科研产出
采用期望最大化算法的半滑舌鳎性逆转性状高效遗传解析
《山东农业大学学报(自然科学版) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了解析半滑舌鳎（Cynoglossus semilaevis）性逆转性状的分子遗传作用机制，定位筛选可用于性控育种的分子标记或侯选基因，本研究提出了一种期望最大化算法（Expectation-Maximization algorithm, EM），并基于该算法开展了半滑舌鳎性逆转性状的全基因组关联分析。EM算法直接使用阈模型中隐含连续正态分布表型的期望作为因变量，用迭代最小二乘代替logit回归法的迭代重加权最小二乘，它具有比logit回归法更直观、更易于编程的优点。本研究采用显著主成分控制群体分层后，使用EM算法与logit回归对对半滑舌鳎数据进行GWAS(Genome-wide Association Study, GWAS)分析。结果显示，EM算法结果无明显的假阳性或假阴性，比logit回归法的检测效力更高。基于EM算法的全基因组关联分析共定位到13个与性逆转性状显著关联的QTN (quantitative trait nucleotide,QTN)，其中3个QTN位于W染色体上，10个QTN位于Z染色体上。经过基因注释发现，上述定位获得的QTN位于LOC103396896、MALT1、ADGRD2、FBXl17、DMXl1、SMARCA2、DMRT1、LOC103397760、NEUR13和PDLIM5a基因区段内。当进行检索时发现，这些基因参与了其他物种中涉及性别决定或性腺发育等相关过程。本研究提供了一种基于EM算法的具有高检测效力的全基因组关联分析方法，同时也为半滑舌鳎的性逆转遗传机制解析和性控育种提供有效的理论指导。
关键词： 全基因组关联分析 半滑舌鳎 性逆转 主成分 期望最大化算法 广义线性模型
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草鱼肠系膜脂肪沉积量的测定与分析
《水产学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为精确且批量测定草鱼肠系膜脂肪（肠脂）沉积量，避免传统人工刮取称量方法耗时费力、量化粗糙等问题，实验利用脂溶性染料油红O可特异性着色脂肪的特性，探索开发出一种便捷定量草鱼肠脂含量的新方法。结果发现，麻醉解剖200尾平均体重约80 g的草鱼，取出整个内脏团简单处理并塞入PIT个体识别标记后，样品集中进行多聚甲醛固定、无水乙醇脱水、油红O染液定染，可在维持样品组织完整的基础上，实现肠脂组织的特异性、均一化批量染色处理。各染色样品再分别通过无水乙醇溶剂完全萃取，萃取液吸光度测定，并依据绘制的标准曲线（y=0.0276x+0.040 3, R~2=0.999 7），即可精确获得个体肠脂沉积的相对含量，是以萃取出的油红O质量来表示。对比发现，样品肠脂组织染色-萃取量化结果与传统刮取称量数据保持了较高的相关性（n=20,r=0.80）。进一步的统计分析显示，对于同塘养殖体重变异系数8.93%的草鱼群体（n=200），萃取测定的肠脂沉积量变异系数达到24.49%，预示该性状具有丰富变异特征及遗传改良潜力。相关与聚类分析显示，肠脂沉积量与内脏质量相关性最高（r=0.60），并且聚为一类，符合二者同属脏器关联指标的预期。多元线性回归分析显示，利用简单易测的形态指标只能解释肠脂沉积量的少量变异（R2=0.20），表明基于表型性状的拟合回归方程进行间接预测的效果不佳，直接测定是该性状精准量化的有效途径。本研究为草鱼体脂性状改良提供了一种性状精确测定方法。
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基于共混和层层自组装方法协同交联剂对琼胶/海藻酸钠复合膜性能的影响
《食品与发酵工业 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：以琼胶和海藻酸钠为成膜基质,通过共混和层层自组装两种方法制备了琼胶/海藻酸钠共混膜和双层膜,并引入交联剂柠檬酸和阿魏酸,通过测定复合膜的机械强度、耐水性、热稳定性、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FT-IR)和微观结构等指标,探究了不同制膜方式结合交联剂对复合膜性能的影响.结果表明,与共混膜相比,双层膜表现出更优异的机械性能和耐水性,添加交联剂后,膜的水蒸气透过率(P<0.05)显著降低,拉伸强度、热稳定性和不透明度提高.其中柠檬酸交联的双层膜综合性能最佳,即拉伸强度51.57 MPa,断裂伸长率26.02%,水溶性24.42%,溶胀率101.67%.FT-IR分析表明柠檬酸通过与琼胶和海藻酸钠发生酯化反应形成CO进行共价交联,而阿魏酸通过与成膜基质形成氢键进行非共价交联.扫描电镜分析表明琼胶和海藻酸钠的相容性良好,各膜表面均平整、光滑,而添加交联剂后,膜截面褶皱减少,膜结构更加紧密.由此表明,层层自组装技术和交联剂的结合使用可以制备出综合性能更好的复合膜.
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梨形环棱螺11个地理种群的几何形态学分析
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：为了摸清国内梨形环棱螺的种质资源现状,提供下一步选择育种的优质种质资源材料.通过采集江苏、安徽、上海、山东、湖南、广西、江西、贵州、湖北、浙江、广东典型分布省份的249个野生样本,对不同群体的每个个体自壳顶开始顺时针设置24个地标点,并在第11~12、12~13、13~14、14~15、15~11、15~16个地标点之间等距设置15个半地标点.基于地标点和半地标点设置结果进行普氏叠印,并删除超过上四分位的异常值.采用薄板样条曲线法进行缺失值检查,并利用主成分分析对形态学变异进行分析.对不同地理群体的普氏距离进行方差分析并根据不同群体之间的普氏距离进行聚类分析.梨形环棱螺11个地理种群外部形态的主要变异位置是壳顶及螺口上缘.不同地理种群形态特征变异的集中性较差,第1主成分和第2主成分不能显著区别区分不同的群体.11个群体大致可以划分为长江流域群体和长江以南群体两大类.不同群体的外形特征存在显著差异,这种外形差异可能与当地的生境有关.
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南海西沙毗邻海域四种眶灯鱼的营养生态位
《中国水产科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究南海西沙毗邻海域中层鱼类（mesopelagic fish）的食性及中层鱼类在生态系统中的营养生态位,本研究以南海西沙毗邻海域的4种中层鱼:亮眶灯鱼（Diaphus splendidus）、短距眶灯鱼（D.mollis）、灿烂眶灯鱼（D.fulgens）和吕氏眶灯鱼（D.luetkeni）为研究对象,运用碳氮稳定同位素技术对4种眶灯鱼的营养级、营养生态位以及主要食物来源进行研究。结果显示:（1） 4种眶灯鱼δ15N范围为8.31‰～11.08‰, δ13C范围为-21.88‰～-18.19‰;（2） 4种眶灯鱼营养级存在差异,吕氏眶灯鱼（3.75）＞亮眶灯鱼（3.63）＞灿烂眶灯鱼（3.57）＞短距眶灯鱼（3.41）;（3）灿烂眶灯鱼的营养生态位宽度最大,对饵料资源的利用能力较强,食源丰富。亮眶灯鱼的营养生态位宽度最小,对某些饵料生物选择性较强,摄食具有专一性;（4） 4种眶灯鱼之间存在一定的食物资源摄取利用的竞争关系,但吕氏眶灯鱼与短距眶灯鱼不存在竞争;（5）贝叶斯混合模型表明浮游动物是4种眶灯鱼的主要饵料生物。本研究揭示了西沙毗邻海域4种眶灯鱼的主要食物来源和营养生态位特征,为研究中层鱼类的食性特征以及营养结构关系提供了基础数据,对深入开展中层鱼类对海洋生态系统能量流动与物质循环等研究具有意义。
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盐度对全氟和多氟烷基物质(PFAS)在海水-沉积物界面吸附行为的影响
《中国环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：模拟海水-沉积物环境,分析了不同盐度影响下5种全氟和多氟烷基物质(PFAS)含量变化,并解析了PFAS的吸附动力学和热力学等吸附行为.在设置的不同盐度实验组中,全氟辛烷磺酸(PFOS)在沉积物中的吸附能力强于相同碳氟链长度的全氟辛酸(PFOA),其中PFOS在沉积物中的吸附量大于其替代物9-氯十六氟-3-氧杂壬烷-1-磺酸钾(9Cl-PF3ONS);PFOA在沉积物中的吸附量大于其替代物六氟环氧丙烷二聚酸(HFPO-DA),而小于另一替代物六氟环氧丙烷三聚酸(HFPO-TA).PFAS的沉积物分配系数(Kd)与盐度呈正相关,随着盐度的升高,PFAS在沉积物中的吸附量随之增加.PFAS的吸附过程涉及了疏水和静电相互作用.
关键词： 全氟和多氟烷基物质(PFAS) 海水 沉积物 盐度 吸附 新污染物
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东江三角洲河网浮游植物粒径特征研究
《淡水渔业 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：于2021-2022年春夏秋冬四个季节对东江三角洲河网的浮游植物叶绿素a浓度及粒径结构（小型Micro,微型Nano,微微型Pico）进行了季节性调查研究。结果显示夏季浮游植物叶绿素a浓度均值明显高于其他季节。粒径组成结果显示，小型和微型浮游植物叶绿素a浓度占比较高，二者浓度占比之和的年平均值为97.25%。粒径结构的季节特征显示，Micro浓度占比季节差异显著，Nano和Pico浓度占比季节差异不显著。空间特征显示，靠近珠江口的站位一般呈现出Nano浓度占比大于Micro浓度占比的规律。冗余分析（Redundancy analysis, RDA）显示，Micro浓度占比与水温、pH和河宽呈正相关关系，Nano浓度占比与透明度呈正相关关系。聚类分析结果显示，调查站位被明显分成了上游和下游两大类群，两大类群间浮游植物粒径组成差异显著，其中两类群中Micro、Nano叶绿素a浓度占比差异显著，Pico叶绿素a浓度占比差异极显著。另外，研究发现，两类群间差异显著的物理因子主要为盐度，差异显著的化学因子主要为pH和TP。结合RDA分析结果，推测盐度和pH是影响东江三角洲浮游植物粒径组成空间分布的关键环境因子。
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金虎杂交斑三倍体血细胞特征及染色体核型分析
《海洋与湖沼 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了解三倍体金虎杂交斑(棕点石斑鱼Epinephelus fuscoguttatus♀×蓝身大斑石斑鱼E.tukula♂)的细胞遗传特性.以静水压休克诱导的三倍体金虎杂交斑为研究对象,通过细胞DNA含量测定鉴定出三倍体金虎杂交斑、对三倍体金虎杂交斑进行红细胞大小、形态的比较及染色体核型分析.结果显示,三倍体金虎杂交斑的DNA含量与二倍体金虎杂交斑的DNA含量的比值为1.45∶1.三倍体金虎杂交斑血细胞长轴、短轴分别为二倍体的1.34、1.14倍(P<0.01).三倍体金虎杂交斑血细胞体积、表面积分别为二倍体的2.07和1.54倍(P<0.01),三倍体金虎杂交斑血细胞核长轴、短轴、核表面积、核体积分别为二倍体的1.22、1.05、1.29、1.57倍(P<0.01).通过头肾-秋水仙素注射法进行染色体核型分析结果显示,二倍体金虎杂交斑的染色体数目为48,核型为2n=48=2sm+46t,NF=50,三倍体金虎杂交斑的染色体数目为72,核型为3n=72=1m+2sm+69t,NF=75,未发现有性染色体.实验结果为石斑鱼杂交种多倍体育种提供了丰富生物学基础数据.
关键词： 金虎杂交斑 红细胞形态 流式细胞术 三倍体 二倍体 染色体核型
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云斑尖塘鳢在水产养殖中的风险评估及适生区分析
《生物安全学报(中英文) 》 2024 CSCD
摘要：[目的]引进国外优良品种极大促进了水产养殖的发展,但过去水产外来种的风险评估主要针对疫病,很少针对生态风险进行评估.本研究首次利用欧洲外来水产种养殖风险分析框架(ENSARS)和物种分布模型(MaxEnt)对外来水产种云斑尖塘鳢在南部生态区的生态风险进行评估,研究结果可为我国外来水产种引种管理提供参考.[方法]基于文献调研和实地调查收集云斑尖塘鳢生物学和生态学性状以及养殖状况等信息,用ENSARS评估该鱼的入侵风险,对其传播病原体、逃逸和产生社会经济影响的可能性进行分析,并用MaxEnt预测其在中国的适生区.[结果]云斑尖塘鳢在南部生态区具有强的入侵性,在水产养殖过程中具有中等风险,其中传播病原体的风险为中度高水平,逃逸的风险为中等水平,对社会经济产生影响的可能性较低.云斑尖塘鳢的高度适生区分布在台湾、广西、广东、海南4个省(自治区),分别占该省(自治区)面积28.71%、2.41%、14.57%、24.69%.[结论]云斑尖塘鳢的生物地理和生物生态学性状使其在南部生态区具有较强的入侵性,但在养殖过程中对逃逸、病原体传播等高风险事件的人为干预,能够在一定程度上降低逃逸并产生影响的可能性.但云斑尖塘鳢的主产区与其适生区高度重叠,逃逸到自然水域后容易建立自然种群,因此需要加强养殖逃逸方面的管理.
关键词： 生物入侵 ENSARS AS-ISK 养殖设施 水产病害
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基于Gazebo的深海网箱洗网机器人动力学仿真平台搭建
《南方水产科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：深海网箱养殖是重要的海水养殖模式，网箱网衣的定期清洗是确保养殖质量和安全的关键环节。目前，网衣普遍采用人工清洗，不仅费时费力，且随着深海网箱规格越来越大，人工方式难度显著提升。洗网机器人为深海网箱网衣清洗提供了更加安全、便捷的方式；然而，洗网机器人在贴网清洁和水下穿梭过程中，受力难建模、状态难观测，设计抗扰动能力强、能耗低的控制器困难，开展全面实验及数据记录成本高、时间长。针对上述问题，在物理仿真环境Gazebo的基础上，考虑了推进器和洗盘的存在，并分析了在水下环境中诸如附加质量、阻尼等各项水动力学特性以及流场环境等因素对洗网机器人的影响，构建了一套洗网机器人仿真系统，使得洗网机器人水下工作完备数据易获得、控制性能易验证、模型性能易对比，从而助力洗网机器人的控制器开发。
关键词： 洗网机器人 深海网箱 Gazebo 运动仿真 水动力建模
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