我国近海渔业资源可持续产出基础研究的热点问题

近海是众多渔业生物的产卵场、育幼场和索饵场,也是优良渔场,支撑着我国海洋渔业资源的世代发生量和“海上粮仓”的可持续产出。近海渔业贡献了80%~90%海洋捕捞产量,在保障水产品供给、增加渔民收入、促进沿海地区海洋经济发展等方面发挥了重要作用。新中国成立以来,以近海渔业资源为切入点,我国科研人员围绕“海洋渔业资源开发与可持续利用”的关键科技问题,系统开展了一系列渔业资源调查与评估、基础与应用基础研究、技术研发工作,取得了多项创新性成果,支撑了我国海洋渔业资源合理利用、科学养护与管理。渔业资源研究重点与渔业资源开发利用程度和渔业发展休戚相关,本文结合不同时期国家渔业发展战略,系统回顾了1950年代以来我国近海渔业资源研究4个发展阶段 (起步—发展阶段、快速发展阶段、综合研究阶段和新发展阶段)的特点、研究重点、调查装备及平台建设情况等;梳理了我国在近海渔业资源数量变动与渔场探查、渔业资源高效开发利用、渔业资源调查评估技术研发、科学规范的水生生物资源养护体系形成和海洋生态系统动力学等研究进展和代表性成果,及其对我国近海渔业发展、管理与资源养护政策调整的支撑作用;明确了未来渔业资源研究要注重多学科研究和综合性调查,深入解析渔业生态系统结构与功能的机制和机理,结合经济、社会等因素研发新的渔业资源利用与管理模式,实现“开发中保护,保护中开发”,支撑资源养护型近海捕捞业实施和渔业高质量发展。

     

杨树杂交群体苗期生长性状的全基因组选择研究

目的 对杨树生长表型性状进行全基因组选择研究并且实现早期选择具有重要的意义。 方法 以母本丹红杨（美洲黑杨）和父本通辽1号杨（小叶杨）及其杂交F1代为材料,在田间进行施肥和不施肥处理,测定了生长表型性状（地径、株高、茎生物量）。利用3个全基因组选择模型gBLUP、sBLUP、cBLUP和364个基因型的表型观测值对502个基因型进行预测育种值。 结果 丹红杨的茎生物量在高氮和低氮条件下分别比通辽1号杨提高了20倍和33倍。gBLUP对生长表型性状预测结果准确性接近于1,sBLUP预测结果的准确性范围是0.5～0.9,cBLUP预测结果的准确性小于0.2。研究结果表明gBLUP模型预测的结果最准确,cBLUP预测的结果最差。利用gBLUP模型计算的茎生物量育种值把杂交群体划分为双高效型、双低效型、低氮高效型、高氮高效型共4个类型。筛选出优良的基因型16-1-16、16-1-194、13-116、13-73、13-481、13-268、13-286、13-566、13-173、13-578、16-1-65、13-242、16-1-189、13-40、13-608、16-1-170、16-1-22、13-237、13-272、13-335。 结论 丹红杨和通辽1号杨的生长表型性状差异显著。全基因组选择研究结果帮助我们完成了杨树育种工作的早期选择,减少了表型测定成本,提高了育种效率。     

基于DH-YoloX的群养马岗鹅关键行为监测

马岗鹅的行为与其生长状况和福利状况密切相关,马岗鹅关键行为监测对评估其生长性能具有重要的现实意义。为了实现对群养栏马岗鹅关键行为高效率精准监测,该研究探索一种基于YoloX的群养马岗鹅关键行为监测算法（Magang geese behavior monitoring of based on Double Head-YoloX,MGBM-DH-YoloX）,该算法通过减少YoloX的头部数量提升检测效率、使用损失函数减少前景背景干扰、使用迁移训练方式提高网络训练效率等技术对马岗鹅采食、饮水、休息和应激等关键行为及其规律进行分析。MGBM-DH-YoloX首先用Mosaic和Mixup对马岗鹅图像进行数据增强,然后使用增强后的数据集训练模型,并且利用模型检测马岗鹅的关键行为,最后累计得出马岗鹅关键行为的发生时长和行为节律;试验训练集为1 400幅、验证集200幅和测试集为400幅,连续活动视频10 d。结果表明,MGBM-DH-YoloX算法的平均精度为98.98%、检测速度达到81帧/s、内存消耗为2 520.04 MB。对马岗鹅的10 d养殖数据分析发现,MGBM-DH-YoloX能有效观察到马岗鹅随着日龄增长采食次数逐渐减少;试验鹅每日采食与饮水行为同时出现的比例为83.74%,呈现整体相伴趋势,但也从90.78%降低到74.57%,说明马岗鹅采食与饮水行为随着日龄增加呈现出逐渐分离趋势;试验鹅随着日龄增长休息时间逐渐加多,呈现出肉鸭对笼养的适应性逐步增强;应激行为随机性很强,突发性明显,发现人员随机走动等不规范饲喂带来的应激行为占据很大比例。该研究显示MGBM-DH-YoloX算法能利用监控视频对马岗鹅的关键行为进行智能提取,可为家禽智能养殖监管提供技术支撑。     

纯林和混交林3种植物光合特征研究

为探究不同造林模式下植物光合生理响应机制,精准提升人工林改造水平,使用Li−6400XT对黄土丘陵区纯林和混交林中油松、连翘、柠条叶片光合作用日变化及光响应曲线进行测定。结果表明：造林模式并未对3个树种净光合速率日变化趋势产生影响,仅对3个树种净光合速率日变化均值产生影响,具体表现为油松（混交连翘） > 油松（混交柠条） > 油松（纯林）、连翘（纯林） > 连翘（混交油松）、柠条（混交油松） > 柠条（纯林）;在不同造林模式下,影响因子中仅空气相对湿度与净光合速率的关系显示出差异;当光合有效辐射为2000 μmol/(m²·s)时,所有测定植物叶片净光合速率趋于饱和,与纯林相比,油松（混交连翘）、油松（混交柠条）、柠条（混交油松）的净光合速率分别提高了42.1%、10.5%和74.0%,连翘（混交油松）的净光合速率降低了40.4%;采用4种光响应模型拟合光响应曲线,结果显示直角双曲线修正模型效果最优,油松（混交连翘）、油松（混交柠条）光合参数均高于油松纯林,柠条（混交油松）高于柠条纯林。上述结果说明,在黄土丘陵区,相较于纯林,油松与柠条的混交林可加强植物各自的光合能力,环境适应性更强,更适合在该区栽植。     

Anticancer Activity of Mannose-Specific Lectin,BPL2, from Marine Green Alga Bryopsis plumosa

Lectin is a carbohydrate-binding protein that recognizes specific cells by binding to cell-surface polysaccharides. Tumor cells generally show various glycosylation patterns, making them distinguishable from non-cancerous cells. Consequently, lectin has been suggested as a good anticancer agent. Herein, the anticancer activity of Bryopsis plumosa lectins (BPL1, BPL2, and BPL3) was screened and tested against lung cancer cell lines (A549, H460, and H1299). BPL2 showed high anticancer activity compared to BPL1 and BPL3. Cell viability was dependent on BPL2 concentration and incubation time. The IC₅₀ value for lung cancer cells was 50 μg/mL after 24 h of incubation in BPL2 containing medium; however, BPL2 (50 μg/mL) showed weak toxicity in non-cancerous cells (MRC5). BPL2 affected cancer cell growth while non-cancerous cells were less affected. Further, BPL2 (20 μg/mL) inhibited cancer cell invasion and migration (rates were ˂20%). BPL2 induced the downregulation of epithelial-to-mesenchymal transition-related genes (Zeb1, vimentin, and Twist). Co-treatment with BPL2 and gefitinib (10 μg/mL and 10 μM, respectively) showed a synergistic effect compared with monotherapy. BPL2 or gefitinib monotherapy resulted in approximately 90% and 70% cell viability, respectively, with concomitant treatment showing 40% cell viability. Overall, BPL2 can be considered a good candidate for development into an anticancer agent.     

小粒牧草种子丸粒化包衣数值模拟与试验

针对小粒牧草种子丸粒化包衣时包衣质量不高、丸化合格率较低等问题,该研究采用理论方法,分析种粉颗粒在包衣锅内的运动过程、受力情况,构建种粉颗粒与包衣锅相互作用力学模型,获取影响种子包衣质量的主要因素。利用EDEM软件模拟包衣设备中不同结构参数下物料混合情况,探究结构参数对种粉混合效果的影响,以粉料的变异系数为评价指标,以包衣机甩盘直径、包衣机边缘倾角和包衣机转速为影响因素开展优化试验,得到最优参数组合为包衣机甩盘直径309.9 mm、包衣机边缘倾角61.9°和包衣机转速10.1 r/s。利用搭建的物理试验平台进行种子丸粒化包衣验证试验,结构参数优化后的包衣锅物理试验平均丸化合格率得到提升。进一步优化种子丸粒化包衣质量,探究粘结过程中粉料、药液对丸粒化包衣的影响。对丸粒化包衣机进行工艺参数正交试验,得到最佳工艺参数组合为单次供粉量为10 g、单次供液量为15 mL和包衣时长为7 min。在最优工作结构参数与工艺参数组合下,种子丸粒化包衣试验质量较高,研究结果可为其他不规则种子包衣提供参考。     

不同固含量低分子酚醛树脂浸渍改性杉木板材性能的研究

为改善杉木的物理力学性能,采用真空-加压浸渍工艺,对速生杉木进行低分子酚醛树脂增强改性处理,分析不同树脂增重率对改性杉木性能的影响,以及树脂在木材长度和厚度方向上的分布特点。结果表明,杉木经过固含量为10%、20%、30%的酚醛树脂浸渍处理后,其尺寸稳定性随树脂固含量的增加逐渐提高,静曲强度由645MPa提高至750MPa,弹性模量和表面硬度分别提高了61%、275%、482%和298%、631%、738%,但冲击韧性随着树脂增重率的增加而逐渐降低;树脂在木材长度方向上分布均匀,在厚度方向上木材表面多于其内部。     

全国草地类自然保护区的成效评估指标

在集成分析国内外自然保护区生态保护成效评估研究进展的基础上, 结合DPSIR模型的状态指标集以及我国关于草地生态系统长期获取的资料数据, 坚持最大程度客观地评估我国草地类自然保护区生态保护成效的设计思路和原则, 筛选出既能够反映该自然保护区生态保护效益、又较易获取且国内外相关机构有类似评估标准的15个指标。并尝试结合已有的国家相关技术标准规范和文献研究资料获得各指标的技术规范, 得到反映自然保护区的保护对象、生态功能与环境相互作用等方面的具体参数。实际应用中, 这些指标可根据评估主体、评估目的、评估周期以及已有资料数据等不同进行组合, 从而在一定程度上反映自然保护区生态保护成效。     

高寒草原取土场自然恢复过程中植物群落的特征和恢复力

本研究以三江源区同德县不同年代修建公路产生的取土场高寒草原植物群落为研究对象, 通过野外群落调查和室内土壤样品分析, 探讨自然恢复过程中植物群落的生产力、物种多样性、综合恢复能力和稳定性动态以及土壤养分变化等。结果表明, 1)植物群落的地上总生物量随恢复年限的增加呈递增趋势。但恢复年限为30年时, 取土场植物群落的地上总生物量与对照间并无显著差异(P0.05)。地下总生物量在5～30年间波动变化。并且经过30年的恢复后, 地下总生物量仍显著低于对照(P0.05)。2)恢复年限在5～30年期间, 植物群落物种多样性明显增加。植物群落的综合恢复力指数随恢复年限的增加而降低;植物群落的稳定性随恢复年限的增加而增加, 并且以经过30年自然恢复后的植物群落相对最为稳定。3)土壤养分的变化, 特别是有机质、速效磷的变化对植物群落的生产力、物种多样性以及综合恢复能力产生显著影响。     

3种湿地植物克隆生长及其生物量对不同水淹的响应

通过人工模拟水位控制试验,研究不同水位梯度处理对3种水生植物梭鱼草、菖蒲和黄花鸢尾株高、克隆分株数、生物量积累及生物量分配格局的影响。试验设置固定水位和周期波动水位2种处理,固定水位分别为自由水面淹没苗钵的1/2 (低水位),全淹（中水位）和高出苗钵上口径12cm（高水位）3个梯度;波动水位为低水位处理14d,然后转至高水位处理7 d,以此往复循环,持续56d。结果表明：不同水位梯度对3种水生植物的株高、克隆分株数、生物量积累与分配格局等指标均有显著影响(P<005);株高、克隆分株数（黄花鸢尾除外）在波动水位处理下均显著高于固定水位（P<005）,固定水位中的高水位和波动水位处理后梭鱼草根状茎、叶和根生物量均显著高于中水位和低水位梯度。波动水位和固定水位中的高水位处理仅对菖蒲的叶质量有显著影响,且明显高于中水位和低水位。黄花鸢尾各构件生物量在各水位处理中无显著差异（P>005）。综合来看,波动水位更有利于3种水生植物种群的建立。