2024年，中國水產科學研究院黃海水產研究所聚焦漁業(yè)科技創(chuàng)新主責主業(yè)，堅持“四個面向”，不斷激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)造活力，在漁業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境、種子工程與健康養(yǎng)殖、水產加工與質量安全等領域取得了一系列新成果和新突破。

 

　　經(jīng)所屬各科研部門推薦和專家評議，共遴選出13項2024年度重要科研進展，其中3項入選中國水產科學研究院科研重大進展。

 

 

　　適應性免疫系統(tǒng)是脊椎動物獨有的免疫防御屏障。黃海所海洋漁業(yè)生物遺傳資源評價與合成利用創(chuàng)新團隊在脊椎動物適應性免疫系統(tǒng)的演化研究中取得重要突破，研究成果以兩篇研究論文形式在國際著名期刊《自然·通訊》（Nature Communications）背靠背發(fā)表。

 

　　該成果首次在單細胞水平系統(tǒng)表征了無頜類、軟骨魚類和硬骨魚類等水生脊椎動物的免疫系統(tǒng)細胞架構及基因圖譜，解析了無頜類與有頜類，軟骨魚與硬骨魚之間，淋巴細胞譜系的保守性以及差異的進化特征；首次鑒定了一種新的T樣細胞群，闡明了其功能和調控機制，明確了軟骨魚類B細胞具有活躍的吞噬功能，揭示了魚類天然免疫與適應性免疫的進化譜系。該研究不僅為探索物種演化中免疫策略的共性和差異提供了新的視角，同時也為魚類抗病選育提供了豐富的遺傳資源。

 

　　該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家高層次人才特殊支持計劃、山東省泰山學者、院科技創(chuàng)新團隊等項目支持。

 

　　黃海所海洋藻類種質創(chuàng)制與利用創(chuàng)新團隊參與由12個國家共同發(fā)起的褐藻研究計劃，首次公布了全球60種代表性褐藻的基因組數(shù)據(jù)，解析了褐藻的重要性狀與生態(tài)多樣性的演化歷程，揭示褐藻對潮間帶極端環(huán)境的適應機制，研究成果發(fā)表于國際權威期刊CELL。

 

　　研究團隊構建了涵蓋褐藻門主要類群的基因組數(shù)據(jù)庫，有效填補了多種褐藻基因組數(shù)據(jù)空白。通過對基因組數(shù)據(jù)的深入解析，研究團隊發(fā)現(xiàn)新直系同源基因家族的獲得、蛋白質結構域重排、水平基因轉移事件，以及一系列與生存和適應密切相關的代謝途徑的演化共同驅動了褐藻譜系的發(fā)生與分化，揭示了褐藻中海藻酸、鹵素和多酚等代謝途徑對褐藻適應性特征的塑造作用，闡釋了褐藻基因組多樣性與生活周期策略和配子鞭毛結構等諸多表型特征多樣性分化之間的緊密聯(lián)系。黃海所團隊負責其中的水平基因轉移事件分析工作。

 

　　該研究得到泰山學者計劃和國家藻類產業(yè)技術體系崗位科學家的聯(lián)合資助。

 

 

　　黃海所大菱鲆和石斑魚遺傳育種創(chuàng)新團隊針對石斑魚種質資源退化、苗種生長慢和成活率低等產業(yè)瓶頸問題，與萊州明波水產有限公司聯(lián)合攻關，在我國北方創(chuàng)建了石斑魚活體庫和冷凍種質庫，馴化培育了20種石斑魚育種親本，保存了18種石斑魚精子。

 

　　研究團隊創(chuàng)新性培育出2個速生抗逆石斑魚新品種“云龍石斑魚”和“金虎雜交斑”，多組學分析發(fā)現(xiàn)父本亞基因組優(yōu)勢協(xié)同DNA低甲基化調節(jié)脂質代謝通路促進雜交生長優(yōu)勢形成；創(chuàng)新了石斑魚優(yōu)良苗種工廠規(guī)?；别B(yǎng)技術，其中“金虎雜交斑”入選2024年全國重點推廣水產養(yǎng)殖新品種，市場覆蓋率達10%以上。同時，石斑魚新種質創(chuàng)制及產業(yè)化應用技術成功入選2024中國農業(yè)農村重大科技新成果（2024-XJS-06）。

 

　　該研究得到國家重點研發(fā)計劃、山東省泰山產業(yè)領軍人才工程、山東省和海南省重點研發(fā)計劃、院科技創(chuàng)新團隊等項目支持。

 

 

　　海水魚類基因組學及分子育種技術創(chuàng)新團隊、海洋漁業(yè)生物遺傳資源評價與合成利用創(chuàng)新團隊、海水貝類種質創(chuàng)制與利用創(chuàng)新團隊、海水池塘生態(tài)工程化養(yǎng)殖創(chuàng)新團隊、漁業(yè)資源分子生態(tài)學團隊等研究利用ONT ultra-long、PacBio HiFi和Hi-C測序數(shù)據(jù)，繪制了我國首個海水魚類（花鱸）以及鞍帶石斑魚、紅九棘鱸和星突江鰈端粒到端粒（T2T）的高質量參考基因組，繪制了脊尾白蝦、菲律賓蛤仔和七星底燈魚染色體水平的基因組；發(fā)現(xiàn)了鰈形目魚類共享性染色體祖先核型，精確鑒定了星突江鰈性染色體和性別決定候選基因gsdf；解析了脊尾白蝦鹽堿脅迫適應機制；闡釋了灘涂貝類適應埋棲生活的形態(tài)進化和分子機理；構建的首個染色體水平的燈籠魚基因組，為黃東海域七星底燈魚隱存種的存在提供了生態(tài)基因組學證據(jù)，闡明了七星底燈魚適應晝夜垂直移動的遺傳基礎。研究成果發(fā)表在Scientific Data、Zoological Research、Biology-basel等刊物上。

 

　　研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、院科技創(chuàng)新團隊等項目支持。

 

 

　　黃海所海洋漁業(yè)生物遺傳資源評價與合成利用創(chuàng)新團隊與中國科學院海洋研究所、青島華大基因研究院聯(lián)合攻關，以南極磷蝦、深海珊瑚和貝類等極端環(huán)境典型生物為研究對象，系統(tǒng)開展了基因組圖譜繪制、基因適應性進化、群體遺傳多樣性分析、共生菌多樣性及其功能途徑研究，從遺傳基礎和共生微生物兩個層面，揭示了典型海洋生物適應極端環(huán)境的遺傳和生態(tài)策略。其中黃海所重點以南極磷蝦和深海珊瑚為研究對象，突破了超大且高重復基因組組裝的技術瓶頸，解析了南極磷蝦、深海珊瑚基因組及線粒體結構特征，闡明了極端環(huán)境海洋生物適應性進化的遺傳基礎，揭示了極端環(huán)境重塑海洋生物遺傳多樣性的適應機制。

 

　　以上成果闡明了極端環(huán)境下海洋生物適應的進化模式和重要驅動力，揭示了共生菌協(xié)助海洋生物適應極端環(huán)境的代謝協(xié)同機制和功能途徑，豐富了環(huán)境驅動下自然選擇固定有利突變的遺傳理論以及宿主-共生菌的協(xié)同進化理論，推動了以趨同演化視角研究極地和深海兩大生態(tài)系統(tǒng)海洋生物極端環(huán)境適應的策略和范式創(chuàng)新，為研究海洋生命過程與演化提供了新認知。“典型海洋生物極端環(huán)境適應的遺傳基礎與生態(tài)策略”成果獲2024年度青島市自然科學獎一等獎（已公示）。

 

 

　　黃海所海洋漁業(yè)生物遺傳資源評價與合成利用創(chuàng)新團隊、凡納濱對蝦和中國對蝦遺傳育種創(chuàng)新團隊、海水池塘生態(tài)工程化養(yǎng)殖創(chuàng)新團隊、棘皮類遺傳育種創(chuàng)新團隊等依托國家海洋漁業(yè)生物種質資源庫搭建了信息化管理平臺，實現(xiàn)了海洋水產動物種質資源的實時數(shù)字化處理、存儲、備份與展示；研制了海水魚類表型鑒定的桌面3D及水下視覺設備，建立了基于機器視覺和深度學習的表型高精度測量技術設備，實現(xiàn)了生長性狀智能無損測量平均精度>94%；研發(fā)了蝦蟹類生長和抗病表型高通量識別系統(tǒng)與設備，開發(fā)了表型管理、群體分析、性狀關聯(lián)分析、全基因組選擇育種等9個功能模塊的育種數(shù)據(jù)分析平臺，集成機器視覺、液位傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、自動化技術建立了養(yǎng)殖信息智能化采集與分析平臺，應用于最優(yōu)育種模型構建與投喂策略優(yōu)化；開發(fā)了棘皮類基于圖像智能識別的活體刺參出皮率無損測算方法，預估模型準確性>90%；實現(xiàn)了海洋水產動物“表型精準鑒定-性狀關聯(lián)分析-育種策略評估-養(yǎng)殖智能分析”全鏈條的種質資源挖掘與智慧育種平臺建設創(chuàng)新，為漁業(yè)高質量發(fā)展提供了科技支撐。

 

　　相關研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家高層次人才特殊支持計劃、山東省泰山學者、院科技創(chuàng)新團隊等項目支持。

 

 

　　黃海所依托國內最先進的“藍海101”號漁業(yè)科學調查船，歷時122天，航行2萬多海里，完成了我國首次中西印度洋漁業(yè)資源綜合科學調查，評估了該海域漁業(yè)資源結構與分布特征，填補了我國在該海域漁業(yè)資源評估調查的空白，為印度洋漁業(yè)資源可持續(xù)開發(fā)和我國參與國際漁業(yè)治理提供了科學依據(jù)。

 

　　本次調查包括中上層拖網(wǎng)、延繩釣、魷魚釣等多種作業(yè)方式，采集到100余種漁業(yè)生物，主要包括鳶烏賊、少鰭方頭鯧、燈籠魚、大目金槍魚、黃鰭金槍魚、劍魚、帆蜥魚和紫魟等。燈籠魚科、圓鯧科、柔魚科、鲹科、鯖科和蛇鯖科是主要中層及中上層魚類資源，其中柔魚科資源占絕對優(yōu)勢；燈籠魚科資源主要分布在馬爾代夫西部公海海域，而其他魚類資源在索馬里東南部公海存在高密度分布區(qū)。此次調查采集了2000米深水水樣，獲取了魚卵、仔稚魚、浮游生物、環(huán)境DNA、微塑料和常規(guī)水文樣品等1萬余份，保存了珍貴漁業(yè)生物標本300余份，以及水文、氣象、聲學數(shù)據(jù)等超過2TB，系統(tǒng)分析了中西印度洋漁場的生態(tài)學基礎。

 

　　該研究得到農業(yè)農村部財政項目、上海海洋大學委托項目等支持。

 

 

　　黃海所蝦貝類流行病與防控團隊針對蝦、貝等海洋無脊椎動物因缺乏有效細胞系導致病毒性病原分離、鑒定困難等難題，研發(fā)了高質量樣品制備、病毒組信息挖掘等技術，搭建了水生動物新病毒高通量鑒定平臺。利用該平臺，對來自我國及周邊海域24個采樣點的13種共106批經(jīng)濟甲殼類動物進行病毒組分析，鑒定出90種RNA病毒，其中69種為新病毒。系統(tǒng)發(fā)育分析顯示，多數(shù)新病毒與同一食物鏈或生態(tài)位的不同宿主病毒存在密切進化關系。對嚴重影響產業(yè)發(fā)展的牡蠣皰疹病毒1（OsHV-1）進行全長轉錄組研究，發(fā)現(xiàn)OsHV-1富含多順反子等復雜轉錄結構，對核衣殼骨架蛋白的轉錄具有重要調控作用；這一特點在皰疹病毒目中具有保守性，表明其古老的起源及功能重要性。揭示了OsHV-1通過在基因組中編碼“偽靶標”，逃避宿主RNA特異性腺苷脫氨酶（ADAR）抗病毒系統(tǒng)攻擊的免疫逃逸機制。研究成果提升了對海洋無脊椎動物病毒多樣性和致病機制的認識，為開展反向病原學研究提供了重要數(shù)據(jù)，成果論文發(fā)表在國際知名期刊mSystems和Virus Evolution。

 

　　該研究得到國家重點研發(fā)計劃青年科學家項目，國家蝦蟹、貝類產業(yè)技術體系崗位科學家，國家自然科學基金，院科技創(chuàng)新團隊等項目支持。

 

　　黃海所黃渤海漁業(yè)生態(tài)環(huán)境評價與生物修復創(chuàng)新團隊針對微納塑料及吸附態(tài)污染物對海洋水產品質量安全的潛在威脅開展了系統(tǒng)性研究，揭示了典型養(yǎng)殖區(qū)生物體內微塑料與多環(huán)芳烴（PAHs）的復合污染特征及其相互作用。研究發(fā)現(xiàn)，生物體內微塑料豐度與PAHs總含量呈現(xiàn)顯著正相關，證實了微塑料作為載體顯著促進了PAHs的生物富集效應。進一步分析表明，纖維狀、透明和彩色微塑料與PAHs含量的相關性更為顯著，這為闡明微塑料表面特性對其載體效應的影響機制提供了重要實驗依據(jù)。研究還發(fā)現(xiàn)環(huán)境濃度微納塑料暴露會顯著降低櫛孔扇貝的肥滿度和閉殼肌蛋白質含量，其中納塑料的影響更為顯著，其毒性機制主要涉及線粒體自噬通路異常激活、氧化應激響應增強以及神經(jīng)相關基因表達的改變。研究結果為深入理解微納塑料的海洋水產品質量安全風險提供了新的科學視角，對防控和治理海洋新污染物具有重要意義。研究成果發(fā)表在Journal of Hazardous Materials和Science of the Total Environment。

 

　　該研究得到國家自然科學基金、山東省泰山學者青年專家計劃、山東省重點研發(fā)計劃和院科技創(chuàng)新團隊等項目的支持。

 

　　7.解析規(guī)?；愵愷B(yǎng)殖驅動的近海硅循環(huán)關鍵生地化過程與機制

 

　　黃海所近海生態(tài)養(yǎng)殖創(chuàng)新團隊以我國北方典型規(guī)?；B(yǎng)殖海灣——桑溝灣為研究區(qū)域，通過室內可控實驗、原位觀測和模型模擬等手段，明確了桑溝灣養(yǎng)殖系統(tǒng)硅元素源、匯清單及儲量特征，揭示了養(yǎng)殖貝類生物沉積在硅遷移轉化過程中的重要作用；進一步反演了生物硅（BSi）沉積通量年際動態(tài)變化，解析了近40余年沉積物BSi垂向分布及其對牡蠣養(yǎng)殖產業(yè)發(fā)展的響應；秉承“廢棄物資源化利用”理念，以廢棄稻殼衍生的稻殼灰（RHA）為硅元素補充介質，評估了RHA對促進養(yǎng)殖系統(tǒng)硅藻生長的助益作用及其緩解季節(jié)性硅酸鹽限制的潛力。該研究可為后續(xù)研發(fā)養(yǎng)殖容量提升技術、深入解析養(yǎng)殖系統(tǒng)硅－碳耦合增匯機制提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。研究成果發(fā)表于國際知名期刊Aquaculture、Frontiers in Marine Science等。

 

　　該研究得到國家自然科學基金、國家貝類產業(yè)技術體系崗位科學家、山東省泰山學者青年專家計劃、院科技創(chuàng)新團隊等項目支持。

 

 

　　黃海所漁業(yè)增養(yǎng)殖技術與裝備創(chuàng)新團隊針對我國深遠海海域因受高海況環(huán)境制約和缺乏裝備技術支撐而難以得到有效利用的突出問題，與萊州明波水產有限公司、煙臺中集藍海洋科技有限公司和煙臺經(jīng)海海洋漁業(yè)有限公司聯(lián)合攻關，創(chuàng)制出深遠海大型智能網(wǎng)箱和工程化圍欄兩類養(yǎng)殖新設施，實現(xiàn)了系列化設計與工程化建造；研制出分布式飼料投喂、魚苗快速轉移輸送、成魚分級起捕和魚群實時監(jiān)測監(jiān)控等系列配套裝備，實現(xiàn)了養(yǎng)殖機械化與智能化管理；構建并示范了許氏平鲉、花鱸和斑石鯛等魚類大型網(wǎng)箱和圍欄陸海接力與全水層養(yǎng)殖新模式，產業(yè)示范規(guī)模達80萬m3，養(yǎng)殖產量突破5000噸，累計實現(xiàn)產值超過6.3億元，與傳統(tǒng)網(wǎng)箱養(yǎng)殖相比，節(jié)本減損效益提升30%以上，為我國發(fā)展深遠海養(yǎng)殖提供了可復制推廣的山東樣板。成果獲2024年度山東省科技進步獎一等獎（已公示）。

 

　　該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家海水魚產業(yè)技術體系、山東省重大科技創(chuàng)新工程和院科技創(chuàng)新團隊等項目的支持。

 

 

　　黃海所海洋生物酶工程創(chuàng)新團隊聚焦海洋紅藻多糖資源的生物加工，基于C端非催化域與κ-卡拉膠酶酶學特性的內在聯(lián)系，定向挖掘了具備高產物特異性的10余個卡拉膠酶；解析了κ-卡拉膠酶MtKC16A耐受100℃高溫的分子機制，揭示了影響其耐熱性的關鍵非催化域MtUN；利用該非催化域MtUN，將其添至CaKC16B的C末端，成功提升了目標酶的耐熱性，使其同樣獲得了耐100℃高溫的特性，同時目標酶的催化效率提升了近127倍；憑借所挖掘的卡拉膠降解工具酶，開展了特定結構卡拉膠寡糖的制備工作，成功制備了7種不同結構的卡拉膠寡糖，尤其是通過級聯(lián)兩種卡拉膠降解酶制備獲得了奇數(shù)卡拉膠寡糖。研究結果為實現(xiàn)特定卡拉膠寡糖的規(guī)模化制備提供了有力工具，為卡拉膠酶的功能強化提供了新思路，為級聯(lián)不同卡拉膠工具酶以定向制備不同結構卡拉膠寡糖提供了重要參考。研究成果發(fā)表于Biotechnology Advances、Journal of Agricultural and Food Chemistry等，獲授權國家發(fā)明專利3項。

 

　　該研究得到山東省泰山學者、院科技創(chuàng)新團隊等項目的支持。

 

 

　　黃海所特色海洋生物資源高質化加工創(chuàng)新團隊針對干制水產品中危害因子產生機制等問題，系統(tǒng)開展了咸干鲅魚、干制對蝦、烤魚片等典型干制水產品中風味品質與質量安全形成機制以及調控技術研究。研究揭示了干制水產品風味形成的物質基礎與關鍵風味化合物的代謝途徑，探明了NDMA的內源性生成機制和主要前體物質來源；創(chuàng)建了干制水產品風味品質調控、化學危害物消減控制等關鍵技術并產業(yè)化應用，大幅提升了干制水產品質量品質。經(jīng)第三方評價，該技術成果達到國際領先水平。相關研究成果發(fā)表學術論文23篇，獲授權國家發(fā)明專利2項，制修訂行業(yè)標準2項、地方標準1項、團體標準2項并發(fā)布實施，獲2024年度山東省食品科學技術學會技術進步二等獎1項。

 

　　該研究得到國家重點研發(fā)計劃、山東省重點研發(fā)計劃、院科技創(chuàng)新團隊等項目支持。