基于DEB理论的皱纹盘鲍个体生长模型参数的测定

为获取皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)个体生长模型所需的6个关键参数,设计了饥饿耗能、温度对耗氧的影响等相关生理实验,计算得到各项参数值。单位体积维持耗能率的值 、形成单位体积结构物质所需的能量值 、单位体积最大储存能量 和储备能量值 4个参数,通过连续测定皱纹盘鲍饥饿过程中呼吸耗氧率和软组织干重不断下降直至保持稳定时的能量值计算;温度函数中Arrhenius温度 的数值根据皱纹盘鲍在不同温度梯度下的单位干重耗氧率测定、计算;形状系数δm值通过统计测量的壳长、软组织湿重等生物学参数拟合回归得到。结果显示,皱纹盘鲍在饥饿后,呼吸耗氧率和软组织干重分别降低了26.3%和70.0%,呼吸耗氧率由2.69 mg/(ind.?h)逐渐降低并稳定在0.8 mg/(ind.?h),软组织干重由(5.21±0.89) g降低至(3.84±0.22) g;根据公式计算得 和 的值分别为20.18 J/(cm3?d)和8120 J/cm;皱纹盘鲍饥饿前后有机物含量分别为80%和58%,经过换算, 和 的值分别为2726 J/cm3和32583 J/g。不同规格的皱纹盘鲍在水温为5℃~20℃范围内,温度与单位干重耗氧率呈正比;当水温超过20℃之后,温度与单位干重耗氧率呈反比。在转折点20℃之前,单位干重耗氧率的ln值与温度(热力学温度,K)的倒数呈线性关系,线性回归方程斜率的绝对值为Arrhenius温度 值( =7196 K)。生物学统计分析鲍壳长(L)与体积(V)呈三次函数关系：V=0.0639 L3.1621(R²=0.9852),根据公式对软组织湿重的立方根与壳长进行线性回归,所得的斜率即为形状系数δm值(δm=0.43)。本研究对建立以DEB理论为指导的皱纹盘鲍个体生长模型提供了数据支撑。     

虾夷扇贝动态能量收支生长模型

本研究旨在建立虾夷扇贝的动态能量收支(Dynamic Energy Budget,DEB)数值模型,为进一步构建北方海域虾夷扇贝养殖容量评估模型奠定基础。根据DEB理论,以水温和叶绿素浓度作为强制函数,基于现场及室内实验收集DEB模型参数,针对桑沟湾养殖环境和虾夷扇贝生长的数据,利用STELLA软件构建了虾夷扇贝的DEB模型,以长海县养殖环境和1龄、2龄、3龄虾夷扇贝生长的数据对模型进行验证。模型的模拟结果显示:(1)构建的DEB模型能够很好地模拟虾夷扇贝软体部干重的生长,反映了不同时间的能量分配情况;(2)在桑沟湾,6月1日至9月25日期间水温的限制性强于食物限制;在长海海域,9月15日至次年的6月20日期间食物的限制性强于水温的限制,由此推断,长海海域虾夷扇贝的养殖密度过大,可能超出了海域的养殖容量。另外,敏感性分析结果显示,能量分配系数k以及食物摄食能力参数–最大体表面积吸收率PAM、半饱和常数Xk,对虾夷扇贝生长模拟结果有着较大的影响,例如,PAM提高10%,生长模拟结果可增加13%。因此,这些敏感性较大的参数需要通过室内实验或者现场实验准确测定,谨慎赋值。     

文蛤动态能量收支模型参数的测定

采用壳长与软体部组织湿重回归、温度实验、饥饿实验以及摄食实验获得估算文蛤(Meretrix meretrix)动态能量收支(dynamic energy budget, DEB)生长模型构建所需的7个关键参数。壳长与软体部组织湿重回归得到文蛤形状系数δ_m,其值为0.374;温度实验获得阿仑尼乌斯温度T_A,测得的阿仑尼乌斯温度值为(5 849.31±328.11) K。进行45 d的饥饿实验,测定单位时间单位体积维持生命所需的能量■、形成单位体积结构物质所需的能量[E_G]以及单位体积的最大存储能量[E_M],其值分别为28.35 J·cm~(-3)·d~(-1)、5 682.84 J·cm~(-3)和2 549.32 J·cm~(-3);摄食实验测定25℃时文蛤的摄食参数,主要包括:单位体表面积的最大摄食率■和单位表面积的最大吸收率■,其值分别为120.84 J·cm~(-2)·d~(-1)和87.00 J·cm~(-2)·d~(-1)。研究获得的7个生物学参数是构建文蛤动态能量收支模型必不可少的,可为今后构建文蛤动态能量收支模型提供数据资料。     

泥蚶动态能量收支模型参数的测定

以泥蚶为试验对象,测定动态能量收支模型的6个关键基本参数。采用贝类壳长与软体组织湿质量回归拟合计算泥蚶形状系数;通过循环水控温法测定10、15、20、25、30、35℃6个温度条件下泥蚶干质量耗氧率,计算阿伦纽斯温度;通过连续测定泥蚶饥饿过程中软体部干质量和耗氧率的变化,计算形成单位体积结构物质所需的能量、单位时间单位体积维持生命所需的能量、单位体积最大储存能量和储备能量。试验结果表明,泥蚶壳长(L)与软体部湿质量(m_W)回归分析呈幂函数关系：m_W=0.0556L^3.1831(r²=0.9256),形状系数δ_m=0.405。泥蚶阿伦纽斯温度为(4830±586) K。泥蚶饥饿试验计算得知：泥蚶单位体积所需能量和单位体积最大储存能分别为5475 J/cm³和2026 J/cm³;泥蚶维持生命所需的能量为32.2 J/(cm³·d);储备能量为23 376 J/g。试验结果可为泥蚶动态能量收支模型的构建提供数据支撑,...     

文蛤动态能量收支模型构建、验证与应用

为评估文蛤生态容量,实验根据动态能量收支理论,基于R语言构建了文蛤动态能量收支模型,采用线性与非线性回归法估算模型参数,通过对比围塘环境下文蛤壳长、湿重、软体部湿重的实测值与模拟值验证模型,并应用于模拟黄海海域滩涂区文蛤的生长过程。结果显示,文蛤模型主要参数形状系数、阿伦纽斯温度系数和单位体积结构物质所需能量分别为0.57、9 278 K和2 056 J/cm³;实测与模拟的文蛤壳长、湿重和软体部湿重相关系数R²平均为0.996,模拟值与实测值的平均误差为3.58%;如东沿海区域6月实测文蛤软体部干重为0.48 g,壳长3.12 cm,模型模拟的软体部干重、湿重和壳长分别为0.476 g,6.6 g和3.2 cm。研究表明,实验构建的文蛤动态能量收支模型的准确度较高,可真实地反映出文蛤在自然水域中的生长过程,为评估文蛤生态容纳量及构建文蛤相关的生态系统模型提供科学参考。     

缢蛏动态能量收支生长模型的建立

为建立缢蛏动态能量收支(dynamic energy budget,DEB)的数值模型,实验根据DEB理论,采用相应方法测定计算了建模必须的形状系数(δm)、阿伦纽斯温度(TA)、单位时间单位体积维持生命所需的能量[p M]、形成单位体积结构物质所需的能量[EG]和单位体积最大储存能量[EM]等基本参数。以水温和叶绿素浓度作为强制函数,针对围塘水质因子与春秋两季放养的缢蛏生长数据,利用STELLA 10.0软件构建了缢蛏的DEB模型。结果显示,缢蛏δm值为0.345 8,TA平均值为(5 448±960) K,[p M]=17.68 J/(cm~3·d),[EG]=4 050 J/cm~3,[EM]=1 840 J/cm~3;构建的DEB模型可以较好地模拟缢蛏软体部干重的生长,并且反映了不同时间的能量分配情况。春季放苗的缢蛏,在8月10日—9月20日,水温(29.8～32.2°C)为其主要生长限制因子;在9月30日—11月10日,食物为主要限制因子。秋季放苗的缢蛏,则在7月1日—9月20日表现出强烈的温度限制(30.5～32.2°C),而食物限制贯穿于整个模拟期间,在3月10日—5月20日限制最大。故秋季放苗的缢蛏更应在春季加大藻的培育,在夏季高温前达到上市规格。     

虾夷扇贝的摄食生理研究

在实验室条件下,采用静水法测定了温度、体重对虾夷扇贝摄食率的影响。分别对5、10、15、20、25℃5个温度梯度下,A、B、C、D、E5个规格虾夷扇贝的摄食率进行了测定。实验结果表明,软体部干重对虾夷扇贝的摄食率影响显著(P0.05),且相关回归分析表明,体重(X)与摄食率(Y)呈正相关幂指数关系:Y=aXb。扇贝个体吸收率随着体重的增加而减小,但是不同规格扇贝吸收率差异不显著(P0.05);在实验温度5～25℃范围内,温度对虾夷扇贝的摄食率和吸收率影响极显著(P0.01),温度(T)与摄食率之间的相关方程为:FR=b0+b1T+b2T2+b3T3,虾夷扇贝最大摄食率的温度值为15℃,最大吸收率的温度值为10℃。     

温度对虾夷扇贝普通养殖群体和选育新品种海大金贝呼吸代谢的影响

2012年5月和9月,2013年3月和6月,在自然水温条件下,采用呼吸瓶法比较了不同温度(5.6℃、10.5℃、14.4℃、21.2℃)下普通养殖虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)和虾夷扇贝选育新品种海大金贝(Haida golden scallop)耗氧率和排氨率的影响。结果表明,在实验设置水温范围内(5.6~21.2℃),普通虾夷扇贝和海大金贝的耗氧率表现出相似的变化趋势。在温度达到14.4℃之前,实验贝耗氧率随温度的升高而增大,而在14.4℃后,则随温度的升高而减小。两种贝最大耗氧率分别为1.67 mg/(g·h)和1.27 mg/(g·h),其中在5.6℃和14.4℃海大金贝耗氧率显著小于普通虾夷扇贝(P0.05);10.5℃和21.2℃时,两组贝类的耗氧率差异不显著(P0.05)。普通虾夷扇贝和海大金贝排氨率随温度变化呈现出不同的趋势。前者从5.6℃开始,随温度的升高,排氨率缓慢升高,水温为14.4℃时达到最大值,为0.063 mg/(g·h),然后逐渐降低,14.4℃水温的排氨率显著大于10.5℃和21.2℃(P0.05);而从5.6℃到10.5℃,后者的排氨率逐渐降低,10.5℃时达到最低值,为0.029 mg/(g·h),然后随温度升高缓慢升高,到21.2℃达到最高值。海大金贝组在温度条件为5.6℃和21.2℃时排氨率高于普通虾夷扇贝组(P0.05);而水温为14.4℃时,普通虾夷扇贝组排氨率显著高于海大金贝组(P0.05);10.5℃时两者排氨率差异不显著(P0.05)。两实验组耗氧率Q_10系数均随温度的升高而降低。O/N结果表明,普通虾夷扇贝在本次研究的设定温度区间内以消耗脂肪和碳水化合物为主;海大金贝以消耗蛋白质为主,当温度逐渐升高,转化为以消耗脂肪和碳水化合物为主,当水温达到较高的水平,又转换为以消耗蛋白质为主。     

温度变化对虾夷扇贝耗氧率和排氨率的影响

为探索虾夷扇贝(Datinopecten yessoensis)夏季大量死亡的生理原因,模拟虾夷扇贝筏式养殖区夏季水温变化情况,采用室内控温实验,研究了温度剧烈和缓慢变化对虾夷扇贝耗氧率和排氨率的影响及其影响的差异性。实验设置10℃、15℃、20℃、25℃4个温度梯度,设计温度骤变(每小时升温5℃)和温度缓变(每天升温1℃)2种温度处理方式,测定升温前后耗氧率和排氨率。结果显示,温度变化对虾夷扇贝耗氧率和排氨率影响显著(P0.05)。温度缓变组耗氧率变化范围为1.910～2.722mg(/g·h),排氨率变化范围为1.499～5.003μm/(g·h),耗氧率(OR)和排氨率(NR)与温度(T)之间的相关方程为OR=2.303+0.425T-0.133T(2R2=0.941)和NR=-1.536+4.384T-0.893T(2R2=0.435)。温度骤变组耗氧率和排氨率大于温度缓变组,且温度骤变组耗氧率在15℃、20℃和25℃,排氨率在20℃和25℃与温度缓变组差异显著(P0.05)。     

虾夷扇贝的引进及其在我国北方增养殖的前景

虾夷扇贝(Pecten yessoesis)属软体动物门瓣鳃纲扇贝科，为扇贝科动物中个体最大(最大个体壳长16厘米、重450克)、产量最多的种类，其肉味鲜美、营养价值高。贝柱部含蛋白质20．8％，脂肪0．8%，碳水化合物2．4%，灰分1．8％，贝柱部含蛋白质占软体部湿重量的35％。生长快，自采苗算起，养殖17-23个月的个本平均壳长可达10厘米，重140-150克。     

温度波动对不同规格虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)生理和免疫指标的影响

为探讨黄海冷水团锋面温度波动对底播虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)的影向,采用室内模拟的方法,研究了温度波动对虾夷扇贝生理和免疫指标的影响.实验温度波动范围为15-10-15℃,升降温幅度为5℃/2 h,共进行了4次温度波动,分别测定了3个规格虾夷扇贝死亡率、耗氧率、排氨率以及血液中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活力等生理、免疫指标的变化情况.结果显示,温度波动4次后,大、中、小3个规格虾夷扇贝的死亡率均较低,分别为4％、6％、6％,其中,大规格虾夷扇贝的死亡率低于中、小规格,并且大规格虾夷扇贝在前2次温度波动时出现死亡,第3次温度波动后,不再出现死亡.3个规格组在B1(波动1次)时的耗氧率与初始相比,均为降低;随着波动次数的增加,耗氧率逐渐增加而高于初始水平.除小规格组的B1外,排氨率均随温度波动次数的增加而降低;多重比较分析结果显示,大规格组的B3(波动3次)显著低于波动初始(P＜0.05);中规格组的B4(波动4次)显著低于波动初始(P＜0.05).虾夷扇贝的免疫指标对温度波动更为敏感:温度波动1次或者2次时,3个规格组的SOD和CAT活性显著降低(P＜0.05).上述结果表明,适宜温度范围内的温度波动,也会对虾夷扇贝的生理、免疫指标产生不同程度的影响.     

虾夷扇贝质量参数的测定

测定了虾夷扇贝鲜贝柱，干贝柱等质量参数，并与栉孔扇贝，海湾扇贝的质量和进行了比较，证实虾夷扇贝生长快，个体大，鲜贝柱，干贝柱大而且出率高。     

虾夷扇贝胚胎及早期幼虫酯酶和过氧化物酶的组织化学研究

采用组织化学的方法对虾夷扇贝从卵细胞到D形面盘幼虫内的酯酶(NSE)和过氧化物酶(POD)进行定性定位研究。试验结果表明,NSE和POD均广泛存在于虾夷扇贝的胚胎和幼虫中,自卵细胞开始就已存在。从卵细胞到原肠胚均呈比较均一的NSE强阳性或POD阳性。在担轮幼虫期,中央的内脏团原基呈NSE极强阳性或POD强阳性,其余细胞则呈NSE强阳性或POD阳性。D形面盘幼虫期,外套膜和内脏团呈NSE极强阳性或POD强阳性,其余部位则呈NSE强阳性或POD弱阳性。     

饥饿胁迫对虾夷扇贝几种免疫因子的影响

在(17±1)℃条件下,研究了壳长(8.83±0.52)cm的虾夷扇贝在不同饥饿时间(5、10、15、20、30 d)处理后,血液中血细胞总数、血细胞吞噬水平、酸性磷酸酶、过氧化物歧化酶的变化。结果表明,扇贝的血细胞总数随着饥饿时间的延长逐渐降低,饥饿20 d以上的扇贝血细胞数明显降低,与投喂组差异极显著(P<0.01),扇贝血细胞吞噬率和酸性磷酸酶活性呈现出先小幅上升后下降的趋势,饥饿253、0 d与投喂组差异显著(P<0.05),饥饿253、0 d的扇贝过氧化物歧化酶的活性有所升高,饥饿30d,与投喂组差异显著(P<0.05)。试验表明,饥饿超过20 d,扇贝的免疫系统受到较为严重的破坏。     

饲料蛋白对翘嘴红鲌蛋白质周转代谢的影响

在养殖虾夷扇贝（Patinopecten yessoensis）的生产过程中需要多次将其按大小分级。传统方法采用筛子和分级机筛分，会使扇贝受到振动、碰撞。振动影响扇贝生长发育，碰撞使扇贝边缘受到损伤，贝壳碎裂外套膜裸露在壳外，造成病贝、死贝，且机械筛分分级精度低，人工筛分劳动强度大、效率低。本文研究一种新的方法，利用机器视觉检测扇贝大小。通过摄像头获取扇贝图像、计算机对输入的图像进行预处理、图像分割、膨胀腐蚀，提取扇贝的面积等特征值，建立扇贝的几何模型、数学模型，确定面积与壳长的关系，进一步识别扇贝的大小。试验表明，该方法检测速度快，正确率高，能够满足虾夷扇贝分级要求。摄像头与扇贝不接触，可以避免机械振动、碰撞对扇贝的损伤。     

内参基因在虾夷扇贝定量PCR中表达稳定性的比较

应用实时荧光定量技术,检测虾夷扇贝的β-actin、Glyceraldehydes-3-phosphate dehydrogen-ase、α-tubulin、Cytochrome b5、TATA box binding protein-associated factor、Elongation factor 1α共6个内参基因在饥饿胁迫下各组织、致病菌感染前后和水环境升温前后不同时间段血样中的mRNA表达情况。经geNorm程序统计分析,6个内参基因在上述处理中的表达稳定性存在差异,导致不同处理中适用的内参基因有所不同。为进一步开展虾夷扇贝基因表达的定量研究奠定了基础。     

北黄海虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)定居群体的生态适应性研究

本研究选取山东长岛、辽宁海洋岛和獐子岛底播的虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)群体、人工选育的“獐子岛红”品种养殖群体、辽宁旅顺自然群体以及原产地日本青森县陆奥湾自然群体,运用稳定同位素技术探究虾夷扇贝不同地理群体的特征.结果显示,(1)虾夷扇贝各群体的闭壳肌和内脏团δ13C值分别为-20.47‰±0.66‰和-24.13‰±2.41‰;闭壳肌和内脏团δ15N值分别为8.52‰±1.32‰和7.26‰±0.49‰.(2)基于δ13C值和δ15N值的单因素方差分析(One-wayANOVA)显示,群体间各个取样点闭壳肌和内脏团的碳、氮稳定同位素比值差异显著(P＜0.05);基于地理位置构建所有群体的碳氮稳定性同位素散点分布图,可以明显地区别中国群体和日本群体.(3)中国8个虾夷扇贝群体之间,只有长岛群体的碳、氮稳定同位素比值明显低于其他群体,而其余群体之间差异不显著(P＞0.05).研究表明,虾夷扇贝中国群体与日本群体间已经存在较大的差异,且中国群体间因生长海域、水文环境的不同也呈现出分群现象.说明虾夷扇贝定居群体在不同的生态环境下已产生了不同程度的适应性改变.     

Introductions: some biological and ecological characteristics of scallops

Several molluscs that have been introduced world-wide have become economically important for coastal communities. As far as it is known, at least four scallop species (Argopecten irradians, Argopecten purpuratus, Patinopecten yessoensis, Pecten maximus) have been moved between different biological provinces and it is possible there will be further such movements. Making an introduction involves responsibilities and so requires careful consideration. This is because there have been several unwanted impacts with movements of molluscs in the past. The International Council for the Exploration of the Sea's (ICES) 1995 Code of Practice on the Introductions and Transfers of Marine Organisms and recent revision provides a basis for undertaking such an action wisely. In this review, scallops that may be used in future cultivation or in fisheries as potential candidates are examined in relation to the first phase of an introduction—the prospectus. This prospectus should take account of the purposes and objectives of the introduction, including relevant biological, pathological and ecological conditions in the donor region and the potential impacts of the species in the expected range occupied in the recipient region. This may require a study visit to the donor region to evaluate concerns relating to potential hazards. The ecomorphology of five different scallop shell morphs is discussed in relation to their behaviour and occupied habitat. Such information may provide an indication of their interaction with native scallop species in advance of their introduction.