牙鲆与大黄鱼卵黄囊期发育阶段生化与能量代谢研究

于1999年5－6月间在实验室内对暖温性底层鱼类褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)和暖水性近底层鱼类大黄鱼(Pseudosciaena crocea)进行了自受精卵开始到早期仔鱼的发育生态学实验。褐牙鲆和大黄鱼的培育温度分别为17.4±0.3 ℃和23.2±0.3 ℃，盐度均为31±0.2‰，遮光静养。通过测定其受精卵细胞的干重、湿重、卵黄和油球体积以及细胞发育过程中的耗氧率、氨排泄率、铵离子含量、游离氨基酸、蛋白质、总脂、脂肪酸等参数的变化（大黄鱼仅限于卵黄和油球体积、耗氧率、氨排泄率、铵离子含量、游离氨基酸和蛋白质），分析不同发育阶段的生化代谢和能量代谢特征；结合已有的研究成果，比较鱼类发育能量学的基本规律。结果表明：1．在受精卵分裂和胚体发育中，褐牙鲆和大黄鱼均呈现明显的铵离子累积现象，其间产生的氨一部分排到环境中，另一部分在卵中积累，孵化时随着卵膜的破裂而排出，导致氨排泄率出现一个峰值。2．游离氨基酸是早期发育阶段的一个重要能源物质，分别构成了褐牙鲆能量代谢的35％和大黄鱼能量代谢的28％。此外，在受精卵发育阶段，游离氨基酸还被用来合成蛋白质，所以在受精卵发育阶段，蛋白质非但不减少，还会有明显的增加。3．在孵化前后，伴随着卵膜的破裂和卵周液的流失，干重和蛋白质含量均有明显的减少。4．卵黄囊期仔鱼早期阶段，蛋白质含量略有增加，这说明还有一部分的游离氨基酸被合成了蛋白质。其后，蛋白质含量呈现下降趋势，表明蛋白质也已被用做能源物质。5．褐牙鲆受精卵中最主要的多不饱和脂肪酸是DHA和EPA，二者合计占多不饱和脂肪酸总量的86％。比较油球体和总脂含量的变化特征，不难发现脂肪酸主要是位于油球中。这说明来自油球的脂类是褐牙鲆仔鱼在这个阶段的主要能源物质，来自油球的中性脂肪NL的脂肪酸FA是从孵化到开口这段时间主要的能源物质。磷脂PL的脂肪酸FA只是被很少的利用（为中性脂肪NL的30％）。6．游离氨基酸FAA是褐牙鲆与大黄鱼在受精发育阶段最重要的能源物质，而在孵化后来自油球的中性脂肪NL的脂肪酸NLFA被用做主要能源物质，蛋白质则是在开口之前就用做能源物质，但其作用还不是很大。主要能源物质的转变可以从氮熵NQ的变化看出来，氮熵呈现一种先降低后升高的态势。但就整个早期发育阶段来说，无氮的脂类所起的作用更大一些。分解的主要中性脂肪酸是那些含量最丰富的种类，而与他们的饱和度无关。7．褐牙鲆从卵受精后8小时到仔鱼开口，能够将卵黄消耗的焓的59.7％转化为生长（P），有43.6％因代谢而散失，还有极少部分0.4％因排汇而丢失。有一定的实验误差在里面。8．褐牙鲆是适温较低的暖温性底层鱼类，卵子较小，发育时水温较低，发育较慢；大黄鱼是适温较高的暖水性近底层鱼类，卵子较大，发育时水温较高，发育较快，所以褐牙鲆与大黄鱼在早期发育阶段所采取的能量对策是不一样的。褐牙鲆游离氨基酸占总的能量代谢的35％，而大黄鱼只占28％，相对而言，暖水性鱼类比暖温性鱼类更为依赖脂类，氨基酸所起的作用相对较小一些。9．依据已有研究成果，不难得出：鱼类早期发育过程中主要能源物质变化和能量代谢牲征有物种特异性。对于含一个油球的鱼类来说，基于脂肪的能量代谢是重要的；而对于不含油球的鱼类来说，氨基酸的作用更为重要一些。这些研究对于仔鱼在开口时营养成分的确定及满足、死亡率以及生活史特征具有十分重要的科学价值。

牙鲆生长相关性状遗传力估计

遗传力是数量遗传学的重要参数，对鱼类良种选育具有重要意义。可靠的遗传力估计值可以为合理制定育种计划提供宝贵信息，同时可以预测选择反应。本文按照10×3因子设计方法，10尾雄鱼与3尾雌鱼两两授精，产生10个父系半同胞、3个母系半同胞及30个全同胞家系，以微卫星分子标记为家系鉴定手段，对40日龄牙鲆生长相关性状遗传力进行了估计；同时，初步探讨了因子交配设计及人工控制条件下，亲本对子代遗传贡献率差异及有效群体大小。主要结论包括：1.初步筛选的14个微卫星位点中，有9个（Po91、Po1、Po56、Po20、Poli23、Po89、Poli121、Po42、Po13）在亲本中呈现中、高度多态性：平均等位基因9.4个；平均亲本特异性等位基因4个。用5个位点（Po91、Po1、Po56、Po20、Poli23）为346个子代中的227个个体找到所属家系；继续用另外4个位点（Po89、Poli121、Po42、Po13）分型，成功鉴定72个个体。鉴定率约86%，其中，亲本特异性等位基因的存在使鉴定效率大大提高。以上9个位点可为该群体良种选育工作提供技术支持。2. 发生降解的DNA与完整的DNA，在相同引物、相同PCR体系、相同模板浓度下扩增的带型一致。该结果证实了微卫星分型对降解的DNA同样稳定。3. 亲本对子代的遗传贡献率存在差异。雄亲的贡献率为5.8—14.3%，除3号、9号子代数较少，5号、6号子代数较多外，其它父本基本一致；母本对子代的贡献率差异较大（18.5%—50.6%），这与人工授精前雌亲发育状况、卵子质量检测结果基本一致，在一定程度上说明，母本尤其是卵子质量对鱼类早期存活具有较大影响。4. 家系内子代数目的不平衡导致实际有效群体大小下降。Ne=7.44，比理论有效群体大小（9.23）下降约19%。但与自然交配相比（有效群体下降可达75%），人工控制下的交配在一定程度上可有效限制遗传多样性的下降。5. 基于父本方差组分，40日龄生长相关性状遗传力估计值（h2s±S.E.）为（0.157±0.052）－（0.440±0.137）。加性遗传方差在表型方差中所占的比例，在一定程度上表明该牙鲆群体生长性状具有一定的选择力度。

海州湾前三岛海域栉孔扇贝生态增养殖原理与关键技术

以海州湾前三岛周围海域为研究地点，开展了栉孔扇贝岛屿生态增养殖理论和关键技术研究。调查了海区的地理、水文、水化学环境以及饵料供应能力；现场测定了栉孔扇贝的滤水率，根据扇贝实际生长情况结合水动力学因子评估了该海域的养殖容量；监测了不同养殖模式情况下栉孔扇贝的存活、生长以及污损生物附着情况；利用免疫学指标揭示了各种养殖方式下栉孔扇贝的健康状态；研究了不同水温、扇贝规格对敌害生物捕食的影响；优化了该海域栉孔扇贝的养殖模式和关键技术。主要研究结果如下： 1．查明了前三岛海域理化环境、生物资源等现状。前三岛海域水质优良，生物资源丰富，虽然饵料浓度相对较低，但是该海域海流畅通，水交换条件好，较高的流速可以弥补饵料浓度的不足，适合开展栉孔扇贝增养殖。由于各项理化因子随着时间和水深的变化而发生变化，必须根据实际情况，对养殖模式等进行相应调整，才能获得更高经济和生态效益。 2．较为系统地研究了前三岛海域深水筏式养殖栉孔扇贝生理生态学特征，评估了养殖容量。周年监测了海域的环境因子和栉孔扇贝的生长情况，利用生物沉积法，现场研究了各时期扇贝的滤食作用。结果表明：该海域养殖栉孔扇贝在当年秋、冬季和次年春季生长迅速，夏季生长相对缓慢，周年平均软组织生长速度为11.29 mg/d，平均干贝壳生长速度为48.84 mg/d，扇贝能够于次年年初达到商品规格（6cm）。不同时期栉孔扇贝的滤水率之间差异显著，滤水率随水温的升高和扇贝规格的增大而增加。利用改进的Incze等（1981）的养殖容量模型，评估了该海域养殖容量，结果表明：在现有条件下，各时期沿着海流方向适养区域长度分别为：4.0，4.6，4.7，5.1，4.5和3.2 km，平均为4.35 km。 3．揭示了不同养殖水层栉孔扇贝存活、生长以及免疫指标特征。于2007年夏、秋高温季节监测了5个不同水层（2, 5, 10, 15, 与 20 m）筏式养殖栉孔扇贝的存活、生长以及免疫指标特征。研究表明各水层栉孔扇贝成活率差异显著，其中15 m（78.0%）和20 m（86.7%）成活率要明显高于2 m（62.9%），5 m（60.8%），和10 m（66.8%）；夏季（7~9月）各水层壳高生长速度有较大差异，其中10m （205.0 μm/d）与20 m（236.9 μm/d）要显著高于2，5，和15 m，而秋季（9~11月份）20m生长速度最低，5m水层（262.9 μm/d）要显著高于其他水层；不同水层扇贝软组织生长情况与壳的生长情况类似；扇贝血淋巴SOD活性随着水深的加深而增大，15 和 20 m 养殖的栉孔扇贝ACP活性要高于其他水层，这表明深水养殖栉孔扇贝健康状态要优于浅水层。 4．比较研究了筏式和底播两种养殖方式情况下栉孔扇贝的存活、生长以及免疫指标的周年变化。结果表明夏季栉孔扇贝的生长、免疫酶活性要低于其他季节，扇贝死亡也基本集中于夏季高温季节。除了2008年春季壳高以外，筏式养殖栉孔扇贝的生长、免疫酶活性都要高于底播养殖。实验结束时筏式养殖的成活率（54.6 ± 12.3 %）要显著地低于底播养殖（86.8 ± 3.5 %）。由此可见，在夏季高温季节采取底播养殖提高成活率，然后转为筏式养殖以提高生长速度，这样可以获得更高的产量。 5．研究了日本蟳和多棘海盘车对栉孔扇贝的捕食机制。现场研究表明，成年日本蟳可以捕食壳高小于5.0 cm的栉孔扇贝，捕食强度随着水温的升高而增大，而壳高大于5.9 cm的栉孔扇贝则可以免遭日本蟳的捕食；与栉孔扇贝相比，日本蟳更倾向于捕食贻贝；室内模拟研究表明水温低于10 ℃时，日本蟳对大规格扇贝的捕食作用不明显。相同温度条件下，室内实验日本蟳的捕食强度要低于现场，但其温度系数（Q10）差别不大。室内试验表明多棘海盘车对栉孔扇贝也有很强的捕食作用。提出了提高底播栉孔扇贝成活率的方法，即选择大规格的扇贝在水温较低的秋、冬季进行底播。

刺参遗传连锁图谱构建及卵母细胞成熟过程研究

第一部分 刺参遗传连锁图谱的构建 利用AFLP和微卫星标记以一个远缘地理杂交家系为作图群体，以拟测交理论为作图策略，构建了刺参Apostichopus japonicus的雌性和雄性遗传连锁图谱。利用62对AFLP引物组合，对亲本和93个个体进行了分离分析，共得到3572个标记，其中具有多态性的标记为点数为1133个，多态性比例为31.5%。平均每个引物对产生18.3个多态片段。1133个多态性位点中，294个标记在父母本中都出现并在后代中分离，839个标记在父本或母本中出现并在子代分离，其中母本443(52.8%)个分离标记，父本396(47.2%)个分离标记。卡方检验显示，556个标记符合孟德尔1:1分离。筛选微卫星标记中30个在家系中具有作图信息，其中19个可用于母本作图，19个可用于父本作图。 利用Mapmaker 3.0/EXP软件对分离标记进行连锁分析。358个分子标记用于雌性遗传连锁分析，其中包括19个微卫星标记，199个AFLP标记和11个微卫星标记定位在雌性框架图谱中。雌性框架图谱共有25个连锁群，总长度为3148.3 cM。标记之间最大间隔为37.5 cM，平均间隔为17.0 cM，连锁群的分子标记数最大为21个最小为4个。用于雄性连锁分析的分子标记共有332个，其中包含19个微卫星标记。207个标记定位于23个连锁群上，其中AFLP标记数为196个，微卫星标记数为11个。23个连锁群总长度为3059.8 cM，标记间最大间隔38.6 cM，平均间隔16.6 cM。每个连锁群的长度范围在40 cM到271.4 cM之间，标记数在18到4个之间，包括二、三连体在内的雄性连锁图谱共覆盖3227 cM。雌雄基因组的预测长度分别为4053.7 cM和3816.3 cM，因此，所构建的雌雄连锁图谱覆盖率分别为84.0%和84.5%。通过共有微卫星标记，有3个连锁群在两个图谱中对应。分子标记在两个图谱中呈均匀分布，没有成簇现象。 分子标记筛选、遗传图谱的构建为刺参分子标记辅助选择育种，经济性状QTL定位和比较基因作图打下基础，并且最终将促进中国刺参遗传改良和新品种的培育工作。 第二部分 卵母细胞成熟过程研究 对刺参卵母细胞的体外诱导成熟方法进行探索，并且通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜结合超薄切片技术及间接免疫荧光染色技术研究卵母细胞成熟的生物学过程。 分别利用在海参中有诱导作用的海星神经提取液和二硫苏糖醇(DTT)对从成熟卵巢解剖出的刺参卵母细胞进行诱导成熟试验，结果显示，刺参的卵母细胞在海水中不会发生自发成熟，海星神经提取液以及神经提取液加滤泡悬浮液对卵母细胞没有诱导成熟的作用，而二硫苏糖醇处理可以诱导卵母细胞生发泡破裂，当DTT溶液的浓度处于10-1 mol/L到10-3 mol/L之间时，对刺参卵母细胞的促熟作用较为明显，在10-2 mol/L左右时，卵母细胞的诱导成熟率可以达到90%以上。未成熟的卵母细胞处于第一次减数分裂前期，不具备受精能力。经DTT诱导后，生发泡发生移动并破裂，染色体排列到赤道板上，然后第一、二极体先后排出，诱导成熟的卵母细胞排出极体的时间与自然受精的卵子一致。在卵母细胞成熟过程中有受精膜举起的现象，说明精子入卵不是受精膜举起的必要条件。卵母细胞只有在生发泡破裂之后才具有受精能力，从生发泡破裂到第二极体排出前的整个减数分裂过程中，卵母细胞都可以受精，但是只有在第一极体排出前受精的卵母细胞才能发生卵裂。人工促熟的卵母细胞受精后，形成的胚胎似乎并不能正常发育，试验过程中最多只得到了8细胞期的胚胎，之后细胞便产生畸形并停止分裂，最终裂解消失。 利用DTT诱导刺参卵母细胞成熟，综合运用光镜、电子显微镜及激光共聚焦技术观察卵母细胞成熟过程，分析了卵母细胞表面动物极突起在卵母细胞脱滤泡中的作用，以及卵母细胞动物极突起和微管组织在生发泡移动过程中所起的作用。卵母细胞通过动物极突起连接到滤泡上，在脱滤泡作用开始时，卵母细胞动物极突起刺入并穿过滤泡膜，使得滤泡膜表面形成一个缺口，然后整个卵母细胞开始从缺口处挤出。脱滤泡的作用力来源有两种：胶膜层的水合作用以及滤泡的收缩。通过激光共聚焦显微镜观察，未成熟的卵母细胞中存在5种类型的微管，并且有两个微管组织中心锚定在卵母细胞突起下方。减数分裂重新启动时，生发泡沿微管向动物极移动，至细胞膜下时破裂。微管解聚对照实验证明驱动生发泡移动的细胞结构为微管束。生发泡破裂后，两个微管组织中心组织形成减数分裂纺锤体，然后第一极体以“收缩-排出”的独特方式排出。 本研究填补了刺参繁殖生物学研究中的缺失环节，为刺参人工繁育技术提供理论基础和指导。

Response of integrated biomarkers of fish (Lateolabrax japonicus) exposed to benzo[a]pyrene and sodium dodecylbenzene sulfonate

Fish Lateolabrax japonicus were exposed to 0.1 and 1 mg/L of anion surfactant sodium dodecylbenzene sulfonate (SDBS) and to 2 and 20 mu g/L of benzo[a]pyrene (B[a]P) for 6, 12, and 18 days, with control and solvent control groups. Liver antioxidant enzymes, including superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), reduced glutathione (GSH), and glutathione S-transferase (GST), were determined; brain acetyleholinesterase (AChE) and liver inducible nitric oxide synthase (iNOS) activities were also measured. The results indicated that (1) L. japonicus avoided oxidative damage through antioxidant systems; (2) SOD, GPx, and GSH were induced, and GST was inhibited and then induced by B[a]P exposure; and (3) CAT, GPx, and AChE were induced while NOS was inhibited, and GST was induced and then inhibited by SDBS stress in experimental period. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Survival, growth and immune activity of scallop Chlamys farreri cultured at different depths in Haizhou Bay (Yellow Sea, China) during hot season

Survival, growth and immune response of the scallop, Chlamys farreri, cultured in lantern nets at five different depths (2, 5, 10, 15, and 20 m below the sea surface) were studied in Haizhou Bay during the hot season (summer and autumn) of 2007. Survival and growth rates were quantified bimonthly. Immune activities in hemolymph (superoxide dismutase (SOD) and acid phosphatase (ACP)) were measured to evaluate the health of scallops at the end of the study. Environmental parameters at the five depths were also monitored during the experiment. Mortalities mainly occurred during summer. Survival of scallops suspended at 15 m (78.0%) and 20 m (86.7%) was significantly higher than at 2 m (62.9%), 5 m (60.8%) or 10 m (66.8%) at the end of the study. Mean shell height grew significantly faster at 10 m (205.0 mu m/d) and 20 m (236.9 mu m/d) than at 2, 5 or 15 m in summer (July 9 to September 1); however, shell growth rate at 20 m was significantly lower than at the other four depths in autumn (September 2 to November 6). In contrast to summer, scallops at 5 m grew faster (262.9 mu m/d) during autumn. The growth of soft tissue at different depths showed a similar trend to the shell. Growth rates of shell height and soft tissue were faster in autumn than in summer, with the exception of shell height at 20 m. SOD activity of scallops increased with depth, and ACP activity was significantly higher at 15 and 20 m than at other depths, which suggests that scallops were healthier near the bottom. Factors explaining the depth-related mortality and growth of scallops are also discussed. We conclude that the mass mortality of scallop, C. farreri, during summer can be prevented by moving the culture area to deeper water and yield can be maximized by suspending the scallops in deep water during summer and then transferring them to shallow water in autumn.

Community structure of macrobenthos in coastal water off Rushan, southern Shandong Peninsula, and the relationships with environmental factors

To understand the present actuality of the marine ecosystem in the southern coastal water region of the Shandong Peninsula and the impact of the global change and the human activities to the marine ecosystem of the region, the macrobenthic community structure was researched based on data from 26 sampling stations carried out on four seasonal cruises from December 2006 to November 2007. The data was analyzed using PRIMER 6.0 and SPSS 15.0 software packages. The results showed that 236 macrobenthic species in total were collected from the research region by the field works. Most of the species belong to Polychaeta (76 species), Mollusca (75) and Crustacea (60). Of which, 33 species were common species by the four cruises. The dominant species were different among the four seasons, however, the polychaete species Nephtys oligobranchia and Sternaspis scutata were always dominant in the four seasons. The abundances and biomasses of the macrobenthos from the research region were variable in tire four seasons. The results of CLUSTER and MDS analysis showed that the similarities of macrobenthic structures among the stations were low, most of the similarities were at about 40% of similarity values, only that of two stations were up to 60%. In accordance with the similarity values of the macrobenthic structures, the 26 stations were clustered as six groups at arbitrary similarity level of 30%. The ABC curve indicated that the marcofauna communities in the research region had riot been disturbed distinctly. The results of BIOENV and BVSTEP (Spearman) analysis implied that the concentrations of organic matter in bottom water and heavy metal copper in sediment, water depth and temperature of bottom were the most significant environmental factors to affect the macrobentic community.