南极磷虾生物量估算方法

南极磷虾是南大洋生态系统食物网中的关键种,在南大洋中上层生态系统中起着至关重要的连接作用,其资源的养护和持续利用受到国际社会日益关注。磷虾研究已有90多年的历史,其生物量及其分布一直是研究的重点。生物量评估方法也在不断发展,从早期的浮游动物干重法、生产量与生物量比例系数转换法,到网具采样法以及现在流行的声学法,评估手段也变得更为高效。本文通过系统梳理磷虾生物量的主要评估方法,分析其优缺点,并着重从磷虾目标强度模型(TS)参数的海上实测、声学数据中磷虾信号的提取,磷虾单位平方海里声学反射系数(NASC)的计算,基于渔船声学数据修正磷虾渔业单位捕捞努力量渔获量(CPUE),基于渔船声学数据的磷虾集群、洄游和渔场形成机制研究等5个方面对现行生物量声学评估法提出改进建议,提高资源评估的精度,以期为磷虾生物资源的开发与管理提供科学依据。     

南极磷虾渔业CPUE及其丰度估算适用性

作为一种衡量渔业资源丰度变化的指标,CPUE常用于多种渔业资源评估。南极磷虾作为一种集群性的生物资源,其资源存在着较为明显的时空变化特征,加之该物种本身所具有的特殊性以及渔业特点,这也使得采用CPUE作为衡量该资源丰度指标的有效性存在着较大的不确定性。为此,本实验详细介绍了4种南极磷虾渔业CPUE的常用估算方法,并总结了这些方法所具有的特点、优势以及劣势,在此基础上从时空尺度和环境影响因素等方面对南极磷虾渔业CPUE估算的影响进行了分析。最后,实验就CPUE作为评估南极磷虾资源丰度的适用性及可行性进行了探讨。近年来,南极磷虾渔业日益受到全球的关注,但如何将渔业调查数据纳入到南极磷虾资源评估当中,一直未得到统一的结论,从而导致基于生态系统的南极磷虾渔业管理进展缓慢,本研究结果可为更好地开展南极磷虾资源评估和丰度估算提供思路。     

大洋纵列海鞘共附生链霉菌Streptomyces sp.FDZ35-2的化学成分

海鞘共附生微生物是尚待关注的海洋微生物资源重要来源之一。本文研究了大洋纵列海鞘(Symplegma oceania)的一株共附生链霉菌Streptomyces sp. FDZ35-2的代谢产物,以探讨其主要代谢产物的结构类型和菌株的潜在药用价值。运用多种柱层析和HPLC等分离技术,从菌株甲醇提取物中分离鉴定2个主要的单体化合物;经LC-MS、1H-和13C-NMR等波谱学方法和文献数据对照,鉴定化合物结构分别为:9-甲基-β-咔啉-3-羧酸甲酯(1)和放线菌素D(2)。考虑放线菌素D生物合成可能利用培养基氮源中的氨基酸,本文还利用磷虾蛋白水解产物代替商品蛋白胨作为培养基氮源,对Streptomyces sp. FDZ35-2的发酵条件进行了初步研究,结果显示能产出更多种放线菌素D的结构类似物的发酵培养基为:磷虾蛋白水解产物2.0 g、葡萄糖2.0 g、硫酸铵1.0 g、碳酸钙0.5 g、氯化钠0.05 g、磷酸二氢钾0.05 g、海水1.0 L,p H 7.8~8.0。对比实验结果表明:与商品蛋白胨组相比,南极磷虾蛋白水解产物作为发酵培养基氮源所发酵产生的放线菌素D的结构类似物多样性更好,二者产生总放线菌素含量相当。这为开发南极磷虾蛋白在微生物发酵工业中的新用途提供了依据。     

南极磷虾虾粉加工干燥技术与设备应用分析

干燥是虾粉加工的关键工序之一,是影响虾粉品质的重要因素,适宜的干燥技术和设备可有效保证南极磷虾虾粉质量,提高南极磷虾虾粉生产效率。综述了几种常用的食品干燥技术和设备的原理、适应物料形式以及优缺点,并根据南极磷虾的物料特性,对这几种干燥技术和设备在南极磷虾虾粉加工中的应用前景和可行性进行了分析,旨在为南极磷虾干燥技术创新和干燥设备研发提供理论依据与技术支撑。     

南极半岛邻近海域南极大磷虾(Euphausia superba Dana)的数量组成和分布

根据2010年1月23日?2月13日在南极南设得兰群岛和南奥克尼群岛邻近海域渔场采集的南极大磷虾(Euphausia superba Dana)样品,分析了南极大磷虾数量、个体体长分布和发育期组成等种群结构特点。样品由330 μm和500 μm浮游生物网垂直拖网和表层水平拖网两种采集方式所获。结果显示,采集样中,南奥克尼群岛水域的南极大磷虾平均密度为1.92 ind/m3,高于南设得兰群岛水域的相应值(0.35 ind/m3);出现的南极大磷虾个体发育期包括CI至CIII期原蚤状幼体、FI至FIV期和FVI期蚤状幼体、未成体、成体(包括雌体和雄体);各发育期个体中,原蚤状幼体数量较多;原蚤状幼体、蚤状幼体、未成体及成体的体长范围(平均体长)分别为1.76–4.96 mm (3.48 mm)、3.95–14.80 mm (5.96 mm)、16.87–39.85 mm (36.10 mm)、40.00–58.96 mm (43.94 mm)。CIII期原蚤状幼体和FI期蚤状幼体的生长率较高。推测,南奥克尼群岛水域南极大磷虾生殖季节始于9月末,集中出现在12月中上旬;而南设得兰群岛生殖季节应早于上述水域。比较两种采集方式,南极大磷虾在水平网中的出现频率和个体出现数量均高于垂直网采集样的相应值,建议传统垂直拖网与水平拖网两种采样方式有效结合,可促进更全面了解大磷虾水平分布和种群结构特点。     

饲料中添加南极磷虾粉对银鲳幼鱼生长、非特异性免疫及抗氧化功能的影响

以银鲳(Pampus argenteus)幼鱼为研究对象,设置4组不同南极磷虾粉替代鱼粉水平(0%、10%、20%、40%,其中0%为对照组)的饲料,进行60 d的饲养实验,探讨饲料中添加南极磷虾粉对银鲳幼鱼生长、非特异性免疫及抗氧化功能的影响。结果显示:饲料中添加南极磷虾粉的处理组银鲳增重率与特定生长率(SGR)较对照组均有显著性提高(P <0.05),但在添加不同比例南极磷虾粉的饲料组间(10%、20%、40%),银鲳的增重率与特定生长率无显著性差异(P> 0.05)。血清中碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)及溶菌酶(LZM) 20%饲料组活性均为最高,但与对照组无显著差异;肝脏AKP活性、肾脏LZM活性10%饲料组均分别显著高于其它各组(P <0.05);肌肉中超氧化物歧化酶(SOD)活性40%处理组显著高于对照组(P <0.05),20%饲料组也高于对照组,但差异不显著(P> 0.05);添加南极磷虾粉的饲料组血清和肌肉中过氧化氢酶(CAT)的活性均高于对照组,其中40%饲料组血清和肌肉CAT的活性均显著高于对照组(P <0.05)。结果表明,本实验条件下,结合银鲳幼鱼生长性能、非特异性免疫及抗氧化能力的分析,南极磷虾粉替代饲料中鱼粉的适宜比例建议控制在10%～20%。     

基于渔业数据的南极磷虾48渔区渔场时空分布

根据我国2010—2019年南极磷虾(Euphausia superba)捕捞渔船的生产资料,分析了南极海域48渔区南极磷虾渔场的分布特点,采用重心迁移轨迹模型和标准差椭圆(SDE)模型探讨了南极磷虾的渔场变动特征和规律。结果显示,南极磷虾捕捞量主要集中在48.1亚区,占比为70.30%,48.2亚区和48.3亚区的产量相差很小,占比分别为14.28%和15.42%;年间单位捕捞努力量渔获量(CPUE)曲线上升,最小值为2012年,最大值为2019年;月间CPUE先增后降,最小值为1月,最大值为6月。48.1亚区的年间和月间渔场重心均往西南方向移动;48.2亚区年间的渔场重心东移,但移动范围较小,月间规律不强;48.3亚区年间渔场重心南移,月间渔场重心向西北移动。经SDE分析可知,48.1亚区渔场分布范围最广、离散程度最大,48.3亚区渔场方向性最强、向心力最明显。48.1亚区渔场重心主要分布于布兰斯菲尔德海峡,48.2亚区渔场重心分布于南奥克尼群岛东侧,48.3亚区渔场重心分布于南乔治亚群岛东北侧。聚类结果表明,48.1亚区年间渔场重心均较为集中,48.2和48.3亚区除2017年外,其他年间渔场重心较为集中。     

南极南奥克尼群岛2017年春季南极磷虾资源声学评估

南极磷虾（Euphausia superba）为南大洋中上层生态系统的关键种,对其生物量的研究有助于更准确地掌握磷虾的生态和分布信息。基于2017年我国南极磷虾声学调查采集的断面回波映像,应用声学回波后处理软件（Echoview）,评估了南奥克尼群岛周边水域的磷虾生物量。该海域磷虾体长范围为25.50~49.21 mm,平均体长为（33.01±4.06）mm;其中雌性平均体长为（33.15±3.90）mm,雄性平均体长为（32.68±4.43）mm,雌、雄磷虾体长无显著性差异。本海域声学映像可分为1338个积分单元,最大单元磷虾密度为554.07 g/m²,最小单元密度值为0 g/m²。调查海域磷虾分布不均匀,87.90%的积分单元无磷虾生物量。磷虾平均密度为71.01 g/m²,总生物量为1.77×10⁶ t,密度差异系数为97.4%。磷虾主要分布在水深<200 m的南奥克尼群岛大陆架海域,群岛东侧磷虾生物量多于西侧。积分单元中磷虾密度大于450 g/m²但小于600 g/m²的有2个,群岛东西两侧各1个;密度值大于300 g/m²但小于450 g/m²的积分单元有6个,5个位于群岛东侧。远离群岛的2个断面（1,9）和调查海域中心的2个断面（5,6）磷虾生物量较少。本海域磷虾的昼夜垂直移动对磷虾生物量评估也无影响。磷虾白天聚集在60~180 m水层,随着时间推移,磷虾逐渐向上或向下移动。光照强度是触发磷虾白天下沉、夜晚上浮的因素之一。     

南极磷虾羧肽酶的适冷特性及蛋白质结构预测

【目的】南极磷虾作为一种变温动物生活在极寒环境,其体内的酶普遍具备适冷特性,这为其适应极寒环境起到关键作用。研究南极磷虾羧肽酶的适冷特性,并探讨其在催化反应过程中应对低温环境的机理,对酶类分子改造等基础学研究及实际生产应用具有一定意义。【方法】本研究首先通过对南极磷虾羧肽酶及牛羧肽酶的动力学比较,对其适冷性进行分析,接着采用生物信息学方法,对其理化性质、氨基酸序列比对并进行二级、三级结构预测,对南极磷虾羧肽酶的结构与适冷性关系进行探讨。【结果】研究结果显示,在4℃和30℃下,南极磷虾羧肽酶催化效率及对底物的亲和性均高于常温牛羧肽酶,显现出更适应低温环境的能力。通过结构分析预测,南极磷虾羧肽酶氨基酸序列与河鳌虾（Astacus astacus）等物种同源性较高,活性位点、Zn结合位点等存在保守性;不同的是与其它常温动物相比南极磷虾羧肽酶含有更高比例的Asp和较低比例的Pro、Arg和Phe,可能致使其蛋白质分子内相互作用减弱,分子柔性增强;二级元件中松散的无规则卷曲占比相对较高,使得南极磷虾羧肽酶三级结构呈现活性中心更暴露、整体结构更松散的状态。【结论】南极磷虾羧肽酶具有一定的适冷性,酶分子各级蛋白结构基于降低分子间作用力、提高分子柔性和减少活性位点空间位阻等,为其应对低温环境保持较高效的催化能力做出了一定的贡献。     

人工条件下温度变化对南极大磷虾个体腹足摆动和生存状态的影响

为了探讨南极大磷虾(Euphausia superba)个体的温度适应性,通过设置渐变升温和骤变降温连续实验,分析了不同温度状态下南极大磷虾的生存状态和腹足摆动频率的变化特征,并对不同体长组南极大磷虾的温度适应性进行了对比研究。实验结果表明:渐变升温过程中,不同温度梯度的腹足摆动频率差异不显著(P﹥0.001),对1～5℃梯度内渐变升温有较好的生存适应性;在骤变降温过程中不同温度梯度的腹足摆动频率差异显著(P<0.001),对骤变降温的生存适应性较差。渐变升温过程中南极大磷虾对温度变化适应性存在显著的昼夜差异(P<0.05),白天对温度变化的适应性优于晚上,3～4℃梯度是影响渐变升温昼夜差异的主要梯度;骤变降温过程中昼夜差异不显著(P﹥0.05),在0～-0.5℃梯度内具有较为一致的适应性。不同体长组南极大磷虾腹足摆动频率差异显著(P<0.05),31～40 mm体长组个体的适应性较强,最大和最小体长组个体的适应性最弱,且存在一定的相似性。温度变化对南极大磷虾生存状态的影响较大,骤变降温对南极大磷虾生存状态的影响大于渐变升温过程。