现场卵巢解剖观察以及实验室内组织学分析，收集处于Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ期的卵巢组织样本进行转录组分析。研究显示野生圆口铜鱼卵巢组织在其成熟发育各阶段具有明确的组织学和转录表达特征。研究采用全序列转录组测序分析，以鲤科模式鱼类斑马鱼的基因序列作为主要参考序列，共检测得到11495 bp基因片段。聚焦内分泌/自分泌信号分子的转录表达，发现促乳素（prolactin，PRL）、卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone，FSH）、雌激素（estrogen）、前列腺素 E2（prostaglandin E2，PGE2）合成酶类、生长/分化因子 9（growth/differentiation factor 9，GDF9）、激活素（activin）、和抗穆氏管激素（anti-Müllerian hormone，AMH）等转录表达和卵巢发育成熟呈现出显著的关联动态变化。通过对样品中卵巢成熟诱导激素（maturation-inducing hormone，MIH）合成酶分子的表达水平的观察，发现涉及 MIH 的 17α，20β-dihydroxy-4-pregnen-3-one的合成酶分子表达水平较高，而另一种MIH分子11-deoxycorticosteron的合成酶的表达水平处于检测水平之下，因此，提示 17α，20β-dihydroxy-4-pregnen-3-one可能是圆口铜鱼卵巢成熟后期的主要促进因子。同时，发现了完整的胆酸合成酶系列分子在卵巢转录组中的存在，这是鱼类卵巢组织中具有合成胆酸能力的首次报道，其生理作用有待进一步研究。总之，作为一种群同步发育的鱼类，此项研究为鱼类卵巢成熟发育过程中的内分泌信号调控网络提供了大量的数据参考。

来源出版物：水生生物学报, 2016, 40(3): 431-442

入选年份：2016

不同蛋白质和脂肪水平对1龄团头鲂生长性能和体组成的影响

蒋阳阳，李向飞，刘文斌，等

摘要：团头鲂（Megalobrama amblycephala），属鲤形目，鲤科，鲌亚科，鲂属。俗称武昌鱼，团头鳊或平胸鳊。该鱼原产于长江中下游的湖北鄂州梁子湖，1955年由易伯鲁从形态上将其与三角鲂加以区别，并确定为新种——团头鲂。该鱼是我国重要的草食性经济鱼类之一，由于其食性广、成活率高、易于捕捞、饲养周期短，且具有头小、含肉率高、营养丰富、肉质鲜美细嫩等优点，因而作为优良的草食性鱼类品种在全国普遍推广。2009年我国团头鲂的总产量达到了 625789 t，在全国淡水养殖鱼类中居第6位。试验采用3×3因子设计，探讨了饲料中不同蛋白质和脂肪水平对1龄团头鲂[均重：（50.37±1.27） g]生长性能和体组成的影响。试验设3个蛋白质水平（25%、30%和35%）和3个脂肪水平（3%、6%和9%），共配制9 组饲料。试验鱼饲养于网箱（规格为2 m×1 m×1 m）中，每天投喂3次，试验期为8 周。结果表明：蛋白质和脂肪之间无交互作用存在（P＞0.05）。蛋白质和脂肪水平对存活率无显著影响（P＞0.05）。增重率、特定生长率和饵料系数显著受蛋白质和脂肪水平影响（P＜0.05）。其中，25%蛋白组的增重率及特定生长率显著低于其他蛋白组（P＜0.05），而6%脂肪组显著高于其他脂肪组（P＜0.01）。尽管35%蛋白6%脂肪组的饵料系数最低，但与除了25%蛋白3%脂肪和25%蛋白9%脂肪这两组外的其他组相比，差异均不显著（P＞0.05）。蛋白效率比和氮保留率随蛋白质水平的升高显著降低（P＜0.05）。此外，蛋白效率比显著受脂肪水平的影响（P＜0.05），以6%组最高。能量保留率随脂肪水平的升高显著升高（P＜0.05）。鱼体肥满度随蛋白质和脂肪水平的升高显著升高（P＜0.05）。腹脂率和肝体比随脂肪水平的升高显著升高（P＜0.05），而受蛋白质水平的影响较小（P＞0.05）。蛋白质水平对全鱼、胴体和肝脏的组成均无显著影响（P＞0.05）。脂肪水平对全鱼水分、脂肪和能量有极显著影响（P＜0.01），其中，全鱼水分含量随脂肪水平的升高显著降低（P＜0.01），而脂肪和能量含量则显著升高（P＜0.01）。胴体和肝脏水分、脂肪含量的变化趋势与全鱼基本一致。以上结果表明，1龄团头鲂的适宜蛋白质和脂肪水平分别为30%和6%，适宜蛋能比为18.21 g/MJ。

来源出版物：水生生物学报, 2012, 36(5): 826-836

入选年份：2016

湘江干流浮游生物群落结构及水质状况分析

王晓清，曾亚英，吴含含，等

摘要：湘江是长江的主要支流之一，发源于广西临桂县海洋坪的龙门界，向北流入湖南省，流经衡阳、株洲、湘潭、长沙等工业发达的城市，至芦林潭又汇合注入洞庭湖。湘江流经城市其居民生活饮水和企业用水均取自湘江，同时生活和企业废水也随之排入湘江，大量有机物和污染物不断地排入造成水体 N、P等营养盐的大量增加，对渔业资源和人体健康均带来影响。因此，湘江干流水质状况受到了一定的关注。目前，有报道湘江干流水环境、软体动物资源状况和部分江段的水体营养状态方面的调查研究，但缺乏对湘江浮游生物群落结构特征和营养状态的系统研究与综合评价。化学监测是采用定期取样调查方法，因此得出的检测结果只能代表取样时瞬间的情况，不能反映取样前后的情况。生活在水中的水生生物能够反映整个生活时期中环境因素的改变情况，它们对环境变化反应很敏感，水质的任何变化都可能影响它们的生理功能、种类丰度、种群密度、群落结构与功能的改变。因此，浮游生物的群落组成、丰度、优势种群、生物多样性等与水体的营养程度密切相关，是评价水质污染及营养水平的重要指标。然而各种浮游生物自身的特性不同，不同浮游生物之间、浮游生物与非生物环境因素之间的相互关系复杂，仅仅用浮游生物对水体污染进行监测，难以得到十分准确的结果。为此，本文将浮游生物监测和理化监测结合起来，初步探讨湘江干流浮游生物群落结构特征和水质污染状况，以期为湘江水环境保护和污染治理提供参考依据。为了解湘江干流水质与生物群落现状，2010—2011年对湘江的水质和浮游生物的分布进行了采样分析，利用香农—威纳多样性指数分析湘江干流浮游生物群落特征，并结合水质理化指标评价其水体营养状态。结果表明，共检出浮游植物 8门 99属 164种，丰度变化在（1.83～51.1）×104cells/L，生物量变化在 0.03～0.60 mg/L；浮游动物80种，密度变化在2.16～76.34个/L，生物量变化在0.01～1.95 mg/L。各采样点的浮游植物多样性指数变化在2.47～5.43，浮游动物多样性指数变化在 1.63～3.38，浮游生物的多样性较好，显示出湘江干流的浮游生物群落处于较稳定的状态。对湘江βm-αm指示种种类组成和群落结构分析，结果显示湘江水体属于中污带水质；综合营养状态指数（TIL）在38.27～51.97，均值为43.73，属于中营养水平；综合水质生物学和化学评价结果可知湘江干流的水质较差，但无明显向富营养化转化的趋势。

来源出版物：水生生物学报, 2013, 37(3): 488-494

入选年份：2016

盐度对暗纹东方鲀生长、非特异性免疫和抗氧化酶活力的影响

边平江，邱成功，徐善良，等

摘要：对水生生物而言，盐度是重要的环境影响因子。盐度作为一种与渗透压密切相关的环境因子，对鱼类呼吸代谢、生长、存活及免疫防御影响显著。养殖环境可能受到诸多人为因素和自然因素的影响而导致养殖区域盐度的变化，盐度变化会导致鱼类耗氧率升高、代谢加速、对能量的需求增加，严重时甚至造成体内生理机能失常。同时，盐度变化还能促使鱼体产生较多的自由基（ROS），造成体内蛋白和脂质的氧化及DNA损伤，最终因细胞膜损伤和酶活力丧失影响细胞机能。长期处于这种氧化压力之下，将导致鱼体免疫防御能力和抗病力下降，影响鱼类的正常生长。非特异性的体液免疫和细胞免疫系统是鱼类抵抗外来病原入侵的第一道防线，溶菌酶（Lysozyme）是体液免疫因子，由嗜中性粒细胞和巨噬细胞分泌，起溶菌作用；而碱性磷酸酶（AKP）是一种重要的调控酶，直接参与磷酸基团的转移，参与钙代谢，是动物溶酶体的重要组成部分，在免疫反应中发挥重要的作用。同时，生物体内还存在抗氧化防御机制以应对氧化压力，它能消除体内的自由基，增强吞噬细胞防御能力、机体免疫功能，维持细胞内部动态平衡。抗氧化系统主要由抗氧化酶和非酶类复合物构成，其中，抗氧化酶主要包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽S-转移酶（GST）等。目前，国内外针对鱼类盐度胁迫的生理生化等方面开展了较多的研究。例如，赵峰等比较了盐度变化时施氏鲟不同组织的抗氧化酶活性的变换情况，发现超氧化物歧化酶和过氧化氢酶在肝脏中的含量最高，随着盐度的升高，超氧化物歧化酶的活力呈现下降的趋势，显著低于对照组；而在心脏等中，过氧化氢酶活力无显著差异；当采用高盐度处理条石鲷时，幼鱼肝脏中的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活力均受到较大的影响，并最终形成新的平衡；同样，降低盐度（10‰）可导致银鲳肾脏中谷胱甘肽 S-转移酶活力显著降低；而在盐度12‰和18‰的处理组中，斜带石斑鱼特定生长率显著高于盐度 6‰和高盐度处理组，并且其血清超氧化物歧化酶和溶菌酶活性也显著高于其他组，因此，适当降低盐度可能提高斜带石斑鱼养殖效益。鱼类盐度变化相关方面研究的开展，不仅有助于了解盐度变化时鱼体的生理学变化规律，同时研究结果还能应用于养殖生产中，改善养殖环境，提高养殖效益。

来源出版物：水生生物学报, 2014, 38(1): 108-114

入选年份：2016

淡水湖泊浮游藻类对富营养化和气候变暖的响应

董静，高云霓，李根保

摘要：受人类活动影响，据预测到下世纪末，全球温度将增加 2～4℃。浅水湖泊对气候变暖尤其敏感。随着富营养化程度不断加剧，浅水湖泊生态系统正承受着气候变暖和富营养化的双重影响，关于湖泊生态系统响应研究已经有很多报道。本文总结了富营养化、气候变暖下湖泊浮游藻类响应机制（理化性质、浮游生物、水生动植物），并重点探讨在促进蓝藻水华发生、提高蓝藻暴发强度方面，富营养化和气候变暖的相对重要性。结合现有研究结果，作者认为未来关于湖泊浮游藻类功能群对气候变暖和富营养化响应研究亟待展开。水体富营养化和气候变暖是淡水生态系统面临的两大威胁。文章分别阐述了富营养化和气候变暖对淡水湖泊浮游藻类直接和间接效应，并总结气候变暖可能通过影响水体理化性质、水生植物组成、食物链结构从而直接或间接改变浮游藻类生物量或群落结构。作者重点分析了气候变暖下湖泊生态系统蓝藻水华暴发机制，比较了不同湖泊蓝藻对气候变暖和富营养化响应的异同点，发现气候变暖和富营养化对湖泊生态系统影响存在相似性，表现在均促进湖泊由清水-浊水稳态转变、增加蓝藻水华发生频率和强度。然而二者对湖泊浮游藻类影响的相对重要性取决于分层型湖泊和混合型湖泊的差异性、不同营养型湖泊和不同类群蓝藻组成差异性。作者认为，开展气候变暖和富营养化下，湖泊浮游藻类功能群响应研究亟待进行。农业、畜牧业、城市化和工业化速度加快造成的富营养化被广泛认为是水体面临的严重问题之一，对水体生态系统造成了严重危害，包括水体透明度、溶氧含量降低，有害蓝藻水华增多，物种多样性、水生植物覆盖度和鱼贝产量降低，水体饮用和景观价值降低等。其中，富营养化造成的湖泊生态系统清水—浊水稳态转换受到广泛关注：营养径流以及矿化速率会随着外源营养输入或者是内源底泥释放的改变而改变，水生生物群落在一定范围内对这种变化具有抵抗性，但是一旦超过阈值，就会朝着浮游藻类占优势的方向转变。

来源出版物：水生生物学报, 2016, 40(3): 615-623

入选年份：2016

中国大型海藻的研究现状及其存在的问题

丁兰平，黄冰心，谢艳齐

摘要：结合最新的研究结果，本文对中国大型海藻区系划分、区系的种类组成、分布特征、研究成果、现状和存在的问题等进行了介绍、总结和分析。目前，中国大型海藻物种数达到1277种，其中蓝藻门6目21科57属161种（及变种）、红藻门15目40科169属607种（及变种）、褐藻门11目24科62属298种（及变种），绿藻门11目21科48属211种（及变种）。中国海藻区系可划分为 4个小区，即黄海西区、东海西区、南海北区和南海南区。其中：（1）黄海西区蓝藻门、红藻门、褐藻门和绿藻门特有种（指不见于我国其他几个海区，但不排除在国外有报道的物种）分别为8、96、79和32种，共计215种，与其他小区的共有种（≤3个小区，下同）分别为15、48、15和5种，共计83种；（2）东海西区蓝藻门、红藻门、褐藻门和绿藻门特有种分别为 1、28、4和0种，共计 33种，与其他小区的共有种分别为5、120、31和12种，共计168种；（3）南海北区蓝藻门、红藻门、褐藻门和绿藻门特有种分别为54、51、46和4种，共计155种，与其他小区的共有种分别为 15、132、48和 22种，共计 217种；（4）南海南区蓝藻门、红藻门、褐藻门和绿藻门特有种分别为56、234、92和133种，共计515种，与其他小区的共有种分别为22、88、46和19种，共计 175种。南中国海区（南海北区和南海南区）物种多样性远比黄海西区和东海西区丰富，其中东海西区大型海藻的丰富程度最低。主要受光在海水中的穿透性和海藻所含色素的种类不同的影响，大型海藻一般沿潮上带至潮下带分布的类型为蓝藻、绿藻、褐藻和红藻，但有混杂或过渡分布区；而时空变化主要受垂直分布及水温与季节的影响，我国大型海藻的多样性由冬春季节的海南区向夏季的黄海沿岸更替。针对本学科的特点，我们面临着一些现实问题需要解决，如调查取样困难、自然生境状况恶化、社会整体的轻视、经典分类与分子手段的冲突、科技成果评价体系的阻碍、人才流失、学科本身的问题、社会发展与需求的矛盾等等，都有待社会多方面关注与解决，以期有益于我国大型海藻多样性研究的发展。

来源出版物：生物多样性, 2011, 19(6): 798-804

入选年份：2016

植物重力反应的分子调控机制

武迪，黄林周，高谨，等

摘要：重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因子。植物感受到重力刺激后可以通过重力反应来协调自身各个器官的生长方向与重力方向之间的最适角度。植物重力反应过程分为重力信号的感受、重力信号的转导、生长素不对称分布的形成和重力反应器官的弯曲生长 4个阶段。近年来，随着大量重力反应缺陷突变体的鉴定及其控制基因的功能解析，重力信号的感受和生长素不对称分布的分子机制等方面的研究取得了重要进展。作为植物适应环境变化的重要手段之一，重力反应还可以通过调节水稻（Oryza sativaL.）的分蘖角度实现对水稻株型和产量的调控。因此，研究植物的重力反应，不仅有助于解析植物生长发育的调控机制，对于作物株型的改良也具有重要的指导意义。然而，重力反应的分子机制及其调控网络仍不清楚。本文综述了近年来植物重力反应的调控机理及其调控水稻分蘖角度的作用机制，并对该领域未来的研究方向和热点进行了展望。植物能够感受外界环境的变化并快速调整自身生长状态以适应新的环境。研究发现，多种环境信号（如光、温度、湿度、重力等）参与植物生长发育的调控。其中，重力作为一个持续存在且较稳定的环境因子，在调节植物的生长发育、代谢以及形态建成等方面发挥着十分重要的作用。植物的重力反应是指植物感受到重力刺激后重新定位生长从而维持各器官与重力方向最适角度的一种现象。在重力刺激下，植物的根沿重力方向向下生长的现象称之为根的正向地性；植物的地上部分逆重力方向生长，称之为茎的负向地性。植物对重力的特殊适应性不仅使植物获得生长发育所必需的水分、矿质元素和各种营养，也保证了植物光合作用和气体交换的顺利进行。此外，重力反应还可以使倒伏的作物远离地面向上生长，避免病虫害等的滋生从而减少作物产量损失。因此，研究植物的重力反应不仅有助于人们了解植物生长发育的调控机理，对于调节水稻等粮食作物的形态建成、提高作物产量方面也具有重要的实际意义。

来源出版物：遗传, 2016, 38(7): 589-602

入选年份：2016