The mitochondrial manganese superoxide dismutase gene in Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis: Cloning, distribution and expression

Manganese superoxide dismutase (MnSOD) plays an important role in crustacean immune defense reaction by eliminating oxidative stress. Knowledge on MnSOD at molecular level allows us to understand its regulatory mechanism in crustacean immune system. A novel mitochondrial manganese superoxide dismutase (mMnSOD) was cloned from hepatopancreas of Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis by 3' and 5' rapid amplification of cDNA ends (RACE) PCR. The full-length cDNA consists of 1185 bp with a 660 bp open reading frame, encoding 220 amino acids. The deduced amino acid sequence contains a putative signal peptide of 20 amino acids. Sequence comparison showed that the mMnSOD of F. chinensis shares 88% and 82% identity with that of giant freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii and blue crab Callinectes sapidus, respectively. mMnSOD transcripts were detected in hepatopancreas, hemocytes, lymphoid organ, intestine, ovary, muscle and gill by Northern blotting. RT-PCR analysis indicated that mMnSOD showed different expression profiles in shrimp hemocytes and hepatopancreas after artificial infection with while spot syndrome virus (WSSV). In addition, a fusion protein containing mMnSOD was produced in vitro. LC-ESI-MS analysis showed that two peptide fragments (-GDVNTVISLAPALK- and -NVRPDYVNAIWK-) of the recombinant protein were identical to the corresponding sequence of M. rosenbergii mMnSOD, and the enzyme activity of the refolded recombinant protein was also measured. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

中国明对虾免疫系统中抗氧化相关基因的克隆与表达分析

对虾病害在世界范围内的广泛传播，给水产养殖和沿海农村经济造成了重大损失。深入开展对虾免疫机制研究并在此基础上寻找对虾疾病防治的有效方法已成为当务之急。研究表明，当对虾等甲壳动物受到外界病原刺激时，其体内的吞噬细胞在吞噬活动中会激活磷酸己糖支路的代谢，引起呼吸爆发，产生多种活性氧分子。另外，受到病原侵染的对虾还会产生其他多种免疫反应，这些免疫反应将消耗大量的能量（ATP），产能的呼吸链会加速运转，由此也会引发大量活性氧的产生。这些活性氧分子可以杀灭入侵的病原微生物，但同时由于活性氧分子反应的非特异性，它们也会对宿主的细胞、组织和器官造成严重伤害，进而导致对虾生理机能的损伤和免疫系统的破坏。所以，消除对虾体内因过度免疫反应产生的过量氧自由基将能够增强其抵御病原侵染的能力，提高免疫力。本论文从中国明对虾体内克隆了线粒体型超氧化物歧化酶（mMnSOD）、胞质型超氧化物歧化酶（cMnSOD）、过氧化氢酶（Catalase）和过氧化物还原酶（Peroxiredoxin）等四种与免疫系统相关的抗氧化酶基因，分析了它们的分子结构特征，组织分布及应答不同病原刺激的表达变化模式，并对其中的mMnSOD基因和Peroxiredoxin基因进行了体外重组表达、分离纯化和酶活性分析。 采用RACE技术从中国明对虾血细胞中克隆了两个超氧化物歧化酶（SOD）基因，通过序列比对分析发现，其中一个为mMnSOD基因，另一个为cMnSOD基因。mMnSOD基因的cDNA全长为1185个碱基，其中开放阅读框为660个碱基，编码220个氨基酸，其中推测的信号肽为20个氨基酸。多序列比对结果显示中国明对虾mMnSOD基因的推导氨基酸序列与罗氏沼虾、蓝蟹的推导氨基酸序列同源性分别为88%和82%。Northern blot结果表明，该基因在对虾的肝胰脏、血细胞、淋巴器官、肠、卵巢、肌肉和鳃等组织中均有表达。半定量RT-PCR结果显示，对虾感染病毒3 h时，该基因在血细胞和肝胰脏中的转录水平显著升高。此外，通过构建原核表达载体，本研究对该基因进行了体外重组表达，并对纯化的重组蛋白进行了质谱鉴定和酶活分析。cMnSOD基因的cDNA全长为1284个碱基，其中开放阅读框为861个碱基，编码287个氨基酸。多序列比对结果显示中国明对虾cMnSOD基因的推导氨基酸序列与斑节对虾和凡纳滨对虾的同源性高达98%和94%。组织半定量结果显示，cMnSOD基因在对虾被检测的各个组织中均有表达。 另外，半定量RT-PCR结果表明，对虾感染病毒23h时，该基因在肝胰脏中的转录上升到正常水平的3.5倍；而感染后59 h时，该基因在血细胞中的转录上升到正常水平的2.5倍。 利用根据其他生物过氧化氢酶保守氨基酸序列设计的简并引物，结合RACE技术，从中国明对虾肝胰脏中克隆到了过氧化氢酶基因的部分片段，片段长1725个碱基。多序列比对结果发现目前所得中国明对虾Catalase基因部分片段的推导氨基酸序列与罗氏沼虾和皱纹盘鲍Catalase氨基酸序列的同源性分别达到95%和73%。通过实时荧光定量PCR技术对中国明对虾Catalase基因在各个组织中的分布情况及病毒感染后该基因在血细胞和肝胰脏中的转录变化进行了研究。结果发现，该基因在肝胰脏、鳃、肠和血细胞中表达水平较高，在卵巢、淋巴器官和肌肉中的表达水平相对较弱；感染病毒23 h和37 h时，对虾血细胞和肝胰脏中该基因mRNA的表达量分别出现显著性上升。 依据中国明对虾头胸部cDNA文库提供的部分片段信息，结合SMART-RACE技术，从中国明对虾肝胰脏中克隆到了过氧化物还原酶基因（Peroxiredoxin）， 该基因的cDNA全长为942个碱基，其中开放阅读框为594个碱基，编码198个氨基酸。中国明对虾Peroxiredoxin基因的推断氨基酸序列与伊蚊、文昌鱼和果蝇等Peroxiredoxin基因的推断氨基酸序列同源性分别为77%、76%和73%。其蛋白理论分子量为22041.17 Da，pI为5.17。Northern blot结果表明，Peroxiredoxin基因在对虾的肝胰脏、血细胞、淋巴器官、肠、卵巢、肌肉和鳃等组织中均有表达。实时荧光定量PCR结果显示，弧菌感染后，该基因在对虾血细胞和肝胰脏中的转录水平都有明显变化并且表达模式不同。另外，对该基因进行了体外重组表达，并对纯化的重组蛋白进行了质谱鉴定和酶活性分析。酶活性分析表明，复性后的重组蛋白能在DTT存在的条件下还原H2O2。

重要水产养殖虾蟹类的多倍体诱导及性别控制研究

本论文选取中国明对虾、凡纳滨对虾和中华绒螯蟹这三个我国重要的养殖品种进行了多倍体和雌性化控制的研究，优化了中国明对虾和中华绒螯蟹的多倍体诱导方法及凡纳滨对虾雌性化控制的关键参数，并在此基础上研究了三倍体中国明对虾在早期生长阶段的生产性状和生物能量学特征。 利用热休克的方法抑制第一极体释放可以获得高比例的三倍体；热休克显著降低了中国明对虾的变态存活率，而倍性本身对其影响不明显；根据部分形态学指标发展了中国明对虾倍性判别公式，其判别准确率在90%以上。 倍性操作对中国明对虾幼虾阶段的急性盐度突变的适应能力及摄食率无明显影响，但其对三倍体中国明对虾的养殖成活率、生长率、饵料转化效率及蜕皮周期有显著影响（P<0.05）；二倍体对虾的最适生长盐度为20‰，而三倍体对虾为30‰。 倍性操作对中国明对虾的基础代谢水平和能量收支模式有显著的影响。三倍体对虾的耗氧率及排氨率显著高于二倍体对照（P<0.05）；但在性腺发育以前，三倍体对虾分配于生长的能量份额明显低于二倍体（P<0.05）；而在性腺发育早期其分配于生长的能量份额与二倍体对虾无明显差异（P>0.05）。 初步确定了一个不受温度、遗传背景等影响的可用于大批量生产河蟹三倍体的起始处理时刻的形态学标记-受精膜举起，大大提高了中华绒螯蟹三倍体诱导效率。 凡纳滨对虾受精卵对温度的耐受力随发育而提高；在原肠中后期，热休克处理（39℃处理3min）可以显著提高诱导群体的雌性比例。

黄海浮游动物功能群的研究

浮游动物在海洋生态系统物质循环和能量流动中起着至关重要的作用。浮游动物物种组成、生物量和次级生产力的变化会改变生态系统的结构和功能。在黄海生态系统中如何描述这个过程，并使它易于模拟是本论文的研究目的。生物量和生产力是海洋生态系统食物网的基础。谁是浮游动物生物量和次级生产力的基础？哪些种类在生态系统中起关键作用？这些问题在黄海这样的温带陆架边缘海区很难回答，原因是物种组成、生物量和生产力的季节变化显著。因此，在对黄海食物产出的关键过程进行模拟时，需要应用既准确又简便的方法来对浮游动物群落的生态过程进行模拟。在对黄海浮游动物群落结构和物理海洋学特征进行充分的分析之后，浮游动物功能群的方法被确定用来进行黄海生态系统结构和功能的模拟。 根据浮游动物的粒径、摄食习性和营养功能，黄海浮游动物被分为6个功能群：大型浮游甲壳动物功能群（Giant crustacean，GC）、大型桡足类功能群（Large copepods, LC）、小型桡足类功能群（Small copepods，SC）、毛颚类功能群（Chaetognaths）、水母类功能群（Medusae）和海樽类功能群（Salps）。GC、LC和SC是按照粒径大小而划分的功能群，他们是高营养层次的主要食物资源。毛颚类和水母类是两类胶质性的肉食性浮游动物功能群，他们与高营养层次竞争摄食饵料浮游动物；海樽类与其他浮游动物种类竞争摄食浮游植物，而本身的物质和能量却不能有效的传递到高营养层次。本文研究报道了浮游动物各功能群的时空分布、基于浮游动物动能群的黄海生态区划分、饵料浮游动物功能群的生产力、毛颚类对浮游动物的摄食压力以及中华哲水蚤（Calanus sinicus）的摄食生态学。 春季，浮游动物生物量为2.1 g m–2，GC、LC和SC对生物量的贡献率分别为19, 44 和 26%。高生物量的LC和SC功能群主要分布于山东半岛南岸的近岸海域，而GC主要分布在远岸站位。夏季，浮游动物的生物量为3.1 g m–2，GC贡献了73%。GC、LC和SC主要分布在黄海的中部海域。秋季，浮游动物生物量为1.8 g m–2，GC、LC和SC的贡献率相似，分别为36, 33和23%，高生物量的GC和LC分布在黄海中部，而SC主要分布在远岸站位。GC和LC是冬季浮游动物生物量（2.9 g m–2）的优势功能群，分别贡献率了57%和27%，高生物量的GC、LC和SC都分布在黄海的中部海域。与GC、LC和SC相比，毛颚类生物量较低，主要分布于黄海的中北部海域。水母类（本文中指小型水母类）和海樽类斑块分布明显，主要分布于黄海沿岸和北部海域。属于不同功能群的约10个种类为浮游动物的优势种，控制着浮游动物群落的动态。 春季，黄海可以被分成4个浮游动物生态区，浮游动物生物量的分布中心位于山东半岛南岸近岸海域，与第一个生态区相对应，LC和SC在分布中心起主要的控制作用；夏、秋和冬季，黄海分别被分成3、4和3个生态区，浮游动物生物量的分布中心均位于黄海的中部海域，均与各季节的第一个生态区相对应，GC和LC是分布中心生态区的优势功能群，对分布中心起主要的控制作用。黄海冷水团（YSCBW）在GC、LC和SC的空间分布模式中起着重要的作用。黄海不同季节浮游动物生态区的空间分布模式及生态区中起控制作用的优势功能群类别有着重要的生态学意义。 我们将饵料浮游动物功能群细化为0.16–0.25 mm、0.25–0.5 mm、0.5–1 mm、1–2 mm和 >2 mm5个粒径组。应用生物能量学的方法研究了不同粒径浮游动物的生产力。结果表明：浮游动物次级生产力5月份最高，为91.9 mg C m–2 d–1，其次是6月和9月，分别为75.6 mg C m–2 d–1和65.5 mg C m–2 d–1，8月、3月和12月较低，仅为42.3 mg C m–2 d–1、35.9 mg C m–2 d–1和27.9 mg C m–2 d–1。根据这些结果，黄海浮游动物年次级生产力为18.9 g C m–2 year–1。0.16–0.25 mm和 0.25–0.5 mm 两个粒径组对浮游动物次级生产力的贡献率为58–79%，即相对应的SC功能群的周转率（P/B, 0.091–0.193 d–1）要高于GC和LC。 黄海毛颚类功能群的优势种类为强壮箭虫（Sagitta crassa）、纳嘎箭虫（S. nagae）、肥胖箭虫（S. enflata）和百陶箭虫（S. bedoti）。我们对这四种箭虫的生产力和对浮游动物生物量和生产力的摄食压力进行了研究。结果表明：黄海毛颚类总的生物量为98–217 mg m–2，总的生产力为1.22–2.36 mg C m–2 d–1。黄海毛颚类的生物量占浮游动物总生物量的6.35–14.47%，而生产力仅占浮游动物总生产力的2.54–6.04%。强壮箭虫和纳嘎箭虫是黄海毛颚类功能群的绝对优势种，控制着黄海毛颚类群落的动态。黄海毛颚类总的摄食率为4.24–8.18 mg C m–2d–1，对浮游动物现存量和生产力总的摄食压力分别为为0.94%和12.56%。黄海冬季，浮游动物的现存量和生产力为0.4 g C m–2和0.026 g C m–2d–1，而毛颚类的摄食压力却达到了全年的最大值，为1.4%和20.94%。因此，毛颚类的摄食可能对冬季浮游动物群落结构造成重要的影响。通过不同体长组箭虫的摄食率可以推断，黄海毛颚类全年主要摄食小型桡足类，对SC功能群的摄食压力最大。但是在夏季黄海冷水团形成的月份，毛颚类对前体长为2 mm的LC功能群中的种类摄食压力也较大，但此时，由于优势种中华哲水蚤进入滞育阶段，因此毛颚类的摄食会对其种群数量造成严重的影响。 中华哲水蚤在春、秋季的摄食率分别为2.08–11.46和0.26–3.70 µg C female–1 day–1，与微型浮游生物的现存量呈显著的正相关。春季，在黄海的北部，中华哲水蚤通过摄食微型浮游生物吸收的碳量能够满足其代谢和繁殖需求，而在黄海的南部和秋季黄海冷水团锋区附近，中华哲水蚤必须通过摄食其他类型的食物资源来维持其代谢和生殖需求。较低的摄食率、无产卵以及种群中CV期桡足幼体占优势表明，秋季中华哲水蚤在黄海冷水团区域内处于滞育状态。中华哲水蚤优先摄食微型原生动物，并且春季中华哲水蚤总的生长效率（GGE, 3–39%）与食物中微型原生动物的比例呈显著的正相关，表明微型原生动物具有较高的营养价值。但是，因较低的产卵率（0.16–12.6 eggs female–1 day–1）而导致的中华哲水蚤较低的总生长效率（13.4%），可能就是由于其食物中的必需营养成分含量不足（或缺乏）造成的。 本文从生物量的角度，对黄海浮游动物各功能群的时空分布、生态区划分进行了研究报道，对GC、LC和SC功能群的生产力、毛颚类对浮游动物的摄食压力和中华哲水蚤的摄食生态学进行了较为深入的研究，这些结果为黄海食物产出的关键过程的模拟提供了基础资料。今后的研究重点应搞清楚黄海水母类对浮游动物次级生产力的摄食压力和海樽类在食物产出模型中产生的负效应的程度，浮游动物各功能群的组成、季节变化和空间分布模式的长期变化，尤其是在气候变化和人类活动的影响下，将是今后研究的重点。

Application of Neomysis awatschensis as a standard marine toxicity test organism in China

The small mysid crustacean Neomysis awatschensis was collected in the west coast of Jiaozhou Bay, Qingdao, China in 1992 and acclimated and cultured in laboratory conditions since then. Standard acute toxicity tests using 4-6 d juvenile mysids of this species were conducted and the results were compared with Mysidopsis bahia, a standard toxicity test organism used in the US in terms of their sensitivities to reference toxins, as well as their taxonomy, morphology and geographic distributions. Because of its wide distribution along the Chinese coast, similar sensitivity to pollutants as M. bahia, short life history, small size and the case of handling, this study intended to use N. awatschensis as one of the standard marine organisms for toxicity testing in China. The species were applied to acute toxicity evaluations of drilling fluid and its additives I organotin TPT and toxic algae, and to chronic ( life cycle) toxicity assays of organotin TPT and a toxic dinofalgellate Alexandrium tamarense, respectively. Using N, awatschensis as a standard toxicity testing organism in marine pollution assessment in China is suggested.

Food utilization of adult flatfishes co-occurring in the Bohai Sea of China

Stomach contents were examined of 4527 adult individuals of 12 flatfish species collected during the 1982 - 1983 Bohai Sea Fisheries Resources Investigation. Their food habits, diet diversity, similarity of prey taxa, trophic niche breadth and diet overlap were systematically analysed. Ninety-seven prey species belonging to the Coelenterata, Nemertinea, Polychaeta, Mollusca, Crustacea, Echinodermata, Hemichordata and fish were found and five of them were considered to be principal prey for flatfishes: Alpheus japonicus, Oratosquilla oratoria, Alpheus distinguendus, Loligo japonicus and Crangon affinis. Among the flatfishes, Paralichthys olivaceus was piscivorous, whereas Pseodopleuronectes yokohamae and Pseudopleuronectes herzensteini both had polychaetes and molluscs as their main prey groups. Pleuronichthys cornutus was classified as a polychaete-mollusc eater, with a strong preference for crustaceans. Verasper variegatus, Cynoglossus semilaevis, Eopsetta grigorjewi and Cleisthenes herzensteini ate crustaceans. Kareius bicoloratus was classified as a mollusc-crustacean eater: Cynoglossus abbreviatus, Cynoglossus joyneri and Zebrias zebra were grouped as crustacean-fish eaters. However, Z. zebra also took polychaetes and C. abbreviatus and C. joyneri preyed on some molluscs. Trophic relationships among the flatfishes were complicated, but they occupied distinctive microhabitats in different seasons and selected their specific prey items, which was favourable to the stability of the flatfish community in the Bohai Sea.

REPORT ON SOME SPECIES OF PALAEMONIDAE (DECAPODA: CARIDEA) FROM CLIPPERTON ISLAND

The present paper reports six genera nine species of Palaemonidae collected from Clipperton Island, eastern tropical Pacific, including three new species of the pontoniine genus Chacella: C. bicornuta, C. quadricornuta, and C. sexicornuta. We provide a key to identify all the six known species of Chacella.

Deep-sea pontoniines (Decapoda : Palaemonidae) from the philippine "PANGLAO 2005" expedition, with descriptions of four new species

Ten species belonging to three genera of the subfamily Pontoniinae were colleted by the deep-sea expedition "PANGLAO 2005" in the Philippines, including four new species of the genus Periclimenes, i.e., P. boucheti n. sp., P. leptunguis n. sp., P. ngi n. sp., and P. panglaonis sp. nov., and one newly recorded species from the Philippines, Periclimenes laccadivensis. They are reported with color photographs except one species, Plesiopontonia monodi. The possible synonymy of Periclimenes foresti and P. granuloides is discussed.