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以南极适冷菌Psychrobacter sp.G为研究对象,利用qRT-PCR和Western blot技术从转录水平和翻译水平对冷激蛋白基因Csp2039在不同温度/盐度胁迫条件下的表达特征进行了研究。在转录水平上,qRT-PCR分析表明,冷激蛋白基因Csp2039的表达于6h时显著被低温(0℃,10℃)和高温(30℃)诱导;低盐(0)胁迫下,基因Csp2039的表达先被诱导后被抑制,在盐度为15的胁迫下,基因Csp2039的表达均被诱导,高盐(90,120)时基因Csp2039的表达在6h时显著被诱导;在温度和盐度协同胁迫条件下,温度为0℃时,无论盐度高低,基因Csp2039的表达均显著上升,而高温(30℃)时,除2h被低盐诱导以外,其余条件下均显著被抑制。在翻译水平上,Western blot分析表明,冷激蛋白Csp2039的表达被低温(0℃,10℃)显著诱导,但高温(30℃)对其抑制并不明显;在低盐(0,15)胁迫下,Csp2039蛋白的表达均被诱导,高盐(90)胁迫下,Csp2039蛋白的表达先被抑制,然后逐渐升高;在温度和盐度协同胁迫条件下,低温(0℃)时,当盐度为15时,Csp2039蛋白的表达被诱导,盐度为90时,Csp2039蛋白的表达量被显著抑制;而高温(30℃)时,该蛋白在盐度15时6h的表达量最大,盐度90时于6h其表达被显著抑制。比较分析表明,在转录水平上基因Csp2039表达量的变化更容易受温度影响,而在翻译水平上盐度对Csp2039蛋白的影响作用大于温度;基因Csp2039在翻译水平上对温度/盐度胁迫的应答时间要迟于转录水平的。 相似文献
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本研究从条斑紫菜中克隆了一个丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase)基因,命名为PyMAPK3。该基因全长2155bp,开放阅读框(ORF)1401bp,编码466个氨基酸,含有两个内含子。氨基酸序列分析表明,PyMAPK3磷酸化位点的氨基酸基序为TDY,其等电点为7.17,蛋白分子量为51.6KDa,亚细胞定位于叶绿体。荧光定量PCR技术对该基因在不同非生物胁迫条件下的转录差异分析结果显示,极端胁迫条件下基因表达量显著增加。蛋白免疫印迹技术对蛋白在不同胁迫条件下的表达量分析结果显示,在不同的胁迫条件下其翻译水平的表达模式表现出与转录水平的不一致性。本研究为深入了解条斑紫菜在逆境适应机制中MAPK蛋白的作用奠定基础,同时为条斑紫菜抗逆品系的选育提供理论指导。 相似文献
3.
海葵白化是由于海葵失去体内共生的虫黄藻和(或)共生的虫黄藻失去体内色素而导致海葵变白的生态现象。为探究鬼手海葵(Aiptasia pulchella)白化和白化恢复后相关的分子机制, 本研究对海葵进行慢性热胁迫处理, 以白化海葵和白化恢复后的海葵为研究对象, 采用2代IIlumina Hi-seq测序技术进行转录组测序, 探究两者在基因表达水平方面的差异变化, 分别获得50109686和43163786条Clean reads, 注释后获得24565和24157个Unigene。比较转录组分析结果显示, 白化海葵与白化恢复后的海葵之间存在214个差异表达基因, 其中白化海葵的高表达基因有101个, 白化恢复后海葵的高表达基因有113个, 这些差异表达基因主要与DNA复制、新陈代谢、离子转运和胶原蛋白有关。对不同处理所涉及的全部28050个表达基因进行基因集富集分析(gene set enrichment analysis, GSEA), 结果发现, 白化海葵在胶原蛋白和离子转运方面显著富集表达, 白化恢复后的海葵在核酸修复方面显著富集表达, 推测这些生物学过程在海葵白化和白化后修复过程中发挥重要作用。本研究获得的转录组数据和研究结果初步揭示了海葵共生体系在共生失衡后进行适应性调节的分子机制, 为海葵及珊瑚共生体系应对环境变化的适应性机制研究提供了理论依据。 相似文献
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微管是细胞骨架的主要成分,其结构及动力学机制对提高生物体耐受性具有重要作用。微管网络如何通过结构的动态变化调控适应环境变化已成为胁迫生物学领域的研究热点之一。条斑紫菜(Pyropiayezoensis)能够适应潮间带复杂多变的环境,是研究潮间带大型海藻抗逆机制的良好材料。目前对紫菜微管相关基因家族构成及其生物学功能的研究较少。本研究利用生物信息学方法,在条斑紫菜基因组中共鉴定出4个Tubulin基因(Pyα-tubulin 1、Pyα-tubulin 2、Pyβ-tubulin和Pyγ-tubulin)和11个Kinesin基因(PyKinesin1—PyKinesin11),并对其理化性质、基因结构、蛋白特征、染色体定位、系统进化和失水胁迫下的表达模式进行了系统分析。结果显示:条斑紫菜中有3种微管蛋白(Tubulin)亚型;该家族成员散布于1号和2号染色体上, Pyα-tubulin 1和Pyα-tubulin 2为串联重复基因;PyTubulin家族成员在基因结构和蛋白特征方面均较为保守,且在转录水平对失水胁迫不敏感。条斑紫菜中有5种驱动蛋白(Kinesin)亚型,亚家族种类和基因数量均少于高等植物;该家族基因散布于1号、2号和3号染色体上,无串联重复基因; PyKinesin家族成员在基因结构和蛋白特征方面存在一定差异,PyKinesin1在中高度失水胁迫下表达量显著上调。本研究为进一步理解Tubulin和Kinesin基因家族的进化和功能、解析微管在条斑紫菜响应失水胁迫中的作用奠定了基础。 相似文献
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非还原性二糖海藻糖及其代谢物是调控植物生长发育和逆境响应的信号分子。本研究以大型海藻龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)为对象,从基因转录、蛋白和酶活性3个水平探讨了海藻糖合成酶——海藻糖-6-磷酸合成酶(TPS)对高温、高盐及渗透胁迫的响应。龙须菜中4条TPS序列均具有TPS家族保守结构域(Glyco-transf-20)和TPP家族保守结构域(Trehalose-PPase),且属于Class I亚家族。在转录水平上,高盐胁迫主要促进了TPS1、TPS2和TPS4基因的表达,而渗透胁迫则总体抑制了TPS1、TPS2和TPS3基因的表达。在高盐胁迫48 h时, TPS1蛋白含量升高到对照组的2.03倍。在高温和高盐胁迫24 h时, TPS活性升高,而在高盐胁迫48 h及渗透胁迫条件下酶活性降低。可见海藻糖-6-磷酸合成酶参与了龙须菜抗高温和高盐胁迫的应答,但对渗透胁迫不敏感。该研究为提高龙须菜抗逆性及培育抗逆龙须菜品种提供了参考。 相似文献
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刺参高温定向选育群体子一代耐温性状的分析 总被引：2，自引：0，他引：2
在室内控温条件下测定了定向选育获得的刺参(Apostichopus japonicus)耐高温群体子一代高温胁迫下的存活率及热休克蛋白(Hsp90和Hsp26)基因表达特征,从生理及分子水平分析了刺参耐高温群体子一代对高温胁迫的响应特征,确定高温耐受性的可遗传性。结果表明:与野生刺参群体子一代相比,定向选育刺参群体子一代在高温胁迫下表现出较高的存活率,32℃高温刺激下定向选育群体和野生群体稚参的存活率分别为80%和56.67%。高温胁迫下两个群体子一代的热休克蛋白90及26基因表达特征也存在差异,定向选育刺参群体子一代在高温刺激条件下热休克蛋白基因表达水平低于野生群体,且表达出现滞后现象。结果表明定向选育刺参群体子一代对高温具有一定的耐受能力,一定程度上验证了高温耐受性的可遗传性,该实验所获得的结果可以为后续刺参良种培育提供一定的理论依据和技术支撑。 相似文献
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夏季高温是限制龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)生长和发育的一个主要问题。本研究以野生龙须菜作为材料,经过28℃的热锻炼预处理72 h,再分别置于32、36、40℃高温胁迫24 h,并测定了高温胁迫条件下龙须菜的丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)和可溶性蛋白质的含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)活性和抗坏血酸(AsA)水平等生理指标,研究了龙须菜对高温胁迫的响应。结果表明:热锻炼能维持藻体较低的MDA含量,降低H2O2的产生速率,缓解藻体的膜脂过氧化伤害;同时热锻炼缓解了可溶性蛋白质的降解,增加了SOD酶的比活力,缓解了AsA的下降速率,说明热锻炼能缓解高温胁迫对藻体的伤害,有效地提高了龙须菜对高温胁迫响应的能力。 相似文献
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钙(Ca~(2+))作为一种必需的信号分子,在植物的生长发育和非生物胁迫调节中起着至关重要的作用。本实验采用BGISEQ平台进行高通量测序,获得浒苔外源CaCl_2添加(UpCa)和高温对照(UpHT)处理下相关的转录组数据,分析了在高温(35℃)下外源CaCl_2的添加转录组的变化。结果显示,根据UpHT和UpCa处理分析共获得36625条基因;与UpHT相比,在UpCa下鉴定出7513个差异表达的基因,包括6002个上调基因, 1151个下调基因,对差异基因进行了GO富集和KEGG富集分析。对膜转运、植物信号转导和环境适应性相关的差异基因进行KEGG富集分析,主要富集在内吞(Endocytosis)、植物病原菌互作(Plant-pathogeninteraction)、丝裂原激活的蛋白激酶信号通路(MAPK signaling pathway-plant)、植物激素的信号传递(Plant hormone signal transduction)、ABC转运(ABCtransporters)和磷脂酰肌醇信号系统(Phosphatidylinositolsignalingsystem)等代谢通路上。植物激素信号转导途径中,细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯和乙烯信号转导途径增强。抗氧化酶中FeSOD、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽S转移酶和抗坏血酸过氧化物酶等基因表达上调,下调的基因主要是热激蛋白。Ca~(2+)信号组分基因钙结合蛋白、钙调素、钙/钙调素依赖的蛋白激酶以及钙/钙调蛋白依赖性3′,5′环核苷酸磷酸二酯酶的基因表达上调,丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶和磷脂酰肌醇信号相关的基因也差异性上调。本研究系统阐述了植物信号转导、抗氧化酶、MAPK信号系统以及Ca~(2+)信号组分基因在外源CaCl_2对浒苔高温压力的调节中的重要作用,可为进一步阐明Ca~(2+)信号对高温的调节适应机制提供理论基础。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2015,(10)
本研究以栉孔扇贝(Chlamys farreri)为对象,通过分析CuZnSOD和MnSOD基因表达水平的变化,探讨繁殖和高温对扇贝抗氧化能力的影响。研究显示:CuZnSOD和MnSOD在栉孔扇贝各组织中广泛表达,2种SOD的表达水平在不同组织间均差异显著(P0.05)。在性腺中CuZnSOD的表达水平显著低于在鳃和肾脏中的表达水平(P0.01),在肝胰腺中MnSOD的表达水平显著高于在鳃、性腺、闭壳肌和肾脏中的表达水平(P0.001)。单因素方差分析显示:繁殖后,CuZnSOD的表达水平在6种组织中均显著降低(P0.05),MnSOD的表达水平仅在鳃和肾脏中显著下降(P0.05);经过1个月的恢复期及再次繁殖后,2种SOD的表达水平与繁殖后相比均未呈现显著差异。高温胁迫实验表明:30℃胁迫12.5h,扇贝死亡率达到62.28%;此时,CuZnSOD的表达水平在鳃、性腺、肾脏及闭壳肌中显著下降,MnSOD的表达水平在外套膜、鳃和肾脏中显著下降。结果显示:繁殖和高温均导致扇贝多个组织中CuZnSOD和MnSOD的表达水平受到不同程度的影响,其中,鳃和肾脏中2种SOD的表达水平在繁殖和高温胁迫后均显著下降,表明繁殖和高温严重影响了这2种组织的抗氧化能力。研究结果将为揭示海洋双壳类动物夏季大规模死亡的原因提供参考。 相似文献
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根据南极适冷菌Psychrobactersp.G的基因组完成图,对其假定蛋白基因PSYCG_10180全长进行了基因克隆、序列分析与异源表达,并利用qRT-PCR和western blotting技术对其在不同温度/盐度胁迫条件下的表达特征进行了研究。序列分析表明,与蛋白PSYCG_10180相似性较高的均为假定蛋白;相似性最高的已知功能蛋白为蓝光传感蛋白(WP_010201745.1),二者的相似性仅有37%。在mRNA水平上,基因PSYCG_10180的表达被低温(0℃)显著诱导,在2,12h均被不同盐度显著抑制;在温度/盐度协同胁迫下,2h内低温均能诱导其表达,而高温低盐(30℃,15)则抑制其表达。在蛋白水平上,不同温度胁迫下,蛋白PSYCG_10180的表达量在2h变化不大,12h时均被诱导;在不同盐度胁迫下,该蛋白的表达在12h均被诱导;在温/盐协同胁迫下,除在2h被高温低盐(30℃,15)诱导外,其余条件下该蛋白的表达均被抑制。比较分析表明,在mRNA水平上,基因PSYCG_10180的表达更容易受温度的影响;在蛋白水平上,盐度对该基因表达的影响则要大于温度;在温盐协同胁迫时,盐度起主导作用。冻融试验表明,表达该假定蛋白可显著提高重组菌株的冻融存活率。本研究表明,假定蛋白基因PSYCG_10180可能在菌株Psychrobacter sp.G的低温等环境适应性中起着重要作用。 相似文献
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The Gross growth efficiency(GGE) is defined as the amount of consumer carbon produced relative to the amount of prey ingested in a given time interval. In population ecology, it can be considered as an index for the ability of a consumer to convert the biomass of food into its population production. In this study, it was firstly applied to estimate the role of amphipods grazing in the biomass dynamics of macroalgae(Ulva lactuca) in Yundang Lagoon(a subtropical eutrophic coastal lagoon, Xiamen City, China). It was found that amphipods were the dominant group(82.2%–98.7%) in the benthic assemblage, in which five amphipod species(Corophium uenoi, Ampithoe valida, Grandidierella japonica, Grammaropsis laevipalmata and Caprella panantis) were observed in the lagoon. However, only A. valida significantly consumed U. lactuca among these amphipod species. A series of experiments were conducted to estimate the consumption of U. lactuca by A. valida. It was suggested that the monthly secondary production(P) of A. valida using size frequency method ranged from 2.39 to 13.68 g/m2. GGE of A. valida exponentially reduced with body size and was closely associated with water temperature. Therefore, GGE equation for different months using the temperature recorded during the field investigation was fitted. The monthly consumption of U. lactuca was figured out to be 86.7–1 549.0 g/m2 by the sum of consumption(P/GGE) by A. valida at different size, accounting for 2.0%–37.5% of U. lactuca production. It indicates that the grazing effect of A. valida did play a role in reducing the accumulation of U. lactuca biomass when A. valida was abundant, but it finally fails to limit the U. lactuca growth in Yundang Lagoon. Low abundance of A. valida and high nutrient loading may be two major reasons for the outbreak of U. lactuca bloom in the lagoon. 相似文献
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Reef-building corals harbor symbiotic dinoflagellates, Symbiodinium spp., which are currently divided into several clades. The responses of corals associated with different Symbiodinium clades to thermal stress are not well understood, especially at a gene expression level. Juveniles of the coral Acropora tenuis inoculated with different algal types (clade A or D) were exposed to thermal stress and the expression levels of four putative stress-responsive genes, including genes coding green and red fluorescent proteins, an oxidative stress-responsive protein, and an ascorbic acid transporter, were analyzed by quantitative real-time PCR. The expression levels of the four genes decreased at high temperatures if juveniles were associated with clade A symbionts but increased if the symbionts were in clade D. The intensity of green fluorescence increased with temperature in clade D symbionts harboring juveniles, but not in juveniles associated with clade A symbionts. The present results suggest that genotypes of endosymbiotic algae affect the thermal stress responses of the coral juveniles. 相似文献
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谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GPx)是生物体内重要的抗氧化酶,能防止过氧化氢对生物体的氧化应激。该研究利用RACE技术获得了斑节对虾(Penaeus monodon)GPx3a(PmGPx3a)的全长c DNA序列,进行了相关生物信息学分析。作者利用荧光定量PCR方法研究了PmGPx3a在斑节对虾不同组织的表达情况。探究了PmGPx3a在不同胁迫条件下(盐度、重金属和细菌)的表达情况。结果表明PmGPx3a c DNA全长1135 bp,其中开放阅读框(ORF)长651 bp,预测编码216个氨基酸。PmGPx3a推导的氨基酸序列与其他动物的GPx3a氨基酸序列具有高度一致性。实时定量PCR结果显示,在高低盐胁迫下,PmGPx3a在肝胰腺中相对表达量都为上升的(p0.05)。在铜、锌、铬胁迫中,鳃中的PmGPx3a的相对表达量总体呈现下降趋势,在肝胰腺中呈现上升趋势。在哈维弧菌(Vibrio harveyi)刺激下,PmGPx3a在血淋巴中的相对表达量总体呈现上升趋势,24 h后表达量最大,显著高于对照组2.2倍(P0.05)。以上研究结果表明,PmGPx3a基因参与了斑节对虾对环境胁迫和氧化应激的适应性反应。 相似文献
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雨生红球藻(Haematococcuspluvialis)是天然虾青素的最佳来源,它可以在高光胁迫等不利条件下转变成厚壁细胞并积累大量虾青素。然而,目前从微小RNA (microRNA, miRNA)层面来揭示在高光胁迫下雨生红球藻次级细胞壁形成和虾青素合成的机理研究尚未见报道。对高光处理下三个时间点的雨生红球藻样品进行microRNA测序,共鉴定出342个已知miRNA和283个新miRNA。在这625个miRNA中,其中有206个miRNA的表达量受高光影响,这些差异表达的miRNA的靶基因参与了淀粉与蔗糖代谢、甘露糖与果糖代谢、糖酵解和萜类骨架生物合成等重要代谢通路。结合转录组结果发现,高光胁迫下有6个miRNA调控了3个和次级细胞壁形成相关靶基因的表达,有5个miRNA调控了5个和虾青素生物合成相关靶基因的表达。以上结果揭示了雨生红球藻在高光下miRNA调控次级细胞壁形成和虾青素生物合成的潜在机制,为雨生红球藻虾青素的代谢工程奠定了理论基础。 相似文献
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利用构建的cDNA文库及高通量测序方法,获得金属硫蛋白及硫氧还蛋白基因全长。结果表明,青蛤金属硫蛋白和硫氧还蛋白的cDNA全长分别为776bp和804bp,金属硫蛋白基因编码74个氨基酸,包含7个CXC特征结构;硫氧还蛋白基因编码165氨基酸,包含5个氨基酸构成的活性中心。采用实时定量PCR方法分析了两种基因在Cd2+胁迫下的表达变化,结果显示,金属硫蛋白基因在Cd2+胁迫下6—12hmRNA表达量急剧上升,与对照组有显著性差异(P<0.01)。硫氧还蛋白基因在Cd2+胁迫下mRNA在6h明显升高,在6—24h与对照组出现显著性差异(P<0.05)。说明Cd2+能够诱导青蛤金属硫蛋白和硫氧还蛋白基因表达的时序性升高,二者的转录过程反映了贝类抵御重金属胁迫的分子调控过程。 相似文献
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为鉴定缢蛏(Siaoraovacula constricta)氨氮胁迫应答相关miRNA靶基因及其表达特征,选择氨氮胁迫下缢蛏肝胰腺组织中表达水平差异显著的miR-8245a-5p进行研究。靶基因验证结果显示,缢蛏GOT基因表达量极显著高于未胁迫组(P0.01),表明GOT是miR-8245a-5p的靶基因。缢蛏GOT基因的ORF长1227bp,编码408个氨基酸;氨基酸多重序列比对和系统进化树分析发现,缢蛏等贝类同源性较高,与其他物种同源性较低。基因时空特征表达分析结果显示,GOT基因在缢蛏肝胰腺中的表达量明显高于其余6个组织(P0.01);140mg/L氨氮胁迫下缢蛏GOT基因在肝胰腺中的表达量1h内急剧上调,此后上调逐步减弱,60mg/L氨氮水平下第12h上调才达峰值;不同氨氮水平暴露下缢蛏肝胰腺中GOT活力整体均呈现先升后降趋势,但在较高氨氮浓度水平下同样表现出更快速的应答特征。这些结果为后续深入研究缢蛏miR-8245a-5p及GOT基因调控氨氮解毒机制提供了理论基础。 相似文献
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为研究小球藻(Chlorella vulgaris)对不同浓度Fe~(3+)的响应,测定了自养和乙酸兼养小球藻在不同浓度Fe~(3+)条件下的生长速率和油脂含量,比较分析了兼养小球藻在不同浓度Fe~(3+)下的蛋白质组表达差异。结果表明,兼养小球藻比自养小球藻生长速率快,积累的生物量多,在缺铁条件下中性脂含量高。蛋白质组分析显示:在缺铁条件下光合作用相关蛋白含量最低;在缺铁和高浓度铁条件下,热激蛋白、蛋白合成和糖代谢等过程相关蛋白表达都下调,表明缺铁和高浓度铁条件对小球藻的生长都是逆境条件;在缺铁条件下氨基酸代谢相关蛋白表达上调,这可能是由于NO_3~–同化下降,氨基酸合成减少,需要进行氮的回收利用。上述结果表明:在兼养条件下缺铁培养的小球藻可获得较高生物量和中性脂含量;而高浓度铁能促进小球藻生长,但不能提高中性脂含量,对藻细胞也有一定的胁迫效应。 相似文献
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肉芝软珊瑚属(Sarcophyton)是珊瑚礁生态系统中常见的软珊瑚,具有极强的药用价值.我国肉芝软珊瑚种类资源十分丰富,但目前国内对此种珊瑚的分类研究处于停滞状态,肉芝软珊瑚外部形态差异较小,难以直接进行种类鉴定.本研究采集海南省三亚市西瑁岛、万宁市甘蔗岛和大洲岛珊瑚礁区的26个肉芝软珊瑚样品,根据骨针形态学初步鉴定,并分析线粒体msh1基因和COI基因序列进行种类鉴定.结果显示:所有采集的26个样品,鉴定为5个种,分别为:Sarcophyton cherbonnieri、Sarcophyton crassum、Sarcophyton trocheliophorum、Sarcophyton glaucum和Sarcophyton ehrenbergi.其中S. cherbonnieri和S. crassum为我国新纪录种.本研究为海南岛附近海域肉芝软珊瑚的鉴定提供参考,并为我国软珊瑚种类鉴定和生物多样性的研究提供基础数据. 相似文献
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研究造礁石珊瑚的有性繁殖来探索珊瑚礁的生态修复是近年来的热点。本文于2018年5月采集广西涠洲岛自然海域中的黄廯蜂巢珊瑚(Favia favus)和肉质扁脑珊瑚(Platygyra carnosus)至室内养殖,收集受精卵,观察和记录其胚胎和幼虫的早期发育过程。结果显示,黄廯蜂巢珊瑚和肉质扁脑珊瑚都是雌雄同体,体外受精,在月圆后5~8 d产卵;发育过程都经历卵裂期、囊胚期、原肠胚期以及浮浪幼虫期;两者的卵母细胞都不含虫黄藻。本研究记录了涠洲岛造礁石珊瑚的有性繁殖行为,为进一步利用有性繁殖来进行珊瑚礁的生态修复提供了理论基础。 相似文献