我国近岸4种常见水母幼体的荧光定量PCR监测方法建立及应用研究

A significant increase in harmful jellyfish blooms has been observed in marine ecosystems worldwide in recent years. Here, two mitochondrial markers (16S rDNA and Cytochrome Oxidase I) in four scyphozoan species Rhopilema esculentum, Nemopilema nomura, Aurelia aurita and Cyanea nozakii will be used to test the effectiveness of DNA barcodes. Finally,a rapid and specific fluorescence quantitative PCR assay for detecting benthic jellyfish polyps and podocysts from four scyphozoan species will be developed. The information generated will provide better understanding of general blooming dynamics of nuisance jellyfish and population distrabution of edible jellyfish.

水母暴发已成为近年来中国及全球近岸海域面临的突出生态灾害问题。选择我国近岸海域4种常见水母海蜇、沙海蜇、白色霞水母和海月水母为研究对象，通过基因组分析和统计学方法，筛选出适合4种水母物种鉴定的 DNA条形码序列。建立一套特异性强、灵敏度高、检测速度快的荧光定量PCR监测方法，并检测人工培养和野外采集的水母螅状幼体。本项目将为有害水母预测预警、水母暴发机制研究以及海蜇资源调查工作提供技术支持。

近年来，水母暴发已成为我国黄渤海近岸海域面临的突出生态问题，给当地的渔业资源、社会生产及生态环境造成严重影响。由于不同生活史时期的水母形态差异较大，传统形态鉴定分析方法难以分辨不同种类的水母幼体，给种群动态观测与暴发机制研究带来困难。本研究选取黄渤海近岸常见的钵水母海月水母、沙海蜇、白色霞水母和海蜇为研究对象，通过基因组分析和统计学方法，建立了我国近岸四种常见水母幼体的分子生物学检测方法。项目研究结果主要包括以下三个部分：1）黄渤海沿岸不同地理种群的四种钵水母线粒体COI序列分析表明，COI序列具有合适的变异速率，种内差异明显小于种间差异，表明COI基因可以作为检测黄渤海海域钵水母类的可靠靶序列；黄渤海沿岸海域海月水母种群间产生了较高程度的遗传分化，而沙海蜇种群间无明显遗传分化；2）根据本项目测序获得的四种水母线粒体COI序列，设计并筛选了四种水母的特异性引物序列，优化了四种水母荧光定量PCR反应体系，并对荧光定量PCR检测方法的特异性进行了验证；3）设计并筛选了白色霞水母和海蜇LAMP反应的特异性引物序列，优化确立了白色霞水母和海蜇LAMP检测的最佳反应体系和反应条件，并对该方法的特异性、灵敏性和重复性进行了验证。本项目的研究成果将来可应用于我国近岸四种常见水母不同生活史阶段的快速检测，可为灾害性水母的预测预警和海蜇的资源调查工作提供技术支持。