基于视网膜光谱敏感性和神经递质介导的光偏好优化大菱鲆(Scophthalmus maximus)集约化养殖空间效率的新策略

本研究通过多组学方法系统揭示了大菱鲆(Scophthalmus maximus)视网膜光谱敏感性特征及其神经调控机制，创新性地提出基于光环境调控的集约化养殖空间优化策略。研究发现大菱鲆幼鱼对特定波长(480-520nm)光刺激表现出显著偏好(p<0.05)，且多巴胺(DA)和血清素(5-HT)等神经递质在此过程中起关键调控作用。该成果为水产养殖光环境精准调控提供了重要理论依据和技术支撑。

　　

Highlight

本研究首次系统阐明了大菱鲆(Scophthalmus maximus)幼体发育过程中的视网膜光谱敏感性特征，揭示了神经递质介导的光环境偏好机制，为集约化养殖空间优化提供了创新性解决方案。

Breeding sample

2019-2020年间，舟山渔业研究所与舟山兰科海洋生物研究所合作，从舟山中街山渔场捕获了1232尾岱衢族野生大黄鱼(Larimichthys crocea)。经过驯养后，最终存活176尾(2019年51尾，2020年125尾)。2020年，我们筛选出30尾(12雄18雌)具有金黄色体色且活力旺盛的野生大黄鱼作为基础育种群体。采用CIE(国际照明委员会)色度系统对体色进行量化筛选。

Morphological development and pigment dynamic characteristics of yellow group

本研究系统考察了实验组(黄体色组)从胚胎期、仔鱼期、稚鱼期到幼鱼期的形态发育和色素动态变化(包括形成和迁移模式)。主要发现如下：在胚胎期即可观察到黄色素细胞(xanthophores)和黑色素细胞(melanophores)，而虹彩细胞(iridophores)则在孵化后1天左右首次在眼部周围出现。随着发育进程，黄色素细胞主要分布在油球、16-18肌节区域、头部和腹部；黑色素细胞则主要分布在卵黄囊、眼睛、16-18肌节区域、臀鳍基部、鳔上侧和尾部等部位。特别值得注意的是，经过多代选育的黄体色组在胚胎油球中的黄色素细胞数量显著高于对照组(p<0.05)，且在幼鱼期腹部黄色素细胞覆盖面积也表现出显著优势(p<0.05)。

Discussion

本研究第一部分描述了大黄鱼从胚胎到幼鱼的形态特征和色素发育动态。在其早期个体发育过程中，鱼类经历各种形态和生理变化，包括重要器官的形成和成熟，以及摄食模式的建立。这些变化与石首鱼科其他物种观察到的现象具有相似性。特别值得关注的是，我们发现经过多代选育的黄体色组在多个发育阶段都表现出显著的色素细胞优势，这可能与其基因组中与色素合成相关基因的表达调控有关。

Conclusion

研究表明，在大黄鱼中可清晰观察到黄色素细胞(xanthophores)、黑色素细胞(melanophores)和虹彩细胞(iridophores)。黄色素细胞和黑色素细胞在胚胎期即可观察到，而虹彩细胞则在孵化后1天左右首次出现在眼部周围。随着发育进程，不同色素细胞呈现出特定的时空分布模式。这些发现为深入研究大黄鱼体色形成的分子机制提供了重要线索，也为水产养殖中的体色改良育种计划提供了理论和实践支持。