近日,，齊魯工業(yè)大學（山東省科學院）海洋技術科學學部海洋生物監(jiān)測技術創(chuàng)新單元在海洋雙殼貝類行為解析研究領域取得新進展，相關成果發(fā)表于海洋與淡水生物學一區(qū)TOP期刊《Frontiers in Marine Science》（IF 5.247）,。

我國是貝類產(chǎn)業(yè)大國,，貝類健康評價方法的發(fā)展對降低貝類養(yǎng)殖風險、提高養(yǎng)殖產(chǎn)量,、提升育種效益具有重要意義,。但現(xiàn)有方法多為實驗室操作，步驟繁瑣,，且傷害貝類活體,。雙殼貝類貝殼張合行為作為貝類重要的生物行為，與其日常生理活動,、躲避敵害等息息相關,，能夠反映貝類活性、環(huán)境耐受性與抗逆性,。因此,，突破貝類張合行為跟蹤無損監(jiān)測技術，對解析貝類行為規(guī)律,、促進貝類育種養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展具有積極意義,。

海洋學部研究團隊圍繞貝類張合行為監(jiān)測技術研究，開發(fā)了適用于海洋雙殼貝類行為監(jiān)測傳感器,?；诨魻栃ㄟ^電磁感應技術獲取貝類雙殼張合行為電信號，根據(jù)裝置中線性霍爾元件與磁鐵之間的電勢差變化,，計算出貝類雙殼張合的實際距離,，實現(xiàn)貝類雙殼張合時間、距離,、頻率,、及速率的原位,、連續(xù),、實時監(jiān)測。目前樣機根據(jù)需求可進行8-16通路數(shù)據(jù)采集,，采樣間隔100ms、精度1mV,，距離監(jiān)測精度0.1mm,，并已完成水下監(jiān)測測試（圖1）。

圖1 雙殼貝類張合行為監(jiān)測樣機（A）及蝦夷扇貝張合行為長期連續(xù)監(jiān)測（B,、C）

以我國北方重要養(yǎng)殖品種蝦夷扇貝（Patinopecten yessoensis）為例,，在實驗室下模擬貝類正常生長環(huán)境，通過長期連續(xù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn),，扇貝雙殼張合行為具有日周期節(jié)律特點,，即每日7:00-9:00和17:00-19:00期間張合頻率顯著升高（圖2），其活躍時間段與貝類心跳的日周期節(jié)律規(guī)律相似,。通過連續(xù)監(jiān)測至扇貝自然死亡發(fā)現(xiàn),，存活時間久的個體，其快速開合的雙殼運動在其整個監(jiān)測過程中的日分布可能更均勻（圖3）,，這提示我們速率指標是反映貝類活性的重要參數(shù),，貝類張合行為與其機體能量利用代謝具有密切聯(lián)系,。

圖2 蝦夷扇貝雙殼張合行為日周期頻率統(tǒng)計圖

圖3 不同蝦夷扇貝個體雙殼快速張合運動日分布圖

進一步評估雙殼開合運動與扇貝活力及死亡率的相關性發(fā)現(xiàn)，利用扇貝體尺參數(shù)及張合運動指標,，能夠評估扇貝生存潛力,，其生存潛力預測系數(shù)與扇貝存活時間呈顯著正相關(R2=0.873,P<0.01)（圖4）,。在此回歸分析中,，貝類雙殼快速張合能力及殼寬（貝類厚度指標）是評估扇貝生存潛力重要的變量（圖4）,，且上述指標被認為可能與殼韌帶和肌肉的運動屬性相關,，影響貝類張合行為強度。本研究為貝類生存潛力預測提供了一種高效無損的評估方法。

圖4 蝦夷扇貝雙殼張合行為與其存活時間回歸分析（A：預測系數(shù)與扇貝存活時間呈顯著正相關,，B：殼寬或最高速率指標缺失對R²影響較大）

海洋學部海洋生物監(jiān)測技術創(chuàng)新單元主要從事海洋生物信號識別與原位監(jiān)測方法基礎研究。單元負責人荀小罡是本論文第一作者,，海洋環(huán)境智能監(jiān)測技術院士創(chuàng)新中心孔祥峰副研究員,、中國海洋大學海洋生物遺傳學與育種教育部重點實驗室胡曉麗教授是本論文的通訊作者。

文章鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2023.1129456/full