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[中图分类号]S96 [文献标识码]A [文章编号]1003-1650(2013)07-0141-01
一、引言
水产养殖是发展新型农村建设的重要措施,也是提高农民收入的重要方法,传统的水产养殖技术存在不科学,效率低,污染和浪费严重等缺点,现代科学的水产养殖技术对提高水产养殖效率有着重要的作用,然后种种原因导致现代养殖技术的推广存在着诸多障碍,这些问题的解决需要我们相关部分及水产养殖户的共同努力才能很好的解决。
二、水产养殖技术推广的问题
1.养殖户专业知识问题
不少养殖户相应的养殖专业知识缺乏,更缺乏这方面的意识。他们并且不太相信科技和专机,习惯凭借自己经验去养殖,方法比较随意。喜欢用蛮办法,最后收益不佳,往往是怨天尤人,但不会发现问题的本质所在,不会找自身的问题。专业及科学知识以及意识的淡薄严重阻碍了养殖技术的推广。
2.专业培训问题
一旦部分水产养殖户因为利用先进技术收益提高,尝到甜头后。其他养殖户也会很快跟进,并且想学习。那么现在就有个问题了,他们该怎么学,从何处学呢?很多养殖户就会去请教会专业技术的亲朋好友,跟着朋友们做,然后因为各种具体情况不同或者细微的差别却导致结果差别很大,此时养殖户们就不知所措了。因此,怎么组织专业的培训就显得十分必要了。
3.示范区问题
建设养殖示范区为带动养殖户的生产积极性及提高专业养殖意识具有很好的作用。因此示范区具有极大的社会效应。
4.销售问题
养殖水产最终目的是为了出售赚钱,改善自身生活,然后大部分养殖户缺乏营销及市场推广知识及经验,他们往往凭借最原始的方法,这样产品的销售会成为阻碍他们引进新技术的一个因素。
三、解决对策
1.加强专业知识培训
养殖专业知识培训需要定期开展。养殖合作社在相关政府主管部门的关心和扶持下,常年都按期举办多次的水产养殖技术实用讲座或培训,统一免费赠予各种实用的水产养殖技术资料,将请进来与走出去的办法很好地结合起来,设法时成员的专业知识得到提高。并且需要强化与学校及科研机构的技术合作、交流。合作社从成立至今,始终将提高养殖户的专业技能、提高养殖户的的经济收益为根本,并常年与国内几所顶级养殖户研究高校有着广泛性而深入的合作及交流,尤其是当夏季高温持续、病害频发等时候,合作社立即与各大院校的权威专家、教授联系,共同商讨处理方法,确保养殖户的问题在最短的时间内得到解决。
2.注意研究养殖的发展趋势及关注养殖户心理
密切关注养殖业发展趋势,适时对养殖户技术的推广进行调整。最重要的是注意掌控好“两性”:一便是养殖业的预见性;简单地说就是科学合理的对养殖业需求进行预测,展望养殖业发展趋势,对养殖业发展过程中或许会出现的情况有深入的把握,时养殖户提前知道获得高效益,减少损失的技术和措施。近年来,伴随我国市场经济的不断发展,全国各地正广泛兴起和推广名、特、优水产品高效养殖技术,不难想象,病害会慢慢成为阻碍名、特、优水产品养殖发展和推广的重要因素。养殖业病害预告及其防治工作,是养殖户技术培训和推广单位先进及至未来相当长时期的主要的公益性任务,其是确保养殖户收入增加的可靠手段,也是确保水产品的质量安全和使其市场竞争力提高的有效措施,且其也为政府有关部门的决策提供参考。
今后要逐步增加测报点和测报面积,改善测报手段,规范测报程序,使测报速度及水平得到提高,真正起到化解养殖户的养殖风险,降低防治成本,提高水产品的安全性和养殖效益的作用。所以,推广养殖业实用技术应先示范,应理论联系实际,用典型说话,当前普遍开展的养殖业科技示范户的辐射带动作用的效果尤为明显。四是逆反心里。所谓逆反心里,是指部分养殖户对养殖业技术推广作出的反应,恰恰与我们期望的相反。造成这种心里的原因,主要是工作失误和片面性造成的,当报刊、广播、电视和某些养殖业技术人员片面地强调和夸大某一技术的作用时,而养殖户采用后达不到所介绍的效果,会认为是被欺骗了,久而久之,产生了逆反心里,这是养殖业技术推广工作之大忌,要引以为戒。当然,强调研究养殖户的心里,并不是说养殖业技术推广工作要跟在他们后面跑,而是要根据此类情况确定合适的内容和恰当的提前量,选择适宜的时机送给广大养殖户最需要、最适用的注意对新型养殖户的培养研究,充分发挥其在现代养殖业发展中的作用。要发展现代高效养殖业,关键是新型养殖业。
3.做好示范项目的推广
当前,要继续做好养殖业示范项目的支持以及推广工作,最大程度的将养殖业科技到家这一“惠民工程”利用好,做好科技下乡政策、措施,对新型的养殖户的照顾力度需加大,积极扶持照顾科技示范户,将其辐射带动作用发挥好,做好大规模化的经营主体建设,使广大养殖户的专业知识经营经营能力得到切实提高,提升养殖产业的产业化和规范化程度。
四、结束语
随着生物学等各学科和技术的发展,水产养殖技术也取得了长足的进步,然后由于以上论述的种种原因,水产养殖技术的推广并不很理想。水产养殖技术的推广还任重而道远,但相信在有关专家的指导下,政府政策的引导下,其必将迎来辉煌的明天。
参考文献
[1]郝彦周,任中纪,景广振,水产养殖技术推广的现存问题及对策[J].水产养殖,2011,02:30-31.
因为水是具有流动性的,所以必须有合适的场所容纳,池塘是容纳水体的重要场所。池塘条件的好坏直接影响水产养殖效益,有些条件较差饲养单位的池塘条件存在不合格的情况,这样必然会造成池塘的质量下降,饲养者实际生产中的操作造成难度,而池塘容纳水量较少同时没有相应能力的保水性,自然会对水产业造成不利影响。而现实生产中还有使用已修建多年的池塘,如果遇到自然灾害,会发生比较严重的损毁,直接对水生物的生产能力产生负面影响。所以应该对池塘进行必要的改造,确保或增加池塘的有效容量,提高水产业的经济效益。
2保障水源
无论渔场采用何种生产用水都必须保证水质。如果实际饲养条件不允许,可以通过修建蓄水池的方式加以改善,尽量满足不同鱼种、生长季节及生产方式等相关的具体要求,营造良好的水环境。如果在饲养过程中由于水环境的异常而导致原有的水源不能够继续满足水生物的需要,可以通过新的水源而进行改变。但是如果无法寻找到合适的新水源,保证我们的生产用水呈现近自然的状态,应采取小密度放养的模式,避免呈高密度的水产生产形式。
3密度保证合理
单位水体能够容纳生物的能力通常都是相对固定的,但也可通过提高饲养的科技含量、或强化生产中采用的技术设备在一定程度上得到提高,提高的程度是有限的。这个量随着实际饲养过程中容纳的鱼类生长状况、生物群落构成和数量变化、水源补给、池塘水质等的变化而陆续发生变化。所以饲养者在最初进行水生物放养时应该综合考量自场的生产条件、技术水平、管理能力等因素,以做出科学性的确定,同时还应该注意随水生物生长状况的变动而调整。切忌侥幸心理,一旦埋下隐患会造成后续的惨痛损失。
4确定品种
养殖企业在选择饲养品种时应该综合考虑其生活特性,再根据池塘的情况进行相应品种的搭配,尽量保证水产生物品种间呈现互利共存的生活状态,保证整个生物群体与环境和谐相处,让物质和能量流动顺畅,形成良性循环。目前,根据相关的报道可知,不少的养殖者为单纯追求经济利益而忽视了互利工存的重要性。最常见的不合理放养情况就是鲢鱼和鳙鱼比例失衡,主要是因为市场对鳙鱼的需求比较大,所以大量放养鳙鱼,但由于鳙鱼主要采食浮游生物,会导致水体中大量的浮游动物被摄食,使浮游植物出现繁生过度,严重消耗水中的养分,同时浮游植物还会遮光阻碍鱼类行动,环境中剩下的部分死亡腐烂物质会在很大程度上破坏水质。所以需要饲养者采取有效的措施进行调节和合理的控制,确保水下和谐的环境状态。
5及时进行水体维护
饲养者应该经常观察水体,包括颜色、气味等,还应该合理的调整鱼类生产状况,必要时可投喂药物加以调节,消除或补充水体中的无机物质,同时能够对有机物质进行选择性的抑制或促进。如果水体可以始终保持良好状态,其中生存的鱼类也能够健康、快速地生长,给饲养者创造良好的经济效益。
6适当增加渔用机械
渔用机械,如饲料投喂机、增氧机。这些机械,能够增加环境的可控性,及时缓解由于生产的进行造成的环境出现的矛盾。让生产环境保持一个较好的状态,使生产顺利进行。
关键词:物联网 移动Agent 数据挖掘 网络负载
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)05-0073-02
1 引言
我国的水产养殖业近些年发生了巨大变化,其养殖模式不再是传统的人工巡守、人工投饵及检测方式,而是出现了不同程度的自动化,可以实现自动控制以及数字化监控。[1]将物联网应用于水产养殖,具有低成本、数据采集范围广等特点。采用自组织的物联网,其特点是节点可移动,无需铺设线路,容易维护,组网成本低,非常适合于自动化水产养殖监测系统。[2]将移动Agent技术引入物联网系统,可以通过电脑或手机对养殖池水的温度、pH值、溶氧量、电导率及氨氮等环境因素做出实时、动态的调整。同时,还能够从根据这些因素分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,为水产养殖增产增收提供科学的依据。
2 系统模型总体设计
系统模型由数据采集层和监控层构成(图1)。
数据采集层分为定点数据采集模块和不定点数据采集模块。每个模块内部由一个现场监控节点控制,每个模块中的传感器节点主要包含温度传感器、pH值传感器、溶氧量传感器、电导率传感器和氨氮传感器等。传感器节点将采集到的环境信息数据送到现场监控节点进行分类汇总。最后,由移动Agent完成各采集模块的选择、传感信息收集和数据融合等任务。
控制层由控制系统和监控中心构成。它负责将移动Agent传送的信息进行整合。监控中心向用户反馈信息,包括水产品的生长状态、环境因素对水产品的影响以及数据挖掘结果显示等内容。依据这些信息,监控中心对控制系统发出指令,指挥各控制子系统主要包括增氧泵控制,自动给排水控制,光照控制,温度控制系统的工作,从而实现对养殖环境控制的功能。
3 移动Agent中的数据挖掘
3.1 传感器数据的特点
传感器的数据与互联网的数据不同,有自己的特色。[3]
第一、传感器的数据总是大规模的、分布式的、时间相关的和位置相关的。同时,数据的来源是各异的,节点的资源是有限的。大量的传感器数据储存在不同的节点。通过集中式的管理很难让挖掘到分布式数据。
第二、传感器数据很庞大需要实时处理。如果采用集中式管理,中心节点的要求非常高。中心节点的能量消耗也非常大。
第三、节点的资源是有限的。将数据放在中心节点的策略没有优化昂贵资源传输。在大多数情况下,中心节点不需要所有的数据。
3.2 分布式移动Agent数据挖掘
根据无线传感器的数据特点,提出分布式移动Agent数据挖掘模式。
首先从传感器中收集到的数据信息进行实时聚类[4],划分出正常行为库和异常行为库,再对划分出的正常行为库进行关联模式挖掘[5],从中提炼出传感器数据模式,进而构建成模式库,利用其对控制系统实时控制,进而提供给应用,提高决策和控制的智能化。
分布式移动Agent数据挖掘工作原理如图所示(图2),左边是监控中心,右边是现场监控节点。传感器节点任意的分布在某一监测区域内,节点以自组织的形式构成网络,将数据传送到现场监控节点。现场监控节点对数据进行预处理,存入本地规则数据库。同时还通过通信Agent把处理过的数据传送到监控中心节点,以便进行综合的分析。而本地规则数据库也能收到中心监控节点的一些更新信息。现场监控节点根据本地规则库的规则形成控制信息,实时对设备进行控制。监控中心节点负责对数据收集与分析,并显示结果,实现智能化的决策。
这种体系结构的优点是,现场监控节点把收集到的原始数据,通过数据过滤、数据抽象和压缩进行预处理。现场监控节点把处理过的数据,发送给监控中心节点,将较大的负载的数据集中到监控中心节点处理,而本地数据就近处理,避免了内部网络中繁重的数据交流。
3.3 分布式移动Agent数据挖掘的性能特点
移动Agent数据挖掘方法与传统的统计方法相比,优势在于它能从数据中发现人们未知的知识和规律,并且具有分析过程自动、快速等优点。
(1)减少了手工分析和编码的需要,提高了流量收集的精确性。数据挖掘方法可以从大量数据中挖掘出不易被明显看出的重要特征和规则,能分析大量数据并提取对网络行为的最具概括性的描述,使得构造出的特征能够更加精确。
(2)适应数据量增大的趋势。在传感器数据收集中,收集到的数据越多,分析结果就越准确。
(3)具有较强的可扩展性。同样的数据挖掘工具能用于多个数据源,具有较强的可扩展性。
4 结语
根据水产养殖传感器数据的特点,本文结合移动Agent技术与物联网技术,构建了基于移动Agent技术的水产养殖物联网系统模型。把数据挖掘下放到移动Agent中,在很大程度上减少了数量庞大的传感器节点发送数据时造成的通信阻碍与能源消耗。
物联网数据有很多特征,例如分布式存储,大量时间相关和地点相关数据以及有限节点资源等。这些都使物联网数据挖掘成为一项极具挑战性的任务。下一步,将深入研究数据挖掘的诸多方面,进一步提高数据挖掘算法的效率。
参考文献
[1]邹振涛,杨宏,李宏.水产养殖实时监控系统设计[J].农机化研究,2011(9):124-127.
[2]赵亮,杜尚丰,张峰.无线传感器网络在水产养殖系统中的应用[C].第24届全国高校电力系统及其自 动化专业学术年会.北京:中国农业大学,2008.
[3]何世钧,陈中华,张雨,周文君.基于物联网的海洋环境监测系统的研究[J].传感器与微系统,2011(30-3):13-14.
线粒体DNA非编码区由两个tRNA基因分离,D-loop区域就处在这个非编码区中[2]。在线粒体DNA中,D-loop区是重链和轻链的复制起点,也称之为“控制区ControlRegion”,其进化压力较小,是线粒体DNA基因组序列和长度变异最大的区域,Horai等[3]发现该区域的基因变化速度比细胞核DNA和其他细胞器的基因快5倍,同时也是进化最快的部分。因此,选择D-loop区作为鉴定种群遗传状况的分子标记直接有效。利用D-loop的序列在群体遗传学上进行分析的工作在20世纪70年代就已经展开了,那时候仅仅用于分析区域内种间的亲缘关系。现今,D-loop区已经广泛被用作非常高效的工具来推断不同区域内种间或种内的亲缘关系和遗传状况。D-loop区中仍然细分为3个部分,中央保守区、终止序列区和保守序列区。其中终止序列区包含了线粒体DNA终止复制的相关序列,是变异最大的部分[4],最具研究和分析价值。在进行数据结果分析时,由D-loop序列分析得到的单倍型多样性指数和核苷酸多样性是两个评价群体遗传资源或者群遗传多样性的重要指标。
1.1野生群体遗传多样性分析
1.1.1D-loop部分序列分析D-loop序列分析中,由于并不是整个D-loop序列都发生碱基的插入或者替换,可以采取对保守序列区或者终止序列区的部分区域进行扩增。由于这两个部分的进化比中央保守区迅速得多,只对这一区段的序列进行分析也能代表物种的遗传多样性和进化过程。张仁意等[5]对青海4个不同湖水采集的155尾裸鲤(Gymnocyprisprzewalskii)个体的线粒体DNA的D-loop区中部分序列进行扩增,得到754bp的序列长度,分析发现155个样本中有34个单倍型,但4个群体中可鲁克湖群体的单倍型多样性和核苷酸多样性远低于其他种群;进一步的遗传分化系数的分析表明,该地区已经产生一定的遗传分化,但由于地理隔离的原因,系统发育树结果还没有发展出明显的单枝,加之该区域群体的遗传多样性偏低,需要进行重点保护。
郑真真等[6]对全球大青鲨(Prionaceglauca)进行了D-loop区中694bp扩增分析,采集了来自中东太平洋、中西太平洋、中东大西洋、西南大西洋和印度洋5个海域的165尾个体,分析发现145个单倍型,变异程度非常大。进一步分析后发现5个区域的大青鲨种群的单倍型和核苷酸都处于较高水平,种质资源较好;但是遗传分化指数显示5个区域存在强烈的基因交流,种群遗传分化水平较低。邹芝英等[7]采集了8尾长鳍鲤(Cyprinuscarpiovar.longfin),扩增得到600bp的部分序列,找到了与终止区域相关的6个特征序列;对这些特定的区域分析得到6个单倍型,13个变异位点,显示了较好的种质资源状况,核苷酸多样性数值与其他鱼类接近,遗传状况中等,由于该物种稀有且仅存在偏远地区,保护珍惜水产动物资源已经迫在眉睫。向燕等[8]为了了解3种鲟鱼:达氏鲟(Acipenserdabryanus)、中华鲟(A.sinensi)和史氏鲟(A.schrencki)亲鱼的遗传状况和遗传背景,对线粒体D-loop区部分序列进行分析,扩增得到400bp的序列,49尾亲鱼个体一共得到仅18个单倍型,并且对于单倍型系统发育树分析后,发现集中在6个单倍型中,说明这些群体很有可能来自同一母亲;不过各单倍型遗传距离较远,说明父本来自不同的个体;其结果提示,在生产中仍要采用不同单倍型进行人工繁育,以避免近亲而导致种质退化。
Kumazawa等[9]研究发现,D-loop的5'端和3'端有串联重复序列,这段的变异速率较快。Abinash等[10]在北美不同区域采集淡水扁头鲶(Pylodictisolivaris),对35bp的串联重复区进行分析检测,从美国35个水系采集了330尾样本,分析结果发现,在东南墨西哥湾的70%样本出现串联重复的变异,而采自密西西比河95%的样本和墨西哥湾西南沿岸的扁头鲶没有出现这个区域的变异;系统发育的计算结果表明,在70万年和205万年左右出现群体分流;从地理位置上看,密西西比河的支流进入墨西哥湾西南沿岸流域,而东南墨西哥湾为另一条流域;该结果表明种群的遗传结构受到地域特殊性的影响。D-loop区部分序列的结果分析能满足一定程度的遗传多样性和遗传状况分析,可以得到可靠的结果数据帮助人们进行资源保护和简单的育种工作。随着科技进步和测序水平的改善,进行全序列的测序渐渐进入研究者的视野,全长序列将获得更加完整和正确的结果。
1.1.2D-loop全序列分析D-loop的多态性一种是来源于碱基的突变、插入和替换形成的不同单倍型,不仅种间有差异,种内个体间也存在差异,只是重复的差异小于种间的差异。而且在个体中D-loop一旦发生差异,线粒体DNA会稳定地将这种差异遗传下去,这种差异在个体间表现为线粒体DNA分子的长度变异,因此对D-loop全长进行分析研究更能体现整体的变异程度。肖明松等[11]在淮河淮滨段、凤台段、蚌埠段、洪泽湖段采集84尾野生乌鳢(Ophicephalusargus)进行种群资源的研究,分析发现33个单倍型,检测了单倍型多样性(h)、核苷酸多样性(Pi)、遗传分化指数(Fst)、遗传距离以及中性检验、错配分析和NJ树,发现其h和Pi较高,表明种群平均多态性相对较好;但在遗传距离的分析中发现所有群体的差异都较小,这可能是由于在淮河流域中不同支流的种流程度较高造成的,所以变异发生在种内,而种群之间的分化较少。董志国等[12]对大连、东营、连云港、舟山、湛江和漳州6个地区的野生三疣梭子蟹(Portunustritubercatus)进行D-loop全基因组区的遗传多样性及群体遗传结构的分析,选择单倍型多样性和核苷酸多样性作为重要指标,并加入了群体遗传分化指数的分析,进行Tajima’sD中性检验和单倍型间的分子变异分析,发现不同地区梭子蟹的遗传多样性很高,产生一定的遗传分化;不过在系统发育关系分析中,地理距离对遗传距离没有显著的关系,原因仍需要进一步研究。赵良杰等[13]在千岛湖汾口、富文、临岐3个大眼华鳊(Sinibramamacrops)主要繁殖区域采集了115尾个体,对样品进行了形态学和D-loop序列测定后,分析形态主成分和各个基因遗传学分析指标,发现千岛湖各地的大眼华鳊之间有丰富的基因交流,并没有形成容易灭绝的小种群,表明各个地理群体仍然有丰富的遗传多样性,面对一定的灾害时有一定的弹性,不过这样的良好状况仍然需要政府和渔民对该区域的种质资源进行保护。高志远等[14]对海南松涛水库南丰镇、番加乡、白沙群体的长臀鮠(Cranoglanisbouderius)的D-loop序列全场进行分析,44尾个体中发现11个单倍型,但在分析中发现单倍型较高,而核苷酸多样性较低,认为是由于海南岛偏僻的地理位置难与大陆长臀鮠进行基因交流,推断在历史中可能出现过严重的瓶颈效应;中性检测也表明没有任何整体或局部的种群扩张,数据皆表明该地域长臀鮠正处在较危险的境地,需要进行种群的保护措施。
1.2养殖群体遗传多样性分析目前,国内对水产动物养殖过程中出现的生长不良与病害频繁大多归结于饲料与环境的问题。诚然,营养和免疫是养殖的关键,但是由于人工育种和繁育杂交造成的种质资源下降也是重要因素之一。养殖户往往在育种过程中,没有考虑到育种群体的遗传状况,导致近亲杂交,子代产生各种问题。徐钢春等[15]对灌江纳苗养殖刀鲚(Coilianasus)的子三代品种与在淡水生活环境下湖鲚(C.nasustaihuensis)两个群体的遗传多样性进行了比较和分析,进行单倍型和核苷酸分析后,发现养殖刀鲚的遗传多样性要优于湖鲚,这可能是由于刀鲚仅是子三代,还未经历大量的人工繁殖和育种,保留了较好的遗传状况;而湖鲚由于其陆封型的特点,导致其种质资源渐渐下降,需要进行放流等活动保证种质资源。姚茜等[16]对来自浙江湖州某公司的养殖群体、缅甸引进的群体和两者杂交的“南太湖1号”群体的罗氏沼虾(Macrobrachiumrosenbergii)的D-loop区进行分析,共16尾群体分析得到14个单倍型,结果表明缅甸引进的群体核苷酸多样性最高,浙江湖州人工养殖群体的多样性最低,说明人工育种对遗传多样性有较大的影响。通过遗传距离和遗传分化指数分析发现,杂交群体更加偏向本地种群。在今后的育种工作中,可在杂交代中选取优秀性状的沼虾,与缅甸种群杂交,以获得更优秀的品种,为今后的人工繁育打下基础。李胜杰等[17]将珠江水产研究所养殖品种大口黑鲈(Micropterussalmoides)与北方和佛罗里达两个野生群体进行D-loop区的遗传分析,在23尾采集的样品中,5尾个体含有两种单倍型,北方11尾个体发现9种单倍型,而佛罗里达仅有1种单倍型。在遗传距离分析上发现,珠江水产研究所的养殖群体与北方群体更加接近。对于单倍型多样性和核苷酸多样性分析,结果表明养殖群体与国外种群相比,其遗传多样性处于较低水平,需要开展种质的保护工作,应引入国外品种进行杂交,改善国内养殖群体的遗传结构,提高遗传多样性,丰富大口黑鲈的种质资源。
1.3亲缘与起源分析D-loop区串联重复的现象虽然丰富,但是不同动物的重复位置不一致,重复的序列和重复的单元也不一致,所以相近物种之间对比分析有助于明确不同物种的关系。郝君等[18]对乌克兰鳞鲤(Cyprinuscarpio)、鲫(Carassisauratus)、鲢(Hypophthalmichthysmolitrix)、鳙(Aristichthysnobilis)、草鱼(Ctenopharyngodonidellus)和乌苏里拟鲿(Pseudobagrusussuriensis)6种不同鱼的线粒体D-loop区进行测序,分析了种内、种间遗传结构差异,发现作为分子标记对系统分化效果的差异,6种不同鱼的碱基含量、碱基差异、遗传距离和系统发育都有显著的差异,构建的D-loop序列的NJ系统树展示了6种鱼的分类地位,肯定了D-loop区比邻近区段的tRNA和12sRNA在鱼类识别、分类、种类鉴定和遗传多样性分析上更加可靠。侯新远等[19]对5种虾虎鱼类进行了系统进化关系的研究,分析了河川沙塘鳢(Odontobutispotamophila)、鸭绿沙塘鳢(O.yaluensis)、中华沙塘鳢(O.sinensis)、葛氏鲈塘鳢(Perccottusglenii)及尖头塘鳢(Eleotrisoxycephala)这6种虾虎鱼类同源长度约为830bp的D-loop序列,通过系统发育树和遗传距离分析,得到6种鱼类的亲缘关系即河川沙塘鳢、鸭绿沙塘鳢、中华沙塘鳢、平头沙塘鳢聚为一支,尖头塘鳢、葛氏鲈塘鳢和褐塘鳢等聚为另一支,为鱼类资源的分类和利用提供了基础。马波等[20]在额尔齐斯河采集了两种类型的银鲫(C.auratusgibelio),对几种鲫鱼的可量性状和D-loop区进行分析,得到了优势种群的生长性状,确定了它们的遗传学特征和分类学地位,同时通过D-loop区的单倍型共享率研究了两种鲫的起源和遗传特征,这些结果对我国将来进行银鲫育种有很大帮助。Klaus等[21]利用D-loop序列对欧洲鲤鱼(C.carpio)137的起源进行研究。在此之前对于欧洲鲤鱼也有过很多关于起源的研究:Zhou等[22]发现一些欧洲养殖的鲤鱼起源可能在德国和欧洲,而俄罗斯主要养殖的鲤鱼起源在亚洲。Zhou等[23]在德国镜鲤和伏尔加河的野生鲫鱼利用D-loop区全序列获得独特的3种单倍型;而Mabuchi等[24]在日本鲤鱼中发现有两个D-loop区单倍型与Zhou等报道的欧洲发现的单倍型非常相似。Klaus等[21]的研究结果指出欧洲和中亚所有的鲤鱼品种有一个共同的祖先,而且有可能是在后冰河时期传播到中亚或者欧洲。对于这种现象,可能是由于在育种过程中,没有进行规范的养殖记录,导致各种群出现杂交现象。而且,养殖户挑选具有优势性状的品种进行,容易导致其他稀有单倍型的消失,从而使得种质资源慢慢下降。
1.4个体内异质性分析同一个体内存在多种重复序列数目不同从而表现为异质。高祥刚等[25]采用克隆技术,在我国海域随机采集了3头斑海豹(Phocalargha),每尾个体任选14个克隆菌,对它们的线粒体DNAD-loop区的终止序列区进行扩增测序,发现其个体内存在多种不同的串联重复单位,即存在异质现象,说明我国的斑海豹种质资源保护较好,进化状态比较积极。张四明等[26]在野生的中华鲟种群种间和个体体内检测线粒体DNA的长度变异情况,发现中华鲟有较多个体的异质性,表现出良好的遗传多样性。由此可见,个体的异质存在是导致线粒体DNA中控制区D-loop长度变化的主要原因,而个体的线粒体DNA长度异质性是直接推动动物物种遗传多样性的重要途径。综上所述,可以发现线粒体D-loop区的序列分析已经在水产行业取得大量进展,D-loop区基因的插入、突变和替换都是影响多样性的关键,而个体内的异质和串联重复的高频率变化不仅存在于水产动物个体中,也存在于种群内,甚至在不同物种之间都对野生水产动物的起源、亲缘关系、遗传多样性、遗传结构和动物进化程度起着重要的作用。在养殖群体中,D-loop区的分析正在渐渐起到重要的作用,若结合微卫星、RFLP等其他分子标记技术,将来对人工育种和对亲鱼、亲虾的选育工作有重大意义。
2细胞色素b序列(cytb)
线粒体DNA中编码蛋白质的基因有还原型辅酶I的亚基、ATP合成酶的亚基、细胞色素c氧化酶的3个亚基和细胞色素b[27]。Zardoya等[28]研究认为,cytb的进化速度适中,适合进行种内和种间的遗传分析。现今利用cytb序列多数用于种内和种间的遗传分化分析、遗传图谱建立和遗传多样性调查,并辅以其他标记技术进行组合分析。王晓梅等[29]获取中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)cytb序列的PCR产物后,利用DGGE技术分析了温州、仪征、江都、南京、盘锦和合浦地区的中华绒螯蟹的遗传多样性,并与合浦绒螯蟹(E.japonicahepuensis)对比,发现中华绒螯蟹与合浦绒螯蟹遗传距离较大,在亲缘关系上具有显著的差异,但是仍有部分遗传标记相同,说明存在一定的基因交流。
黄小彧等[30]利用cytb序列检测了长江支流贵定与干流合江和宜都的中华倒刺鲃(Spinibarbussinensis)群体的遗传多样性,分析群体的遗传距离,结合地理因素分析了该物种的种质资源现状,发现合江的遗传多样性最好,而支流群体与干流群体的遗传分化较大,地理隔离使同一物种的基因交流程度降低。夏月恒等[31]利用cytb序列对中国近海3个地区的鮸鱼(Miichthysmiiuy)的遗传多样性进行分析,通过对地理环境和历史因素的解释,认为中国鮸鱼基因型的单倍型多样性高和核苷酸多样性低可能是因为种群在某个时期突然扩张,使单倍型突变大量产生,但这段时间对于提高核苷酸多样性时间不足,所以产生了如此差别;且Fst结果极低,说明该地区遗传分化程度很低,加上不同地理的单倍型网络图交错呈现,有可能是因为种群由于扩张之后还未达到平衡,需要对该地区进行保护。钟立强等[32]调查了长江中下游5个湖泊的黄颡鱼,利用cytb序列分析了不同地区遗传多样性和遗传分化的程度,60尾个体检测出37个单倍型,Fst分析显示这5个种群的变异大部分都来自群体内,说明各个种群间有一定的基因交流,系统树显示它们没有分化成谱系。司从利等[33]从长江贵定和乐山两个群体的泉水鱼cytb序列分析其遗传状况、结构和多样性程度,发现这两个群体由于三峡大坝的地理因素,已明显受到严重的影响,出现高度的遗传分化,建议对该物种进行分区保护,提高遗传多样性,丰富种质资源。
司从利等[34]在广东、广西等地基于cytb序列分析了华南居氏银鱼(Salanxcuvieri)的遗传现状,从邻接树上可发现有一定的分支,认为地理因素正在逐渐影响遗传结构,推测琼州海峡的地理位置可能影响广东、广西种群间的遗传交流;中性检测结果表明在更新世晚期发生扩增,地球当时的气候影响了该种群的遗传多样性;根据现状,建议分地区对该种群进行人为保护,避免出现种质退化。李伟文等[35]两年中在7个远洋捕捞点采集了黄鳍金枪鱼(Thunnusalbacares),扩增了cytb部分序列得到663bp,108尾个体仅有24个单倍型,且单倍型多样性和核苷酸多样性都处于较低水平,群体的遗传多样性较差;Fst分析得到变异大多发生在群体内部,表明其遗传分化程度较低,并且基因交流非常强烈,种质资源正在衰退,这与人类破坏环境和大面积捕杀有密切关系。谢楠等[36]利用cytb对鲂属(Megalobrama)4种鱼类及长春鳊(Parabramispekinensis)进行了系统分类。但在结果分析过程中仅靠cytb的信息难以准确将不同品种进行区分,仍需要配合其他标记进一步研究。
3其他标记与组合分析
16SrRNA序列、12SrRNA序列和COI序列在线粒体基因组中变异速度较慢,保守性较高,因此很难由其单独作为验证工具来进行遗传分析,往往需要结合其他的基因片段,才能同时作为鉴定种内亲缘关系和物种遗传多样性程度的工具。刘萍等[37]选取了山东青岛中华虎头蟹(Orithyiasinica)野生群体的16SrRNA和COI基因片段研究其遗传多样性,但是发现16SrRNA变异程度较小,效果不佳;在遗传距离和系统进化研究中,两种技术检测了不同蟹之间的亲缘关系以及它们的进化分化时间,利用NJ系统进化树发现中华虎头蟹与梭子蟹类的亲缘关系最近,并采用“分子钟”对4个蟹类的分化时间进行计算。吴玲等[38]对沿海6个群体的白氏文昌鱼(Branchiostomabelcheri)和日本文昌鱼(B.japonicum)分别进行COI和16SrRNA序列的研究,发现两种鱼种内遗传多样性较高,但还没有明显的遗传分化;其中茂名群体和威海群体具有最高的核苷酸多样性,很有可能为这两类鱼的祖先。
翁朝红等[39]对近江蛏(Sinonovacularivularis)、缢蛏(S.constricta)、小刀蛏(Cultellusattenuatus)、尖刀蛏(C.scalprum)和大竹蛏(Solengrandis)的COI和16SrRNA部分序列进行测序和分析,在进行遗传距离和系统演化分析后,结果表明近江蛏已进化至独立为一个种,并且通过聚类分析推断近江蛏应归属于竹蛏超科,解决了这几种蛏分类归属。郁建锋等[40]结合12SrRNA和16SrRNA的序列为太湖流域河川沙塘鳢的分类提供了重要的帮助,发现了大量的变异位点和简约位点,而且在两种标记的验证下,比较得出太湖流域河川沙塘鳢与福建流域河川沙塘鳢已经存在一定的遗传差异。同时,系统发育树分析表明,太湖流域河川沙塘鳢与其他鳢已存在遗传分化差异。王庆容等[41]对长江中上游舞阳河、乌江、雅砻江、岷江和金沙江5个野生鲇(Silurusasotus)群体的亲缘关系和遗传差异进行了分析,对比了核苷酸和单倍型多样性,发现舞阳群体与其他群体的亲缘关系较远。杨慧荣等[42]同时利用D-loop和cytb的序列对长江水系的赤眼鳟(Squoliobarbuscurriculus)进行了遗传多样性的分析,通过遗传变异率、单倍型多样性等指标发现长江赤眼鳟遗传多样性较高,种质状况较好;同时,根据Fst和分子变异等级差异分析发现,不同水系的群体存在明显的遗传分化;系统发育树证明了珠江水系赤眼鳟与长江水系赤眼鳟正在逐渐分化为两类群体,并提出cytb序列在变异显著的群体间更能发挥作用。
孙希福等[43]利用cytb序列和D-loop序列分析了江豚(Neophocaenaphocaenoides)在鼠豚类及一角鲸类的分类地位,系统发育树表明,江豚的遗传距离与一角鲸科较为接近,并确定棘鳍鼠海豚、太平洋鼠海豚及黑眶鼠海豚3种群有较近的亲缘关系,否定了之前仅凭借形态学的分类方式。毕潇潇等[44]在某一水产品公司采集了来自美国与荷兰的狭鳕(Theragrachalcogramma)、太平洋鳕(Gadusmacrocephalus)、蓝鳕(Micromesistiuspoutassou)和远东宽突鳕(Eleginusgracilis)4种不同属的鳕鱼,利用16SrRNA、cytb和COI序列比较了它们的序列结构,根据核苷酸分歧速率以及NJ系统发育树,将太平洋鳕、狭鳕和宽突鳕归为一支,也显示了它们较接近的遗传距离,给分类学提供了非常重要的理论基础。
4展望
线粒体分子标记技术主要用于物种的遗传多样性分析、亲缘、亲权分析和物种进化程度分析。该基因组功能重要且能稳定遗传,是物种个体基因组中变化速度较快且保留较好的部分。对D-loop区的序列进行测序、比对、计算和分析后能得到物种的种属分类、遗传结构、历史发育情况和遗传多样性状态。而且,D-loop区稳定的母系遗传,使得分析起源有较好可靠性,聚类分析结果准确。同时,细胞色素b和16SrRNA等序列虽然进化速度较慢,但其稳定性的特征可以得到较好保留,获得的插入、替换和缺失等突变可以持续遗传,以作为数据分析的可靠依据。在进行不同情况的分析时,可以结合一到两种分子标记技术,作为重要的辅助参考标记。
综上,在水产行业的遗传分析中,野生群体的遗传多样性是将来进行育种和引进的关键,通过线粒体分子标记技术对野生经济水产动物的遗传结构和遗传多样性分析是高效、准确和可靠的。其中单倍型多样性和核苷酸多样性表现了分子结构的变异程度,体现了野生群体种质资源的现状;遗传分化特征能表现群体的基因交流状况,表明了群体间自由的自由度;分子变异等级分析可以让我们了解不同地域群体突变的来源,表现了群体遗传结构的差异;中性检测等分析从分子层面揭示了鱼类的系统发育状况。
关键词:水产养殖;技术推广;现实困难;应对策略;研究分析
中图分类号:S966 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150833151
随着经济的发展,产业类型更加多样,水产养殖作为经济行业中的重要组成单元,创造了巨大的社会效益与经济效益,而保证水产养殖业稳定发展的前提是养殖技术的推广,在养殖中积极推广先进的养殖技术可以实现我国养殖产业的生产效率及专业化程度的提升。但是目前水产养殖技术推广中却存在重重困难,使得技术推广陷入尴尬境地,当前要做的技术化解难题,积极推进水产养殖技术的推广与传播。
1 水产养殖技术推广中的困难
1.1 水产养殖户缺乏先进养殖理念与扎实养殖知识
我国目前水产养殖户普遍存在学历低,养殖知识不足,学习能力弱的情况,基于养殖行业的专业知识相当少,在理念方面也比较传统与保守,对于先进的养殖技术与科学理念存在抵触心理,对新知识的学习热情不高,对新技术的接受能力较差,在进行养殖时单纯凭借以往的养殖经验,采用蛮力导致养殖专业化程度较低,这间接导致水产养殖技术推广难度的加大,先进的养殖技术始终难以在养
1.2 国家缺乏专业的培训关注与引导
水产养殖技术难以推广的原因与国家对养殖技术方面的投入存在关系。当前养殖户中不乏想学习先进养殖技术的人员,但是苦于养殖技术宣传渠道的欠缺,导致先进养殖技术难以推广。国家相关部门对水产养殖技术的培训缺乏引导,更多的水产养殖人员向亲朋或者老养殖户寻求帮助,获取技术而先进的科学养殖技术受到传播限制导致推广困难。在培训方面也存在培训方式不对,强行推广激发
1.3 缺乏准确示范与正规的销售渠道
养殖示范区在一定程度上可以使得养殖户看到现实收益,激发其学习新技术的热情,但是我国养殖示范区较少,起到的带动作用十分微弱。除此以外,销售渠道不能保证也加大了水产养殖技术的推广难度。水产养殖户进行水产养殖的本质目的是获取最好的经济收益,一旦销售环节出现问题很容易导致养殖生产的失败。我国在水产养殖方面的市场保证方面还存在较大的提升空间,为养殖户提供的营销市场十分有限,这无形中成为先进水产养殖技术难以推广的间接阻力。
2 水产养殖技术推广的有效应对策略
2.1 加强对水产养殖户的专业知识培训与指导
鉴于我国水产养殖户专业知识的匮乏及我国对水产养殖培训的忽视,积极推进先进养殖技术的指导与培训显得尤为重要。国家相关部门可以在特定的时间内针对某项先进的水产养殖技术进行免费培训指导,并免费为水产养殖户提供资料与后期指导,充分调动广大水产养殖户的技术学习热情,使水产养殖户看到切切实实的实惠与利益,在水产养殖户中实施奖励政策,对于表现突出的水产养殖户给予资金奖励,带动养殖户相互学习相互交流。适当地聘请专家进行病虫害及养殖技术的实践讲解,及时解决水产养殖户的疑问,促进养殖技术的推广实施。
2.2 建立示范区,积极做好水产养殖示范工作
良好的示范可以以直接的形式调动水产养殖户学习的积极性,我国当前水产养殖示范区不足的现实要求我们必须积极推广水产养殖示范区,针对养殖户开展技术支持与政策帮扶。在生产方式上也鼓励单一的水产养殖户向示范区的靠拢,形成大规模的示范园区及经营主体,走专业化养殖道路,实现养殖产业质的提升,走出科学规范的水产养殖之路,从而促进水产养殖技术的推广。
2.3 拓宽销售渠道,为水产养殖户提供销售保障
我国现有的销售渠道很难让水产养殖户安心尝试新技术,如果从源头上为养殖户解决销售问题则技术的推广难题将迎刃而解。我国可以针对当前的销售情况进行调查分析,了解当前的主体销售渠道,尝试从多个方面拓宽。在出现养殖销售难的情况下可以集中销售,走产业一体化之路,既保证了我国水产养殖产业的稳定、水产市场需求的满足,也给我国水产养殖户吃了定心丸。有了基本的水产养殖销售保障,先进的水产养殖技术也将得到有效推广。
随着水产养殖行业的发展,我国的水产养殖技术不断提升,但提升的最终目的是实现实践落实与养殖推广,面对水产养殖技术推广中的难题,积极发散思维,拓宽渠道,调动水产养殖户的学习热情是当前水产养殖产业需要思索的首要问题。先进的水产养殖技术得到推广,我国的水产养殖产业也将走上规范专业发展之路。
参考文献
[1] 何晓枫. 当前水产养殖技术推广中存在的问题及对策[J]. 中国农业信息,2014(23):95.