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黄海所2018年科研进展亮点
2019-01-04 11:24:59  来源:黄海水产研究所

2018年,js35123.com金沙黄海水产研究所深入贯彻党的十九大精神,全面落实建设“创新型国家”的发展战略,坚持产业导向,积极推进绿色渔业科技创新,在渔业资源与生态环境、种子工程与健康养殖、水产加工与质量安全等领域取得了一系列新成果和新突破,为引领和支撑产业转型升级,推进渔业现代化建设做出了重要贡献。从各领域中凝练出科研进展亮点,其中2项入选js35123.com金沙2018年度科技创新十大亮点。

院亮点1:海带碘代谢应对海洋酸化研究取得新突破

海带(Saccharina japonica)是世界上最重要的海洋蔬菜之一,在碘的生物地球化学循环中扮演重要角色。然而,气候变化下海带等大型藻类碘代谢调控机制尚未可知。黄海水产研究所海洋藻类生物资源与功能研究团队与英国班戈大学、东英吉利大学、澳大利亚塔斯马尼亚大学和美国南加州大学等单位的科研人员开展联合研究,通过不同时空尺度下海洋酸化生态学实验,有效整合生理学、生物学、生物化学、试验生态学多种技术手段,发现海水酸化和适度升温显著促进海带碘吸收效率;贝类喂食酸化条件下生长的海带后,其体组织碘含量显著增加,而甲状腺激素水平却明显降低;转录组学和蛋白组学研究结果表明适度酸化显著降低碘素代谢通路中卤代过氧化物酶(vHPOs)基因和蛋白的表达水平。研究结果揭示了气候变化条件下海带碘代谢的应答与调控机制,为准确评估未来碘生物地化循环格局演变提供了理论依据,也为人类碘素合理膳食提供了数据参考。相关成果发表于国际著名期刊Global Change Biology。这是该团队继Environmental Science & Technology(2014,2015)、Global Change Biology(2017)上刊文之后,再次在海洋气候变化领域国际TOP期刊(Global Change Biology,2018)发表研究成果。

院亮点2:微塑料对渔业生物的毒性效应研究取得新进展

海洋塑料污染已成为与全球气候变化、臭氧耗竭、海洋酸化并列的重大全球环境问题,其中直径小于5mm的微塑料更是倍受国际关注的新型污染物。针对微塑料污染全球化的问题,黄海水产研究所渔业环境污染生态学团队优化了海水和沉积物中微塑料的采集、分离及检测方法,掌握了北黄海产卵场、索饵场、洄游通道等重要渔业水域微塑料的污染现状;研究了聚苯乙烯微塑料对海洋细菌Halomonas alkaliphila的毒性效应,发现微塑料对Halomonas alkaliphila生态功能具有显著影响;研究了聚苯乙烯微塑料对许氏平鮋行为能力、能量代谢及营养品质的影响,发现微塑料显著抑制了许氏平鮋的摄食、游泳能力及活动范围,增强了许氏平鮋的集群行为,显著影响了许氏平鮋的能量储备和营养组成。在微塑料的检测方法、污染特征分析及其对重要渔业生物影响等方面取得了重要创新成果。相关成果发表于Journal of Hazardous Materials(一区,IF 6.434)和Science of the Total Environment(二区,IF 4.610,2篇)。该成果对阐明微塑料的渔业环境效应具有重要意义,有力推动了渔业生态环境学科的发展。

所亮点1:首次完成花鲈全基因组精细图谱绘制

花鲈是我国重要海水养殖鱼类,基因组精细图谱的缺乏限制了其遗传改良的研究进程。在青岛海洋科学与技术试点国家实验室科技创新计划和鳌山卓越人才培养计划项目的支持下,黄海水产研究所鱼类种质资源与分子育种团队联合青岛华大基因研究院历经3年努力,首次完成了花鲈全基因组测序和精细图谱绘制,研究论文“Chromosome-level genome assembly of the spotted sea bass,Lateolabrax maculatus”于2018年10月在国际重要刊物GigaScience杂志(IF 7.3)发表。该研究通过新一代测序和HI-C三维基因组技术,构建了染色体水平的花鲈基因组图谱。揭示花鲈基因组大小为668Mb,重复序列为132Mb,注释基因为22015个。进化分析表明花鲈与欧洲鲈鱼关系最近,大概在87Mya开始分化,并且两者染色体之间呈现较好的共线性。通过比较基因组学分析,筛选到125个花鲈特异基因家族。花鲈全基因组的解译对于花鲈生命特征的深入认知以及花鲈分子遗传育种的研究具有重要意义,为建立花鲈基因组选择育种技术,培育高产抗病优质良种提供了基因资源和技术手段。

所亮点2:培育“黄育1号”新品种,助推脊尾白虾养殖产业发展

脊尾白虾是我国重要的海水养殖特色经济虾类之一。针对脊尾白虾产业中亲本遗传背景不清、缺乏良种、野生亲虾携带病原及病害频发等问题,黄海水产研究所海水池塘健康养殖与质量控制团队率先进行了脊尾白虾种质资源收集与评价,发现野生群体遗传多样性丰富,遗传分化处于中等水平,具有较大人工选育潜力,发布了《脊尾白虾》种质鉴定国家标准,建立了种质鉴定技术;突破了全人工繁育技术,阐明了其多次繁殖特性,3-4个月可繁殖一代,建立了工厂化育苗和海水池塘半人工育苗技术,实现苗种规模化生产;采用群体选育方法,经过6代选育培育出生长快新品种脊尾白虾“黄育1号”(品种登记号:GS-01-005-2017),体长平均提高12.62%,体重平均提高18.40%;建立了海水池塘“虾-蟹-贝-鱼”以及脊尾白虾“两茬养殖”和“盐碱水养殖”等多种高效生态养殖模式,示范养殖4300多亩,新增产值1200多万元,经济生态效益显著。研究结果推动了脊尾白虾由池塘养殖“兼养品种”发展为“主养品种”。

所亮点3:深远海大型围栏养殖设施与装备研发取得新突破

针对黄渤海区远海开放海域特殊的海况条件及养殖设施大型化与智能化发展需求,在国家海水鱼产业技术体系建设专项等项目支持下,黄海水产研究所渔业增养殖装备与工程团队和工业化养殖模式与工艺团队与莱州明波水产有限公司合作,先后突破了大型养殖围栏钢桩防腐处理、海上打桩精准定位、侧网与海底防逃固定、网衣与钢桩安全装配、水上平台构建及主体设施安全性数值计算等关键技术,在莱州湾远海开放海域建成目前国内圈养水体最大的钢制管桩生态围栏1座,养殖水体达到16万立方米。配套研发了鱼苗转运投放、饲料投喂、成鱼收获、物联网监控等附属装备,基本实现了大型围栏养殖的自动化与智能化操控管理。构建的水上多功能平台设有养殖废弃物与生活污水处理、休闲垂钓与海上观光等设施,拓展了大型围栏的生态渔业功能。该大型化海洋养殖设施不仅具有良好的抗风浪和耐流性能,而且可充分利用海域的水体空间,实现不同水层鱼类的立体化养殖,并为体表易于擦伤的集群性鱼类(如大黄鱼)和栖底性鱼类(如鲆鲽类)养殖提供了解决方案。2018年开展了黄条鰤、云龙石斑鱼和斑石鲷陆海接力活鱼转运、放养、投喂和起捕预实验,取得了良好的效果。

所亮点4:首次科学评估了渤海江豚种群数量和启动黄渤海江豚联合调查

黄渤海濒危物种东亚江豚种群数量下降明显,生存状况不容乐观,保护形势严峻,但研究资料极其匮乏。为进一步贯彻落实国家关于加强水生野生动物保护,黄海水产研究所渔业资源增殖与养护团队多年来开展黄渤海东亚江豚生态研究并取得突破性进展。首次采用截线抽样法完成了渤海东亚江豚种群数量调查,评估渤海东亚江豚种群数量约为7883头,相关成果发表于《兽类学报》;为进一步研究黄渤海东亚江豚的种群动态,联合中国科学院水生生物研究所、自然资源部第一海洋研究所等单位的优势专业团队,于今年5月在山东半岛南部海域开展了国内首次江豚资源联合调查,确定了荣成桑沟湾和青岛崂山湾海域为东亚江豚的重要栖息地。中央电视台、青岛电视台、人民日报、新华网等多家主流媒体对本次调查进行报道,取得了很好的社会反响。该工作拓展了黄海水产研究所现有的渔业资源学科研究领域,取得的成果弥补了国内黄渤海东亚江豚种群状况研究的不足,为制定中国近海江豚生态多样性保护策略提供了重要的科学基础。

所亮点5:南美白对虾育种核心技术取得重大突破

南美白对虾是我国重要的海水养殖种类。长期以来,其种源一直被国外少数公司控制,优质种虾几乎完全依赖进口。为破解这一难题,黄海水产研究所虾类遗传资源与育种团队创新研发出核心育种技术,通过与国内几个单位合作,收集30多个引进种源的后代,选育出“壬海1号”“海兴农2号”等新品种。在js35123.com金沙基本科研业务费的支持下,联合所内相关研究力量,突破了种虾循环水养殖、微生态系统调控和繁育性能营养调控等关键技术,建立了标准化、规模化的无特定病原种虾培育系统。经过测试,种虾平均体重超过40g,养殖存活率达75%;种虾体色鲜亮、体质健壮,不携带WSSV、EHP等病原;生产测试产卵量及出苗率等指标达到或超过国外优质种虾的水平。南美白对虾育种核心技术的突破,对打造我国南美白对虾“育繁推”一体化的技术体系和种业创新平台,培育出完全拥有自主知识产权的南美白对虾种虾具有重要意义。

所亮点6:养殖刺参高温灾害防控技术取得新进展

为应对近年来持续爆发的夏季高温,黄海水产研究所水产动物药理与临床团队以所培育的具有抗病、耐高温和生长速度快优良性状的刺参“参优1号” (GS-01-016-2017)新品种为种质基础,建立了养殖刺参高温灾害防控技术体系,并在辽宁、山东、河北等刺参主产区进行了推广应用。2018年推广“参优1号”亲本580头,幼体368.55亿个,苗种6700余万头;同时,针对池塘高温期水质、底质特点,优化了换水充氧工艺,突破了池塘工程化改造技术、水色调节技术、水质调控技术和底质调控技术等,建立了“抗逆新品种+环境调控+工艺优化”一体化的高温灾害防控技术体系。养殖效果表明,在水温33℃-34℃高温灾害条件下,养殖刺参成活率较未采用高温防控体系平均提高23%,表现出了突出的抗高温能力。该体系的建立促进了刺参养殖产业良种化进程,对抵抗高温和病害灾害,提高养殖成活率和养殖效益具有重要的现实意义。

所亮点7:复杂基质中贝类毒素的高通量筛查与确证方法

几十年来,贝类毒素危害对我国国民健康、国际贸易和产业发展造成极为严峻的不利影响。贝类毒素种类多且具区域、品种和季节差异特征,因此高通量筛查及确证技术是摸清我国近海贝类中毒素残留风险、科学构建防控技术的首要任务,也是国际贝类毒素研究的技术难点之一。黄海水产研究所水产品质量安全形成机理与过程控制团队率先突破了复杂贝类基质前处理技术局限性,有效解决了基质干扰效应,将超痕量毒素的提取效率由不足50%提升到85%以上;自建贝类毒素非定向筛查信息采集方法,实现了贝类中游离态和结合态贝类毒素组分的高精准解析。综合运用多级质谱高灵敏检测与鉴定方法,建立数据依赖性采集模式,将贝类毒素数据库、精确分子质量、多能量全扫描二级谱库等信息纳入判定依据,通过匹配权重综合识别判定,实现多毒素组分标准化的精确确证。已建立的120多种贝类毒素组分的质谱谱库,是我国目前覆盖范围最广、技术能力最强的贝类毒素高通量筛查与确证方法平台,显著提升了我国贝类毒素风险的主动防控能力。

所亮点8:海蜇制品中铝的控制技术与产品开发

针对海蜇制品中铝残留量严重超标的问题,黄海水产研究所水产动物精深加工与综合利用团队建立了一套完整的海蜇制品中铝的控制技术和加工工艺。该技术具有绿色安全、处理成本低、操作简便、产品品质高等特点。采用该技术加工的即食海蜇,经第三方权威机构检测,产品中铝含量均在75 mg/kg以下,大幅低于GB 2760-2014中500 mg/kg的限量值,极大提高了海蜇产品的质量安全。该技术不仅可以有效控制海蜇产品中的铝含量,同时解决了脱铝过程会严重破坏产品品质的问题,采用该技术加工的即食海蜇口感脆嫩、有韧性,口感好。与同类技术相比,该技术具有明显的先进性与创新性。该项技术得到了业界的广泛认可,2项相关专利已经在企业进行了专利独家许可使用和专利权转让,并成功在企业中得到应用,起到了很好的示范推广作用。2018年获第二届中国国际现代渔业暨渔业科技博览会“创新奖”。

所亮点9: 渔业资源调查与评估方法优化取得新突破

渔业资源科学调查是进行渔业资源评估和管理的基础,传统的资源调查方法费时费力,渔业资源调查普遍存在有限性;因此,对于全球绝大部分渔业,因缺乏长期连续的调查数据,常规性资源评估模型不具备普适性;并且现有数据有限性渔业资源评估方法鲜少能有效利用间断性调查数据,评估结果精准性较差。针对现行渔业资源调查和评估存在的问题,黄海水产研究所渔业资源生态学团队以中国对虾为研究对象,阐明了其释放DNA在水体的存留时间,掌握了中国对虾生长与其释放eDNA量之间的关系,首次建立了中国对虾生物量评估的eDNA技术,并在渤海中国对虾生物量评估中进行验证,取得了较好的效果;以小黄鱼为例,首次应用地理统计二阶广义线性混合模型量化了昼夜时段对鱼类可捕系数的影响,为优化评估近海渔业资源的时空分布和年际资源量丰度指数提供了一种新方法;同时,以我国渔业资源调查数据为基础,构建了一种新型的数据有限性渔业资源评估方法,实现了对渔业产量数据和间断性调查数据的充分利用。该成果提高了渔业资源调查和评估精确性,为我国渔业资源精准评估和科学管理提供了技术基础,同时,也为提升我国在国际渔业谈判与协商的话语权提供了有力支撑。

所亮点10: 浅海绿色高效新生产模式的构建与应用

在近海渔业资源日益衰退的背景下,海水养殖成为人类开发利用海洋生物资源、弥补水产品供应巨大缺口的主要渠道。浅海是海水养殖的主战场,然而,浅海养殖在快速发展的同时,也面临着养殖空间被挤压、超容量养殖、生产效率低下、劳动力短缺、海洋酸化等诸多的挑战,黄海水产研究所浅海生态养殖模式与技术团队和滩涂增养殖与生境修复团队联合攻关以系列自主知识产权技术为手段,摸清了重要养殖生物生理活动对养殖生态系统中生源要素关键生物地球化学过程的影响,阐明了养殖生态系统中个体-群落-生态系统水平物质循环和能量流动规律,为浅海健康养殖与管理奠定了基础;研发了系列具有自主知识产权的养殖动态容量评估和养殖系统健康评价技术,动态模拟和预测了不同养殖方案的生产效率,为“减量增收”理念的践行提供了理论依据;基于养殖容量评估结果,构建了浅海筏式绿色高效养殖模式,为海水养殖产业的绿色高效可持续发展提供了重要的技术支撑。技术研发过程中,建立示范基地5个,示范推广面积1600多公顷,近3年新增销售额15960万元,新增利润4351万元。

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