Ø 针对四种大型水母(海月水母、沙海蜇、白色霞水母和海蜇)分别设计了其线粒体16S rDNA的特异性识别分子探针。Ø 基于分子探针，采用荧光定量PCR技术对2013年胶州湾海域这四种大型水母线粒体16S rDNA的时空分布进行了调查研究。结果显示，2013年3月至11月胶州湾水体中存在大量海月水母和沙海蜇的线粒体16S rDNA，白色霞水母的线粒体16S rDNA仅在8月至10月少量存在，而海蜇的线粒体16S rDNA仅低量检出1次。Ø 结合水母线粒体16S rDNA的时空分布规律推测：海月水母可在胶州湾常年存活，胶州湾的沙海蜇和白色霞水母主要由湾外输入，海蜇在胶州湾几近绝迹。
世界各地海域水母的频繁大规模聚集、爆发已引起社会各界的广泛关注。水母爆发成灾致使的捕捞渔具破坏、渔业捕捞产量降低、游客蜇伤、近岸核电生产中断等事件频频见报。水母爆发已成为一种不可忽视的海洋生态灾害(图1)。
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图1 渔网捕获情况(几乎全是水母)
通常，人们所见的水母是其大块头的水母体个体。而水母的生活史非常复杂(图2)，包括了营浮游生活的水母体和营固着生活的螅状体。水母体通过有性生殖产生受精卵进而发育成浮浪幼虫，浮浪幼虫通过附着变态形成螅状体。螅状体通过出芽生殖等产生子代螅状体，在一定的条件下(如低温刺激)，螅状体可通过横裂生殖产生碟状体，碟状体进一步生长发育成水母体。
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水母的浮浪幼虫、螅状体和碟状体个体较小(100 μm~10 mm)，加上其身体主要组成为水分，在采样过程中极易破碎导致形态学特征丢失，这就增大了种类鉴定难度。这些微小个体又多生长于海洋底部，鉴定和采样的困难导致了传统鉴定方法在野外水母栖息地和微小个体的分布调查上存在很大局限。这一困难制约了研究人员对水母的溯源、分布、扩散等方面的进一步研究。
中国海洋大学于志刚教授团队着眼于水母微小个体无法有效鉴定的问题，利用分子探针技术针对水母生活史早期阶段微小个体建立了有效检测方法，将其应用于胶州湾水母种群分布动态和溯源研究。研究论文"Species-specific detection and quantification of scyphomedusae in Jiaozhou Bay, China, using a quantitative real-time PCR assay"发表在Journal of Oceanology and Limnology 2021年第4期，第一作者为北京自然博物馆王建艳博士，中国海洋大学甄毓教授任通讯作者。
对四种大型水母(海月水母、沙海蜇、白色霞水母和海蜇)分别设计了特异识别的分子探针，通过基于分子探针的定量PCR体系，对胶州湾海月水母、沙海蜇、白色霞水母和海蜇的时间和空间分布及数量进行了检测，结果如图3所示。在调查期间(2013年3月至11月)，海月水母和沙海蜇的线粒体16S rDNA在多数月份都能检出，月平均高值分别出现在7月(1.03×104 copies/L)和9月(1.08×106 copies/L)；白色霞水母的线粒体16S rDNA在8月至10月检出，月平均值为7.18–46.17 copies/L；海蜇仅在一个站位中检出。
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图3 2013年胶州湾四种大型水母线粒体16S rDNA浓度月平均值
a. 沙海蜇；b. 海月水母；c. 白色霞水母；d. 海蜇
四种水母线粒体16S rDNA在胶州湾的分布也不尽相同。海月水母的线粒体16S rDNA最早于3月在胶州湾湾口外的D6站位检出，4月在湾内的A5和C3站位出现，7月大量出现在所有站位，高值区集中于湾最内部(北部)的A5、A3和湾口外部的D6(图4)。沙海蜇线粒体16S rDNA的最早于3月在C1、C4、D5和D7检出，随后逐步在湾内外大量检出，总体看沙海蜇的线粒体16S rDNA在胶州湾的分布比较均匀(图5)。白色霞水母线粒体16S rDNA在胶州湾的检出站位较少，在胶州湾的检出站位靠外，未在湾最内部(北部)检出(图6)。海蜇仅在胶州湾靠西北部的B2站位检出1次。![]()
图4 2013年胶州湾海月水母线粒体16S rDNA的数量分布图
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图5 2013年胶州湾沙海蜇线粒体16S rDNA的数量分布图
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图6 2013年胶州湾白色霞水母线粒体16S rDNA的数量分布图
根据胶州湾四种大型水母线粒体16S rDNA的时空分布规律，结合胶州湾海区的地理环境和生态环境，我们推测：海月水母可在胶州湾常年存活，湾北部可能是其螅状体的栖息地；虽然沙海蜇线粒体16S rDNA在早春也有少量检出，但沙海蜇和白色霞水母主要由湾外输入，海蜇在胶州湾几近绝迹。本研究所建立的水母微小个体荧光定量PCR检测技术，克服了水母调查中早期生活史微小个体难以发现和鉴定的困难，为研究水母早期生长阶段的附着、分布、扩散等提供了新的技术手段。Jianyan WANG, Tiezhu MI, Zhigang YU, Guoshan WANG, Qinsheng WEI, Jing YANG, Yu ZHEN. 2021. Species-specific detection and quantification of scyphomedusae in Jiaozhou Bay, China, using a quantitative real-time PCR assay. Journal of Oceanology and Limnology, 39(4): 1360–1372. https://doi.org/10.1007/s00343-020-0160-0
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