大连海洋大学学报

Journal of Dalian Ocean University

 

 

 

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专家约稿

  • 硬骨鱼类特有免疫球蛋白IgT的研究进展

    张永安;

    免疫球蛋白是脊椎动物在适应性免疫中发挥关键作用的效应分子,其基本单元是由两条重链和两条轻链组成。依据重链恒定区序列的不同,免疫球蛋白被划分为不同的类型。目前,在硬骨鱼类中发现了IgM、IgD和IgT 3种免疫球蛋白,其中IgT是硬骨鱼类特有的免疫球蛋白类型。自2005年首次被发现以来,有关IgT的起源、演化、结构和功能的研究取得了一定进展,现已有多种硬骨鱼类的IgT被鉴定,并且部分硬骨鱼类的IgT具有多个亚类且功能存在分化,说明鱼类IgT远比现有认知复杂得多。本文系统地综述了硬骨鱼类免疫球蛋白IgT的亚类组成、基因结构、免疫功能及起源演化等研究进展,并针对硬骨鱼类IgT研究中存在的问题,提出应进一步加强硬骨鱼类IgT与IgT~+B细胞的功能、IgT重链基因产生机制及IgT的Fc受体鉴定等未来重点研究方向,以期为深入阐明IgT的免疫功能及鱼类抗感染免疫应答机制提供参考。

    2022年02期 v.37 183-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 1076K]
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研究论文

  • 红望天眼金鱼皮肤变色机制的转录组学分析

    李荣妮;王赛赛;田仲;孙砚胜;张博;张欣;

    为了探索红望天眼金鱼Carassius auratus的变色机制,采用RNA-Seq高通量测序技术,对红望天眼金鱼(145日龄,体长6 cm)由灰色、过渡色到橙红色3个变色阶段进行了转录组学分析。结果表明:共得到过滤后碱基量57.8 Gb,构建了新转录本并预测新基因1 629个,在两两组比较的差异表达基因群中分析出3个变色组共有差异表达基因25个;差异表达基因的GO功能富集和KEGG通路富集分析显示,差异基因主要富集到免疫反应、细胞增殖与凋亡和黑色素等相关通路;根据转录组比较分析结果和实际生产经验观察积累,初步推测红望天眼金鱼变色的生理机制是红望天眼金鱼变色初期黑色素细胞大量增殖,期间发生免疫炎症反应,随后黑色素细胞开始逐渐凋亡,同时其他色素细胞则逐渐增殖分化,直至完全取代黑色素细胞,完成变色过程。本研究初步分析出了红望天眼金鱼的皮肤变色机制,研究结果可为进一步开展调控金鱼变色的功能基因试验和金鱼变色的分子机理研究提供科学参考。

    2022年02期 v.37 191-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 2159K]
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  • 马氏珠母贝Nrf2基因的克隆及其在不同免疫刺激和营养条件下的表达变化

    蔡彩霞;廖永山;杨创业;郑哲;邓岳文;王庆恒;

    为探究核因子E2相关因子2 (nuclear factor erythroid 2 related factor 2,Nrf2)基因在马氏珠母贝Pinctada fucata martensii中的作用,克隆获得了马氏珠母贝Nrf2基因的完整CDS区,分析了其序列特征,并运用实时荧光定量PCR分析Nrf2在不同组织、不同免疫刺激和营养条件下的表达模式。结果表明:马氏珠母贝Nrf2基因开放阅读框为2 652 bp,编码883个氨基酸,预测该蛋白的相对分子质量为100 150,Nrf2蛋白靠近C端处具有一个BRLZ结构域;系统进化分析显示,马氏珠母贝Nrf2氨基酸序列与长牡蛎Crassostrea gigas等双壳贝类聚为一支,亲缘关系较近;荧光定量PCR分析显示,Nrf2基因在马氏珠母贝肠道、足、外套膜、闭壳肌、鳃、肝胰腺、性腺组织中均有表达,其中,肝胰腺、肠道和鳃中的表达量显著高于其他组织(P<0.05);贝体受到LPS、PGN、Poly I:C刺激后,Nrf2在48 h时显著上调(P<0.05),且表达量最高,分别为0 h PBS对照组的3.8、2.8、3.1倍;以螺旋藻粉、酵母粉和豆粕为主要蛋白源的饲料组中Nrf2基因表达量显著高于小球藻粉和玉米粉组(P<0.05)。研究表明,Nrf2可能参与马氏珠母贝免疫应答过程,这为分析Nrf2的生物学功能及其在机体免疫调节中的作用提供了数据资料。

    2022年02期 v.37 202-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 9771K]
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  • 刺参3个盐度相关microRNA及预测靶基因的表达模式分析

    王研;高思祺;匡倩瑶;刘怡宁;田燚;

    为研究低盐胁迫对刺参Apostichopus japonicus(16.38 g±1.27 g)体内离子浓度及钠钾ATP酶活力的影响,以及低盐胁迫与miRNA间的调控关系,试验取低盐度(18)胁迫0(对照)、6、24、48 h时的刺参体腔液,测定其钠、氯、钾离子浓度及钠钾ATP酶活力。结果表明:低盐胁迫后,刺参体腔液中钠离子浓度在6 h时显著升高(P<0.05),随胁迫时间的延长钠离子浓度有所降低,氯离子和钾离子浓度均显著低于对照组(P<0.05)且均在6 h时浓度最低,钠钾ATP酶活力在6 h时低于对照组,在24 h时出现最低值;microRNAs(miRNAs)前体序列和成熟序列分析显示,miR-2011、miR-124和miR-2010均能形成稳定的茎环结构,序列相对保守;通过miRNAs与靶基因间的序列分析,获得3个差异表达的miRNAs(miR-2011、miR-2010和miR-124)及互作的靶基因;miR-2011、miR-2010和miR-124的miRNA表达量在盐度胁迫后均呈现上调,miR-2011和miR-2010的表达量在低盐胁迫48 h时达到最大,分别为对照组(0 h)的80倍和24倍;序列预测分析获得miR-2011的靶基因为PPM1L和PBK,miR-2010的靶基因为PPM1L,miR-124的靶基因为EGF3、IMPA1。研究表明,刺参miR-124、miR-2011和miR-2010 3个盐度相关的miRNAs序列相对保守,且在盐度胁迫后均能够被诱导表达,从而参与刺参盐度胁迫的响应过程。

    2022年02期 v.37 212-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 2773K]
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  • 哈维氏弧菌感染对红鳍东方鲀IL-6基因DNA甲基化的影响

    王晨诗;黄馨笛;崔晓玉;倪萍;叶仕根;王华;高东旭;雷威;

    为探讨哈维氏弧菌Vibrio harveyi感染对红鳍东方鲀Takifugu rubripes白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)基因DNA甲基化的影响,试验选用体质量为(100.5±10.8)g的红鳍东方鲀,设对照组和感染组(哈维氏弧菌浓度为10~7 cfu/mL),鱼体在菌液中浸泡12 h后转移到无致病性病原的干净海水中继续饲养7 d,然后进行样品采集,检测红鳍东方鲀脾脏的病理变化、IL-6基因的相对表达量及其启动子区域DNA甲基化变化。结果表明:发病组红鳍东方鲀脾脏有大量坏死灶,未发病组无明显坏死灶;发病组脾脏IL-6 mRNA相对表达量显著高于对照组和未发病组(P<0.05),未发病组和对照组间无显著性差异(P>0.05);未发病组IL-6基因启动子区域DNA甲基化水平明显高于发病组(P<0.05)。研究表明,哈维氏弧菌感染后,红鳍东方鲀表现出不同的抗病能力,且抗病能力不同的红鳍东方鲀在IL-6基因启动子区域DNA甲基化水平存在明显差异。

    2022年02期 v.37 221-226页 [查看摘要][在线阅读][下载 469K]
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  • 耐盐高效好氧反硝化菌Halomonas sp. HRL-11的分离鉴定及反硝化性能

    马洪婧;刘鹰;慕欣廷;苏鑫;宋婧;吴英海;韩蕊;

    为获得高效好氧反硝化细菌,并查明其好氧反硝化性能,从海水循环水养殖系统(RAS)曝气生物滤池生物滤片上分离得到一株高效耐盐好氧反硝化菌,并进行了溶解氧、碳氮比(C/N)和温度对该菌好氧反硝化性能的影响及氮转化途径研究。结果表明:分离得到的好氧反硝化菌经鉴定为盐单胞菌属,记为Halomonas sp.HRL-11;在高盐度(31)条件下,菌株HRL-11进行硝酸盐氮(NO~-_3-N)还原的优化条件为振荡摇速150 r/min(初始DO质量浓度7.48 mg/L)、C/N 10、温度30℃,在此条件下,菌株HRL-11以100 mg/L NO~-_3-N为唯一氮源,反应48 h后,其OD_(600 nm)值为1.4,对NO_3~--N、TOC和TN的去除率分别为91.5%、69.4%和65.6%;氮平衡分析显示,有19.44%的NO_3~--N转化为胞内氮,25.87%的NO_3~--N转化为其他硝化产物(NO_2~--N、NH_4~+-N和有机氮),46.19%的NO~-_3-N可能转化为气态产物。研究表明,菌株Halomonas sp.HRL-11具有较好的耐盐和好氧反硝化性能,在工业化海水循环水养殖系统等高盐度废水处理上具有较大的应用潜力。

    2022年02期 v.37 227-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 1162K]
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  • 盐地碱蓬叶片可培养细菌的分离及促生菌的筛选鉴定

    石佳;徐爽;王博;谢晓晨;李晨;方蕾;

    为了筛选盐地碱蓬Suaeda salsa促生菌,从辽河口湿地野生盐地碱蓬植物叶片分离出6株可培养细菌并对其进行分子鉴定,通过体外平板试验检测其溶磷、解钾、固氮、产铁载体和产ACC脱氨酶能力,通过水培盐地碱蓬定植接种试验检测其促进植物生长的能力。结果表明:通过2216E琼脂平板划线,从野生盐地碱蓬叶片分离得到6株可培养细菌,其中4株细菌具备产铁载体能力(编号分别为JY21、JY24、BJY223和BJY323),2株细菌具备产ACC脱氨酶能力(编号分别为JY32和BJY323);水培盐地碱蓬定植接种试验显示,BJY223细菌能极显著促进植物根长伸长和株高增长(P<0.01);将BJY223细菌的16S rRNA基因全长序列在NCBI基因库中进行BLASTn比对,查找同源序列构建系统进化树,结合形态学观察结果,鉴定其为假交替单胞菌属Pseudoalteromonas细菌。研究表明,从野生盐地碱蓬叶片内分离出一株具备产铁载体能力的假交替单胞菌属细菌BJY223,能显著促进水培盐地碱蓬幼苗的根部伸长和植株生长,可望用于盐地碱蓬植被的修复。

    2022年02期 v.37 235-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 1873K]
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  • 海水酸化和铁离子对中肋骨条藻光化学活性的影响

    张达娟;毕相东;张树林;戴伟;王雪莹;

    为探讨海水酸化和铁离子对中肋骨条藻Skeletonema costatum光化学活性的影响,在模拟海水酸化(CO_2含量0.08%)基础上通过向培养基中添加不同质量浓度的Fe(Ⅲ)(1.5、2.0、3.0、4.0μg/L)来培养中肋骨条藻,并测定其光合系统Ⅱ(PSⅡ)的叶绿素荧光参数。结果表明:当CO_2含量为0.038%、Fe(Ⅲ)质量浓度为1.5、2.0μg/L时,或者CO_2含量为0.08%、Fe(Ⅲ)质量浓度为3.0、4.0μg/L时,均可显著促进中肋骨条藻细胞生长(P<0.05),且这两种情况下的细胞密度持平;CO_2含量、Fe(Ⅲ)浓度及二者的交互作用对中肋骨条藻PSⅡ的F_v/F_m、ΦPSⅡ、Yield和rETR等叶绿素荧光参数均产生显著影响(P<0.05);当Fe(Ⅲ)质量浓度为1.5、2.0μg/L时,0.08%CO_2含量组中藻细胞叶绿素荧光参数均显著低于0.038%CO_2组(P<0.05),Fe(Ⅲ)质量浓度分别为3.0、4.0μg/L时,这两个CO_2组间的藻细胞叶绿素荧光参数总体上无显著性差异(P>0.05)。研究表明,海水酸化对中肋骨条藻生长的促进作用不明显,当CO_2含量升高至0.08%时,该藻需要较高Fe(Ⅲ)浓度才能保持与当前CO_2(0.038%)下相当的生长水平。

    2022年02期 v.37 244-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 245K]
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  • 纳木错裸鲤染色体组的构成及倍性分析

    山谷;郭文轩;李信;周子昱;马可馨;肖世俊;周贺;刘海平;

    为探究西藏纳木错湖唯一经济鱼类纳木错裸鲤Gymnocypris namensis的染色体组构成,用3尾纳木错裸鲤(体质量为276.1~682.5 g)的肾脏进行染色体标本制备,采用吉姆萨(Giemsa)、Ag-NORs和CMA_3/DAPI双重荧光染色等方法对其染色体数目、核型、带型和倍性进行分析。结果表明:纳木错裸鲤染色体数目为4n=92,核型公式为40m+20sm+32t, NF=152,且不同个体染色体数目相同;纳木错裸鲤肾细胞染色体间期核中,呈现出银染点数为4个,有丝分裂中期分裂相银染点数为4个,均位于亚中部着丝粒染色体短臂的端部区域(SM2);纳木错裸鲤染色体中期分裂相中CMA_3阳性位点为4个,均位于SM2区域。研究表明,纳木错裸鲤不同个体间染色体数目及核型一致,是含有4套染色体组的遗传四倍体,本研究结果为纳木错裸鲤染色体组成研究提供了重要的遗传学证据。

    2022年02期 v.37 251-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 2330K]
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  • “莱州红”菲律宾蛤仔家系建立及生长性状遗传参数估计

    梁腾;李金龙;马斌;车宗豪;王海生;罗星红;金燕;赵侠;丁鉴锋;霍忠明;滕军;毛东亮;翟介明;闫喜武;

    为选育菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum(简称蛤仔)“莱州红”新品系,以“莱州红”野生个体为材料,采用巢式设计,以1个父本与3个母本交配,建立11个父系半同胞和33个母系全同胞家系,并对“莱州红”蛤仔生长性状进行家系聚类分析和遗传参数估计。结果表明:浮游期各家系平均壳长、壳高绝对生长量分别为(6.32±0.67)、(6.69±0.80)μm/d, E_1、I_2家系生长优势明显;稚贝期各家系平均壳长、壳高绝对生长量分别为(61.77±38.42)、(61.03±31.07)μm/d, G_3、F_1、F_2、B_2、B_1家系具有明显的生长优势;室内幼贝培养期,各家系平均壳长、壳高绝对生长量分别为(123.93±48.05)、(86.17±36.71)μm/d, G_3家系生长优势明显;室外中间培育期,各家系平均壳长、壳高绝对生长量分别为(54.27±38.61)、(38.69±18.49)μm/d, I_3、G_3、K_3、J_1、H_2家系生长优势明显;“莱州红”蛤仔100日龄时壳长、壳高遗传力分别为(0.35±0.09)、(0.34±0.10),遗传相关和表型相关分别为(0.983 3±0.009 5)、(0.990 4±0.012 2);“莱州红”蛤仔200日龄时壳长、壳高遗传力分别为(0.19±0.10)、(0.18±0.11),遗传相关和表型相关分别为(0.9302±0.005 4)、(0.924 9±0.008 1)。研究表明,“莱州红”蛤仔生长性状属中低度遗传力,具有较大选育潜力,G_3家系生长速度较快,可作为选育核心家系。

    2022年02期 v.37 258-267页 [查看摘要][在线阅读][下载 2603K]
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  • 虾青素对褶皱臂尾轮虫种群增长的影响及其富集效果

    刘辉;孙娜;姜玉声;许祥;王澳林;张乃达;张冰倩;

    为了探究虾青素对褶皱臂尾轮虫Brachionus plicatilis种群增长的影响及其富集效果,在水温为23~25℃、海水盐度为18的条件下,以仅投喂微拟球藻Nannochlorsis sp.为对照组,并在此基础上以分别添加0.05、0.10、0.15 mg/L虾青素作为处理组培养轮虫,初始接种密度为10 ind./mL,连续培养7 d,同时进行12 h虾青素富集培养试验。结果表明:0.15 mg/L虾青素添加组,轮虫最高密度、日均增长量、日均增长率和最终增长倍数均最高,分别为134 ind./mL、17.1 ind./(mL·d)、36.6%/d和13.0倍,显著高于0.05 mg/L虾青素组和对照组(P<0.05);0.10、0.15 mg/L虾青素添加组培养至4 h时,轮虫体内的虾青素含量均达到最大值(分别为17.02、19.46μg/mg),其富集效率也较高(分别为3.99、4.60μg/(g·h)),两组的这些指标均显著高于其他组(P<0.05),随着培养时间的延长,3个处理组轮虫富集虾青素的效率逐渐降低,并趋于平稳;0.15 mg/L虾青素组培养水体中氨氮质量浓度最高(2.40 mg/L)且显著高于0.05 mg/L虾青素组和对照组(P<0.05);各组轮虫培养水体中亚硝酸盐、pH变化比较平稳且无显著性差异(P>0.05);各组水体溶解氧含量与轮虫密度呈负相关,0.15 mg/L虾青素组溶解氧含量显著低于其他组(P<0.05)。研究表明,本试验条件下,在微拟球藻藻液中添加虾青素投喂褶皱臂尾轮虫,有利于轮虫种群增长且可有效富集虾青素;从富集效率和成本等方面综合考虑,以0.10 mg/L的虾青素添加量对轮虫进行强化培养4 h,投喂水产苗种较为合适。

    2022年02期 v.37 268-275页 [查看摘要][在线阅读][下载 1097K]
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  • 载铁活性炭对水中低浓度磷酸盐的吸附去除效果

    王诗慧;刘鹰;李双;刘恒明;谷晶;杨国军;王钧儒;王华;

    为实现水产养殖尾水中低浓度磷酸盐的吸附去除,采用化学法制备了椰壳活性炭负载纳米羟基氧化铁(FeOOH@AC)和纳米三氧化二铁(Fe_2O_3@AC)吸附剂,研究了吸附剂投加量、初始磷浓度和水中共存离子对吸附除磷效果的影响,分析了载铁活性炭对磷的吸附机理及FeOOH@AC对养殖尾水中磷的去除能力。结果表明:FeOOH@AC的最适投加量为20 g/L,对初始磷浓度为0.50 mg/L磷酸盐的最大吸附量为0.030 1 mg/g,其吸附效果优于Fe_2O_3@AC,水中Cl~-、SO_4~(2-)、HCO_3~-、Ca~(2+)、Mg~(2+)均会不同程度地影响FeOOH@AC对磷酸盐的吸附;FeOOH@AC对磷酸盐的吸附过程符合Langmuir等温线,可用准二级动力学方程拟合,这表明磷酸盐在FeOOH@AC上的吸附是由化学吸附主导的单分子层吸附。研究表明,FeOOH@AC可高效去除尾水中的磷酸盐,且重复使用性良好,具有高效吸附去除水产养殖尾水磷酸盐的应用潜力。

    2022年02期 v.37 276-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 1533K]
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  • 褐藻聚糖硫酸酯降解酶菌Sinomicrobium sp. Fuc19的产酶优化及其降解产物化学组成

    国晶晶;刘诗萌;韩梓琪;宋悦凡;刘舒;周慧;汪秋宽;

    为获取低分子量褐藻聚糖硫酸酯低聚糖,以笼目海带Kjellmanniella crassifolia褐藻聚糖硫酸酯为唯一碳源,筛选一株产褐藻聚糖硫酸酯降解酶的菌株,优化菌株的繁殖和产酶条件并对粗酶酶学性质进行分析,通过Sephacryl S-100分离纯化酶降解产物并对其进行单糖组成分析。结果表明:从大连旅顺沿海海水和泥沙中分离出一株产降解酶菌Fuc19,通过16S rRNA鉴定,该菌株为黄杆菌科Sinomicrobium属,命名为Sinomicrobium sp. Fuc19;该菌株最佳培养基成分为褐藻聚糖硫酸酯2 g/L、酵母粉12 g/L、NaCl 20 g/L和初始pH 6,最佳发酵培养条件为温度25℃、装液量100 mL和接种量1%,在此优化条件下该菌的产酶活力为143.60 U/mL,较优化前增加50.8%,生物量OD_(600 nm)为1.666;酶学性质分析显示,降解酶的最适酶解温度为35℃、pH为8,当Li~+、K~+、Ba~(2+)浓度为10、5 mmol/L时,对该菌株产酶能力有促进作用,不同浓度的EDTA、Al~(3+)、Fe~(3+)对酶活力均有抑制作用;单糖组成分析显示,降解低聚糖组分以岩藻糖和半乳糖为主。研究表明,Sinomicrobium sp.产褐藻聚糖硫酸酯降解酶高效且安全,应用潜力较大。

    2022年02期 v.37 285-294页 [查看摘要][在线阅读][下载 1719K]
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  • 铜藻褐藻聚糖硫酸酯的分离纯化、结构组成及保肝护肝作用

    卓丹琪;张雪楠;李雨晴;刘诗萌;任丹丹;何云海;汪秋宽;

    为研究铜藻褐藻聚糖硫酸酯的结构组成及保肝护肝作用,以铜藻Sargassum horneri褐藻聚糖硫酸酯(fucoidan)粗品为原料,经DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换柱分离纯化,采用高效液相色谱及红外光谱对粗多糖(TF)及其纯化组分的单糖组成和结构特征进行分析,并建立CCl_4诱导的肝脏损伤动物模型,进行各组分的保肝作用试验。结果表明:从铜藻褐藻聚糖硫酸酯粗品分离纯化得到TF1、TF2、TF3、TF4 4个组分,其硫酸基团含量分别为9.62%、11.51%、14.51%和13.62%;单糖组成分析显示,粗多糖主要由岩藻糖(Fuc)、葡萄糖(Glu)、甘露糖(Man)和半乳糖(Gal)组成,各纯化组分的单糖组成含量差异较大;红外光谱分析显示,TF及其纯化组分在1 250 cm~(-1)附近出现强吸收峰,为S=O(硫酸基)的吸收峰,证明TF及其纯化组分均含有硫酸基团,且TF、TF3、TF4的硫酸基主要连接于岩藻糖的C-2或C-3位置,TF1、TF2主要连接于岩藻糖的C-4位置;动物试验显示,灌胃不同剂量TF及其纯化组分,均能显著提高肝损伤小鼠肝脏或血清中SOD、GSH-Px和TNF-α的活性(P<0.05),显著降低MDA、ALT和AST指标的水平(P<0.05),肝组织切片显示,肝细胞病变程度较模型组明显减轻。研究表明,铜藻褐藻聚糖硫酸酯粗品经分离纯化得到4个组分,总体上具有显著的抗氧化和保肝护肝作用。

    2022年02期 v.37 295-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 901K]
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  • 基于自注意力机制和CNN-LSTM深度学习的对虾投饵量预测模型

    何津民;张丽珍;

    为提高对虾饲料的利用率,减少养殖成本,提高养殖效益,提出了一种基于自注意力机制(self-attention, ATTN)和卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)-长短期记忆网络(long short term memory, LSTM)的对虾投饵量预测模型(CNN-LSTM-ATTN),以水温、溶解氧、对虾的数量与质量作为预测模型的输入数据,通过CNN挖掘输入数据间的内在联系,提取出数据特征信息,利用LSTM的长期记忆能力保存数据特征信息,使用ATTN突出不同时间节点数据特征的重要性,进一步提升模型的性能。结果表明,本研究中提出的CNN-LSTM-ATTN预测模型的均方根误差、平均绝对误差和平均绝对百分误差分别为0.816、0.681和0.018,均小于BP(back propagation)神经网络、LSTM和CNN-LSTM 3个基准模型,其模型预测能力和稳定性优于其他模型。研究表明,本研究中构建的模型能较好地实现对虾投饵量的准确预测,可为对虾养殖投饵量的管理调控提供参考依据。

    2022年02期 v.37 304-311页 [查看摘要][在线阅读][下载 1015K]
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  • 融合SKNet与YOLOv5深度学习的养殖鱼群检测

    赵梦;于红;李海清;胥婧雯;程思奇;谷立帅;张鹏;韦思学;郑国伟;

    为解决真实养殖环境下,水下成像模糊、失真等导致鱼群检测准确率低的问题,提出一种融合视觉注意力机制SKNet (selective kernel networks)与YOLOv5(you only look once)的养殖鱼群检测方法(SK-YOLOv5模型),该方法首先采用UNet(convolutional networks for biomedical image segmentation)对图像进行预处理,得到清晰的鱼群图像,然后将SKNet融合到YOLOv5的Backbone端构成关注像素级信息的特征提取网络,加强对模糊鱼体的识别能力,并在水下模糊鱼群图像数据集上进行了消融试验和模型对比试验,以验证SK-YOLOv5的有效性。结果表明:在鱼群检测任务上,SK-YOLOv5的识别精确率和召回率分别达到了98.86%和96.64%,检测效果比YOLOv5分别提升了2.14%和2.29%,与目前检测准确率较高的水下目标检测模型XFishHmMp和FERNet相比,SK-YOLOv5取得了较好的检测效果,与XFishHmMp模型相比,识别精确率和召回率分别提升了5.39%和5.66%,与FERNet模型相比,识别精确率和召回率分别提升了3.59%和3.77%,实现了真实养殖环境下鱼群的准确检测。研究表明,融合SKNet与YOLOv5的养殖鱼群检测方法,有效地解决了水下模糊图像鱼群检测准确率低的问题,提升了养殖鱼群检测和识别的整体效果。

    2022年02期 v.37 312-319页 [查看摘要][在线阅读][下载 1945K]
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  • 离心式滩涂贝类播苗装置设计与试验

    黄伟;李秀辰;母刚;张国琛;白永安;张寒冰;

    为解决滩涂贝类无专用机械化播苗装备,以及人工播苗效率低和均匀性差等问题,根据贝苗特性及播苗作业规范,以四角蛤蜊Mactra veneriformis苗为研究对象,设计离心式滩涂贝类播苗装置,通过对播苗装置及其运动过程进行分析,建立了在离心叶轮盘上运动的动力学模型,应用离散元颗粒仿真软件(EDEM)进行播苗过程的离散元仿真,基于Design-Expert软件进行播苗装置行进速度、叶轮盘叶片个数和叶轮盘转速对贝苗分布变异系数的响应曲面分析,优化播苗参数,并进行滩涂贝类播苗验证试验。结果表明:各因素对贝苗分布变异系数影响的主次顺序为叶片个数>叶轮转速>行进速度;叶片个数与叶轮转速的交互作用极显著影响贝苗分布变异系数(P<0.01),叶轮转速与行进速度的交互作用对贝苗分布变异系数的影响次之(P<0.05);经回归分析得到最优组合参数为叶片个数4、叶轮转速500 r/min、行进速度0.77 m/s,在此条件下,贝苗分布变异系数的离散元仿真值为8.53%,滩涂播苗装置的实测值为9.33%,仿真值与实测值的相对误差为8.46%,破碎率为2.17%。研究表明,基于离散元的仿真分析方法可用于离心式滩涂贝类播苗装置设计与参数优化,所设计的离心式播苗装置可为滩涂贝类机械化播苗装备设计提供参考。

    2022年02期 v.37 320-328页 [查看摘要][在线阅读][下载 1977K]
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  • 江底隧道地铁运营期水下噪声及其对水生生物的影响

    钱金玉;蔺丹清;邢彬彬;龚德华;郭建磊;刘英泰;李子铭;殷雷明;

    为研究江底隧道地铁噪声对保护区内水生生物的影响,以南京长江江豚自然保护区为研究对象,采用水下声音测量系统(AQH听水器,带宽为20~100 000 Hz)通过停船抛锚方式,记录了南京地铁10号线地铁运营期间途经长江江底隧道水域的水下声音,并对声音数据进行频谱分析和声压级计算。结果表明:在水下5 m处,当无列车通过时,水下声音主要为100 Hz的水流噪声和1 000 Hz的风成噪声;当单轨道列车经过时产生的时域平均声压级为(131.48±0.91)dB re 1μPa,实时增加12.18 dB;当双轨道列车相向经过时产生的时域平均声压级为(136.82±2.63)dB re 1μPa,实时增加12.20 dB;地铁噪声频率集中在20~5 000 Hz, 1/3倍频程分析显示,地铁噪声主频率峰值集中在63、80 Hz。研究表明,地铁途径水域水下1~5 m的地铁噪声频率主要集中在20~5 000 Hz,主峰值分别为63、80 Hz,参考鱼类可听频率范围,地铁噪声完全覆盖了该保护区内鱼类听觉敏感频率段,对淡水鱼类的生存有一定影响。

    2022年02期 v.37 329-337页 [查看摘要][在线阅读][下载 1024K]
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  • 基于OpenFOAM的桩基透空堤结构尺度其透射系数的影响

    夏曦;张可新;桂劲松;

    为探讨透空堤相对堤宽和挡板相对入水深度在工程中的合理取值范围,本文采用某交通码头改扩建工程物理模型试验与开源软件OpenFOAM数值模拟,进行了透空式防波堤相对堤宽和挡板相对入水深度对透射系数的影响研究,并分析了透空堤流场变化机理。结果表明:随着相对堤宽(B/L,B为堤宽,L为波长)增大,透空堤透射系数减小,当相对堤宽比大于0.35L后透射系数趋于稳定;随着挡板入水深度(Δ)增加,透射系数减小,当挡板相对入水深度(Δ/H,H为透射波高)大于1.0H时,透射系数趋于稳定;透空堤流场图显示,随着相对堤宽的增大,波浪发生紊乱,震荡空间变大使得波浪耗散增加,随着挡板入水深度增大,波浪与结构物作用面积增大使得波浪耗散增加。研究表明,结合港口现行规范,在实际工程中相对堤宽适宜范围应为0.25~0.35L,挡板相对入水深度适宜范围应大于1.0H。

    2022年02期 v.37 338-344页 [查看摘要][在线阅读][下载 1606K]
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综述

  • 鸟喙尖头溞的生态分布和培养利用研究进展

    周雪妮;赵文;尹东鹏;

    鸟喙尖头溞Penilia avirostris是一种海洋枝角类,是近岸海洋生态系统中关键物种之一,也是海洋经济水产动物幼体的活饵料。鸟喙尖头溞在世界范围内分布广泛,其种群丰度存在地理和季节差异,但其实验种群生态学及其培养利用尚处于初始阶段。本文综述了国内外鸟喙尖头溞的地理分布、种群动态和规模化培养研究进展,针对目前研究应用中存在的问题,提出未来的研究重点应聚焦于全球环境变化背景下的鸟喙尖头溞生物学、种间关系与生物多样性保护、规模化培养技术工艺、营养强化机制及生态毒理学等,以期为该资源的保护与规模化培养利用及海洋污染防控与治理提供参考依据。

    2022年02期 v.37 345-351页 [查看摘要][在线阅读][下载 187K]
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  • 人工鱼礁建礁材料研究应用进展

    张年华;田涛;沈璐;杨军;吴忠鑫;刘敏;高东奎;尹增强;

    人工鱼礁是用于修复和优化海域生态环境、建设海洋水生生物生息场的人工设施,也是海洋牧场建设中的基础生态工程。在人工鱼礁建设过程中,建礁材料的选择及使用直接关系到人工鱼礁的建设效果。本文从建礁材料的6个主要类别及材料使用所考虑的耐久性、环境适应性、生物亲和性和经济性等方面,综述了国内外人工鱼礁建礁材料的发展现状,整理分析了各种建礁材料的特性及应用效果,并结合目前材料发展方向,在生态环保型材料、资源循环利用型新材料、双碳目标下的碳封存功能材料及基于智能材料的新型人工鱼礁材料等的研发与应用等方面提出未来发展建议,以期为人工鱼礁建礁材料的选择及新型材料的研发提供科学参考。

    2022年02期 v.37 352-362页 [查看摘要][在线阅读][下载 2754K]
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