牙鲆抗迟缓爱德华氏菌病家系的继代选育与早期速生家系筛选

迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)是牙鲆(Paralichthys olivaceus)的主要致病菌之一,严重影响牙鲆养殖业的可持续发展。本研究主要以2012、2013和2014年选育的优质抗病牙鲆家系为亲本,于2016年建立和培育了28个牙鲆家系,包括F3代家系4个、F_4代家系23个和对照家系1个。经过60 d的鱼苗早期生长性能测定和迟缓爱德华氏菌人工攻毒感染实验,筛选得到7个高抗病力(攻毒感染存活率66%)的家系,包括1个高抗病、速生家系(F1639),攻毒存活率达77.23%,比28个家系的平均值高32.75%,全长日增长率达到0.174 cm/d,比28个家系的均值高0.023 cm/d。该家系亲本源自2007年[F0750,抗鳗弧菌(Vibrio anguillarum)病家系]、2009年(F0927,抗鳗弧菌病家系)和2014年(F1421,抗迟缓爱德华氏菌家系)选育的抗病力强家系。历代攻毒感染实验的结果显示,选育的牙鲆家系抗病力逐代提高,说明通过家系选育(同胞选择),能够有效提高选育后代的抗病力。本研究进一步证明,家系选育是培育鱼类抗病优良品种的有效途径,为进一步培育出生长更快、抗病力更强的牙鲆新品种奠定了良好的基础,也为牙鲆对爱德华氏菌抗病性能的遗传解析和抗病机理研究提供了良好的遗传材料,对其他鱼类抗病良种选育具有重要指导作用和应用价值。     

基于CHG-LDA的鱼类新鲜度无损检测方法

Quick and accurate assessment of fish freshness is of great significance for intelligent quality monitoring and ensuring the safety of consumers. In the current fish freshness evaluation method based on visual images, the study of fish gills needs to remove the gill cover, which is invasive to the fish body, and the analysis of other parts has a low evaluation accuracy. To solve the above problems, a fish freshness classification method based on color histogram & grey-level co-occurrence matrix-linear discriminant analysis (CHG-LDA) was proposed. Firstly, preprocessing operations such as labeling, image zooming and color space conversion were performed on the collected fish images. Secondly, the extracted color histogram features and grey-level co-occurrence matrix (GLCM) features were fused to constitute the features, and the feature dimension was reduced by LDA. Finally, K-nearest neighbor (KNN) algorithm was used to classify fish freshness. The CHG-LDA method proposed solved the problem of poor classification performance caused by the low quality of the extracted fish image features. The experiment was carried out on a real crucian data set, and the index values of precision, recall, F1-score and accuracy were all 1. Compared with color histogram features, color moment, GLCM features, etc., this method improved the performance of each evaluation index on KNN, RF, ANN, and LightGBM classifiers. Among them, the evaluation time of KNN was the best, which was 0.01s. Experimental results showed that this method can achieve accurate and non-destructive evaluation of fish freshness, and it was feasible for actual production monitoring.     

云龙石斑鱼与云纹石斑鱼、珍珠龙胆石斑鱼的生长性状及对比分析

为了对云纹石斑鱼与鞍带石斑鱼的杂交种云龙石斑鱼生长特性进行分析,本研究对工厂化养殖条件下云龙石斑鱼与云纹石斑鱼、珍珠龙胆石斑鱼的生长特性进行了对比。通过云龙石斑鱼家系与云纹石斑鱼家系建立和培育,对不同家系的受精率、正常发育率和畸形率进行统计;分别对45~245日龄的云龙石斑鱼与云纹石斑鱼的生长性状进行了测量;分别对云龙石斑鱼与珍珠龙胆石斑鱼在生长时间跨度为2~13月龄的生长性状进行测量,并于13月龄时统计成活率(苗种为2016年繁育);利用单因素方差分析法和多重比较分析对测定的生长性状进行比较分析,同时利用Excel软件拟合云龙石斑鱼、云纹石斑鱼的生长曲线。结果显示,杂交种云龙石斑鱼受精率平均为55.5%±26.7%,正常发育率平均为33.9%±23.6%,畸形率平均为8.3%±0.9%。至245日龄时云龙石斑鱼体长、体质量的平均值分别为(22.5±1.7) cm、(316.7±57.3) g,云纹石斑鱼的体长与体质量的平均值分别为(16.8±1.3) cm、(123.2±30.2) g,云龙石斑鱼比云纹石斑鱼生长快,云龙石斑鱼的体长为云纹石斑鱼的1.3倍,体质量为云纹石斑鱼的2.6倍。云龙石斑鱼在45~245日龄阶段的生长曲线为W=0.039 2L^{2.891 2}(R²=0.986 9),云纹石斑鱼生长曲线为W=0.025 5L^{3.021 6} (R²=0.990 8),在本阶段云龙石斑鱼为异速生长型,云纹石斑鱼为等速生长型。经过12个月的对比养殖,云龙石斑鱼成活率为97.2%,珍珠龙胆石斑鱼的成活率为93.2%~94.5%,云龙石斑鱼全长与体质量平均值分别为(35.3±4.1) cm、(700.0±247.2) g,珍珠龙胆石斑鱼全长与体质量平均值分别为(28.6±3.5) cm、(550.0±224.8) g,云龙石斑鱼体质量是珍珠龙胆石斑鱼的1.3倍,全长为1.2倍。研究表明,云纹石斑鱼(♀)×鞍带石斑鱼(♂)是一个比较理想的杂交组合,杂交后代云龙石斑鱼具有生长快、畸形率低、成活率高的杂交优势,为杂种优势的研究提供了基础材料,同时也为新品种云龙石斑鱼的推广提供了科学依据。     

3种养殖石斑鱼的肌肉营养成分分析与品质评价

本研究对云纹石斑鱼(Epinephelus moara)、鞍带石斑鱼(E. lanceolatus)、云纹石斑鱼(♀)×鞍带石斑鱼(♂)的杂交种(俗称云龙石斑鱼) 3种石斑鱼肌肉的营养成分和品质进行了分析评价。结果显示,这3种石斑鱼肌肉的粗蛋白含量分别为20.60%、19.30%和20.00%,粗脂肪的含量分别为2.60%、1.60%和4.30%。3种石斑鱼的肌肉均检测出16种常见氨基酸。其中,云纹石斑鱼肌肉的氨基酸总量、必需氨基酸含量和鲜味氨基酸的含量分别为16.95%、7.11%和6.31%(湿重),鞍带石斑鱼的分别为17.46%、7.18%和6.83%,云龙石斑鱼的分别为18.56%、7.69%和7.16%。其必需氨基酸的组成比例均符合FAO/WHO标准。3种石斑鱼肌肉的支链氨基酸和芳香族氨基酸的比值(F值)分别为2.22、2.57和2.60。依据氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)分值,蛋氨酸为3种石斑鱼的第一限制性氨基酸,缬氨酸为第二限制性氨基酸。另外,3种石斑鱼肌肉的矿物质含量丰富,常量元素均以钾含量最高,微量元素均以锌含量最高。研究表明,3种石斑鱼均是符合人体营养需求的优质海水鱼。     

云纹石斑鱼(♀)×鞍带石斑鱼(♂)杂交后代染色体核型分析

本研究对云纹石斑鱼(Epinephelus moara♀)×鞍带石斑鱼(Epinephelus lanceolatus♂)杂交后代利用植物血球凝集素(PHA)及秋水仙素通过活体注射法制作染色体标本。选用头肾和鳃组织制作细胞悬浊液,并对冷滴片和热滴片法进行比较,结合空气干燥法制作染色体分裂相玻片,经吉姆萨染色后,在显微镜下观察筛选清晰完整的分裂相。杂交子代(俗称云龙斑)选取75个分裂相,统计染色体数目并进行核型分析。结果显示,云龙斑二倍体染色体数为48,其中,19对染色体为端部着丝粒染色体,2对为亚中部着丝粒染色体,3对为亚端部着丝粒染色体,其染色体臂数(NF)为58,核型公式为2n=48,4sm+6st+38t。杂交后代云龙斑与父母本染色体数目相同,都为2n=48,但云龙斑染色体与其父母本组型不同,在遗传过程中发生了复杂的染色体重新配对和变异。本研究为杂交后代"云龙斑"的种质鉴定、亲缘关系分析、杂交育种等提供了重要的科学根据。     

鞍带石斑鱼冷冻精子与云纹石斑鱼杂交家系建立及遗传效应

利用4尾鞍带石斑鱼冷冻精子与27尾云纹石斑鱼雌鱼授精建立父系半同胞家系28个,在家系鱼苗生长到130 d时,从所有家系中共选取1294尾鱼苗,对其全长、体长、头长、体高和体质量5个生长性状进行测量。利用单因素方差分析法比较4组父系半同胞家系的生长性能,利用线形混合模型(line mixed mode)对母本和父本遗传效应进行预测,利用最小范数二次无偏估计法(MINQUE)对5个生长性状方差组分进行估计,利用"加性-显性"模型对生长性状遗传相关、遗传力进行估计,采用调整无偏预测法(adjusted unbiased prediction,AUP)预测父母本的加性及显性随机遗传效应。结果显示,5个生长性状之间的加性、显性、基因型和表现型遗传相关基本达到了显著或极显著水平;5个性状的狭义遗传力为(0.5 2 1±0.0 2 0)~(0.8 0 5±0.0 1 8),广义遗传力为(0.5 2 1±0.017)~(0.832±0.011)。27个雌性亲本中有7个(5766、6436、5779、5798、5782、6440、5790)在5个生长性状上达到了极显著的正向加性效应,4个雄性亲本中有1个(8920)达到了极显著的正向加性效应,其后代生长指标显著高于其他雄性的后代。28个杂交组合中有7个(5766*5777、6436*8932、5779*8932、5798*8932、5782*8932、6440*8920、5790*8920)在头长、体高和体质量3个性状上达到了显著或极显著的正向显性效应。本研究首次开展了鞍带石斑鱼冷冻精子与云纹石斑鱼远缘杂交及遗传效应预测研究,为石斑鱼远缘杂交育种技术和新品种培育提供了丰富的科学依据。     

基于深度可分离卷积网络的粘连鱼体识别方法

及时准确地识别出养殖区域内的粘连鱼体是实现水产养殖中鱼群计数、养殖密度估算等多种基本养殖操作自动化的关键技术。针对目前粘连鱼体识别方法存在准确率低、普适性差等问题,该研究提出了一种基于深度可分离卷积网络的粘连鱼体识别方法。首先采集鱼群图像数据,采用图像处理技术分割出鱼体连通区域图像,构建粘连鱼体识别数据集;其次构建基于深度可分离卷积网络的粘连鱼体识别模型,采用迁移学习方法训练模型;最后基于训练好的模型实现粘连鱼体的识别。在真实的鱼体图像数据集上进行测试,识别准确率达到99.32%。与基于支持向量机（Support Vector Machine, SVM）和基于反向传递神经网络（Back Propagation Neural Network, BPNN）的机器学习方法相比,准确率分别提高了5.46个百分点和32.29个百分点,具有更好的识别性能,可为实现水产养殖自动化、智能化提供支持。     

极端天气引发农业“变局”

“人们应该认识到，未来极端天气气候事件将越来越多，发生的频率会更高，我们需要做好准备，主动适应这一变化。”中国社会科学院城市发展与环境研究中心陈洪波博士接受中国青年报记者采访时说。     

五条鰤早期生长发育特征及胚胎发育的温度适应特性

本研究采用显微摄像与形态度量的方法,首次系统观察和描述了五条鰤(Seriola quinqueradiata)胚胎和仔稚幼鱼阶段生长发育的形态与数量特征。结果显示,五条鰤成熟卵子为透明的圆球形浮性卵,卵径长为1.26~1.36 mm,单油球。在水温(22.0±0.5)℃、盐度30、pH 7.6~8.0的条件下,历时35 h 15 min孵化出膜。胚胎发育过程可分为卵裂前期、卵裂期、囊胚期、原肠期、神经胚期、器官发生期、肌肉效应期和脱膜孵化期8个时期。初孵仔鱼全长为(4.03±0.27) mm,卵黄囊呈长椭圆形,长度约为全长的3/8。3 DAH(day after hetching, DAH)仔鱼全长为(16.23±1.61) mm,开口,转入混合营养期,开口饵料为轮虫(Brachionus plicatilis)。6 DAH仔鱼全长为(4.93±0.17) mm,卵黄囊消耗殆尽,鳔开始充气。10 DAH仔鱼全长为(5.21±0.23) mm,油球消耗完毕,完全进入外源性营养阶段。15 DAH仔鱼全长为(6.24±0.66) mm,脊椎末端开始弯曲,至25 DAH时,稚鱼全长为(10.25±1.35) mm,弯曲过程完成,开始摄食卤虫无节幼体(Artemia salina)。30 DAH稚鱼全长为(16.23±1.61) mm,开始进行配合饲料转化;40 DAH稚鱼全长为(28.07±2.32) mm,苗种摄食配合饲料良好。65 DAH幼鱼全长为(81.49±5.11) mm,体态与成体相似。研究表明,五条鰤胚胎孵化的适宜温度范围为22℃~24℃。研究结果可为构建稳定的五条鰤苗种培育技术提供依据,保障深远海养殖优质种苗生产与供给。     

鲤遗传连锁图谱的构建

利用JoinMap 4.0软件包,以德国镜鲤选育系为祖父母所培育的自交F2群体的68个个体为作图群体,首次以新型分子标记单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism,SNP）为主要作图标记,以微卫星（Simple Sequence Repeats ,SSR）和表达序列标签（Expressed Sequence Tag,EST）为辅助标记,采用CP（Cross Pollinators）模型构建鲤的遗传连锁图谱。构建的遗传连锁图谱含有560个标记（174个SSR标记、41个ESTSSR标记和345个SNP标记）,分布在50个连锁群上,最大连锁群由60个标记组成,最小连锁群仅含2个标记,平均每个连锁群有11.2个标记。最大连锁群的图距为198.1厘摩（centimorgan,cM）,最小的连锁群图距为1.5 cM,图谱总图距为3 295.92 cM,标记间平均间距为7.21 cM,图谱覆盖率为76.26%。构建的图谱为中等密度的遗传连锁图谱可为进一步的鲤相关经济性状的QTL定位研究和分子标记辅助选择育种（MAS）打下基础。