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中国水科院2013年科研进展十大亮点
2014-04-18 15:14:46 来源: 作者: 【 】 浏览:5469次 评论:0

2013年,在农业部党组的领导下,中国水产科学研究院紧紧围绕农业部党组两个千方百计、两个努力确保、两个持续提高的目标任务,按照抓机遇,重产出,育人才,促发展的总体思路,转变工作作风,狠抓工作落实,扎实开展渔业科技创新、产业支撑和成果转化推广工作,科技支撑产业能力进一步提升,一批重要科技成果获得各级奖励,一批重大科研计划项目获得重要进展,为促进渔业科技创新,推动现代渔业建设做出了重要贡献。为展示2013年工作成绩,中国水科院从科研业务领域凝练出30大亮点工作。本网将分3篇分别报道产业支撑、科研成果和科研进展十大亮点。本篇是第3篇,介绍科研进展十大工作亮点。

 

  • 半滑舌鳎性别决定机制研究实现重大突破 

在国家自然科学基金重点项目、863计划和农业公益性行业专项等项目的共同支持下,黄海水产研究所在半滑舌鳎性别决定机制研究方面取得重大进展。通过全基因组测序和生物信息学分析首次筛选出ZZ雄鱼、ZW雌鱼以及WW超雌鱼鉴定的特异性微卫星标记,攻克了ZW雌鱼和WW超雌鱼鉴定的技术难关,鉴定准确率达100%。采用性别连锁分子标记,发现半滑舌鳎养殖苗种中的生理雌鱼比例仅为10-30%、生理雄鱼比例为70-90%,而伪雄鱼后代中的伪雄鱼比例高达90%以上,伪雄鱼的大量存在是导致生理雄性苗种比例高的重要因素。开展了性别转化与决定的表观遗传学研究,完成了正常雌鱼、雄鱼、伪雄鱼及其后代的全基因组甲基化分析,发现伪雄鱼后代中的Z染色体特异基因保留了其父本的甲基化模式,在伪雄鱼的遗传中发挥重要作用,初步揭示了半滑舌鳎养殖苗种中雌雄比例失衡的分子生物学基础。

 

  • 南极磷虾开发利用研究推动产业技术水平显著提升 

在农业部南极海洋生物资源开发利用等重大项目的支持下,东海水产研究所、黄海水产研究所等单位开展的南极磷虾资源探捕与调查工作取得重要成果,在南极磷虾渔场、资源、捕捞、加工和综合利用等方面攻克了一系列技术难关,产业培育取得重大突破。自主研发了南极磷虾专用拖网网具和浅表层低速磷虾拖网水平扩张网板,开发了快速、高效捕捞技术,为我国南极磷虾产业规模化发展提供了装备和技术保障;初步掌握了不同作业季节南极磷虾资源分布和丰度以及资源密度与映像特征,为科学判断南极磷虾渔场提供了理论依据;在南极磷虾综合利用方面,储备了多种产品开发利用技术,并进行了安全性与综合效果评价,为产业链拓展奠定了基础。我国已成功实现南极磷虾全年度连续生产,作业渔场覆盖了南极磷虾主要区域,捕捞产量位居世界前三,初步确立了世界南极磷虾生产大国的地位。

 

  • 海洋活性物质基础研究与应用技术研发获得重要突破

 

863计划、科技部国际科技合作专项的资助下,黄海水产研究所在海洋抗肿瘤多肽筛选及分子机制研究、海洋酶可逆抑制剂分子库构建研究取得重要进展。从海洋生物中发现了多种新型抗肿瘤活性多肽并对其抗肿瘤作用机理进行了系统研究。阐明了海鞘多肽CS5931、海洋芽孢杆菌多肽和文蛤多肽诱导细胞凋亡、抑制肿瘤细胞增殖的机理,深入研究了鲨鱼软骨多肽抑制血管生成的分子机制,相关研究成果在BBA等高水平期刊上发表。开展了海洋酶结构解析及可逆抑制剂分子结构库构建及筛选技术研究,为通过分子优化设计进行酶性能改造奠定了基础。获得了海洋生物脂肪酶ADM47601及低温蛋白酶MP-可逆抑制剂复合物的高质量结构数据,阐明了可逆抑制剂的抑制机理,掌握了海洋酶稳定性控制关键技术,大幅度提高了生物酶液体洗涤剂的去污性能,达到世界先进水平。通过国际合作建立起蛋白质结构功能研究的高新技术平台,显著增强了我国海洋生物酶研究的国际影响力。

 

  • 鲫造血器官坏死症病原学研究取得显著进展

 

鲫造血器官坏死症是我国近年来暴发的一种病毒性传染性疾病,对产业造成重大经济损失。在现代农业产业技术体系和国家自然科学基金的支持下,长江水产研究所鱼类病害研究团队针对鲫造血器官坏死症系统开展了流行病学、病原学、病理学和诊断技术研究。通过人工感染试验、组织病理学与超微结构病理学研究等手段,初步查明了该病毒的组织分布特征与致病机理;建立了国际上唯一的病毒敏感细胞系——异育银鲫脑组织细胞系,确认病毒可以在细胞系中连续传代培养,填补了国内外缺乏该病毒敏感细胞系的空白,为深入研究病毒致病的分子机制,科学开展免疫防治技术研究构建了有效的实验体系。通过组织与细胞超薄切片电镜观察,揭示了病毒的形态结构与发生过程;对病毒主要结构基因进行了克隆测序分析,建立了病毒灵敏特异的分子检测方法,首次确认该病毒为鲤疱疹病毒II型。该项成果为后续开展病毒感染机理、传播规律、疫苗研制等研究工作奠定了坚实的基础。

 

  • 水产养殖智能化装备研发引领我国渔业生产信息化步伐

 

863计划、科技支撑计划和现代农业产业技术体系等项目的资助下,渔业机械仪器研究所以实现精准化、智能化水产养殖为目标,重点研究了水产养殖环境信息获取、传输和处理技术,研发了一批水产养殖生产过程智能控制装备,有力促进了现代信息技术和水产养殖工程技术融合。通过池塘水质实时监测、分类分析和仿真,探索并掌握了池塘水质分布规律,构建了以溶解氧为代表的水环境时空模型,初步掌握养殖水质的判别和预测技术。针对水产养殖场信息传输条件,开展了现场总线和ZigBee信息传输应用研究和防雷适用技术研究,集成PLC、传感器和渔业机械,构建了水产数字化养殖分布式自动控制系统框架。研究分析各类增氧机械的增氧性能,建立了池塘节能增氧模式和智能控制技术。应用养殖对象生长模型,建立了养殖精准投喂技术。集成基于分布式控制技术的硬件系统,开发了基于组态的应用软件,形成了以养殖环境监控和投饲为基础的水产养殖智能控制系统构架。成果在池塘、工厂化和网箱养殖得到了较好应用,已经在广东、天津、宁夏、湖北、江苏、福建和上海等地得到推广运用,显著提高了我国渔业生产的信息化技术水平。

 

  • 水生生物栖息地重构技术创新拓展了水域生态修复新途径

 

973计划、科技支撑计划、国家自然科学基金、国家科技基础条件平台、农业公益性行业专项等的连续资助下,东海水产研究所在长江口附近水域生态修复研究方面取得重大进展。在长期调查监测的基础上,查明了近20年中华绒螯蟹在长江口的生殖洄游路线和集中产卵区域的变动趋势,在国内首创了产卵场环境修复+产卵亲体人工增殖的综合技术措施,恢复了长江口中华绒螯蟹最大天然产卵场的功能,天然蟹苗资源量恢复到历史最好水平,准确阐明了亲蟹人工增殖放流对天然资源的贡献率。提出了筑巢引鱼构想,以人工漂浮湿地的技术措施对特定受损栖息地进行了生态修复,发明了底播底栖动物+吊养水生植物的立体修复方法,以水上芦苇浮床+水下人工鱼巢的技术方案构建了近万立方米的飘浮湿地,快速修复受损栖息地的生物群落结构,重建了食物网,为恢复长江口三场一通道的关键功能开展了卓有成效的技术创新。飘浮湿地水域鱼卵仔鱼平均总丰度增长50%以上,浮游动物平均总丰度提高3倍以上,虾、蟹、螺等重要水产动物资源量明显回升,实验水域生态环境得到有效改善。

 

  • 川陕哲罗鲑再发现并成功实现人工繁殖

     

长江水产研究所在陕西省太白湑水河珍稀水生动物国家级自然保护区境内发现19尾川陕哲罗鲑成鱼,并对其进行了形态学和分子遗传学鉴定,是2000年以来首次发现该濒危物种。在国家自然科学基金、农业部重点实验室开放课题和基本科研业务费等项目的资助下,长江水产研究所系统开展了川陕哲罗鲑保育及人工繁殖技术研究,组建了陕西省太白河川陕哲罗鲑救护实验站,开展了有关驯养和繁育设施建设工作,启动了保护研究计划,并取得重要的阶段性成果。通过人工催产获得了受精卵8000多粒,孵出仔鱼3270尾,获开口仔鱼2000余尾。川陕哲罗鲑是国家二级保护野生动物,也是哲罗鲑属鱼类分布纬度最低的种类。川陕哲罗鲑的再次发现及苗种人工繁育的成功,将为开展资源增殖及种群恢复、扭转川陕哲罗鲑濒临灭绝现状提供有力保障。

 

  • 耐盐碱鱼类养殖基础生物学研究为拓展渔业空间奠定基础

     

在国家863计划、科技支撑计划、农业公益性行业专项等项目的支持下,黑龙江水产研究所在耐盐碱鱼类种源特性、良种选育及机理等方面进行了系统研究。对大鳞鲃、卡拉白鱼、梭鲈、达里湖鲫和瓦氏雅罗鱼等开展了全人工繁殖研究,查清了人工养殖条件下的性腺发育、繁殖孵化、摄食生长和抗逆能力等生物学特性,制定了养殖操作技术规程。利用渗透压调节技术突破了滩头雅罗鱼的淡水繁育难题,在国内首次实现了滩头雅罗鱼的全陆封条件下人工繁育和养殖。开展了鲫、雅罗鱼优良性状杂交聚合育种研究,获得了耐盐碱、生长快、体型宽的新品系。转录组测序和基因表达谱研究,对瓦氏雅罗鱼耐高碱相关分子机制进行分析:筛选获得了一大批与耐盐碱相关的候选基因及分子标记,发现Na+Cl-NH4+等离子转运相关基因以及花生四烯酸代谢途径和多种前列腺素可能参与了高碱胁迫下的适应性反应,为深入研究鱼类耐盐碱机制,系统开发利用盐碱水域资源,拓展内陆渔业发展空间奠定了坚实基础。

 

  • 开发出世界首个水产生物超高密度SNP分型芯片

 

院生物技术研究中心基于鲤全基因组测序装配、镜鲤成鱼12种组织转录组测序、世界范围内12个鲤代表性品系39尾个体全基因组重测序数据,挖掘了数千万个SNP候选位点,从中筛选了25万个高质量位点,构建了鲤SNP分型芯片。使用该芯片对1152尾个体样本开展分型检测,评估结果显示,在鲤测试样本中多态性比例达到74.06%,在常见鲤科鱼类青、草、鲢、鳙、鲫、鲂、雅罗鱼、斑马鱼8个物种中多态性比例为21.65%,提示其在近缘物种相关研究中的适用性。利用该芯片开展鲤性别、体色、鳞被、体型、生长、低氧适应等经济性状的全基因组关联分析,已获得相关性候选位点。该芯片的成功构建,为开展基因组选择育种提供了有力的研究工具。

 

  • 人工海洋牧场高效利用配套技术研究取得系统进展

     

在国家科技支撑计划、农业公益性行业专项等支持下,南海水产研究所在海洋牧场高效利用配套技术模式研究与示范方面取得重大进展。建立了生物适用性和环境适用性兼备的生物栖息地修复材料优选和人工鱼礁工程创新设计系统技术,建立了海洋牧场6种底层刚性结构和4种浮式柔性结构材料的耐久性寿命预测模型及氯离子渗透扩散模型。构建了人工鱼礁物理适用性及生物适用性设计模型,从流场效应、生物效应和造价比等方面优化设计出新型人工鱼礁16种、新组合群22种和新布局模式4项,海洋牧场生境的有效流场强度提高28%。较为系统地开展了增殖品种筛选和驯化应用技术,牧化应用优良种类50种,形成了基于资源配置优化的现代海洋牧场构建模式。获得了理论创新、技术应用和示范推广三个层面的系统突破,有力地支撑了我国沿海海洋牧场建设。

 

 

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