美国红鱼运动生理学初步研究

发布时间：2020-11-12 06:50

　　 随着捕捞技术的不断进步,海洋捕捞业得到了高速的发展。但是,近年来,随着消费者对海产品的需求量上升和海洋渔业资源衰退,海洋捕捞业发展受阻,越来越多的国家开始寻求海水养殖来满足日益增长的消费需求。在众多的养殖品种中,美国红鱼因其诸多优点成为重要的养殖品种之一。美国红鱼(Sciaenops ocellatus),又称眼斑拟石首鱼、拟红石首鱼,属鲈形目,石首鱼科,拟石首鱼属。原分布于北美大西洋和墨西哥湾沿岸水域,20世纪末期引进我国,因其具有抗病力强、成长快速、存活率高、耐低氧及对环境适应能力强等优点而被广泛养殖。本论文以美国红鱼为研究对象,对其游泳能力及主要生物学指标变化规律进行研究,包括美国红鱼在游泳过程中所受水阻力、美国红鱼游泳能力和体能分配模型、流速胁迫对美国红鱼的肝脏转录组分析和对美国红鱼的最喜游泳等相关内容,相关研究成果将有利于拓展和补充海洋养殖鱼类游泳能力的专业知识,并在海洋养殖海区最大潮流选址等方面具有直接的应用价值。同时,本论文形成的相关研究方法也可为后期开展其它养殖鱼类的研究提供有益的借鉴,论文研究得到的主要结果和结论有:美国红鱼在游泳过程中受到的阻力与游泳速度呈正比关系,受力满足一般的水动力学公式,其水阻力系数具有以下基本规律:在雷诺数Re小于2×104时,美国红鱼的水阻力系数整体呈幂函数趋势下降;当Re大于2×104后,水阻力系数趋于稳定。论文同时研究了鱼的种类对水阻力系数的影响,获得了不同规格的美国红鱼、日本白姑鱼、黑鲷三种鱼的阻力系数,结果表明,鱼的规格和种类均对阻力系数CD影响不大,结果虽有一定较为离性散,但数值上总体介于0.3~0.6之间。鱼类的横截面积和重量有较为明显的线性关系,横截面积随重量增加而增大。美国红鱼的续航游泳时间与水流流速呈现幂函数递减关系,其关系式为T=64.34v-10.68。在游泳过程中美国红鱼的血糖浓度、血乳酸浓度、肌肉中的乳酸值都有明显的增高,肌糖元和肝糖元的含量则是一直在减少。建立了肝糖原储能消耗的美国红鱼游泳体能分配模型。体能分配模型显示,美国红鱼恒速游泳过程中,体能分配与时间呈线性关系,且与游泳速度有关。论文首次提出了美国红鱼的养殖海区最大潮流选址理论模型,并在此基础上获得了给定规格(体重400g±10g)美国红鱼的养殖海区理论最大潮流流速为0.97m/s,建议最大潮流流速为0.80m/s。利用RNA测序的方法实现了流速胁迫对肝脏的转录反应。测序总共获得9.32Gb Clean Data,各样品Clean Data均达到4.54Gb,Q30碱基百分比在92.12%及以上。De novo组装后共获得70,148条Unigene。其中长度在1kb以上的Unigene有12,465条。对Unigene进行功能注释,包括与NR、Swiss-Prot、KEGG、COG、KOG、GO和Pfam数据库的比对,共获得31,704条Unigene的注释结果。进行基于Unigene库的基因结构分析,其中SSR分析,共获得10214个SSR标记。同时还进行了CDS预测和SNP分析。通过GO富集分析,有424个富集到生物过程(Biological process)中,细胞组分(Cellular component)中有90个被富集到,而分子功能(Molecular function)中有310个被富集到。差异表达基因的富集分析结果显示,能够注释到的差异表达基因数目有1096个;注释到KEGG pathways上有423条。其中富集到新陈代谢通路(metabolic pathways)、环境信息处理(environmental information processing)和细胞过程(cellular processes)的差异表达基因相对较多,分别为136、69和67。在这1096个差异表达基因富集的423条代谢通路中有4条为显著性富集通路,分别为差异显著的甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、色氨酸代谢、视黄醇的代谢和类固醇类的生物合成。最后我们在多功能水槽中测试了美国红鱼的最喜游泳速度,结果显示无论流速设置多大,美国红鱼始终紧靠着水槽最大断面处,即流速最小的断面游泳,可以说明在没有外界胁迫的条件下,美国红鱼属于“厌流型”鱼类,即不喜欢游泳或以非常小的流速游泳。
【学位单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S917.4
【部分图文】：

图 2-1 用于鱼类阻力测定的垂直循环水槽ig.2-1 The vertical circulation water channel for measuring drag forces on the fishes力测试专用装置得水流条件下三种鱼的受力情况，本文设计了专们用于采集鱼类受力 2-2 所示。该装置为全钢结构，入水部分为’U’字形刚性支杆，支杆有较高的横向刚度。U 形支杆从试验鱼腹部中心贯穿鱼体，上端用法杆底端。测力杆上部通过滑轮与支架固定，可实现左右摆动。拉力计底部，通过杠杆原理获得试验鱼受力数据。测力杆

图 2-8 三种鱼的 与重量的关系Fig.2-8 The relationship between and fish weight国红鱼克服游泳阻力的体能消耗国红鱼克服水阻力消耗的能量记为 W：W = F × V × T中，W 代表消耗的能量（J），F 为美国红鱼受到的水阻力（N），T 为测试。重在 400g±10g 的美国红鱼在流速为 0.9m/s，时间为 150min 内，消耗能量1mol 的葡萄糖在彻底氧化分解以后，共释放出 2870kJ 的能量，其中的能量储存在 ATP 中，结合本文第三章的内容，取这一规格的美国红鱼肝假设所需要的能量都来自肝糖原并都以有氧呼吸形式供能，肝糖原共消耗J 的能量。说明消耗的肝糖原只有极少部分参与供能。

图 5-1 转录组测序生物信息分析流程图Fig.5-1 The transcriptome sequencing analysis flow chart of biological information使用的数据库及分析软件miRBase 21.0 http://www.mirbase.org/index.shtmlGenbank ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/Rfam 11.0 http://rfam.xfam.org/Repbase http://www.girinst.org/repbase/SOAP http://soap.genomics.org.cn/Mireap 0.2 https://sourceforge.net/projects/mireap/MISA http://pgrc.ipk-gatersleben.de/misa/misa.htmlSOAPsnp 1.03 http://soap.genomics.org.cn/BGI small RNA analysis piplineCluster http://dev.mysql.com/downloads/cluster/7.1.html5.3 试验结果5.3.1 测序数据统计
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本文编号：2880410