Microstructure Observation And Mechanical Behavior Modeling For Limnetic Nacre

In the present research, microstructure of a kind of limnetic shell (Hyriopsis cumingii) is observed and measured by using the scanning electron microscopy, and mechanical behavior experiments of the shell nacre are carried out by using bending and tensile tests. The dependence of mechanical properties of the shell nacre on its microstructure is analyzed by using a modified shear-lag model, and the overall stress-strain relation is obtained. The experimental results reveal that the mechanical properties of shell nacre strongly depend on the water contents of the limnetic shell. Dry nacre shows a brittle behavior, whereas wetting nacre displays a strong ductility. Compared to the tensile test, the bending test overestimates the strength and underestimates the Young's modulus. The modified shear-lag model can characterize the deformation features of nacre effectively.

南极普里兹湾大、中型浮游动物群落生态学研究

在南大洋生态系统中，桡足类既在初级生产和更高营养级之间起着承上启下的作用，也为大型浮游动物，主要是磷虾生物量年际变化和地区变化提供了很好的缓冲，磷虾存在时它是竞争者和捕食对象，磷虾缺乏时初级生产的转化主要由它承担。国际上对南极桡足类的研究在最近十年进展很快，尤其是生活史策略的研究取得了长足进步。我国对南极磷虾的研究已处于国际先进水平，但对桡足类等小型浮游动物来说却只是刚刚起步。本文利用中国第十三、十五次南极考察的浮游动物标本研了普里兹湾的游游动物群落结构和地理分布。随纬度的不同，普里兹湾存在三种群落类型，62－65°海域是以纽鳃樽为主的北部被囊群落，小型桡足类拟长腹剑水蚤（Oithona similis）和以哲水蚤（Paracalanus spp）在该区域密度最大，最大型的巨锚哲水蚤（Rhincalanus gigas）为该区所特有，并且只有62°S附近出现大量的无节幼体；65－67°S之间是尖角似哲水蚤（Calanoides acutus）和戈氏长腹水蚤（Metridia gerlachei）的分布高峰区，多毛类和毛颚类分布也较多，该地区由磷虾和桡足类交替控制；67°S以南至近岸为近岸群落，是晶磷虾（Euphausia crystallorophias）的分布区域，在我们的调查中由大量的磷虾幼体出现，无节幼体最大密度6000ind·m~(-2)，蚤状幼体达到6400ind·m~(-2)。划分北部和中部群落的指示种为纽鳃樽（Salpa thommpsoni）、巨锚哲水蚤和毛颚类；北部和近岸群落的指示种为巨锚哲水蚤、戈氏长腹水蚤和磷虾的蚤状幼体；中部群落和近岸群落之间的指示种是晶磷虾，磷虾的无节幼体和角突隆剑水蚤（Oncaea conifera）作为该区的指示种不是很明显。CHINARE－XV期间进行了桡足类优势种是产卵量培养实验，在调查其间尖角似哲水蚤和戈氏长腹水蚤分别有13.3和5只／雌的产卵量，尖角似哲水蚤表现为明显的双峰态种群结构，早期幼体占据绝大部分，表现为成长种群，CI最早出现在陆冰缘站的冰下推测生殖发生在十月至十一月间。巨锚哲水蚤的无节幼体集中出现于低纬度区，并没有发现有桡足幼体出现。

亚历山大藻对海产贝类胚胎和蒙古裸腹溞的影响及致毒机制研究

本文研究了典型有毒赤潮藻——亚历山大藻(Alexandrium)对海湾扇贝(Argopecten irradians Lamarck)、文蛤(Meretrix meretrix Linnaeus)和太平洋牡蛎(Ostrea gigas Thunberg)受精卵孵化的影响和致毒机制以及对蒙古裸腹溞(Moina mongolica Daday)生命活动的影响。此外，还针对我国赤潮发生特点，模拟研究了我国东海大规模赤潮对菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum (Adams et Reeve)）受精卵孵化和蒙古裸腹溞种群数量的影响。 结果发现：8株产PSP毒素的亚历山大藻：塔玛亚历山大藻( ATHK, AT5-1, AT5-3, ATCI02, ATCI03)，链状亚历山大藻, A. lusitanicum、微小亚历山大藻和2株不产PSP毒素的相关亚历山藻(AC-1, AS-1)对海湾扇贝受精卵的孵化均有显著抑制作用，说明在亚历山大藻属中，这种抑制作用具有一定的普遍性，并与PSP毒素的产生无直接关系，表明存在非PSP毒素的其它毒性物质。一种PSP标准毒素STX也没有这种抑制作用，进一步证明该抑制作用与PSP毒素不直接相关。 相关亚历山大藻AC-1对海湾扇贝、文蛤和太平洋牡蛎受精卵孵化的有显著的毒害作用，其藻液、重悬液、去藻液和内容物均显著影响受精卵的孵化。相关亚历山大藻AC-1对海湾扇贝、文蛤和太平洋牡蛎担轮幼虫细胞的超微结构有显著破坏作用，破坏膜结构和胞内结构，影响细胞内的功能器官如溶酶体的稳定性，使卵黄颗粒萎缩变形；对文蛤和太平洋牡蛎的受精卵显示出极强的毒害作用： 3000cells•ml-1时，使二者胚胎完全溶掉消失；在2000cells•ml-1的藻液中培养2h后，担轮幼虫的外膜发生溶解，整个幼体呈葡萄串样。相关亚历山大藻AC-1产生的这种毒性物质可能对贝类胚胎细胞的结构和功能有影响。 亚历山大藻对蒙古裸腹溞的毒性效应与不同藻种/藻株密切有关：塔玛亚历山大藻（AT-6, ATCI02）、链状亚历山大藻、A. lusitanicum和微小亚历山大藻不影响蒙古裸腹溞的存活，而塔玛亚历山大藻（ATHK、ATCI03和AT5-1）和相关亚历山大藻(AC-1, AS-1)有显著影响。蒙古裸腹溞能摄食塔玛亚历山大藻(AT-6, ATHK, ATCI02, ATCI03, AT5-1)，链状亚历山大藻, A. lusitanicum和微小亚历山大藻，很少或基本不摄食相关亚历山大藻。亚历山大藻影响蒙古裸腹溞的RNA/DNA比值和蛋白质含量以及Na+,K+-ATP酶活性。相关亚历山大藻AC-1对蒙古裸腹溞的存活有极强的毒性作用，藻液、重悬液、内容物和碎片均有显著影响；即使与3×106cells•ml-1小球藻混合，10和50cells•ml-1的相关亚历山大藻AC-1仍能使蒙古裸腹溞的产幼数和存活时间显著下降。亚历山大藻对蒙古裸腹溞生命活动的影响不仅与PSP毒素有关，还与非PSP毒素有关；蒙古裸腹溞可能也是研究有害藻急性和慢性毒性的一种理想生物。 应用菲律宾蛤仔胚胎和蒙古裸腹溞评价我国东海特大规模赤潮对海洋生物资源的潜在危害时发现：单种链状亚历山大藻对菲律宾蛤仔受精卵的孵化和蒙古裸腹溞的种群增长均有显著不利影响；单种东海原甲藻（1~10×104cells•ml-1）对菲律宾蛤仔受精卵的孵化没有影响；较低密度的东海原甲藻能维持蒙古裸腹溞（2~5×104cells•ml-1）的种群增长；较高密度的东海原甲藻对蒙古裸腹溞（10×104cells•ml-1）种群有显著的抑制作用。两种藻以赤潮密度混合后，适当密度的东海原甲藻能在一定程度上减轻链状亚历山大藻对菲律宾蛤仔受精卵和蒙古裸腹溞的毒性。可见，东海连年爆发的大规模赤潮不仅对浮游生态系统有不利影响，若同时爆发亚历山大藻赤潮，则对海洋浮游生态系统和贝类资源的恢复产生更加不利的影响。

小庙洪牡蛎礁巨蛎属牡蛎间生殖隔离研究

中国牡蛎种类丰富，但是由于贝壳可塑性强，表型变化大，分类学及系统发生学研究进展缓慢，存在诸多争议。本文在全国部分海区采集牡蛎样品，并通过表型和分子生物学方法进行鉴定，重点调查潮下带牡蛎的分布情况。选取江苏南通小庙洪牡蛎礁作为典型海域，研究亲缘关系接近的巨蛎属牡蛎之间在繁殖上如何维持相互之间的关系。本研究的目的在于摸索牡蛎物种鉴定的实用方法，并阐明熊本牡蛎和近江牡蛎生殖隔离是如何维持的。研究结果对牡蛎等海洋贝类的分类及系统发生学研究具有一定的借鉴作用，为牡蛎礁的生态保护提供生物学参考依据。 在辽宁营口、海洋岛，河北秦皇岛，山东西霞口、潍坊、青岛，江苏南通，浙江舟山、奉化，福建莆田，广东汕头等地区采集牡蛎样品，重点采集潮下带的牡蛎，通过地理分布、表型、DNA含量测定和COI种特异性探针鉴定对各地区的牡蛎物种组成进行分析。选取了南通小庙洪牡蛎礁作为研究牡蛎物种间相互关系的最佳地点。该地区牡蛎由主要分布在潮间带的熊本牡蛎和主要分布在潮下带的近江牡蛎组成。 对南通小庙洪牡蛎礁上两种巨蛎属牡蛎在空间上的分布进行调查；定期取样，制作性腺切片，观察两种牡蛎的性腺发育情况；同时，定期在海区挂板，采用半人工采苗的方式采集海区牡蛎幼体，通过ITS1基因鉴定采集的稚贝所属物种。通过调查发现二者的分布存在重叠区域；两种牡蛎在2007年6月中旬至9月中旬存在两个明显的繁殖高峰期，在每个繁殖期内两种牡蛎同时发生大量繁殖行为的可能性极高。结果表明，两种牡蛎不存在明显的生态隔离和季节隔离等交配前生殖隔离机制。 在室内对两种牡蛎进行2×2完全双列杂交，并通过ITS1基因的克隆测序验证杂种后代。双列杂交受精实验采用多亲本混合交配的方式（即每个物种的卵子或精子均来自多个个体），共进行7次重复。结果表明，熊本牡蛎的卵子能够被近江牡蛎的精子以较低的受精率（24.6%）受精，且形成的后代确实为两个物种杂交产生，而反方向不能受精。 幼虫和稚贝生长存活的双列杂交实验共进行3次重复。估测受精率、受精卵的孵化率，第1至29日每两天测量一次D形幼虫的壳高和密度。结果表明杂交幼虫（熊本牡蛎♀与近江牡蛎♂的杂交，SA）的受精率（12.5%）显著低于（P < 0.05）熊本牡蛎（75.4%）和近江牡蛎（84.5%）纯种对照组；而孵化率与对照组无显著差异（P > 0.05）；自受精至29日龄，杂交幼虫壳高的生长速度明显低于纯种对照组（P < 0.05）；但是存活率与熊本牡蛎无显著差异（P > 0.05）。杂交幼虫附着变态期间死亡率高；93日龄，熊本牡蛎有10.08%的匍匐期面盘幼虫存活至稚贝，显著大于（P < 0.05）近江牡蛎（2.18%）和杂交幼虫（0.76%）；杂交稚贝壳高显著小于（P < 0.05）纯种对照组。稚贝在海区挂养3个月。与挂养前相比，杂交稚贝在潮下带的存活率为19.2%，125个稚贝仅存24个，壳高平均增加2.15 mm。熊本牡蛎在潮间带的存活率达到65%，壳高平均增加3.99 mm。近江牡蛎在潮下带的存活率达到85.7%，壳高平均增加5.22 mm，在潮间带的存活率仅10.9%，壳高平均增加3.28 mm。受精6个月后，所有杂交稚贝仅剩3枚，运回实验室暂养一段时间后全部死亡。 设置20、25、30、35共4个盐度梯度，估算双列杂交组合在不同盐度下的受精率、孵化率、7日内的存活率和壳高生长，实验共进行3个重复。结果表明，杂交组合在4个盐度下的受精率（平均为11.2%）均显著低于（P < 0.05）熊本牡蛎（75.0%）和近江牡蛎（77.5%）纯种对照组；而孵化率与对照组无显著差异（P > 0.05）；杂交组合在盐度35时的孵化率（85.0%）显著大于20（49.6%）、25（51.3%）和30（55.4%）三个盐度梯度。7日龄杂交幼虫（10.5%）和近江牡蛎（11.4%）的存活率显著小于（P < 0.05）熊本牡蛎（30.3%）；杂交幼虫的壳高（75.7 μm）显著小于（P < 0.05）熊本牡蛎（81.5 μm）和近江牡蛎（85.6 μm）对照组。两因素方差分析表明，杂交组合方式对受精率、孵化率、7日龄存活率和7日龄壳高均有显著影响，盐度对7日龄壳高的影响显著。 实验结果表明，江苏小庙洪牡蛎礁上的熊本牡蛎和近江牡蛎之间在分布空间上存在重叠区域，繁殖时间也存在重叠，并未产生明显的生态隔离和季节隔离。二者之间存在不对称性杂交，熊本牡蛎的卵子能够与近江牡蛎的精子以较低的受精率受精，而反方向完全不亲和。杂交幼虫在受精率上存在显著劣势；但是受精卵的孵化率与纯种受精卵无显著差异；杂交幼虫在生长上也存在显著劣势；而存活率与熊本牡蛎无显著差异；杂交幼虫附着变态期间大量死亡，存活下来的稚贝生长缓慢，死亡率高。表明熊本牡蛎和近江牡蛎之间即存在交配前的配子不亲和性隔离，又存在交配后隔离，主要表现为杂种不活。

Tandem duplication-random loss is not a real feature of oyster mitochondrial genomes

Duplications and rearrangements of coding genes are major themes in the evolution of mitochondrial genomes, bearing important consequences in the function of mitochondria and the fitness of organisms. Yu et al. (BMC Genomics 2008, 9: 477) reported the complete mt genome sequence of the oyster Crassostrea hongkongensis (16,475 bp) and found that a DNA segment containing four tRNA genes (trnK(1), trnC, trnQ(1) and trnN), a duplicated (rrnS) and a split rRNA gene (rrnL5') was absent compared with that of two other Crassostrea species. It was suggested that the absence was a novel case of "tandem duplication-random loss" with evolutionary significance. We independently sequenced the complete mt genome of three C. hongkongensis individuals, all of which were 18,622 bp and contained the segment that was missing in Yu et al.'s sequence. Further, we designed primers, verified sequences and demonstrated that the sequence loss in Yu et al.'s study was an artifact caused by placing primers in a duplicated region. The duplication and split of ribosomal RNA genes are unique for Crassostrea oysters and not lost in C. hongkongensis. Our study highlights the need for caution when amplifying and sequencing through duplicated regions of the genome.