牙鲆雌核发育分析鉴定与性别决定机制研究

本研究应用同工酶和随机扩增多态性DNA（RAPD）方法，分析了牙鲆野生种群和雌核发育群体的遗传多样性和遗传分化水平；应用RAPD方法对比分析了雌核发育牙鲆的亲鱼和子代DNA样品；采用PCR扩增牙鲆SRY同源片段并进行了序列分析；将RAPD扩增产物中性别连锁DNA片克隆与测序。主要结果有：1.牙鲆雌核发育群体同工酶的Ldh-C，Cat两个基因座位发生了重组，基因座位与着丝点之间的重组率分别为52.6％和29.8％；雌核发育群体RAPD分析发现136个DNA片段中有22个发生基因分离，但由于研究方法的局限，不能确定是否发生基因重组。2.牙鲆雌核发育群体的同工酶多态座位比例和平均杂合度分别为6.90%和0.0350；研究中提出了RAPD遗传多样参数修正算法；野生种群RAPD多态片段比例37.57％，多态座位比例20.88％，平均杂合度0.0852；雌核发育群体RAPD多态片段比例16.18％，多态座位比例8.98％，平均杂合度0.03898。同工酶与RAPD方法得出结果基本一致。3.牙鲆雌核发育群体与野生群体之间的RAPD遗传相似度I＝0.9036，遗传距离D＝0.1014，已超过一般鱼类地理种群之间的遗传距离值。雌核发育群体的遗传多样性指数（H＿O＝7.1982）远低于野生群体（H＿O＝28.0986）。雌核发育与野生群体H_(pop)／H_(sp)＝0.9716，（H_(sp)－H_(pop)）／H_(sp)＝0.0284，表明97.16％的遗传多样性是由群体内不同个体间的差异造成的，只有2.84％遗传多样性与群体间分化有关。4.分析过同工酶多态座位比例、同工酶平均杂合度、RAPD多态片段比例、RAPD多态座位比例、RAPD平均杂合度、群体遗传多样性指数H＿O等遗传多样性参数，牙鲆雌核发育群体各参数比野生群体减少55.39％－77.74％，说明它的遗传多样性严重损失。5.采用RAPD对照分析亲本与雌核发育子代胚胎的DNA样品。结果表明，雌鱼有、雄鱼无的基因，雌核发育子代表达；雌鱼无、雄鱼有的基因，雌核发育子代不表达，正常受精二倍体对照组表达正常。证明牙鲆雌核发育子代的遗传物质来自母本，雌核发育诱导使用的精子经过紫外线灭活后，遗传物质已被破坏，其携带的遗传信息没有传给子代，在DNA水平证明了雌核发育诱导方法和结果的可靠性。6.进行了牙鲆性别决定机制研究。PCR分析了哺乳动物性别决定基因SRY同源片段在牙鲆的表达情况。扩产物均无个体差异，也没有性别差异。将扩增产物中信号最强的sry-2片段测序，其648bp序列与人SRY基因相应的419bp片段进行了同源性分析，两者同源性为35％，同源性很低，只有随机的碱基重合。由于牙鲆SRY PCR 扩增带没有全部分析，不能肯定牙鲆没有SRY同源片段。RAPD分析确定3个引物的4条扩增片段与性别相关，分别克隆、测序，S134和S145－S两个片段得到了完整序列。

几种非营养无公害添加剂对大菱鲆的效应和机理研究

在基础饲料中分别添加0.04％低聚木糖、0.13％酵母细胞壁、0.08％胆汁酸和同量组合添加，形成5个处理组。采用随机区组试验设计，将体重151.3±15.2 g 的健康大菱鲆鱼165尾平均分配到5个处理组(A～E)中（每组3重复），经72天试验，进行了生长、水质、消化、免疫等试验和测定，结果如下： 组合组的生长效果和饲料利用率最好，酵母细胞壁或低聚木糖单独添加，表现出优良的促生长和饲料利用率；单独添加胆汁酸也有良好效果。4试验组（组合组、酵母细胞壁组、低聚木糖组、胆汁酸组）与对照组比较，增重率分别提高15.4％、13.9％、12.4％（p<0.05）和7.4％(P>0.05)，饲料系数分别降低6.9％、6.2％、5.4％（p<0.05）和3.8％(P>0.05)。 不同添加剂及组合对试验鱼所处水环境因子变化仅有小幅影响，统计差异不显著（p>0.05）。4试验组比对照组的水体氨氮含量分别提高4.0％、3.2％、3.0％和0.8％(P>0.05)，COD含量分别提高2.8％、-2.2％、-3.4％和0.8％(P>0.05)。根据试验结果，建议水环境因子（氨氮、磷酸盐、COD等）作为水产动物营养与饲料研究的主要衡量指标之一。 3种添加剂组合后达到提高生长大菱鲆非特异性免疫功能的最优效果，对补体C3和C4、细胞吞噬活力和SOD的提高作用尤为显著；酵母细胞壁单独添加对补体C3和细胞吞噬活力的作用更加显著；低聚木糖单独添加对补体C4和细胞吞噬活力的作用显著；单独添加胆汁酸提高免疫力的作用相对较弱。 4试验组比对照组的蛋白质消化酶活力在胃和前肠，分别提高20％和24％、17％和19％、16％和15％（p<0.05）、11％和3％(P>0.05)；脂肪消化酶活力在前肠和中肠，分别提高22％和19％、19％和17％（p<0.05）、7％和12％（p>0.05）、19％和18％（p<0.05）。 4试验组比对照组的蛋白质消化率分别提高了3.6％、2.9％、3.7％（p<0.05）和1.5％（p>0.05）；粪蛋白质排出量减少12.7％、7.1％、13.4％和2.4％（p>0.05）。说明，3种添加剂显著提高了生长大菱鲆蛋白质消化率，使粪蛋白质排出量不同程度降低，显示了试验使用添加剂的无公害效应。 权衡不同添加剂及其组合对大菱鲆生长期生长性能、饲料利用率、水生态因子、消化酶活力、非特异性免疫、蛋白质消化与粪蛋白质排出的综合影响，本研究从生态与环保角度得出：3种添加剂组合的效果最好，酵母细胞壁或低聚木糖单独添加表现出优良效果；单独添加胆汁酸也有良好作用。

紫菜壳孢子萌发过程及其世代差异研究

紫菜是一类海洋藻类研究的模式系统，具有重要的经济价值和理论研究意义。本研究基于紫菜的世代交替生活史，对其壳孢子萌发过程进行了研究，并对丝状孢子体与叶状配子体的世代差异进行了分析，主要包括以下三部分： 1） 对紫菜丝状孢子体与叶状配子体的连接枢纽——壳孢子的发育过程及其光影响进行了研究与讨论，发现壳孢子只有在附着后才能形成细胞壁并发育，说明壳孢子的附着是触发了壳孢子细胞壁的形成以及后期发育的开关，亦即附着是触发紫菜世代交替过程中配子体转录组表达的开关；纤维素酶和果胶酶均能抑制壳孢子附着，但影响机制各不相同，推测果胶质主要介导壳孢子的初始附着，而纤维素则与永久附着相关；波长≥580 nm的高强度（200 μmol•m-2•s-1）可见光有利于壳孢子早期发育。 2） 结合现有藻类数据，对坛紫菜丝状孢子体阶段11000 EST数据进行了大规模的生物信息学分析，结果首次发现坛紫菜丝状孢子体中可能存在PCK型C4光合固碳途径，并筛选出44条在紫菜孢子体中表达上调的代表基因。 3） 结合坛紫菜、条斑紫菜、海带和红毛菜，对红藻和褐藻等大型海藻孢子体与配子体阶段代表基因Rubisco的表达与羧化酶活性差异进行了研究分析，结果表明Rubisco的表达量和初始羧化酶活在其配子体中均显著高于其孢子体世代，即与藻体不同世代的相对复杂度无关，而与染色体倍性相关，说明Rubisco的世代差异极有可能与染色体倍性相连锁，因而可能是海藻世代交替过程中的重要功能基因。

双刺纺锤水蚤（Acartia bifilosa）基础生物学与生态学研究

20世纪90年代以来，为了确保日益增长的人口对蛋白质的需求，海洋鱼类养殖在全球范围内日趋发展。然而，许多养殖鱼类的品质如抗病力、口味等与野生种类相比大为降低。饵料对于鱼类品质的好坏起着至关重要的作用。在海洋的自然环境中，浮游动物，特别是数量庞大、种类繁多的桡足类是野生鱼类的天然活饵料。哪些桡足类适于作养殖饵料，如何获得、从何处获得桡足类，人工培养是否可行，能否通过加入桡足类来改善养殖鱼类的品质是长期以来业内人士一直关注的问题，需要大量的基础性探索研究工作。 开展有潜在开发价值种的生物学特性及室内培养的基础研究，进而开展大量生产技术的研究与应用，不仅是开发利用桡足类的一个重要途径，而且可以获得一些重要的生态学参数。 本论文自2003年10月－2004年9月之间，在胶州湾采集不同的桡足类种类，通过室内比较培养实验，选定双刺纺锤水蚤作为具有开发潜力的研究培养对象，对其展开一系列培养条件及生物学特性研究，在此基础上进行了小水体增殖培养，结合现场调查资料对与其生活策略相关的生态学问题进行了初步研究探索。结果如下： 筛选：2003年10月－2004年9月全年不同季节共采集11 种桡足类，在室内自然温度、自然海水（盐度30－32）下长时间培养，粗略筛选出能够经受实验室人工养殖水体生活的种类有：强额拟哲水蚤（Paracalanus. crassirostris）、汤氏长足水蚤（Calanopia thompson）、太平洋真宽水蚤（Eurytemora pacifica）、双刺纺锤水蚤（Acartia bifilosa）。对上述种类的成体和子代幼体分别测定其对不同盐度、温度的耐受能力。培养结果表明：18℃室温下，强额拟哲水蚤幼体在盐度20以上的环境中，存活时间不超过11天；汤氏长足水蚤雌体在培养温度低于20℃时，只能存活10天；25℃室温下，当盐度低于20时，汤氏长足水蚤雌体存活时间不超过9天，子代的存活时间不超过7天；太平洋真宽水蚤不适宜在温度较高的夏秋季培养，幼体在不同盐度的实验条件下存活时间不超过5天，不适宜长期培养；双刺纺锤水蚤在全年8－24℃的室内培养温度范围内保持了24－85％的存活率，雌体和子代在盐度10－35的范围内都能存活，最终结果表明双刺纺锤水蚤是其中最适宜进行人工培养的种类。 繁殖：对双刺纺锤水蚤雌体的培养条件和繁殖生物学的研究结果表明：在本实验所使用的6种微藻饵料：微绿球藻（Nannochloropsis oculata）、小球藻（Chlorella.sp）、等鞭金藻（Isochrysis galbana）、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、亚心型扁藻(Platymonas subordiformis)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)中，亚心型扁藻和中肋骨条藻适宜成体培养，亚心型扁藻对雌体存活有利，排粪率也要比中肋骨条藻低得多，亚心型扁藻在高温条件下的饵料利用效率要高于中肋骨条藻，中肋骨条藻对产卵有利，二者混合优势互补；预饥饿处理的双刺纺锤水蚤恢复到最高产卵率需要较长的时间，并且一直保持较低的产卵率；该种繁殖的最适温度范围15－20℃；在10－25℃温度范围内的平均产卵率差异并不显著。 生长及发育：对双刺纺锤水蚤幼体培养条件及发育生物学研究结果表明：在本实验所使用的6种微藻饵料中，微绿球藻是比较理想的开口饵料；粒径小（ 4 m）的微藻——微绿球藻和小球藻不能保证双刺纺锤水蚤后期无节幼体发育至桡足阶段，22℃以下采用微绿球藻 + 亚心型扁藻 + 中肋骨条藻的食物搭配，22℃以上需加入粒径在4m左右的等鞭金藻。 世代时间：通过一系列的温度梯度实验，证明在相同饵料的情况下，温度对双刺纺锤水蚤的发育具有显著的影响，在15－25℃的范围内，随着温度的升高，生长速度加快、世代周期缩短；在温度条件为15、18、20、22、25℃下的世代时间分别为25.5, 18.5, 13, 11.5, 9.5天。 群体培养：研究了适宜的微藻饵料种类搭配比例以及总饵料浓度对种群日均增值率的影响。结果表明：20℃下培养宜采用亚心型扁藻：中肋骨条藻：微绿球藻按含碳量2:1:1的比例组成混合饵料，达到最高增殖率的混合饵料浓度范围在1.0－4.0 μg C ml-1之间；25℃下培养宜采用亚心型扁藻：中肋骨条藻：微绿球藻：等鞭金藻按含碳量2:1:1:2的比例组成混合饵料，日均增殖率在混合饵料总浓度为1.0 μg C ml-1 时最高，低于和高于此浓度都会降低日增值率。 度夏机制：针对野外大面调查发现双刺纺锤水蚤在高温季节的胶州湾内仍然存在的事实（传统观点认为该种在夏季从水体中消失，通过休眠卵度夏），本论文从基础生态学研究出发，根据胶州湾夏季的温度和叶绿素浓度资料，设计实验研究了高温和饵料浓度对成体繁殖和幼体生长发育的影响。实验发现，饵料浓度对高温下雌体的繁殖有着明显的影响，15g Chla l-1浓度下的雌体在28℃都可以保持产卵状态，而且卵的孵化率也在50％以上；各处理中的卵都很快孵化，并保持了60％以上的孵化率；高浓度组15 g Chla l-1和10 g Chla l-1，无节幼体都能发育至成体，低浓度5 g Chla l-1处理组中，28℃下，不能发育至桡足阶段，而25℃下也只能发育至C4期。在本实验中没有发现双刺纺锤水蚤产生休眠卵。在胶州湾自然环境中发现该种全年存在。胶州湾中的双刺纺锤水蚤在夏季能够在不产生休眠卵的情况下安全度夏。

海水鱼细胞系FG、SPH和RSBF的特性分析及其在典型海洋污染物毒性检测上的应用

鱼类细胞培养已成为鱼类病毒学、肿瘤学、毒理学、遗传学和免疫学等研究的重要手段。本文首先从形态、蛋白质（同工酶）和DNA（RAPD分析）三个层次水平对牙鲆鳃细胞系FG、鲈鱼心脏细胞系SPH和真鲷鳍细胞系RSBF的特性进行了分析，并分别与其所对应的原代培养组织作了比较。形态、蛋白质和DNA分析的结果表明：(1) 三株海水鱼细胞系的乳酸脱氢酶(LDH)酶谱彼此明显不同，可作为对它们进行种属鉴定和交叉污染鉴别的有效遗传标记；(2)与所对应的原代培养组织的LDH酶谱相比，细胞系FG的LDH酶谱维持不变，而细胞系SPH和FRSBF的LFH酶酶谱变化较大；(3)与所对应的原代培养细胞的形态相比，细胞系FG的细胞形态没有明显改变，而细胞系SPH和RSBF的细胞形态则发生了明显改变；(4)60个DNA随机引物对三株细胞系及其原代培养组织的RAPD分析表明，有35－48％的引物在细胞系及其原代培养组织之间产生完全相同的RAPD指纹，为这三株细胞系种属来源的鉴别奠定了基础，另有27－32％的引物在细胞系及其原代培养组织之间产生不同的RAPD指纹，表明这三株细胞系中发生了遗传变异；(5)FG、SPH和RSBF三株细胞系与其所来源鱼类个体间的总遗传相似性指数大小为0.825-0.851，这表明了它们之间的同源性，同时为我们采用RAPD技术对其它细胞系进行种属鉴定提供了可供参考的实验数据；(6)筛选得到四个随机引物S－91、S－223、S－228和S－237，分别可参在这三株海水鱼细胞系中扩增得到特异性的彼此明显不同的RAPD指纹，这些特异性RAPD指纹在各细胞系与其原代培养组织之间，以及在细胞系的传代培养过程中是稳定的，因而这四个引物对于这三株细胞系的种属鉴定、交叉污染检测以及监测它们与其来源鱼类个体之间的遗传变异将非常有用。其次，170代以后的FG细胞发生了自发性肿瘤转化，具有了在细胞单层上聚集生长和堆积生长的能力，本文对转化前后细胞的形态、贴壁依赖性(软琼脂克隆形成实验)和遗传物质稳定性(RAPD分析)进行分析的结果表明：FG细胞失去接触抑制和生长的密主抑制，获得在细胞单层上聚集生长和堆积生长能力的同时，也获得了在软琼脂中生的能力(8－14个克隆/10~6个接种细胞)；RAPD分析表明，转化前后FG细胞的RAPD指纹发生了明显的变异。因此，FG细胞的自发性肿瘤转化也如哺乳动物细胞一样，包括一系列不断进行的细胞学和遗传学变化，并最终导致其基因组DNA的遗传变异。最后，本文分析了聚乙烯亚胺(PEI)和氯化镍在RSBF细胞中的细胞毒性和基因毒性，结果表明：鱼类细胞系RSBF可作为一个有效的检测水环境中污染的细胞毒性和基因性效应的效应的筛选系统；RAPD分析可作为一个灵敏的非专一性的基因毒性检测终点；PEI对RSBF细胞的高细胞毒性和基因毒性表明，我们在利用PEI作基因载体进行人类基因冶疗和进行鱼类转基因实验时要格外慎重；镍及其化合物可能是导致鱼类肿瘤性疾病的原因之一。

胶州湾和东太平洋海隆(~13°N)沉积物微生物多样性研究

海洋是一个巨大的生态系统，多样的微生物是构成海洋生态系统的基本元素。海洋微生物的群落结构及演变深刻的反映着海洋生态系统的变迁。本文采用分子生物学技术，研究了近海沉积物生态系统——胶州湾沉积物中细菌的多样性、群落结构的时空演替规律以及远洋深海沉积物生态系统——东太平洋海隆北纬13o附近深海沉积物中细菌和古细菌群落结构沿沉积物断层的分布情况，结果表明在两处沉积物中，微生物群落的结构都与环境因子有显著的相关性，是反映海洋沉积物环境特征的重要（分子）标志物，并且可能在这些环境中参与生物地球化学循环等重要过程。 1.从胶州湾不同区域的8个代表性站点采集4个季度的沉积物样品。提取总基因组DNA，利用16S rDNA作为分子标记，采用克隆文库对胶州湾沉积物中细菌群落的组成、空间分布和季节演替规律进行了研究。结果显示沉积物中的细菌具有高度多样性，来自于13个细菌门，同时还有28%的未鉴定克隆，表明胶州湾沉积物中蕴藏着巨大的微生物资源。其中已鉴定的优势种群是α-、β-、γ-、δ-变形细菌、绿弯菌、厚壁菌、蓝细菌和放线菌。同时还包括酸杆菌、拟杆菌、浮霉菌、疣微菌、芽单胞菌、绿菌、梭杆菌、异常球菌-栖热菌等类群的存在。将各克隆库的组成与温度、总碳、总氮等环境因子结合分析，结果显示细菌群落结构更替的主要驱动力是季节变化所带来的温度等环境因子的演变。对数据库中与本研究所获得序列具有最近亲缘关系序列的来源环境进行分析表明，胶州湾中细菌群落受航运活动、水产养殖、重金属污染等人类活动的明显影响，同时这些活动表现出显著的空间特异性，比如C4和D6等站点明显受到航运活动的影响，而A3和Y1等站点则容易受到沿岸径流所带来的淡水和油污染的影响。 2.分别利用PCR-DGGE和克隆文库技术对东太平洋海隆北纬13o附近深海柱状沉积物样品中细菌和古菌群体进行研究，结果显示这些微生物群落沿四个分别代表不同沉积年代断层明显的成层分布，与环境因子结合分析表明这种成层分布与氧化还原性质等地球化学特征的成层分布相吻合，提示我们该生态系统中的微生物受到环境因子的巨大作用，同时也表明这些微生物可能参与该生态系统中硫、金属元素代谢等过程。通过系统发育分析，四个断层中的微生物群落中呈现出很多与热液活动相关的个体（其中34.7%的细菌序列和31%的古菌序列与来源于各种热液环境的序列具有最近的亲缘关系）。但总体群落结构分析表明该区域可能属于热液活动影响区域的边缘，处于从热液活动环境到普通的低温沉积物环境的过渡区域。 3.将在胶州湾和东太平洋海隆北纬13o附近海洋沉积物生态系统中都存在的优势细菌类群（α-、β-、γ-、δ-变形细菌和放线菌、绿弯菌、厚壁菌、酸杆菌、浮霉菌）进行系统发育分析和背景比较分析，结果显示两处沉积物中的细菌优势种群虽然在大类群上很多是相同的，但是可能由于两处沉积物中不同物理化学等环境因子的选择作用（如胶州湾的近海特征和人为活动，东太平洋深海特点和热液活动），而导致优势种群在系统发育关系上距离比较远。这表明独特的微生物群落结构，特别是优势种群的群落结构信息是描述特定环境生态系统的重要方面。本研究表明在全球环境变迁中,自然环境因子和人类活动都在深刻改变着微生物群落的结构和功能。本文阐述了在环境变迁特定时期两处沉积物生态系统中的微生物群落结构及时空差异，为研究大范围生态系统的演变提供了依据，同时也为在两处沉积物环境中进行微生物参与的生物地球化学研究奠定了基础。

钠离子通道类毒素的细胞毒性和检测方法的研究

赤潮毒素广泛存在于各种赤潮藻和各类海洋生物中，不仅对渔业、养殖业危害甚大，而且还直接威胁着人类的生存健康。其中，离子通道类毒素是一类毒性较高的毒素。除一些赤潮藻可以产生此类毒素之外，海洋中还存在某些生物也能够产生离子通道类毒素。为进一步阐明钠离子通道类毒素对细胞的毒性效应机制，本文选取一株小鼠神经母细胞瘤（Neuro-2a）作为受试对象，研究了四种钠离子通道类毒素STX、GTX1,4、GTX2,3、TTX对Neuro-2a细胞的毒性影响机制，并利用STX和TTX，建立了钠离子通道类毒素的细胞毒性检测方法，且应用此方法检测了贝体内、藻体内的毒素含量，进一步与小鼠法和HPLC法进行了比较。 研究表明：STX、GTX1,4、GTX2,3、TTX四种钠离子通道类毒素在长时间内均会对Neuro-2a细胞的增殖产生不利影响。在短时间（24h）内，以上各毒素均没有抑制Neuro-2a细胞的增殖，但是48h后，以上各毒素对Neuro-2a细胞的增殖均产生了抑制作用，且随着各毒素剂量的增加，细胞增殖受抑制程度也表现出一定程度的增高，二者呈剂量-反应关系。STX、GTX1,4、GTX2,3、TTX对Neuro-2a细胞的48h半数抑制浓度（IC50）分别为：250ng/ml、1000ng/ml、1300ng/ml、700ng/ml。本论文还首次研究了STX、GTX1,4、GTX2,3、TTX四种钠离子通道类毒素对Neuro-2a细胞内酶活性的影响。研究发现，STX、GTX1,4、GTX2,3、TTX四种钠离子通道阻断剂类毒素均能够影响Neuro-2a细胞内Na+-K+-ATP酶和乙酰胆碱酯酶TChE的活性。当各毒素作用24h后，Neuro-2a细胞内Na+-K+-ATP酶和乙酰胆碱酯酶TChE的活力均会受到抑制，并且随着各毒素剂量的增加，两种酶的活性也逐渐降低。可见，钠离子通道阻断剂类毒素能对细胞内酶的功能产生一定的影响，此影响连同阻断细胞膜钠离子通道，造成离子流的失衡作用，进一步对细胞产生毒性效应。在对细胞膜通透性的研究中发现，上述四种钠离子通道阻断剂类毒素各剂量组细胞培养液乳酸脱氢酶LDH的漏出率与对照组相比均无显著差异，它们均未引起Neuro-2a细胞膜内LDH的改变，看来钠离子通道阻断剂类毒素不会通过影响细胞膜的通透性而对细胞引起毒性效应。 本研究还利用STX和TTX两种钠离子通道标准毒素以及乌苯苷、藜芦定两种生物毒素，参照Jellett（1992）方法，建立了STX和TTX两种钠离子通道类毒素的细胞毒性检测的标准曲线，分别为：Y=0.266X+51.184和 Y=1.6068X+47.186。检出限分别为5ng/ml和0.8ng/ml。并且利用已建立的细胞毒性检测方法检测了来自浙江舟山和连云港赣榆市的19个织纹螺样品和5株实验室培养的亚历山大藻，得到的实验结果与小鼠生物测试和HPLC检测的结果存在较好的相关关系。鉴于该方法具有高通量、省时、检出限低等优点，因此更具有在沿海环境检测中推广应用的潜力。

Sources and preservation of organic matter in Plum Island salt marsh sediments (MA, USA): long-chain n-alkanes and stable carbon isotope compositions

Elemental (TOC, TN, C/N) and stable carbon isotopic (delta(13)C) compositions and n-alkane (nC(16-38)) concentrations were measured for Spartina alterniflora, a C-4 marsh grass, Typha latifolia, a C-3 marsh grass, and three sediment cores collected from middle and upper estuarine sites from the Plum Island salt marshes. Our results indicated that the organic matter preserved in the sediments was highly affected by the marsh plants that dominated the sampling sites. delta(13)C values of organic matter preserved in the upper fresh water site sediment were more negative (-23.0+/-0.3) as affected by the C-3 plants than the values of organic matter preserved in the sediments of middle (-18.9+/-0.8) and mud flat sites (-19.4+/-0.1) as influenced mainly by the C4 marsh plants. The distribution of n-alkanes measured in all sediments showed similar patterns as those determined in the marsh grasses S. alterniflora and T. latifolia, and nC(21) to nC(33) long-chain n-alkanes were the major compounds determined in all sediment samples. The strong odd-to-even carbon numbered n-alkane predominance was found in all three sediments and nC(29) was the most abundant homologue in all samples measured. Both delta(13)C compositions of organic matter and n-alkane distributions in these sediments indicate that the marsh plants could contribute significant amount of organic matter preserved in Plum Island salt marsh sediments. This suggests that salt marshes play an important role in the cycling of nutrients and organic carbon in the estuary and adjacent coastal waters. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The Yellow Sea cold bottom water - an oversummering site for Calanus sinicus (Copepoda, Crustacea)

The vertical distribution and stage-specific abundance of Calanus sinicus were investigated on three key transects in the southern Yellow Sea and the northern East China Sea in August 1999. The results showed that in summer C. sinicus shrank its distribution area to the central cold (less than or equal to10degreesC) bottom water in the Yellow Sea, i.e. the Yellow Sea Cold Bottom Water, remaining in high abundance (345.7 ind m(-3)). In the northern East China Sea on a transect from the mouth of the Yangtze River to the Okinawa trench, only a few individuals appeared in the inner side and none had been found either in the upper layer or in the deep layer of the outer shelf area. The population of C. sinicus in YSCBW consisted of mainly adults (46.83%) and C5 (37.41%). C1-C4 only accounted for 15.76%. The low proportion of the earlier copepodite stages and the high female:male ratio (11.39) indicated that the reproduction of C. sinicus in YSCBW was at a very low level due to the low temperature and low food concentration. It is concluded that the dramatic decrease of C. sinicus population in the shelf area of China seas in summer is caused by the shrinkage of its distribution area and the YSCBW served as an oversummering site.

青藏高原3种植被类型净生态系统CO2交换量的比较

采用涡度相关观测技术系统, 于2003年7月1日～2004年6月30日对青藏高原高寒草甸3种植被类型(矮嵩草草甸、金露梅灌丛草甸和藏嵩草沼泽化草甸)生态系统CO2通量进行观测和分析. 结果表明, 嵩草草甸、灌丛草甸和沼泽化草甸CO2最大吸收率分别为16.78, 10.42和16.57 mmol/m2•s; 最大CO2排放率分别为8.22, 7.73和18.67 mmol/m2•s; 嵩草草甸和灌丛草甸一年从大气中分别吸收CO2 282和53 g/m2, 而沼泽草甸一年向大气排放CO2 478 g/m2. 证明青藏高原嵩草草甸和灌丛草甸比C4草原和一些低海拔草原和森林具有一个较低CO2吸收和排放量潜能, 而沼泽化草甸具有一个较高的排放潜能, 揭示了青藏高原高寒草甸生态系统不同植被类型的碳源/汇的明显差异, 主要是由植物光合能力不同和土壤呼吸差异引起的.

基于稳定碳同位素技术研究青藏高原东部高寒区植被的光合型

通过对青藏高原东部玛多县境内高寒地区20个科、38个属、62种植物叶片的稳定性碳同位素的测定,来确定植物群落的光合型.结果表明,所测定的62种植物的稳定性碳同位素比值(δ13C)介于-28.6‰和-25.2‰之间,说明这62种植物均属于C3植物,没有C4植物或CAM植物.植物这种光合型的分布与该研究区的环境因素有密切关系,低温是该区没有C4植物分布的关键因素,同时光合型的分布也反映了植物对独特地理环境的适应.

高原鼢鼠肌肉脂溶性物质的抗缺氧效果与化学成分

为了确定高在鼢鼠（Myospalax baileyi)体内抗缺氧水成分，通过超临界萃取（SCEF）方法从高原鼢鼠肌肉提取脂溶性部分，我们对其成分通过气相色谱－质谱（GC－MS）联用分析。为了证实高原鼢鼠肌肉脂溶性成分的抗缺氧效果，探讨其抗缺氧机制，我们以小鼠为实验动物，分为5个组，即高剂量实验组（HEG），中剂量实验组（MEG），低剂量实验组（LEG），阳性药物对照组（PEG），空白对照组（CEG），分别以浓度为20％萃取物，10％萃取物，5％萃取物，10％的红景天和蒸馏水连续饲喂10天，然后进行小鼠常压抗缺氧实验，测定小鼠血清超氧化物歧化酶（SOD），谷光甘肽过氧化物酶（GSH－PX），乳酸脱氢酶（LDH）活性及血清丙二(MAD)含量。结果发现，高原鼢鼠肌肉脂溶性物质提取率为11．5％，共确定了17种成分，主要成分是n-十六烷酸（32．293％）,n-十廿烷酸（1．109％）,n-十八烷酸（6．03％），二－羟基－环十五酮（1．198％），顺十六烯酸（6．13％），反十八烯酸（27．3％），和亚油酸（81．4％），小鼠抗缺氧实验和生化指标测试结果表明，高原鼢鼠肌从脂溶性成分在20％，10％，5％时，与空白对照组相比，都不同程度地延长小鼠在缺氧条件下的存活时间，提高小鼠血清SOD和GSH－PX活性，降低血清LDH活性，减少血清MDA含量。

Stable carbon isotope analyses show dominance of C3 grasses in the feed selected by small herbivores at the alpine meadow at the Tibetan Plateau

Muscle samples were collected from small herbivorous mammals (Ochotona curzoniae, Microtus oecnomus, Myospalax fontanierii and Lepus oiostolus) at the alpine meadow ecosystem at the Tibetan Plateau in order to address variability in stable carbon isotope composition. Stable carbon isotope values of muscles remain steady and show no significant variations (-25.72 to -27.04 parts per thousand) among the four small mammal species. Based on the mass balance theory of stable isotopes, it is proposed that small herbivorous mammals mainly (or totally) rely on C3 grasses as food supply, and there is few or no distribution of C4 grasses at the ecosystem. The results reflect our previous study on the isotope patterns of plant species. Thus, stable carbon isotope analysis of muscles provides a method to address dietary selection and dietary variability in herbivores. In addition, stable carbon isotopic analyses can be used to address changes in vegetation distributions in ecosystem and paleovegetaion and paleoclimate.

黄土高原中部60万年来黄土—古土壤序列有机碳同位素研究

Vegetation is very sensitive to climate change. Carbon isotopes in paleosol have been widely used to contruct the propotion of plants using C3 and C4 photosynthetic pathways. δ13C of Loess organic matter were analyzed on the loess- paleosols samples from Jingchuan sections and Luochuan S4—S5 sequence. This paper presents a long carbon isotope time series, covering the last 600kyr. δ13C record of Loess organic matter in Jingchuan is correlated with marine oxygen isotope records. Basing on former research work, this paper discusses temperature, rainfall and P CO2 effect on δ13Corg value. In the interglacial periods, carbon isotope is more sensitive than other proxies and indicates several climate fluctuations. The main conclusions are as follows: 1. Obtained δ13C composition from paleosols and loess sediments in Jingchuan range of -20.0‰ to -24.6‰, the maximum biomass of C4 is 35%, indicating a C3 and C4 mixed steppe with C3 dominated. C4 plant is not always expansion during paleosols periods. The minimum values of Jingchuan section appeared in S4 soil, and the vegetation was almost pure C3 plant at that time. δ13Corg value in S5-2 is also lower than loess in S5, reaching the minimum valus of S5 soil. 2. PCO2 variation has little impact on δ13Corg value in interglacial periods for the last 600kyr. The correlation between δ13Corg value curve and magnetic susceptibility curve as proxy of summer monsoon in general, means summer monsoon drive C4 plant expansion during glacial and interglacial. 3. The lowerδ13Corg values in S4 and S5-2 appear at Jingchuan and Luochuan, suggest origin from woodland or C3 grassland. Whatever vegetation it is, indicate strengthened East Asian summer monsoon and increase of precipitation. C4 plant percentage is lower in S5-1 and S1 which have stronger summer monsoon, than S0 and S2. And it also indicates increase of precipitation.δ13Corg values has not always non-linearity correlation with summer monsoon. 4. The maximum entroy spectral analysis of δ13C values of the last 600kyr indicates there is 21 kyr cycles in Loess sequence. It means that summer monsoon in the Chinese Loess Plateau also has the precession cycles like its origin low latitude.

北天山新生代构造演化与古环境演变

The Tianshan Mountains is located about 1000-2000 km north of the India-Asia suture and is the most outstanding topography in central Asia, with transmeridional length of nearly 2500 km, north-southern wideness of ~ 300-500 km, peaks exceeding 7000 m above sea level (asl.), and average altitude of over 4000 m asl. Much of the modern relief of the Tianshan Range is a result of contraction driven by the collision of the India subcontinent with the southern margin of Asia, which began in early Tertiary and continues today. Understanding where, when and how the deformation of the Tianshan Mountains occurred is essential to decipher the mechanism of intracontinental tectonics, the process of foreland basin evolution and mountain building, and the history of climate change in central Asia. In order to better constrain the Cenozoic building history of the Tianshan Mountains and the climate change in the southern margin of the Junggar Basin, we carried out multiple studies of magnetostratigraphy, sedimentology, and stable isotopes of paleosol carbonate at the Jingou River section, which is located at the Huoerguosi anticline, the westernest one of the second folds and thrust faults zone in the northern piedmont of the Tianshan Mountains. The Jingou River section with a thickness of about 4160 m is continuous in deposits according to the observed gradual change in sedimentary environments and can be divided into five formations: Anjihaihe, Shawan, Taxihe, Dushanzi and Xiyu in upward sequence. Characteristic remamences were isolated by progressive thermal demagnetization, generally between 300 and 680℃. A total of 1133 out of 1607 samples yielded well-defined ChRMs and were used to establish the magnetostratigraphic column of a 3270-m-thick section from the exposed base of the Anjihaihe Formation to the middle of the Xiyu Formation. Two vertebrate fossil sites and a good correlation with the CK95 geomagnetic polarity time scale suggest that the section was deposited from ~30.5 to ~4.6 Ma and the age of the top of the Xiyu formation is ~2.6 Ma based on an extrapolation of the sedimentation rates. A plot of magnetostratigraphic age vs. height at the Jingou River section shows that significant increases in sedimentation rates as well as notable changes in depositional environments occurred at ~26-22.5 Ma, ~13-11 Ma and ~7 Ma, which represent the initial uplift of the Tianshan Mountains and two subsequent rapid uplift events. In addition, changes in sedimentation rates display characteristic alternations between increases and decreases, which probably indicate that the uplift of the Tianshan Mountains was episodic. We discussed the history of C4 biomass and climatic conditions in the southern margin of the Junggur Basin using the stable carbon and oxygen isotope composition of paleosol carbonates from the Jingou River section during ~17.5-6.5 Ma. The δ13C values indicate that the proportion of C4 biomass was uniform and moderate (15-20 %) during the interval of ~17.5-6.5 Ma. We proposed three hypotheses for this pattern of C4 biomass: (1) counteraction of two opposed factors (global cooling since ~15 Ma and thereafter increased dry and seasonality in central Asia) controlling the growth of C4 grasses, (2) variability in abundance of C3 grasses relative to C3 trees and shrubs if vegetation had ever changed in ecosystems, and (3) the higher latitude of the studied region. The δ18O values show a stepwise negative trend since ~13 Ma which may be attributed to three factors: (1) the temperature decreasing gradually after the middle Miocene (~15 Ma), (2) the increasing contribution of the moistures carried by the polar air masses from the Arctic Ocean to precipitation, and (3) the gradual retreat westward and disappearance of the Paratethys Ocean. Among them, which one played a more important role will need further study of the paleoclimate in central Asia.