虾-鱼-贝-藻生态优化养殖及其水质生物调控技术研究

建立了一种虾、鱼、贝、藻多池循环水生态优化养殖模式及水质生物调控系统,包括对虾养殖、鱼类养殖、贝类养殖和大型海藻栽培等4个不同功能养殖区,1个水处理区以及1条应急排水渠。通过在封闭循环系统内不同池塘中放养生态位互补的经济动植物对虾池水环境进行生物调控。结果表明,循环水养殖系统内虾池水层悬浮物数量、COD值、氨态氮和硝酸态氮含量比对照组对虾单养池明显降低(P<0·01)。养殖排放水不处于富营养化状态(E<1)。对虾饲料产出对虾0.667kg·kg-1、罗非鱼0.037kg·kg-1、牡蛎0.738kg·kg-1、江蓠0.437kg·kg-1,净增产值2.01元。投入产出比由对虾单养的0.588降低为优化生态养殖的0.235。该养殖模式不仅实现了虾池水环境的生物调控与养殖用水的零排放,且显著提高了饲料利用率和经济效益,具有防病、环保、高效等优点。     

基于16S rRNA基因扩增子测序分析日本囊对虾肠道菌群结构与功能的特征

【背景】肠道菌群在对虾的生理活动中起关键作用。日本囊对虾是我国海水养殖虾类中的主要品种之一,迄今为止有关其肠道菌群结构与功能的研究还鲜有报道。【目的】利用高通量测序技术探究日本囊对虾肠道菌群的组成结构与功能作用,揭示虾体肠道菌群与外源菌群结构间的相关性。【方法】60 d的养殖周期结束后,分别采集日本囊对虾肠道样品(归为虾肠组,n=3)、养殖水体样品(归为水体组,n=3)和对虾饲料样品(归为饲料组,n=3),提取各样品总DNA进行16SrRNA基因扩增子测序,基于生物信息学方法分析与比较样品间的菌群结构特征,并使用PICRUSt软件预测日本囊对虾肠道菌群功能。【结果】3组样品测序共获得822 713条有效序列,抽平处理后可聚类为3 416个OTU。虾肠组样品中有28.49%、59.30%的OTU可以依次在水体组、饲料组样品中检测到。门水平上,虾肠组样品中的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和梭杆菌门(Fusobacteria)。水体组、饲料组与虾肠组样品中的优势菌门结构不尽相同,但均由变形菌门和拟杆菌门组成。属水平上,虾肠组样品中的优势菌属包括弧菌属(Vibrio)、另类弧菌属(Aliivibrio)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、假黄棕杆菌属(Pseudofulvibacter)、科尔韦尔氏菌属(Colwellia)、小纺锤状菌属(Fusibacter)、发光杆菌属(Photobacterium)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)以及弓形杆菌属(Arcobacter)。水体组和饲料组中检出的核心菌属结构与虾肠组相比有明显差异,其中海命菌属(Marivita)和假单胞菌属(Pseudomonas)分别为养殖水体及对虾饲料样品中的最优势菌属。PICRUSt预测结果显示,日本囊对虾肠道菌群的基因功能主要与新陈代谢类功能有关,包含氨基酸代谢、碳水化合物代谢与能量代谢等。【结论】日本囊对虾肠道菌群与其他种类对虾肠道菌群的结构间存在共性,其形成在一定程度上受到了外源菌群的干预,并在虾体的日常代谢活动中发挥了一定的作用。     

虾-鱼-贝-藻养殖结构优化试验研究

本研究建立了一种虾、鱼、贝、藻优化养殖结构及水质调控系统,该系统包括对虾养殖、鱼类养殖、贝类养殖、大型海藻栽培等4个功能不同的养殖区,1个益生菌及微藻培养区和1个水处理区以及1条应急排水渠。通过在封闭循环水养殖系统内不同池塘中放养生态位互补的对虾、口孵非鲫、牡蛎、江蓠等经济动植物,对虾池水质环境进行生物调控与自我修复。结果表明,循环水养殖系统内虾池水层悬浮物数量、COD值、氨态氮和总氮含量比对照组对虾单养池明显降低。养殖后排放水不处于富营养化状态(E<1)。投入每千克对虾饲料生产0.667kg对虾,同时生产0.037kg口孵非鲫、0.738kg牡蛎、0.437kg江蓠,相当于净增产值2.01元。投入与产出比,对虾单养为0.671,优化生态养殖为0.235,明显降低。该养殖模式不仅实现了虾池水质环境的自我修复与调控及养殖期间用水的零排放,而且饲料利用率大幅度提高,经济效益显著增加,还具有防病性、环保性、高效性等优点。     

海蜇-对虾-蛤仔综合养殖池塘的食物网

为了研究海蜇-对虾(中国明对虾、斑节对虾)-菲律宾蛤仔海水综合养殖池塘养殖生物的食性、营养级和池塘食物网结构,在2017年5—9月的养殖周期内,采集并检测池塘内各种饵料和4种养殖生物的碳、氮稳定同位素比值(δ¹³C、δ¹⁵N),并运用IsoSource线性混合模型分析了海蜇、中国明对虾、斑节对虾和菲律宾蛤仔的食物来源。结果表明: 海蜇的主要食物来源为浮游动物;中国明对虾和斑节对虾的主要食物来源为投喂的鯷鱼;菲律宾蛤仔的主要食物来源为浮游植物、底栖硅藻和对虾粪便。综合养殖池塘中菲律宾蛤仔的营养级范围为2.64～2.95,平均值为2.84;海蜇的营养级范围为2.78～3.27,平均值为3.06;斑节对虾的营养级范围为3.03～3.54,平均值为3.25;中国明对虾的营养级范围为3.76～4.40,平均值为3.95。在综合养殖池塘中,菲律宾蛤仔为初级消费者,海蜇为次级消费者,中国明对虾和斑节对虾为捕食者;菲律宾蛤仔在滤食两种对虾粪便的同时一定程度上改善了养殖池塘的水质。     

中国对虾荧光标记虾的大规模制作与养殖试验

以平均体长为2 cm以上的10 632只中国对虾(Fenneropenaeus chinensis),用红色荧光染料(visible implant elastomer,VIE)制作荧光标记对虾,与10万只非标记的中国对虾在同一池塘养殖。结果表明,VIE标记对虾和非标记对虾经2-3个月的养殖后,在生长发育和成活率等方面没有差异。尽管荧光标记的残留率随着虾体的生长有所下降以及分布的不均匀,但荧光标记的保持率为70%以上。红色VIE标记可以用于中国对虾的海洋增殖放流研究。     

对虾养殖池塘内混养鲻鱼和罗非鱼对水环境及对虾生长的影响

通过比较对虾-鲻鱼(SM)、对虾-罗非鱼(ST)混养池塘内营养盐含量、颗粒物质、浮游生物以及对虾生长性能等指标变化, 研究了鲻鱼(Mugil cephalus)、罗非鱼(Oreochromis niloticus)在对虾养殖池塘内(1000 m2)的生态效益。实验时间为100 d。结果显示, 实验期间SM 和ST 组池塘水体中氨氮(NH4⁺-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、活性磷(SRP)、颗粒物质(TPM)等均表现出增加的趋势; 在实验中后期, SM 组池塘水体中的溶解态氮(NH4⁺-N、NO3 ^– -N)低于ST 组, 然而TN 含量却高于ST 组, 且在实验后期表现出显著差异(P<0.05); 同时, SM 组池塘水体中的颗粒物质含量高于ST组, 表明SM 池塘水体中较高的TN 含量是源于悬浮颗粒物质。2 个混养池塘内浮游生物和叶绿素a 含量变化范围分别为5.72-16.83 μg·L–1 和4.35-15.32 μg·L–1, 无显著差异。实验表明, 鲻鱼的扰动可以促进底部有机质向上层水体迁移,有利于降低NH4⁺-N、NO3 ^– -N 等物质的积累和促进养殖系统内物质循环; 对虾存塘率和鱼类取样结果表明, 鲻鱼可以与对虾直接混养, 罗非鱼通过围网隔离养殖可以取得更好的效果。鲻鱼和罗非鱼对养殖系统不同粒径浮游植物的滤食能力需要进一步研究。     

两种对虾养殖模式下池塘底泥耗氧速率的研究

通过采集试验前后池塘不同位点的底泥沉积物,就对虾单养和虾蛤混养两种模式下底泥耗氧速率(SOD)做初步研究,探讨不同水温和有机质含量对不同养殖模式池塘底泥SOD 的影响。结果表明,在对虾单养和虾贝混养两种模式下池塘底泥SOD都随着水温的升高而升高,且呈良好的幂指数相关,相关系数R2分别为0.979 9、0.990 5;SOD与有机质含量相关性显著(P<0.05)。对不同养殖模式下虾池底泥SOD 分析表明,虾蛤混养池与对虾单养池的SOD 差异极显著 (P<0.01);在相同养殖模式下,SOD试验初期小于试验后期(P<0.05)。在相同时期,单养虾池底泥的SOD 高于虾蛤混养池(P<0.05)。     

中国科学院实验海洋生物学重点实验室

实验海洋生物学重点实验室是由著名藻类学家曾呈奎院士等一批享誉国际海洋生物领域的泰斗于1987年7月研究创建的,是我国第一个海洋科学研究方面的院级重点实验室,也是我国海洋生物技术与开发的重要基地。以海带为代表的藻类养殖,以对虾为代表的海水池塘养殖和以扇贝为代表的贝类养殖等我国海水养殖的三次产业化浪潮．正是在以该室为代表的科研团队的研究成果基础上形成的。     

基于线粒体16S rRNA和COI基因序列探讨对虾属(Penaeus)物种系统发生关系

有关对虾属(Penaeus)的设置及其相互亲缘关系一直是分类学争论的焦点,利用线粒体16S rRNA基因片段及COI基因片段序列分析的方法,以长臂虾科的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)为外群,对对虾属的6亚属23种对虾进行了分子系统学研究。经ClustalX多重比对和MEGA4.0软件分析,得到种间序列的遗传距离并构建了最大简约(MP)系统树。结果表明:分子系统学数据支持Perez F等将对虾属的6个亚属提升为属级阶元的观点。囊对虾属的日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)和沟对虾属(Melicertus)的深沟对虾(Melicertus canaliculatus)之间的16S遗传距离只有0.007,而且COI遗传距离仅有0.065,比深沟对虾与同为沟对虾属的其他虾类遗传距离还小,说明囊对虾亚属(Marsupenaeus)和沟对虾亚属之间亲缘关系较近。另外美对虾亚属的褐美对虾(Farfantepenaeus aztec-us)和巴西美对虾(Farfantepenaeus brasiliensis)之间的16S rRNA基因序列遗传距离仅为0.012,但是与其他同亚属的虾类遗传距离相对较大,推测美对虾亚属(Farfantepenaeus)中的虾类根据亲缘关系远近和地理分布可以分为2大类群:墨西哥湾类群和南美洲类群。可以为对虾属的6个亚属的分类问题及演化提供一定的分子生物学依据。     

斑节对虾精子发生的超微结构

斑节对虾精子发生划分为精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和精子五个阶段。精子发生中，从精原细胞到精子，染色质经历了从以异染色质为主变为高度凝聚态，再经解聚为弥散絮状的变化过程。同时，核从具有完整核膜变为核膜不完整。成熟的的精子含有核仁。顶体由高尔基囊泡逐渐演化而成，并向外伸长成为棘突。这是斑节对虾精子发生的主要特征。