科研产出
东海近远岸浮游细菌多样性比较及其影响因素研究
《海洋渔业 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：浮游细菌是海洋微食物环的重要组成部分，在地球水体生态系统物质循环、蓝碳、藻菌互作及维持海洋生态平衡等过程中发挥着关键驱动作用。为探究东海不同海域浮游细菌的分布特征及其影响因素，利用16S rRNA高通量测序技术，解析了冬季东海近远岸11个站位的浮游细菌丰度差异及对其主要影响环境因素。结果表明，调查海域的近岸浮游细菌种类主要包括变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和厚壁菌门，其中2个优势属(丰度>5%)为假交替单胞菌属(22.33%)和盐单胞菌属(5.09%)。而其远岸浮游细菌类群则主要由变形菌门、拟杆菌门和放线菌门组成，其5个优势属为假交替单胞菌属(12.30%)、食链菌属(9.98%)、弧菌属(8.67%)、海水单胞菌属(6.09%)及假单胞菌属(5.73%)。多样性指数分析结果表明，调查海域近岸浮游细菌丰度明显高于远岸海域；离岸距离、海水盐度及溶氧量是影响调查海域浮游细菌群落多样性差异的主要环境因素。在所解析的5个属的标志细菌物种中，其中4个属即盐单胞菌属(Halomonas)、极地杆菌属(Polaribacter)、Krokinobacter属和Fluviicola属的物种丰度与离岸距离和盐度均呈正相关(P<0.05),而与溶氧量呈负相关(P<0.01);而小红卵菌属(Rhodovulum)的物种丰度与离岸距离(P<0.05)和盐度(P<0.01)均呈负相关，与溶氧量呈正相关(P<0.001)。研究结果可为进一步探究东海浮游细菌的生态学功能提供科学参考。
关键词： 东海 浮游细菌 物种多样性 环境因素 16S rRNA高通量测序
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西沙群岛浪花礁珊瑚礁鱼类种类组成与演替
《热带海洋学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为明确西沙群岛浪花礁鱼类物种组成,揭示鱼类演变特征,保护和合理利用西沙群岛珊瑚礁鱼类,于2023年通过潜水捕捞、手钓、水下视频以及eDNA等手段对浪花礁珊瑚礁鱼类进行调查研究,并结合1979年、1998—1999年及2003年的历史数据,解析浪花礁鱼类种类组成及变化情况。截至目前浪花礁共发现鱼类259种,隶属12个目47科115属,其中鲈形目鱼类最多,为200种。结果显示:（1）浪花礁鱼类物种数与其对应的最大全长成指数相关,物种数随最大全长增加而显著减少,并且浪花礁以小型鱼类和肉食性鱼类占据主导地位,分别占总种类数的49.03%和59.07%;（2） 2023年的调查结果较历史数据共有77种鱼类近年未发现,以肉食性最多,而大型鱼类几乎全为肉食性鱼类,并且7种位列于国际自然及自然资源保护联盟（International Union for Conservation of Nature,IUCN）红色名录的鱼类均为大型鱼类,除了棕点石斑鱼（Epinephelus fuscoguttatus）,其他在本研究均未发现;（3）浪花礁鱼类在种类组成、食性组成及不同体型层面较历史的相似性指数均不相似甚至极不相似,尤其是大型鱼类和肉食性鱼类的相似度最低;（4）平均分类差异指数（Δ+）和变异分类差异指数（Λ+）呈下降趋势,降幅明显并低于95%置信区间。以上结果表明,浪花礁环境受到扰动,气候变化和人类干扰等多重压力导致浪花礁鱼类组成发生显著更替,大型肉食性鱼类所受影响最为显著。本研究为浪花礁珊瑚礁生态系统的深层理解和有效管理与保护提供了理论参考,为珊瑚礁生态系统的修复提供了基础数据和科学依据。
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基于CBAM-UNet的大菱鲆鱼卵识别计数方法
《南方水产科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：大菱鲆(Scophthalmus maximus)鱼卵数量的精准统计是影响其苗种优选过程的重要因素。由于大菱鲆鱼卵体积微小、透明度高且容易粘连，目前人工操作效率低下且误差较大。为了实现鱼卵的自动、快速、准确计数，根据大菱鲆鱼卵的成像特点，提出了一种基于卷积块注意力机制和U形卷积神经网络(CBAM-UNet)的大菱鲆鱼卵计数方法。首先，设计了一套由工业相机、漫反射光源和图像采集箱构成的标准化鱼卵采样结构，获取无影的高清鱼卵图像，构建鱼卵图像样本集；随后，以UNet网络作为基础语义分割模型，针对鱼卵图像中无法有效分割鱼卵与背景边界及细节等问题，进一步引入了双重注意力机制，以增强模型对鱼卵特征的表达能力，提高分割精度；最后，根据分割后鱼卵面积、拍摄高度及鱼卵数量等构建多元线性回归模型，实现鱼卵的精准计数。结果表明，所提出的基于CBAM-UNet的鱼卵识别计数方法能有效提高大菱鲆鱼卵的计数精确度，平均计数误差为6.32%，低于基于其他模型和人工统计方法(质量比对法)的平均计数误差。
关键词： 大菱鲆 鱼卵计数 语义分割 U-Net CBAM 线性回归分析
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不同盐度胁迫下大黄鱼肝脏转录组比较分析
《海洋渔业 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探讨盐度变化对大黄鱼(Larimichthys crocea)肝脏基因转录表达的影响，将体质量为(59.68±1.32) g的大黄鱼分别在盐度25（对照组）、盐度36（高盐组）、盐度10（低盐组）的水体中暴露24 h，采用Illumina Hiseq 2500对肝脏样本进行转录组测序。结果显示，从高盐vs.对照组(H vs. C)、低盐vs.对照组(L vs. C)和高盐vs.低盐(H vs. L)中分别筛选出71个、180个和438个差异基因(DEGs)。GO (Gene Ontology)和KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分析发现，H vs. C中的DEGs显著富集在三羧酸循环、MAPK信号通路、内质网蛋白加工和Toll样受体信号通路等；L vs. C中的DEGs显著富集在FoxO信号通路、戊糖磷酸途径、mTOR信号通路、RNA降解、P53信号通路和内质网蛋白加工等，表明大黄鱼对高盐和低盐胁迫的响应均涉及到糖类代谢、内质网应激、细胞凋亡和自噬等生理功能。H vs. L中的DEGs显著富集在内质网蛋白加工、FoxO信号通路、甘油脂代谢、糖酵解/糖异生、吞噬体和P53信号通路等，表明大黄鱼在高盐和低盐适应过程中，内质网应激、脂类代谢、糖类代谢、细胞凋亡和自噬等生理功能存在差异。研究结果可为深入研究鱼类对盐度胁迫的响应机制奠定基础。
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稀有鮈鲫精子超低温冷冻保存
《水生生物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为建立稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)精子超低温冷冻保存技术,研究了稀有鮈鲫精子在不同种类和浓度稀释液与抗冻剂、降温程序中的冷冻保存效果,并开展授精实验,以期建立稀有鮈鲫精子超低温冷冻保存方法。首先,比较了5种精子稀释液对稀有鮈鲫精子活力的影响,发现在BSMIS (Buffered Sperm Motility-inhibiting Solution)稀释液中,精子活力最高(95.55±2.35)%,精子曲线运动速度(VCL)、直线运动速度(VSL)和平均路径速度(VAP)分别为(103.00±29.82)、(84.00±26.21)和(126.67±27.57)μm/s,寿命(37.67±0.58)s,与鲜精无显著差异(P>0.05);其次,筛选了不同浓度的6种渗透性抗冻剂,发现当BSMIS稀释液含有10%甲醇时,精子活力最高(22.33±2.08)%;再次,筛选和优化了不同浓度的非渗透性抗冻剂,发现当BSMIS稀释液含有8%甲醇和90 mmol/L葡萄糖时,精子活力最高(46.00±4.00)%,且VCL、VSL和VAP分别为(125.02±7.42)、(107.10±4.92)和(116.99±6.34)μm/s,寿命(32.67±2.52)s,其中VSL、VAP与鲜精相比无显著差异(P>0.05)。最后,比较了4种液氮蒸气中平衡高度和3个液氮蒸气中平衡时间对稀有鮈鲫精子冷冻保存效果的影响,发现液氮蒸气中平衡高度为3 cm且平衡时间为10min时,精子活力显著高于其他实验组。采用流式细胞仪检测冻精质膜完整性、线粒体活性和DNA完整性,分别为(55.78±2.13)%、(56.18±0.64)%和(55.07±2.00)%。进一步通过授精实验评估冻精质量,冻精受精率和孵化率分别为(87.31±1.38)%和(98.84±1.02)%,与鲜精无显著性差异(P>0.05)。上述结果表明,稀有鮈鲫精液以BSMIS稀释液、8%甲醇和90 mmol/L葡萄糖为抗冻保护液,液氮蒸气中3 cm处平衡10min后置于液氮的超低温冷冻保存效果最好。研究初步建立稀有鮈鲫精子超低温冷冻保存技术,为其种质资源的长期保存提供技术支撑。
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基于YOLOv8模型的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)摄食强度量化及分类方法研究
《海洋与湖沼 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为实现凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)摄食强度量化及分类，克服投喂主观性，优化饲料利用率。实验采用YOLOv8模型对凡纳滨对虾进行识别和检测以及YOLOv8-segment模型对凡纳滨对虾的虾头进行分割，根据饲料区域内对虾的数量和虾头的像素面积，实现对虾摄食强度的量化，并利用Convnext模型将图像中对虾的摄食强度划分为强摄食、中摄食和低摄食3个级别。实验结果显示，迭代200次后，YOLOv8模型对饲料区域内对虾目标检测的mAP50达到了99.5%,YOLOv8-segment模型对虾头分割的mAP50达到了92.1%，展现了YOLOv8模型的强大性能。经实验验证发现，在不同摄食强度下饲料区域内对虾的数量和虾头的像素面积存在明显差异。Convnext模型对凡纳滨对虾3种摄食强度的图像分类准确率为98.8%。该方法可以客观有效地将对虾摄食强度进行量化，并将对虾的摄食强度进行分类，为实现对虾的精准投喂提供了理论基础和技术支撑。
关键词： 凡纳滨对虾 摄食强度量化 计算机视觉 YOLOv8
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基于多目标遗传算法的激光雷达养殖车间水质巡检系统
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解决强噪声、低光照、高湿度环境下循环水养殖车间水质巡检难题，该研究提出基于三维激光雷达定位技术的水质巡检系统，同时采用多目标遗传算法求解考虑5个主要因素（包括安全性、距离、平稳性、行程持续时间和无碰撞路径）的机器人最佳巡检路径，并通过试验验证水质巡检系统可行性。研究结果表明，当巡检系统以0.5 m/s巡航时，实际导航路径与目标路径的最大横向偏差为7.2 cm，最大纵向偏差为6.3 cm，最大航向偏差为6.9°；基于多目标遗传算法的路径规划相较于多目标进化和随机同源类查找器方法，在行驶路径相同的条件下路径规划时间分别减少了31%和42%，在同一路径且障碍物数量相同的条件下障碍物碰撞率分别降低了15%和31%。研究结果可为养殖车间水质巡检系统研发提供参考。
关键词： 机器人 激光雷达 路径规划 多目标遗传算法 水质巡检
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半滑舌鳎vstm2a基因的响应细菌感染的表达模式和功能
《上海海洋大学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了探究半滑舌鳎vstm2a基因响应细菌感染的表达特征和其蛋白功能，采用实时荧光定量（RTqPCR）检测哈维氏弧菌、鳗弧菌、溶藻弧菌、迟缓爱德华氏菌和无乳链球菌感染半滑舌鳎后免疫组织（鳃、肝脏、脾脏、肠道和肾脏）中vstm2a的相对表达特征；构建vstm2a基因原核表达重组质粒，获得重组蛋白，采用牛津杯法、细菌蛋白结合实验和siRNA沉默等，探究vstm2a蛋白在细菌入侵中的功能。结果显示：vstm2a蛋白具有跨膜结构域和Ig结构域，在细胞表面行使功能；相关免疫组织中的vstm2a基因的表达量在哈维氏弧菌、鳗弧菌、溶藻弧菌、迟缓爱德华氏菌和无乳链球菌感染半滑舌鳎后6 h、48 h和72 h显著升高；vstm2a重组蛋白与细菌孵育后，经过低速离心与细菌共同沉淀；抑菌实验显示其显著抑制细菌的生长，并且siRNA降低vstm2a基因后，抑制了细胞因子IL-6和IL-10等基因的表达。证明了vstm2a蛋白响应细菌入侵，可以识别和结合细菌，通过抑制细菌生长和激活促炎症细胞因子，对病原菌的感染起到免疫防御作用，是一种重要的免疫蛋白。本研究有助于解析细菌黏附细胞或鱼体抵抗细菌入侵的机制，为未来采用分子手段选育抗性品种提供一定的理论基础。
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野生与养殖条件下香港牡蛎和咬齿牡蛎寄生派琴虫感染差异研究
《南方水产科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：人类活动改变了牡蛎的生长和发育环境，也因此影响着其体内寄生虫的繁殖，促进了寄生虫的扩散与传播。为评估人类活动对香港牡蛎（Crassostrea hongkongensis）和咬齿牡蛎（Saccostrea mordax）感染派琴虫（Perkinsus spp.）的影响，分别采集了华南沿海8个地区的6个野生牡蛎种群和4个养殖牡蛎种群，分析了野生和养殖条件下派琴虫的感染率与感染丰度差异。结果显示，养殖香港牡蛎的派琴虫平均感染率为（61.25±13.30）%，与野生香港牡蛎差异不显著，但两者均显著高于野生咬齿牡蛎[（13.75±5.45）%)]。不同地区间养殖香港牡蛎的派琴虫感染率差异显著，而野生香港牡蛎和野生咬齿牡蛎的派琴虫感染率差异均不显著。野生香港牡蛎派琴虫平均感染丰度为（1 144.79±295.85）个·g-1，与野生咬齿牡蛎差异不显著，但两者均显著低于养殖香港牡蛎[（14 668.08±8 379.21）个·g-1]。不同地区间，养殖香港牡蛎、野生香港牡蛎、野生咬齿牡蛎的派琴虫感染丰度均差异不显著。香港牡蛎转运养殖促进了不同地区间派琴虫的传播，人为干预的养殖与野生的环境差异造成了派琴虫的感染丰度显著变化。首次在咬齿牡蛎上发现了派琴虫感染，说明派琴虫的传播范围广、传播能力强。咬齿牡蛎特殊的附着生活方式降低了派琴虫的感染风险。由于野生香港牡蛎的感染丰度低，将其亲本用于育苗可降低派琴虫的垂直和水平传播风险。
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免疫增强剂对紫贻贝的毒素蓄积、抗氧化和免疫影响
《水产科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为筛选影响紫贻贝中氮杂螺环酸毒素蓄积的免疫增强剂，设置添加维生素C(维生素C钠粉333.00 mg/L)、大黄素、花生四烯酸(6.66 mg/L)和黄芪多糖(333.00 mg/L)共4个处理组，评估不同组别紫贻贝[体质量(7.14±1.05) g]抗氧化功能和非特异性免疫指标的变化。试验结果显示：各免疫增强剂对紫贻贝存活率无影响(P>0.05),暴露期间紫贻贝软组织质量先降后升，除花生四烯酸组外其他处理组与对照组无显著性差异(P>0.05)。免疫增强剂均影响内脏团中毒素蓄积而对毒素代谢无影响。各组别最高毒素蓄积量为对照组1235.33μg/kg>维生素C组1153.12μg/kg>大黄素组755.74μg/kg>花生四烯酸组568.72μg/kg>黄芪多糖组141.43μg/kg。大黄素组、花生四烯酸组、黄芪多糖组氮杂螺环酸毒素含量分别为对照组的61.2%、46.0%和11.5%。添加黄芪多糖和花生四烯酸后，紫贻贝内脏团中超氧化物歧化酶活性显著升高(P<0.05),丙二醛含量显著降低(P<0.05),同时提高了非特异性免疫标志物溶菌酶含量和酸性磷酸酶活性。试验结果表明，花生四烯酸和黄芪多糖显著提高毒素蓄积过程中紫贻贝抗氧化和非特异性免疫能力。
关键词： 免疫增强剂 氮杂螺环酸毒素 抗氧化活性 免疫能力 黄芪多糖
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