李慧峰,曹坤,汪登强,丁放,毛智慧,俞立雄,王珂,段辛斌,贾春艳,陈大庆,王琳
2022, 29(3):341-354. DOI: 10.12264/JFSC2021-0469
摘要:鄱阳湖通江水道是多种洄游性鱼类完成生活史过程的重要通道, 具有重要的生态功能, 对于长江中下游鱼类资源的养护及其多样性维持至关重要。为了解越冬时期鄱阳湖通江水道中不同体长鱼类资源的空间分布规律及栖息生境状况, 本研究将鱼类声学探测、生境遥感定量制图分析和三维水动力模拟相结合, 分别绘制出 3 种不同体长鱼类群落的水深(SID)、流速(SIV)、坡度(SIS)等单因子生境适宜度指数曲线, 并利用乘积法建立栖息地适宜性指数(habitat suitability index, HSI)模型, 对通江水道中不同水域的鱼类生境适宜度进行对比和评估。结果表明, 鄱阳湖通江水道越冬时期鱼类平均全长为(10.1±5.73) cm, 主要分布在屏峰山以北的湖口县、鞋山和屏峰附近 3 个水域; 小体长鱼类群组(1~20 cm)水深的生境适宜度曲线为双峰型, 最适宜水深包括 3.06~4.59 m 和 9.18~12.24 m 两个区间, 流速为 0.05~0.13 m/s, 坡度为 0~2.23°; 中等体长组(20~40 cm)及大体长组(>40 cm)鱼类适宜的水深、流速和坡度的生境适宜度曲线均为单峰型, 其中中等体长组最适宜栖息的生境因子范围为水深 9.18~13.77 m、流速 0.05~0.13 m/s 和坡度 0~2.23°, 大体长组为 13.77~15.3 m、0.10~0.13 m/s 和 0~2.23°。
2022, 29(3):355-364. DOI: 10.12264/JFSC2021-0559
摘要:为探索遥感数据反演低盐湖盐度的能力, 以西藏错鄂湖为例, 利用 Sentinel-2 多光谱数据, 对比了可见光和近红外波段光谱反射率与水表盐度的相关性, 基于波段反射率和归一化水体指数(normalized difference water index, NDWI), 采用线性回归模型对西藏错鄂湖水表盐度进行反演研究。研究结果表明, 绿波段反射率与盐度的相关性高于其他波段, 当盐度低于 3 时, 近红外波段反射率与盐度相关性最高; 9 种变量组合的盐度反演模型中, NDWI 变量的加入能够提高模型的反演精度, 且 NDWI、近红外波段、蓝波段 3 个变量组合的线性回归模型反演盐度的精度最高, 平均绝对误差(the mean absolute error, MAE)为 0.103, 决定系数 R2 最大, 为 0.5696, 说明盐度实测值和预测值拟合结果较好。从对全湖的预测结果看, 错鄂湖的水表盐度空间分布总体呈现出岸边、河口低, 湖泊内部高且分布较为均匀的格局, 预测盐度均值约 4.14, 与实测均值 4.15 十分接近, 验证了反演方法的有效性。研究结果表明多光谱遥感数据在预测错鄂湖泊水表盐度方面具有准确度高、快速便捷的优势, 对利用多光谱遥感数据进行低盐湖泊水表盐度反演具有指导意义, 对水生生物资源保护和可持续利用具有借鉴价值。
2022, 29(3):365-376. DOI: 10.12264/JFSC2021-0497
摘要:为了解西南大西洋鱿鱼钓渔船捕捞作业空间分布特征及其与海洋环境的关系, 本研究基于 2018—2019 年 1—5 月的西南大西洋鱿鱼钓渔船船位数据挖掘渔船捕捞努力量信息, 统计分析了渔船作业重心变化; 结合同期的海表温度(sea surface temperature, SST)、海面高度(sea surface height, SSH)、底层温度(bottom temperature, BT)和叶绿素 a 浓度(chlorophyll-a, CHL-a) 4 种环境数据, 绘制环境因子和捕捞努力量的空间分布叠加图, 定性分析了捕捞努力量空间分布与环境因子的关系。采用广义加性模型(generalized additive model, GAM)构建捕捞努力量对海洋环境非线性表达方式, 分析海洋环境变动对西南大西洋鱿鱼钓渔船捕捞的影响。结果表明: 1—5 月研究区域渔船捕捞努力量呈现先增后减趋势, 其中 2 月捕捞努力量最高; 渔船作业重心具有明显的纬向月变化特征, 1—5 月渔船作业重心整体呈现由北向南转移。鱿鱼钓渔船主要在 SST 8~15 ℃, SSH –0.14~0.16 m, BT 5~8 ℃和 CHL-a 浓度 0.2~0.6 mg/m3 范围内作业。GAM 模型表明空间因子和环境因子对西南大西洋鱿鱼钓分布有显著影响。经度和纬度的协同作用对捕捞努力量的解释方差贡献最大, SST、SSH、CHL-a 浓度和 BT 4 个环境因子对捕捞努力量均有重要影响。 所有变量对捕捞努力量的影响作用都是非线性的, 其中 SST 影响最密切范围在 14~15 ℃, SSH 影响最密切范围是 ?0.1~0.02 m, BT 影响最密切的范围是 5~6 ℃, CHL-a 浓度影响最密切范围是 0.2~0.4 mg/m3 。
2022, 29(3):377-387. DOI: 10.12264/JFSC2021-0532
摘要:为了解黄河口近岸海域鮻(Liza haematocheila)鱼卵、仔稚鱼的分布, 并探究环境因子对其分布的影响, 根据 2020 年 4—7 月在黄河口近岸海域的产卵场调查和 2020 年 4—11 月的定置网渔业生产调查, 结合水温遥感数据, 分析了鮻的产卵期和鱼卵、仔稚鱼的空间分布特征, 并利用广义可加模型(generalized additive model, GAM)研究了鱼卵、仔稚鱼分布与海洋环境因子之间的关系。结果显示, 4—5 月为黄河口近岸海域鮻的繁殖盛期, 鱼卵集中分布在莱州湾近岸水域, 仔稚鱼在莱州湾和黄河入海口门水域均有分布。水温对鱼卵、仔稚鱼的分布和丰度都有重要影响, 11~14 ℃和 19~22 ℃范围内, 鮻鱼卵、仔稚鱼出现概率和丰度均较为集中; 盐度与鱼卵、仔稚鱼分布关系密切, 但对丰度影响不显著; 2~6 m 水深范围内, 鱼卵、仔稚鱼分布最为集中, 随着水深增加, 鱼卵、仔稚鱼出现概率降低。本研究结果为鮻资源养护和管理提供了科学依据。
2022, 29(3):388-397. DOI: 10.12264/JFSC2021-0521
摘要:西北印度洋鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)资源具有一定的开发潜力, 可作为商业性捕捞对象。本研究基于西北印度洋 2017 年 1—3 月, 8—12 月鸢乌贼的渔捞日志数据, 结合同期海表面温度(sea surface temperature, SST) 及叶绿素 a 浓度(chlorophyll-a, Chl-a)数据, 运用渔场重心分析、地统计插值、GAM (generalized additive model)模型分析, 探究西北印度洋鸢乌贼渔场时空变动及其与海洋环境因子的关系。研究表明, 2017 年 1—3 月, 8—12 月鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)渔场重心大多分布于海洋锋带附近, 分布范围集中于 13.6°N~17.2°N、58.3°E~ 62.2°E 海域, 1—3 月渔场重心向西南迁移, 8—11 月渔场重心往东北移动, 12 月向西南折回。GAM 模型分析结果显示, 西北印度洋鸢乌贼渔场最适 SST 范围是 25.5~27.0 ℃, 最适 Chl-a 浓度范围是 0.2~0.4 mg/m3 , 月份是影响鸢乌贼单位捕捞努力渔获量(catch per unit effort, CPUE)的主要因子。研究结果对于了解该海域鸢乌贼资源变动规律、 指导鸢乌贼资源科学生产具有重要意义。
2022, 29(3):398-407. DOI: 10.12264/JFSC2021-0558
摘要:鱼类产卵场会随着外部环境条件的改变而发生变化, 因此, 快速、有效地定位鱼类产卵场对于开展水生生物资源调查、珍稀水生动物保护等工作具有重要的意义。本研究基于无人机航拍影像和青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)产卵场实地调查结果, 构建了深度学习模型, 以分析将深度学习模型应用于青海湖裸鲤产卵场识别中的可行性。模型训练交并比精度和像素精度分别为 0.870 和 0.996, 验证交并比精度和像素精度分别为 0.648 和 0.985, 虽然精度低于一般的遥感影像或图像分割精度, 但从测试的结果来看, 深度学习模型可以识别到约 79%的产卵场, 但尚不能精确地分割出产卵场, 可以作为一种辅助手段, 应用到青海湖裸鲤产卵场的识别中。
2022, 29(3):408-419. DOI: 10.12264/JFSC2021-0376
摘要:夏季极端高温是制约我国仿刺参(Apostichopus japonicus)池塘养殖发展的关键环境因素。本研究基于文献拟合了北方养殖区仿刺参存活率与水温的关系, 确定了仿刺参半致死温度; 收集了 1980—2020 年夏季每小时气温数据, 分析了仿刺参养殖区域极端高温的时空特征和仿刺参池塘养殖受灾频次; 根据受灾频次判定了仿刺参池塘养殖敏感区, 最终预测了 2046—2050 年 3 种 CMIP5 典型浓度路径(RCP)情景模式(RCP2.6、RCP6.0 和 RCP8.5)下仿刺参养殖高温敏感性。结果显示, 仿刺参半致死温度(LT50), 即致灾温度, 为(31.7±0.15) ℃; 中国北方沿海区域是气候变暖的显著响应区, 2011—2020 年中国北方沿海区域平均温度和最高温度分别以 1.27 ℃/10 a 和 2.15 ℃/10 a 的速率上升, 导致北方仿刺参养殖区普遍遭遇致灾温度, 其中渤海西南海域受灾频次最高; 在 3 种 RCP 情境下, 渤海大部分海湾仿刺参池塘养殖风险加大。结论认为, 仿刺参产业发展需因地制宜制定科学空间发展规划, 建立基于高温预警预报系统的应对策略, 保障产业可持续发展。
2022, 29(3):420-434. DOI: 10.12264/JFSC2021-0382
摘要:采用人工驯食方法改变肉食性鱼类的食性是其养殖过程中的关键环节, 但目前对鱼类食性驯化的分子遗传机制了解甚少。为了获得大口黑鲈(Micropterus salmoides)食性驯化相关基因和标记, 本研究以 1 月龄大口黑鲈“优鲈 3 号”为研究对象, 对驯化其摄食人工配合饲料后的易驯食组和不易驯食组脑和肝脏组织进行转录组测序和分析。结果表明, 共获得 51255 万条高质量 clean reads, 注释到 27930 个基因, 易驯食组和不易驯食组脑和肝脏组织中差异表达基因分别为 362 和 3389 个, 其中参与调控食性驯化的基因 64 个, 如周期蛋白(period, PERs)、视紫红质 (rhodopsin, RHO)、视黄醇脱氢酶(retinol dehydrogenase, RDHs)、角鲨烯单加氧酶(squalene monooxygenase, SQLE)、 胆汁酸输出泵(bile salt export pump, BSEP)、瘦素(leptin, LEP)等主要分布在昼夜节律、光传导、视黄醇代谢、类固醇生物合成、胆汁分泌和 PI3K-AKT 信号通路中, 这些通路在环境适应、视觉系统、消化代谢、食欲控制等生物过程中发挥重要作用。从不易驯食组和易驯食组的差异表达基因中筛选出 21465 个 SNP 标记, 进一步采用 SNaPshot 技术对其中 14 个 SNP 标记在易驯食和不易驯食群体中进行验证并与驯食性状进行关联分析, 结果显示仅 RDH12 基因中的 chr15-A+8322808G 位点与驯食性状存在显著关联性(P<0.05), 其 AA 基因型为易驯食个体的优势基因型。本研究分别获得了与大口黑鲈驯食性状相关基因 64 个和 SNP 标记 1 个, 为分子标记辅助大口黑鲈食性驯化遗传改良提供了候选基因和标记。
2022, 29(3):435-445. DOI: 10.12264/JFSC2021-0230
摘要:黑斑原鮡(Glyptosternum maculatum)是我国雅鲁藏布江中上游江段特有鱼类, 为适应雅鲁藏布江急流、低温的水域环境条件, 进化出独特的组织器官——副肝。本研究采用组织学、生物化学以及转录组学的方法开展了黑斑原鮡主肝与副肝代谢差异调控机制的研究。结果表明, 黑斑原鮡主、副肝脏在结构组成、肝细胞线粒体数量及线粒体蛋白质组成上无显著差异。转录组学结果表明, 主、副肝脏共有差异表达基因 77 个。经 GO 功能注释, 筛选出羟甲基戊二酸单酰 CoA 合成酶(Hmgcl)、血栓素合成酶(Tbxas)、钙/钙调蛋白依赖性丝氨酸蛋白激酶(Cask)、甲酰甘氨酸生成酶(Sumf1)、蛋白质酪氨酸激酶(Jak1)以及甘油酸激酶(Glxk)等差异表达基因, 这些基因富集到氨基酸代谢、脂肪代谢等过程。KEGG 通路富集结果显示, 差异表达基因富集到丁酸盐代谢通路(butanoate metabolism)、 过氧化物酶体(peroxisome)、缬氨酸, 亮氨酸和异亮氨酸降解(valine, leucine and isoleucine degradation)、赖氨酸降解(lysine degradation)、色氨酸代谢(tryptophan metabolism)以及代谢途径(metabolic pathways)等信号通路。选出 4 个差异表达基因进行实时荧光定量 PCR (qRT-PCR)检测, 结果显示 qRT-PCR 与转录组测序结果基本一致。综上所述, 黑斑原鮡主、副肝脏存在氨基酸、脂肪酸及能量代谢差异, 其代谢差异可能与 Hmgcl、Ptk2b、Gba 和 Dnm1l 等基因在主、副肝脏中的差异性表达有关(P<0.05)。本研究筛选出调节黑斑原鮡代谢差异的关键基因和信号通路, 为揭示黑斑原鮡主、副肝脏代谢差异机制奠定了理论基础。
2022, 29(3):446-468. DOI: 10.12264/JFSC2021-0422
摘要:自 20世纪 80年代以来, 中上层小型鱼类鱼卵或仔稚鱼是渤海莱州湾各调查时期主要产卵季节鱼类早期资源主体成分。基于历史调查资料并结合补充调查构建莱州湾鱼卵、仔稚鱼及其生境因子调查数据集, 通过数理统计分析从数据集中提取中上层小型鱼类早期生活史生境要素信息; 采用 ArcGIS 软件绘制各种不同年代产卵(育幼)场分布图; 运用时间序列和典范对应分析阐明其早期资源生态密度(EDN-ELH)与太平洋年代际变率(PDO)、多变量 ENSO 事件指数(MEI)、黄河月入海径流量(MRYR)和渤海捕捞强度(FEBH)等因子关联性。结果显示, 莱州湾中上层小型鱼类产卵活动集中于年内升温期, 产卵适温盐范围相对较广; 产卵(育幼)场时空分布受外海高盐水和黄河冲淡水势力相互消长影响并具种的异质性, 鳀(Engraulis japonicus Temminck et Schlege1, 1846)除外, 各种鱼类低盐河口近岸产卵特性明显, 同种仔稚鱼较其鱼卵呈明显近岸分布趋势。莱州湾中上层小型鱼类 EDN-ELH 及其产卵 (育幼)场分布处年际和年代际波动中。相较 20 世纪 80 年代, 鳀、斑鰶[Konosirus punctatus (Temminck et Schlegel, 1846)]和青鳞小沙丁鱼[Sardinella zunasi (Bleeker, 1854)] EDN-ELH 显著降低, 赤鼻棱鳀[Thryssa kammalensis (Bleeker, 1849)]显著升高, 黄鲫[Setipinna tenuifilis (Valenciennes, 1848)]和沙氏下鱵[(Hyporhamphus sajori (Temminck et Schlege1, 1846)]保持相对稳定。PDO 和 MEI 指数“暖位相”期鳀和沙氏下鱵 EDN-ELH 较高, “冷位相”期赤鼻棱鳀、 黄鲫、青鳞小沙丁鱼和斑鰶 EDN-ELH 较高。MRYR 对各种鱼类(黄鲫和赤鼻棱鳀除外) EDN-ELH 变动影响显著 (P<0.05), 与鳀、斑鰶和青鳞小沙丁鱼 EDN-ELH 负相关, 与沙氏下鱵正相关。捕捞对鳀和斑鰶 EDN-ELH 影响尤为明显, 究其原因主要是“休渔期”外对其产卵群体高强度捕捞。本研究通过阐释莱州湾中上层小型鱼类早期补充量动态及种群“上行控制”和“下行控制”因素, 旨在深入探究渤海中上层小型鱼类应对全球气候变化响应的关键机制。
2022, 29(3):469-482. DOI: 10.12264/JFSC2021-0338
摘要:为探明长江口海上风电场水域的鱼类群落结构及其影响因素, 本研究利用多元统计和冗余分析(RDA)等方法对该水域鱼类群落组成及其与环境因子的关系进行分析。春、秋季共获得鱼类 28 种, 隶属 6 目 15 科 26 属; 鲈形目鱼类占比最高(57.14%), 其中以虾虎鱼科鱼类最多(21.43%)。鱼类组成以海洋性、暖温性、底层鱼类为主。春季优势种为棘头梅童鱼 (Collichthys lucidus) 、刀鲚 (Coilia nasus) 、凤鲚 (Coilia mystus) 、拉氏狼牙虾虎鱼 (Odontamblyopus lacepedii)和鮸(Miichthys miiuy), 秋季优势种为龙头鱼(Harpadon nehereus)、凤鲚、棘头梅童鱼、 刀鲚和鮸。多样性分析和 ABC 曲线表明, 调查水域鱼类群落结构处于受干扰状态。T 检验显示, 风电场水域鱼类的丰度、生物量、丰富度指数(D)、均匀度指数(J')和多样性指数(H')均与邻近水域无显著性差异(P>0.05)。等级聚类和非度量多维排序(NMDS)表明, 长江口海上风电场及邻近水域鱼类群落分为春季和秋季 2 个组群。相似性检验 (ANOSIM)显示 2 个组群差异极显著(R=0.726, P<0.01), 群落结构的季节更替明显。RDA 表明鱼类群落结构受溶氧、 温度、深度和盐度的综合影响, 不同环境因子对不同生活史阶段优势种的影响作用不同。结果表明, 长江口海上风电场及邻近水域鱼类群落结构的干扰状态主要与季节和环境因素相关, 风电场对其影响有限。
2022, 29(3):483-493. DOI: 10.12264/JFSC2021-0384
摘要:为了研究北太平洋柔鱼(Ommastrephes bartramii)不同群体胴体形态的生长变化, 运用传统的形态测量法和基于地标点的几何形态测量法对两个群体共 214 尾柔鱼的胴体形态进行了形态学分析。结果表明, 柔鱼个体形态在群体和胴长组两个因子的交互作用上存在显著性差异(P<0.01)。主成分分析显示, 东部和西部群体柔鱼不同胴长组分区均较为明显, 部分空间位置有一定的重叠。薄板条样分析与传统形态测量结果相似, 结果表明, 相对于西部群体, 东部群体柔鱼的鳍部更大, 胴体更细长, 不同群体柔鱼形态在不同胴长组间发生变化。多元回归分析表明, 东西部群体在不同胴长组间均具有不同的生长模式。在同一胴长组内, 两个群体在 300~400 mm 阶段的生长差异最大。结论认为, 不同群体柔鱼形态、异速生长模式随着个体的生长逐渐发生改变。
罗晓雯,沈锦玉,阳涛,曾令兵,周勇,范玉顶,刘文枝,李逸群,薛明洋,孟彦,江南
2022, 29(3):494-502. DOI: 10.12264/JFSC2021-0481
摘要:采用电子显微镜观察和细胞培养等技术, 从湖北黄陂某养殖场患病大口黑鲈(Micropterus salmoides)体内发现并分离到一株蛙病毒。患病大口黑鲈的临床症状主要表现为体表出血、溃疡, 肝脏发白。将病鱼内脏组织匀浆超微滤液接种鳜脑细胞系(mandarin fish brain, MFB)细胞能产生典型细胞病变效应(cytopathic effect, CPE), 病毒滴度达到 108.36±0.15 TCID50/mL。细胞培养病毒的超薄切片电镜观察结果显示, 细胞质中存在大量直径约为 150 nm 左右的正六边形病毒粒子, 呈晶格排列。细胞培养病毒的人工感染大口黑鲈试验结果显示, 7 d 内试验鱼死亡率高达 100%, 其临床症状与自然发病鱼相似。采用大口黑鲈病毒(largemouth bass virus, LMBV)的特异性 PCR 检测方法对患病鲈组织样品和细胞培养病毒样品进行检测, 均能扩增出 241 bp 的单一目的条带。进一步根据 GenBank 中 LMBV 主衣壳蛋白(major capsid protein, MCP)基因序列设计特异性引物, 均能从上述样品中扩增出 1392 bp 的 MCP 基因开放阅读框(open reading frame, ORF)全长。将 MCP 氨基酸全序列进行比对, 结果显示其与 Santee-Cooper 蛙病毒、孔雀鱼病毒 6 型及大口黑鲈溃疡综合征病毒的 MCP 氨基酸序列同源性高达 100%。系统进化结果显示, 与感染鱼类的虹彩病毒科蛙病毒属病毒, 如鳜鱼蛙病毒、Santee-Cooper 蛙病毒、孔雀鱼病毒 6 型和大口黑鲈溃疡综合征病毒等聚成一支。这些结果证明, 该分离株为虹彩病毒科蛙病毒属的成员, 暂命名为大口黑鲈蛙病毒(largemouth bass ranavirus, LMBRaV)湖北株 LMBRaV-HB001。病毒敏感细胞系筛选试验结果表明, 病毒 LMBRaV-HB001 感染鲤上皮瘤细胞(epithelioma papulosum cyprinid, EPC)、草鱼性腺细胞(grass carp ovary, GCO)、大鲵肌肉细胞(giant salamander muscle, GSM)和鲫脑组织细胞(gibel carp brain, GiCB)均能产生典型 CPE, 病毒滴度可达 108.0 TCID50/mL 以上。本研究首次在湖北省养殖大口黑鲈体内分离与鉴定了 LMBRaV 病毒, 建立了病毒的细胞培养方法, 为进一步研究该病毒的传播、诊断和防控技术提供了重要参考。