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黄海水产研究所2020年度科研重大进展
2021-02-19 08:46:39  来源:

2020年,澳客彩票网黄海水产研究所深入贯彻十九届五中全会精神,坚持“四个面向”,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,推进渔业绿色高质量发展做出了重要贡献。经所属各科研部门推荐和专家评选,共遴选出12项重要科研进展,其中2项入选澳客彩票网2020年度科研重大进展。

入选澳客彩票网院级科研重大进展成果两项

1.解析气候变化条件下鞭毛藻类运动能力变化趋势及机制

评估和预测气候变化对水生生物群体及其生态系统的影响是极具挑战性的国际前沿科学问题。海洋藻类种质创制与利用创新团队首次从鞭毛运动和再生能力角度,解析了水体酸化对微藻运动能力的负面影响及机制,阐述了运动能力改变对微藻群体演变的潜在影响,为系统研究气候变化条件下水域生态系统生物多样性格局变迁提供了新的研究思路和重要的理论依据。该研究通过对极地冰藻、广盐性盐藻和淡水莱茵衣藻等种类长达6年的室内传代培养及野外中尺度实验发现,CO2引起的水体酸化显著降低了三种鞭毛微藻的运动速率,并影响鞭毛的再生能力。在Ca2+信号调节和磷酸化调节两条途径的交互作用下,鞭毛微藻运动能力大幅降低。相关成果发表在国际权威期刊Nature Climate Change

2.培育出中国对虾多性状聚合“黄海4号”新品种

种业在水产生物产业链中占有引领性的战略地位。海水池塘生态养殖创新团队利用自主创新培育出中国对虾“黄海4号”新品种,以良种为载体、良种良法相配套在我国沿海地区进行了产业化推广应用。该研究在中国对虾“黄海1号”“黄海3号”的基础上,经过连续5代群体选育,培育出耐高pH胁迫能力强、生长速度快和养殖成活率高的中国对虾“黄海4号”新品种。2020年培育健康仔虾苗种1.2亿尾,采用多营养层次生态养殖等模式在江苏、山东、河北和辽宁等中国对虾主要养殖区域累计推广1万余亩,收获时个体平均体长15 cm、体重达43.2 g,养殖亩产量较其他商品品种提高14-20 kg,增产增益效果显著。中国对虾“黄海4号”新品种获2020年第二十二届中国国际高新技术成果交易会“优秀产品奖”。

入选黄海水产研究所所级科研重大进展十项

1.创新了渔业资源适应性评价技术

针对现行渔业资源评估与管理存在的问题,黄渤海渔业资源与生态创新团队构建了渔业资源适应性评价技术体系,建立了中国对虾eDNA生物量评估技术,eDNA检测敏感度可以达到自然水体10拷贝/微升检出率,实现了“虾过留痕”,成功应用于渤海鱼类生物多样性解析,该技术可能为传统渔业资源拖网调查带来变革;提出了基于多目标的缓解渤海渔业冲突的捕捞配额分配策略,创新了多种类渔业资源时空动态的同步优化评估技术,构建了基于非连续渔业资源调查和渔业生产数据的评估模型,实现了对渔业产量数据和间断性调查数据的充分利用,提升了渔业资源评估精度,有效支撑了国家和区域渔业资源科学养护与管理,也为解决国际渔业争端提供了新视角。

2.系统阐释渔业水域微塑料对有机污染物和潜在致病微生物的载体效应

海洋微塑料污染已成为全球性重大环境问题。解析典型海洋渔业水域微塑料污染特征,破解微塑料的载体效应已成为海洋环境治理过程中的重要科学问题。黄渤海渔业生态环境评价与生物修复创新团队通过解析桑沟湾水域微塑料的污染特征,估算出桑沟湾海域微塑料的现存量,以养殖区典型微塑料类型为研究对象,研究了聚苯乙烯微塑料与十溴联苯醚对栉孔扇贝的联合毒性效应,发现微塑料对十溴联苯醚的载体作用超过清除作用,从而增强了扇贝对十溴联苯醚的生物富集;通过自主研发的微塑料原位研究装置,研究了渔业水域微塑料表面生物膜的形成过程,发现夏季微塑料表面附着大量潜在致病性弧菌,初步探明了微塑料表面弧菌的富集机制。研究成果对于阐明微塑料的渔业环境效应具有重要意义。相关成果发表在Environmental PollutionScience of the Total EnvironmentMarine Pollution Bulletin等国际权威期刊。

3.自主研制出我国首款鱼类抗病育种基因芯片“鱼芯1号”

我国鱼类养殖产业中存在病害频发、抗病高产良种匮乏等问题,迫切需要建立高效准确的抗病基因组育种技术,培育抗病高产优良品种。海水鱼类基因组学及分子育种技术创新团队在前期完成牙鲆全基因组测序、精细图谱绘制以及对1099个牙鲆个体全基因组重测序的基础上,自主设计位点筛选策略,整合了抗病相关基因和相关SNP位点,最终选取在全基因组均匀分布的约50000(50K)个SNP位点制作基因芯片,保证了基因组育种值估计的准确性;评估并验证了“鱼芯1号”芯片的基因分型效果,并应用于牙鲆抗细菌病基因组选择育种。牙鲆50K“鱼芯1号”芯片的研发,填补了我国鱼类抗病育种基因芯片的空白,为基因组选择技术在牙鲆良种选育中的应用提供了技术支撑。相关成果在中国科技期刊卓越行动计划——领军期刊类入选期刊Engineering在线发表。

4.突破对虾自主良种“育繁推”种业关键技术

为解决我国凡纳滨对虾缺乏良种的“卡脖子”问题和中国对虾种质退化、优良性状少的困境,凡纳滨对虾和中国对虾遗传育种创新团队多批次引进不同国家、地区的凡纳滨对虾和中国对虾种质资源,构建了遗传变异丰富的核心育种群体。优化了对虾WSSV抗性、生长和耐低温等优良经济性状的测定模式,突破了低遗传力性状测定的技术瓶颈,实现了多个重要经济性状和抗逆性状在不同养殖模式下的精准测定与评估,突破了自主培育新品种SPF种虾扩繁关键技术。本年度实现凡纳滨对虾产业供应优质种虾超过21万尾、仔虾280多亿尾;实现中国对虾主产区良种增产贡献率达37%,覆盖率达68%。以上成果荣获2020年度中国水产学会范蠡科学技术奖一等奖和青岛市科技进步二等奖,为构建对虾“育繁推”现代种业体系,推动其养殖业绿色可持续发展奠定了技术和种质基础。

5.绘制绿鳍马面鲀基因组精细图谱创建规模化高效繁养技术体系

绿鳍马面鲀作为我国海水养殖业重要的新兴品种,其苗种的规模化繁育与高效养殖模式构建等问题仍未得到有效解决。珍稀海洋生物繁殖与保护团队开展了绿鳍马面鲀种质资源调查评估,构建了核心繁育群体,优化了受精卵收集和孵化技术,显著提升了孵化率;突破了生殖调控技术,实现了亲鱼性腺发育进程的人工控制,提高了亲鱼群体的产卵同步率和受精质量,实现“按需繁殖”。解决了初孵幼体开口难的技术瓶颈,实现了优质苗种的规模化培育;利用纳米孔测序技术(Nanopore)和染色体构象捕获技术(Hi-C)完成了绿鳍马面鲀基因组精细图谱绘制,contig N50达到目前鱼类基因组的最高水平,为良种选育工作奠定了基础。在养殖模式方面,建立了工厂化养殖、陆海接力、南北接力、近海-深远海网箱养殖等多种养殖模式,保障了产业的可持续发展。该研究丰富了我国海水鱼类养殖品种,创造了新的经济增长点。

6.厘清养殖鱼类“饲料-鱼体”脂肪酸流转关系

养殖鱼类产品是目前人类获取DHA等长链多不饱和脂肪酸的主要来源。然而,目前对水产养殖过程中脂肪酸由饲料到鱼体的准确流转关系并不十分清楚。针对此问题,海水养殖动物营养生理与代谢调控创新团队构建了养殖鱼类“饲料-鱼体”脂肪酸组成关系数据库,并通过构建一系列数学模型以定量化方式评估了脂肪酸从饲料向鱼体的流转过程;同时,进一步将鱼体初重、营养级、投喂周期、饲料脂肪水平、养殖过程盐度和温度等环境因子的值同“饲料-鱼体”脂肪酸关系评估参数进行了相关性分析,实现了对这些因素影响脂肪酸从饲料到鱼体流转过程的精准化定量评估。相关研究成果为养殖鱼类脂肪酸流转和脂肪酸营养品质评价提供了重要的方法学创新,相关成果发表在国际权威期刊Progress in Lipid Research

7.确定“玻璃苗”主要病原为对虾大规模病害应急响应提供理论依据

针对2020年初导致我国沿海地区50%以上凡纳滨对虾育苗(标粗)场关闭的大规模“玻璃苗(Translucent Post-larva Disease,TPD)”病害问题,海水虾类流行病学与病害防控创新团队及时响应,与凡纳滨对虾和中国对虾遗传育种创新团队开展联合攻关,率先确定一种高毒力副溶血弧菌(VpTPD)是引发该病害的病原。明确了VpTPD感染主要导致对虾肝胰腺与肠道上皮细胞的急性病变,进而引发染病仔虾的快速死亡。流行病学研究揭示出该病害最早于2018-2019年前后零星出现于我国华南对虾养殖地区,2020年春随对虾苗种运输迅速传播、扩散至我国华东、华北等沿海地区,初步查明了该病害在沿海主要对虾养殖地区的流行情况。及时向国家渔业主管部门提交应急防控方案,为主管部门决策提供了理论与技术支撑。

8.研发新型环保网箱设施推动传统网箱养殖转型升级

针对福建省宁德地区传统网箱养殖存在的设施简陋、抗风浪能力差、渔排布放过密、养殖病害频发、养殖效益下降等问题,陆海接力养殖创新团队研发了“大套小”方形塑胶浮台式网箱和HDPE“板材+环保浮球”式渔排,优化了网箱设施海域布放方式与数量,同福建金贝尔公司、宁德富发公司、福建闽威公司等单位合作完成了新型网箱和渔排的商品化生产和推广应用,并在宁德市三都澳海域建成“海水网箱养殖产业升级模式示范基地”。2020年在宁德市蕉城区累计完成传统网箱升级改造近8万口,面积约160万m2。通过新设施的研发与新模式的构建,提高了养殖设施的抗风浪能力,解决了传统网箱养殖“白色污染”问题,成为宁德市“海上渔排养殖设施升级改造”项目的样板工程。

9.利用分子网络高分辨质谱技术突破贝类毒素酯化态组分鉴定及毒理学评价技术难题

贝类毒素具有多组分和高毒性特征,是国际社会研究热点。贝藻质量安全评价与防控技术创新团队以我国近海分布的利玛原甲藻(DSTs产毒藻)为研究对象,利用分子网络高分辨质谱技术,分析了目标产毒藻的产毒轮廓,鉴定出24种相关毒素的酯化态衍生物和1种鳍藻毒素-1的同分异构体,其中15种酯化态毒素为首次分离鉴定。创新构建了酯化态DSTs组分的分离鉴定、毒理学评价方法及相关研究模式,可无限拓展贝类毒素新型酯化态毒素的挖掘及评价;发现并鉴定了利玛原甲藻中DSTs存在形式和毒性,为DSTs毒性的重新评估、风险防控的科学开展提供了技术和理论基础。相关成果发表在国际权威期刊Environmental Science & Technology

10.突破新型人工辣根过氧化物酶和脱甲基酶理性设计关键技术

自然界丰富的木质素、纤维素等生物高聚物,因结构的复杂性和稳定性,阻碍了这些生物资源的可持续开发利用。海洋生物酶工程创新团队利用结构生物学、基因工程、蛋白质工程等技术手段,基于抹香鲸肌红蛋白和细胞色素P450等海洋功能蛋白开发了新型人工辣根过氧化物酶和脱甲基酶,突破了天然酶的局限性,解决了酶功效精准调控的难点,实现了对愈创木酚氧化、木质素衍生物生物降解等反应的高效催化。通过定点突变,构建了葡萄糖耐受性得到极大提升的突变体β-葡萄糖苷酶,有效解决了木质纤维素水解的产物抑制问题。相关研究成果发表在国际领域重要期刊ACS CatalysisCatalysis Science& Technology上。

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