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2013年科研成果汇报
发布时间:2017/5/11 来源: 阅读:683

1)速生抗病耐高温刺参良种选育研究

刺参耐高温良种选育的分子机制:在刺参耐高温良种选育工作中获得HSP10基因的cDNA 全长,共1551 bp,开放阅读框有312 bp,编码103个氨基酸(GenBank注册号1648229);获得HSP60 基因的cDNA 全长,共2583 bp,开放阅读框有1764 bp,编码587个氨基酸(Genebank注册号1648249)。查明刺参在不同温度下(20, 22, 24, 26 ℃)各组织都有HSP10和HSP60的表达,在26℃刺激下的表达量均显著高于其他三个温度。温度刺激实验表明HSP10、HSP60 mRNA的表达量对高温有明显的响应,表达量均有先上升后下降的趋势。进行了耐温性状SNP分子标记的筛选,获得HSP90基因外显子SNP位点15个,Ferritin基因外显子SNP位点9个。进行了基因分型及其与耐温性的关联分析,对HSP90基因中的SNP进行基因分型,并与耐热性状进行连锁不平衡分析,得到3个可能关联的SNP (Ajhsp90e7-2,Ajhsp90e7-3,Ajhsp90e9-1)。


不同温度下各组织HSP10表达


不同温度下各组织HSP60表达

 刺参良种选育研究进展:①2013年利用2011年培育的耐高温子二代种参获得子三代苗种600万头,在夏季高温条件下跟踪检测了子代苗种的生长和耐高温性能,苗种生长速度比未选育苗种提高28.3%-80.3%,成活率提高15%。构建子三代刺参家系12个,筛选出具有耐高温和速生性状的刺参家系各4个,其中耐高温和速生复合性状的家系1个。向生产单位推广耐高温子三代苗种400多万头,总重量达50000 kg以上。②利用132头白刺参种参培育了白刺参子一代苗种320kg。利用紫色刺参培育出F1代紫色刺参苗种100多万头,紫色性状遗传稳定。2013年11月30日,山东省海洋与渔业厅组织的有关专家,对以上研究成果进行了现场验收,对课题取得的新进展给予了充分肯定。


耐高温子三代苗种

 紫色刺参苗种

 磁场和声波等物理环境因素对刺参运动和摄食行为的影响:针对刺参时空运动行为,建立了红外观测方法和水下缩时观测方法,可在室内和野外全天候观测刺参的运动行为。目前正在应用该方法进行刺参节律行为研究。①磁场对刺参呼吸代谢的影响:磁场对刺参的行为及代谢有显著的影响。磁体组(磁场强度为500 mT)与对照组(磁场强度为0 mT)的耗氧率与排氨率均存在显著性差异。②磁场对刺参行为的影响:以平均聚集率MAR为指标,近源区域MAR>远源区域MAR(P<0.05);大规格刺参在800 mT磁场中的MAR显著大于400 mT与0 mT;中规格、小规格刺参在800 mT、400 mT磁场中的MAR均显著大于0mT。③磁场对刺参生长的影响:小规格刺参在800 mT和400 mT强度磁场下的特定生长率显著小于0 mT;中规格刺参在各强度磁场下的特定生长率(SGR)之间无显著性差异;大规格刺参在800 mT和0 mT强度磁场下的特定生长率显著小于400 mT。④声波对刺参行为的影响:声波可影响刺参的运动行为,低频率(100 Hz)条件下,中、小规格刺参在近源区MAR>远源区MAR(P<0.05);中频率(1000 Hz)条件下,无显著性差异;高频率(10000 Hz)条件下,大、中、小规格刺参在远源区MAR >近源区MAR(P<0.05)。⑤超声波对刺参行为影响:在超声波(28000 Hz)条件下,大、中、小规格刺参在远源区MAR >近源区MAR(P<0.05)。⑥压强对刺参行为和摄食影响:初步实验结果显示,刺参在0.5 MPa(约50米水深压力)条件下,仍可以正常行动、摄食,无明显器质性损害。

不同规格刺参在磁场中的分布比较

 不同频率声波对刺参分布的影响

 刺参的节律行为研究:建立了红外观测方法和水下缩时观测方法,并已应用于室内和野外对刺参的运动行为的全天候观测。初步研究结果显示,在室内水槽15.2 ℃,24 h光照,饵料充足的条件下,刺参每日平均运动时间386.31 min;单次运动最大运动时间>24 h;平均运动速度为0.0466 cm/s;最大运动速度为0.0820 cm/s。刺参表现出多次摄食现象,平均每天摄食3.8次;每次平均摄食时间348.11 min(5.802 h);每日平均摄食时间1044.33 min(17.406 h)。

2)浅海增养殖效果评价

评估了前三岛增养殖区大型藻类、刺参和野生经济鱼类种群特征。

大型藻类和刺参:调查了2013年6月、8月、11月的自然藻床生物量,得出岛周四个海湾的藻类生物量和群落组成情况。2013年3月、5月份,采用“引导绳法”调查平岛周边四个海湾的刺参种群分布特征。潜水员延50m长引导绳,每5m作为一个统计单元,采集左右各2米范围内的海参,获得20m2的调查样方。发现西北湾和北码头区域刺参种群密度较高。

野生经济鱼类:①鱼类物种组成,调查时间2013年3月、5月、6月、7月和8月, 5月份鱼类资源量最多,数量生态密度约4 ind/(cage*12h),生物量生态密度约500g/(cage*12h)。7月份由于小型鱼类铠平鲉和大泷六线鱼幼鱼占据优势,表现出数量多而生物量少的特征。②平岛海域重要鱼类种群结构,利用鳞片和耳石鉴定中国花鲈的年龄,获得花鲈的年龄结构,结合体长体重,反映了不同年龄花鲈的个体大小。以耳石为根据推断了许氏平鲉、大泷六线鱼和斑头鱼的年龄,结合体长和体重数据,反应了不同年龄的鱼类大小。③重要鱼类食性特征,为了解前三岛野生经济鱼类功能群的生态学功能,研究了花鲈、许氏平鲉、大泷六线鱼、斑头鱼的胃含物组成,了解其摄食习性。中国花鲈其主要以赤鼻棱鳀为食,兼食尖海龙、双斑蟳、鲜明鼓虾、中华安乐虾和沙蚕等。

    

2013年平岛湾内藻类生物量变动


  20133-8月平岛海域鱼类资源量

3)典型海湾生境与重要经济生物资源修复技术

 刺参生态苗种培育与增养殖技术:为给浅海底播增养殖提供健康、优质、安全刺参苗种,通过研究池塘附着基筛选和铺设方式、天然饵料供应、敌害防控和水质调控等关键技术,研发了刺参生态苗种培育技术。进一步优化改进天鹅湖大叶藻生态系统刺参增养殖技术,取得较好成效,产量提高20%以上。


刺参生态苗种培育


天鹅湖大叶藻生态系统刺参增养殖

 脉红螺苗种繁育技术:解决了脉红螺亲螺性腺促熟、幼虫稳定培育、高效采苗和苗种中间培育等关键技术,建立了比较完善的脉红螺规模化高效苗种繁育技术,初步实现了脉红螺苗种培育产业化。自主开发了采苗设施及方法,解决了幼虫变态过程中的食性转换难题,突破了采苗技术难关,使幼虫变态率达到60%以上,苗种中间培育成活率达到90%以上,平均出苗量达到2.1万粒/m3水体,变态后30天苗种平均壳高5.0 mm 

脉红螺亲螺、卵袋、稚螺和苗种

栉江珧种质资源评价:利用8对微卫星引物对采自山东蓬莱、威海刘公岛和荣成、青岛红岛、日照,以及江苏连云港、辽宁獐子岛和朝鲜海州8个栉江珧群体的243个个体进行了遗传多样性和群体遗传结构研究。PCR扩增8个微卫星位点共得到236个等位基因。每个位点的等位基因丰富度(AR)为9.70(KAP 20)- 9.52(KAP32)。连云港等位基因丰富度最高(15.86),海州群体丰富度最低(12.34)。观测杂合度(Ho)为0.781(荣成)- 0.888(红岛),期望杂合度(HE)为0.815(蓬莱)- 0.872(朝鲜海州)。等位基因丰富度、观测杂合度和期望杂合度在各个群体间无显著性差异。分子差异主要存在于群体内(98.45%),但群体间的分子差异极显著,显示存在明显的遗传结构。基于DA遗传距离构建的NJ树,中国7个沿海群体聚为一支,而后与朝鲜海州群体相聚,表明朝鲜海州群体与中国7个沿海栉江珧群体有一定的遗传分化。

栉江珧采样位点

基于微卫星数据构建NJ

 大叶藻海草床生态学及退化海草床的生态恢复:对我国北方海草床的主要分布区域——山东沿海的海草床的海草种类和退化现状进行了调查。对天鹅湖的矮大叶藻进行了周年调查发现,天鹅湖矮大叶藻保存相对完好,8月份密度最高(9880±2786 shoots m–2),最大生物量为199 g DW m–2。叶片的C、N 含量及C/N因生长季节的不同而存在一定差异,经估算,天鹅湖矮大叶藻的年固碳能力为111.4 g C·m-2。于爱连湾现场实验了大叶藻分布(幼苗生长、种子萌发)与深度(光照)之间的关系。调查了海草床及周边环境的水环境、底质环境及污损生物(硬毛藻和石莼)特征,分析了海草的分布、主要营养元素组成与环境因子之间的关系。针对不同的底质和水动力环境,建立了4种海草移植恢复方法,即海草直接移植法,根部绑石移植法,泥筒辅助大叶藻移植法,以及借助海草移植装置移植法,2013年授权2项发明专利。在威海沿海(天鹅湖等)和青岛沿海(汇泉湾等)进行了移植实验,得到较好的实验结果。海草移植成活率一年后均在90%以上,对恢复后的海草床进行了调查,海草高度和自然海草没有显著差别。进行了海草种子采集、种子萌发、幼苗培育与种植方法研究。通过海草移植、种植和幼苗培育手段,建立了适合沿岸水域刺参栖息地海草床的恢复和重建技术。

 移植大叶藻的密度变化

移植大叶藻地上生物量变化

海草与草食动物(天鹅)间的相互作用:研究了海草对大天鹅(Cygnus cygnus)越冬期间的食物贡献,评估了大天鹅的摄食对海草床的影响程度。运用粪便显微分析法和碳氮稳定同位素比值分析法研究了海草对大天鹅越冬期间的食物贡献,结果表明大天鹅越冬期间(11月份-3月份)的主要食物来源是大叶藻、小麦和石莼,以及少量的硬毛藻,而大叶藻为最主要的食物来源,平均比例为66.9%。实验结果还说明稳定同位素比值分析法研究草食动物天鹅食物来源的有效方法。另外评估了大天鹅排粪对海草床的潜在影响。


  粪便显微分析法显示大天鹅对大叶藻的摄食

稳定同位素分析分析法显示大天鹅对大叶藻的摄食

4)浅海贝藻养殖与环境间的相互作用

 双壳贝类生理生态学特征及其环境影响:在威海天鹅湖海草场,调查了自然分布的双壳贝类(菲律宾蛤仔和太平洋牡蛎)的密度,运用所建立的现场研究方法研究了双壳贝类与海草间的相互作用,研究了贝类的食物来源,评估了海草碎屑对贝类的食物贡献;研究了贝类的滤食率及对主要营养元素及重金属的生物沉积速率、NP排泄速率等生理生态学特征,评估了贝类对降低海水浊度增强海草光照的贡献,以及贝类的生物沉积和排泄活动对海草的营养贡献。


浅水区(潮间带)牡蛎生物沉积捕集器


鹅湖长牡蛎生物沉积速率与水温之间的关系


浅海筏式多营养级生态养殖模式构建与优化:对浅海综合养殖中进行了大型藻类(龙须菜、海带)和沉积食性动物(刺参)的优化配比,并结合养殖水域底栖大型植被(海草、海藻)的恢复和重建技术,进一步优化了浅海养殖系统生物修复技术和多营养级生态养殖模式。