0号柴油分散液对马粪海胆GSH含量影响的研究

研究了0号柴油分散液对马粪海胆(Hemicentrotus pulcherrimus)不同部位还原型谷胱甘肽(GSH)含量的影响。将马粪海胆暴露于不同质量浓度的0号柴油分散液中,并分别于暴露1、5、9、13和24d后提取海胆的肠、体液和性腺,进行GSH含量的分析测定。结果表明:马粪海胆体内各部位GSH含量存在差异,在受到石油烃的氧化胁迫后,各部位GSH含量发生变化,且变化程度有所不同。但同一组织或体液中GSH含量表现出一定的剂量-效应关系和显著的时间-效应关系。随着石油烃质量浓度的升高和暴露时间的延长,海胆体内GSH含量基本上呈现先诱导后抑制的趋势,且最大诱导量出现的时间随分散液质量浓度的降低而有所延后。分散液质量浓度与最大诱导量呈现正相关关系,而与抑制率呈现负相关关系。实验证明,海胆体内GSH含量对石油烃污染反应敏感,比较适合作为监测石油烃污染程度的生物标志物。     

四溴双酚A(TBBPA)对叉鞭金藻的毒性效应研究

以叉鞭金藻(Dicrateria inornata)为研究对象,分析了不同质量浓度四溴双酚A(TBBPA)污染下微藻光合色素含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量,以及细胞形态和细胞内部结构的变化。研究结果显示:在TBBPA较低质量浓度(0.5和2.0mg/L)污染条件下,叉鞭金藻的叶绿素a(Chl-a)、叶绿素c(Chl-c)和类胡萝卜素(Car)含量显著高于对照组,其含量第24小时达最大值;较高质量浓度(4.0和8.0mg/L)污染条件下,3种色素含量则显著低于对照组,其含量在第24小时达最小值。实验期间各实验组叉鞭金藻的可溶性蛋白含量、SOD活性和MDA含量主要被诱导;4.0mg/L的TBBPA作用叉鞭金藻96h后,藻细胞表面形态和内部亚显微结构均发生变化,与光合色素含量降低、MDA含量增加相一致。     

高温诱导对中间球海胆hsp70基因和hsp90基因的表达研究

以中间球海胆(Strongylocentrotus intermedius)作为实验对象,研究其在高温胁迫条件下热休克蛋白基因中hsp70基因和hsp90基因(以下简称hsp70和hsp90)的响应。采用荧光实时定量PCR技术,检测hsp70和hsp90在40枚中间球海胆的不同组织(管足、体腔细胞、肠、性腺和口器)中的相对表达量,以及在海胆耐热家系和对照家系(共240枚)的管足组织中的相对表达量。结果显示:(1)中间球海胆的各组织中均有hsp70和hsp90基因的表达,且对温度急剧变化均有应答。高温诱导过程中,海胆管足、体腔细胞和肠组织中hsp70和hsp90基因的相对表达量经过6h(29°C)达到最大值且显著高于其初始值(P0.05);性腺中hsp70和hsp90基因的相对表达量分别经过12h(24°C)和24h(22°C)达到最大值;口器中两个基因的相对表达量都经过12h达到最大值。(2)高温诱导过程中,hsp70和hsp90基因在海胆体腔细胞和管足中的表达趋势相似,且表达量在各时间点的相对差异不显著(P0.05)。(3)高温诱导过程中,hsp70基因在海胆耐热家系和对照家系中的表达趋势均为先升高后降低,且耐热家系和对照家系间各时间点的相对表达量没有显著差异(P0.05);hsp90基因的表达量随温度的变化呈现先升高后降低的趋势,诱导12h时在2个耐热家系中的相对表达量显著高于2个对照家系(P0.05)。结果表明,温度变化会显著影响中间球海胆hsp90基因的表达,hsp90基因可作为中间球海胆耐热品系选育的候选指示因子。     

原油污染对栉孔扇贝抗氧化酶活性的影响

以原油水溶性成分(water soluble fraction of crude oil,WSF)为污染物,采用暴露实验法,研究了栉孔扇贝(Chlamys farreri)鳃和消化腺组织中超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性的变化.结果表明,WSF污染下,鳃和消化腺组织SOD和CAT酶活性随暴露时间增加一般表现为降低-升高-降低的趋势,酶活性达到最高的时间随浓度不同而变化.第1天时消化腺SOD在0.08 mg/L浓度下被诱导,而后随时间增加表现为抑制效应;浓度为0.21和0.88 mg/L时消化腺SOD酶活性被抑制,随暴露时间延长而活性增加.暴露时间为4d时,石油烃浓度在0.08和0.88 mg/L时鳃组织SOD酶活性均被抑制,而浓度为0.21 mg/L时被诱导.消化腺和鳃组织SOD可以作为扇贝被污染胁迫的指标.     

原油WSF对三种海洋鱼类肝微粒体EROD活性的诱导和恢复的比较

研究了实验室条件下原油水溶性组分(WSF)暴露对黑鲷、黄鳍鲷和褐菖鲉肝微粒体EROD活性的剂量-效应,时间-效应和恢复过程。实验结果表明,在剂量诱导实验中,褐菖鲉肝EROD活性在原油WSF浓度为50μg/dm3时呈现生物统计学上的显著差异,而黑鲷和黄鳍鲷肝EROD活性在75μg/dm3时才呈现生物统计学上的显著差异;褐菖鲉肝EROD活性诱导倍数最高,但黑鲷的诱导浓度范围较广。在时间诱导实验中,在40μg/dm3原油WSF暴露下黄鳍鲷肝EROD活性在2 d时首先呈现显著差异;三种鱼肝EROD活性均在第4天达到最高,并呈现显著性变化,此后随着暴露时间的延长而逐渐下降并接近对照组水平。在恢复实验中三种鱼肝EROD活性下降并恢复到对照组水平。研究结果表明:对于石油污染物,黑鲷、黄鳍鲷和褐菖鲉肝EROD活性都可以作为污染生化效应监测指标,然而就三种鱼类比较而言,褐菖鲉最敏感,更适合于作为石油类污染及其生化效应,尤其是低剂量效应的监测生物。     

基于线粒体16S rRNA与COI基因序列的刻肋海胆属系统发育研究

本研究以16S rRNA和细胞色素氧化酶I(Cytochrome oxidase subunit I,COI)基因片段序列为标记,以杂色角孔海胆(Salmacis sphaeroides)为外群,基于距离法(NJ)、最大简约法(MP)和最大似然法(ML)分别构建分子系统树,对刻肋海胆属(Temnopleu rus)进行了系统发育学研究.结果表明,哈氏刻肋海胆、细雕刻肋海胆、T.alexandri三者亲缘关系较近,芮氏刻肋海胆和T.michaelseni亲缘关系较近.两个基因片段的核苷酸替代速率顺序为COI＞ 16S rRNA.以3.49％/百万年的核苷酸分歧速率应用于5种海胆的COI基因片段,推断5种海胆分化事件主要发生在约500～590万年前,为中新世晚期(Late Miocene)或上新世早期(Early Pliocene).     

原油WSF对三种海洋鱼类肝微粒体EROD活性的诱导和恢复的比较

研究了实验室条件下原油水溶性组分(WSF)暴露对黑鲷、黄鳍鲷和褐菖鲉肝微粒体EROD活性的剂量-效应,时间-效应和恢复过程。实验结果表明,在剂量诱导实验中,褐菖鲉肝EROD活性在原油WSF浓度为50 μg/dm³时呈现生物统计学上的显著差异,而黑鲷和黄鳍鲷肝EROD活性在75 μg/dm³时才呈现生物统计学上的显著差异;褐菖鲉肝EROD活性诱导倍数最高,但黑鲷的诱导浓度范围较广。在时间诱导实验中, 在40 μg/dm³原油WSF暴露下黄鳍鲷肝EROD活性在2 d时首先呈现显著差异; 三种鱼肝EROD活性均在第4天达到最高,并呈现显著性变化,此后随着暴露时间的延长而逐渐下降并接近对照组水平。在恢复实验中三种鱼肝EROD活性下降并恢复到对照组水平。研究结果表明:对于石油污染物,黑鲷、黄鳍鲷和褐菖鲉肝EROD活性都可以作为污染生化效应监测指标,然而就三种鱼类比较而言,褐菖鲉最敏感,更适合于作为石油类污染及其生化效应,尤其是低剂量效应的监测生物。     

消油剂和120#燃料油对海胆DNA损伤及甲基化影响

利用120#燃料油分散液和消油剂处理的乳化液测定海胆急性毒性和慢性DNA损伤及全基因组甲基化水平变化,确定消油剂处理的120#燃料油对海胆的毒性影响。结果表明:消油剂单独使用对海胆的影响微乎其微,经消油剂处理的燃料油乳化液中的多环芳烃质量浓度明显高于分散液中的质量浓度;乳化液和分散液对海胆都有明显的毒性作用,其96h半数效应浓度(EC50)值分别为12.03g/L和29.15g/L;DNA损伤研究表明,乳化液处理的海胆肠细胞彗星拖尾情况比同质量浓度分散液中拖尾情况更加严重;全基因组甲基化水平比分散液中更低,表明乳化液的急性毒性更大,所造成的DNA损伤更加严重。结果提示消油剂的使用会增大燃料油对海胆的毒性效应。     

苯并(a)芘影响黑鲷肝脏EROD活性变化的动力学研究

研究了黑鲷(Sparusmacro cephalus)在实验生态条件下暴露于不同浓度苯并(a)芘(benzo(a)pyrene,BaP)后,肝脏乙氧基异吩噁唑酮脱乙基酶(EROD)活性在不同暴露时相的动力学变化情况.EROD活性采用动力学方法测定.实验结果表明,暴露于较低质量浓度BaP(0.5,1.0μg/L)黑鲷肝脏的EROD活性在2 d后极显著高于对照组(P<0.01),2.0μg/L组则在2 h后极显著高于对照组,并且随暴露时间的延长,诱导程度表现出不同的下降趋势,而暴露于高质量浓度组(5.0 μg/L)的肝脏EROD活性极显著性诱导出现在12h.总体上较高质量浓度组(2.0,5.0μg/L)EROD活性出现极显著性诱导的时间比低质量浓度组(0.5,1.0μg/L)早,诱导程度也比低质量浓度组的高.在净化实验中各暴露组肝脏EROD活性均下降,与空白对照组比较均没有显著性差异,说明试验浓度没有超出严重损伤肝脏自身恢复系统的范围,在此浓度范围内污染的鱼通过净化可清除BaP污染.     

甲壳胺对作物几丁质酶诱导特性的研究

以甲壳胺处理玉米、大豆的种子或植株,植物体被诱导而产生几丁质酶。几丁质酶的活力随甲壳胺的浓度不同而变化,在100～400mg/L几浓度范围内诱导效果比较理想。酶的活力也随时间延续呈现先升后降的变化趋势;再次处理经过诱导的植株,酶活力随处理次数增加而有增加的趋势,且在植物体内存在时间也延长,表明植物几丁质酶基因的表达具有记忆性。植物几丁质酶产生的部位与处理部位的距离有关,越靠近处理部位,酶活越高。     

马粪海胆生殖腺粗多糖提取工艺研究

采用L9(3~4)正交实验,以马粪海胆(Hemicentrotus pulcherrimus)生殖腺粗多糖得率为指标,研究提取温度、提取时间、料水比、提取次数4个因素对马粪海胆生殖腺粗多糖提取工艺的影响。以正交实验的实验条件和马粪海胆生殖腺粗多糖得率为自变量和因变量建立多元线性模型,所得到的统计参数分别为R=0.922,F=2.854,并用所建立的线性模型预测两个实验条件的多糖得率。     

EFFECTS OF 137Cs, 131I AND 32P ON THE EMBRYONIC DEVELOPMENT OF MUSSEL AND SEA-URCHIN

Preliminary investigations were recently made in laboratory on the effects of low-levelradioactivity contaminated by radioisotopes using embryonic of mussel (Mytilus edulis) andsea-urchin (Hemicentrotus pulcherrimus) as the material. The gametes and various stagesof fertilized eggs of mussel and sea-urchin were maintained in seawater contaminated with~(137)Cs (~(131)I or ~(32)P) over the concentration range 10~(-10)Ci/L to 10~(-2) Ci/L. The effects     

Effect of phenol on embryo development and expression of metallothionein in the sea urchin Hemicentrotus pulcherrimus

In this study, we identified and cloned the sea urchin Hemicentrotus pulcherrimus MT (Hp-MT) mRNA. We examined the gameto- and embryo-toxic effects and the expression of Hp-MT mRNA at various concentrations of phenol in H. pulcherrimus. We found that the normal embryogenesis rate was significantly inhibited when H. pulcherrimus was exposed to phenol (EC₅₀ = 1565.86 ppb, 95% Cl = 1183.47-2037.84 ppb). The no observed effective concentration (NOEC) and the lowest observed effective concentration (LOEC) of the normal embryogenesis rate were < 10 ppb and 100 ppb, respectively. Hp-MT cDNA is 651 bp in length and encodes a protein of 64 amino acids. We found that the expression of Hp-MT mRNA was significantly increased with phenol treatment in a concentrationdependent manner. These results suggest that phenol at greater than 100 ppb has a toxic effect during the early embryonic stages of H. pulcherrimus, and MT mRNA may be used as a biomarker for risk assessment of phenol contamination.     

Sub-Lethal Effects of Elevated Concentration of CO<Subscript>2</Subscript> on Planktonic Copepods and Sea Urchins

Data concerning the effects of high CO₂ concentrations on marine organisms are essential for both predicting future impacts of the increasing atmospheric CO₂ concentration and assessing the effects of deep-sea CO₂sequestration. Here we review our recent studies evaluating the effects of elevated CO₂ concentrations in seawater on the mortality and egg production of the marine planktonic copepod, Acartia steueri, and on the fertilization rate and larval morphology of sea urchin embryos, Hemicentrotus pulcherrimus and Echinometra mathaei. Under conditions of +10,000 ppm CO₂ in seawater (pH 6.8), the egg production rates of copepods decreased significantly. The survival rates of adult copepods were not affected when reared under increased CO₂ for 8 days, however longer exposure times could have revealed toxic effects of elevated CO₂ concentrations. The fertilization rate of sea urchin eggs of both species decreased with increasing CO₂ concentration. Furthermore, the size of pluteus larvae decreased with increasing CO₂ concentration and malformed skeletogenesis was observed in both larvae. This suggests that calcification is affected by elevated CO₂ in the seawater. From these results, we conclude that increased CO₂ concentration in seawater will chronically affect several marine organisms and we discuss the effects of increased CO₂ on the marine carbon cycle and marine ecosystem. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Effects of low pCO2 conditions on sea urchin larval size

Ocean acidification results from an increase in the concentrations of atmospheric carbon dioxide (CO₂) impacts on marine calcifying species, which is predicted to become more pronounced in the future. By the end of this century, atmospheric pCO₂ levels will have doubled relative to the pre‐industrial levels of 280 ppm. However, the effects of pre‐industrial pCO₂ levels on marine organisms remain largely unknown. In this study, we investigated the effects of pre‐industrial pCO₂ conditions on the size of the pluteus larvae of sea urchins, which are known to be vulnerable to ocean acidification. The larval size of Hemicentrotus pulcherrimus significantly increased when reared at pre‐industrial pCO₂ level relative to the present one, and the size of Anthocidaris crassispina larvae decreased as the pCO₂ levels increased from the pre‐industrial level to the near future ones after 3 days' exposure. In this study, it is suggested that echinoid larvae responded to pre‐industrial pCO₂ levels. Ocean acidification may be affecting some sensitive marine calcifiers even at the present pCO₂ level.     

消油剂处理120#燃料油对海水青鳉(Oryzias melastigma)胚胎抗氧化酶活性影响的研究

以海水青鳉(Oryzias melastigma)胚胎为研究对象,比较了120#燃料油分散液(water-accommodated fractions,WAFs)与乳化液(biologically enhanced water-accommodated fractions,BE-WAFs)的急性毒性效应,并研究了不同浓度(40、100、250 mg/L)下WAFs、BE-WAFs对胚胎内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性的影响。结果表明:在受到石油烃的氧化胁迫后,海水青鳉胚胎内3种抗氧化酶活性变化明显。随着石油烃浓度的升高和暴露时间的延长,3种酶表现出程度不同的诱导效应和抑制效应。其中受石油烃污染影响最为明显的为SOD酶;而GST酶则对消油剂单独暴露表现较为敏感。实验证明,海水青鳉体内SOD酶活性对石油烃污染反应最为敏感,适合作为监测石油烃污染程度的生物标志物。     

海胆相关菌株抗菌活性筛选及其生物学特性

以8个菌株（3株革兰氏阳性菌、3株革兰氏阴性菌和2株真菌）作为指示菌,采用管碟法对分离自南海硇洲岛马粪海hP-（Hemicentrotuspulcherrimus）中的106株细菌（含放线菌）进行抗菌活性筛选,并对其中抗菌活性较强的菌株进行了基于16SrRNA基因序列的系统发育分析和生物学特性研究。结果显示．具有抗菌活...     

海洋线虫Litoditis marina低氧胁迫响应的转录组分析

全球气候变化导致海洋氧含量降低,海水低氧胁迫对海洋无脊椎动物的生长、发育和繁殖造成了严重的威胁。以海洋线虫Litoditis marina为实验对象,观察了其在不同氧浓度(21%、3%、1%和0.5%)条件下的生长发育速率,并对不同氧浓度条件下的L1幼虫样品进行了转录组测序和分析。实验结果表明,当环境氧浓度从21%下降至3%时, L. marina的发育成熟速度明显加快,进一步下降至1%时,产卵时间延长并和21%氧浓度接近,但当氧浓度为0.5%时,L.marina的产卵时间显著延迟。比较转录组分析表明,相比于21%氧浓度环境, 3%、1%和0.5%低氧条件下L. marina的糖酵解、糖异生、硫代谢和线粒体碳代谢等通路相关基因的表达显著上调;而寿命调控通路、细胞色素P450代谢通路和ABC转运蛋白相关基因的表达显著下调。研究结果发现的海洋线虫应对氧浓度胁迫的基因表达变化模式,为深入理解海洋无脊椎动物应答低氧胁迫分子机制提供了重要参考。     

重金属锌对海洋微藻藻源氨基酸产出的影响

锌是海洋微藻生长必需的金属元素,低浓度时可促进微藻的生长,而在高浓度时则表现为抑制其生长。受人类活动的影响,海洋中锌有富集增加的趋势,从而会对海洋微藻的生长产生影响。本论文探究了锌离子以及纳米氧化锌对硅藻中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)和新月菱形藻(Nitzschia closterium)生长的影响,特别是对藻源氨基酸产生的影响,结果发现:纳米金属颗粒会通过释放离子的形式抑制海洋浮游植物的生长,中肋骨条藻比新月菱形藻对锌的响应更敏感。锌离子和纳米氧化锌可通过抑制浮游植物的生长来减少氨基酸的释放量和改变藻源氨基酸的种类,从而可能会对海洋氮循环过程产生影响。