具有双层路由注意力机制的YOLOv8血鹦鹉目标检测与追踪方法

为了检测观赏鱼类的行为及其健康状况,设计了一种具有双层路由注意力机制的血鹦鹉(Vieja synspila♀×Amphilophus citrinellus♂)目标检测模型YOLOv8n-BiFormer,该方法在YOLOv8n模型基础上添加了双层路由注意力以减少计算量和内存,添加了新的视觉通用变换器BiFormer以提升计算效率,并采用ByteTrack算法追踪血鹦鹉的运动轨迹。结果表明:使用YOLOv8n-BiFormer模型对血鹦鹉的检测准确率达到99.2%,召回率为93.7%,平均精度均值(mAP@0.5)为99.1%,相较于YOLOv8n模型分别提升了0.8%、1.4%、1.0%;使用该模型对水族箱中的慈鲷(Chindongo demasoni)进行检测追踪同样取得了较好的效果,慈鲷的检测准确率达到97.0%,召回率为93.4%,平均精度均值为96.5%,相较于YOLOv8n模型召回率和平均精度分别提升了1.8%和1.9%。研究表明,本文中设计的YOLOv8n-BiFormer模型具有通用性,在检测和追踪血鹦鹉和慈鲷目标方面均表现优异,消耗的计算资源较少,可部署在水族箱监控系统中,为观赏鱼信息记录自动化和智能化提供了可行的解决方案。

不同体色血鹦鹉鱼的色素细胞种类、数量及色素含量

用显微镜观察了体长7．0～10．0cm的黑、黑黄、黄、红4种体色血鹦鹉鱼色素细胞的形态结构，用紫外分光光度计法测定了其总类胡萝h素含量。结果显示，（1）黑色血鹦鹉鱼通体分布树突状和圆点状两种形态的黑色素细胞，内含大量黑色素颗粒，黄色素细胞较少，颜色较浅；（2）黑黄色血鹦鹉鱼体上的树突状黑色素细胞的中心胞体扩散，分枝细长，黑色素颗粒为棕色，聚集能力弱，黄色素细胞大颜色深且数量较多；（3）黄色血鹦鹉鱼体上的黑色素细胞数量很少，黄色素细胞遍体分布，颜色深，有少量圆点状的红色素细胞，形状小，颜色浅；（4）红色血鹦鹉鱼体的黑色素细胞稀少，有少量的黄色素细胞，红色素细胞遍体分布。（5）红色血鹦鹉鱼的肉、鳞片、鳍条和皮肤的类胡萝卜素含量与其他3种体色的鱼相比差异均极显著（P〈0．01）；黑、黑黄、黄3种体色的血鹦鹉鱼的上述4个部位的类胡萝卜素含量差异均不显著（P〉O．05）。本试验结果为深入探究色素细胞的发育机制提供了参考。

橘色双冠丽鱼黑色素细胞和黄色素细胞的分离、培养与鉴定

为探讨橘色双冠丽鱼(Amphilophus citrinellus)黑色素细胞和黄色素细胞的分离、培养与鉴定方法,观察鱼类色素细胞生长特征,本研究以橘色双冠丽鱼的尾鳍、鳞片、皮肤组织为材料,在25℃~28℃条件下,分别在胰蛋白酶溶液和胶原酶溶液中消化6 h和12 h,可有效分离出色素细胞团,细胞悬液经气孔尼龙网过滤后,于35%-45%-55%Percoll试剂中梯度分离和收集黄色素细胞和黑色素细胞。采用K-SFM培养基进行细胞原代培养和细胞纯化,抑制成纤维细胞和角朊细胞的生长,用十四烷酰佛波醇乙酸酯(TPA)、双抗、bFGF的DMEM培养基进行色素细胞传代培养;运用巴染色和透射电镜观察细胞形态,并用分子标记技术进行细胞鉴定。结果显示,细胞分离时,黑色素细胞位于Percoll试剂45%和35%浓度层之间,黄色素细胞位于Percoll试剂35%浓度层上,2种色素细胞均凝聚成絮状。透射电子显微镜观察发现,黑色素细胞内部含大量黑色素小体,而黄色素细胞内部含喋呤体和类胡萝卜素囊泡;黑色素细胞左旋多巴(L-DOPA)染色呈阳性;取第10代色素细胞进行体色相关基因黑皮素1受体(melanocortin receptor 1,MC1R)、酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)和牛内皮素受体B(endothelin receptor B,EDNRB)PCR检测,显示基因扩增条带特异性强,表明获得的2种色素细胞具有良好的生物学活性。本研究建立了橘色双冠丽鱼黄色素细胞和黑色素细胞的分离培养与鉴定方法,为进一步开展鱼类体色细胞分化和体色形成的分子机理研究提供了细胞模型。

饲料脂肪水平对血鹦鹉鱼吸收虾青素效果、生长性能和血清生化指标的影响

为了探讨血鹦鹉鱼(Vieja synspila♀×Amphilophus citrinellus♂)增色期饲料脂肪水平对其生长、免疫力和吸收虾青素的效果,选取540尾血鹦鹉鱼随机分为6组,投喂虾青素为4‰而脂肪添加水平分别为2.93%(对照组)、5.90%、8.89%、11.91%、14.94%、17.92%的饲料60 d。结果显示:1)随着脂肪添加量的增加,血鹦鹉鱼增重率和特定生长率先升高后降低,饲料脂肪水平为11.91%时增重率和特定生长率达到最高值,与对照组差异显著(P<0.05)。2)体色的红值(a*)、黄值(b*)和组织中的类胡萝卜素含量均随着脂肪添加量的增加呈先升高后降低的趋势,体表红值(a*)和类胡萝卜素含量均在脂肪添加水平为14.94%时达到最大值,且显著高于其他组(P<0.05);黄值(b*)在11.91%组达到最大值,与14.94%组无显著差异,但显著高于其他组(P<0.05);体色亮度值L值在各组间无显著差异(P>0.05)。3)游离脂肪酸(NEFA)在14.94%组达到最低值,并显著低于其他组(P<0.05);总蛋白(TP)在11.91%组最高,显著高于对照组(P<0.05);胆汁酸(TBA)和血清总胆固醇(TCHO)含量分别在11.91%组和14.94%组达到最大值,且显著高于其他组(P<0.05)。研究表明,在一定虾青素含量的饲料中,适量添加脂肪可提高血鹦鹉鱼的生长性能、有效改善虾青素的吸收效率、增强机体免疫力,过高的脂肪水平则对虾青素吸收无益。综合分析各指标,推荐血鹦鹉鱼着色饲料(4‰虾青素)中适宜的脂肪水平为11.91%~14.94%。

橘色双冠丽鱼体色相关基因mitf的结构及表达调控特性

为了解小眼畸形相关转录因子mitf基因在鱼类早期体色褪黑过程中的调控作用,本研究采用c DNA末端快速扩增(RACE)技术获得橘色双冠丽鱼(Amphilophus citrinellus)mitf基因c DNA序列全长,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测其在橘色双冠丽鱼胚胎不同发育时期、体色褪黑不同时期和各个组织中的表达规律。获得mitf基因2个亚型,其中,mitf1的cDNA全长为1816bp,包括5’非编码区(UTR)158 bp、3’UTR 428 bp、开放阅读框(ORF)1230 bp,共编码409个氨基酸;mitf2的c DNA全长为1638 bp,包括5’UTR 160 bp、3’UTR 428 bp和ORF 1050 bp,共编码349个氨基酸。同源性和系统进化分析显示,mitf1和mitf2聚在一小支,与慈鲷科(Cichlidae)鱼类同源性最高,与哺乳类动物同源性较低。qRT-PCR结果显示,在成鱼各个组织中,mitf1和mitf2均有不同程度表达,其中,眼部表达量最高且显著高于其他组织(P<0.05),肌肉、脑和肾脏也有较高表达;mitf1和mitf2在胚胎各个发育时期均有表达,在受精卵时期表达量最高,显著高于其他胚胎期;随着橘色双冠丽鱼体色由黑色过渡到橘黄色,mitf1和mitf2在鱼皮肤、鳞片、尾鳍中的表达均呈逐渐下降的趋势,表明mitf基因表达与鱼体色由黑到黄转变的表型间存在关联性,推测与鱼体色发育阶段色素细胞的分化和分布比例的动态变化相关。本研究通过了解鱼类体色发育和变异的分子基础,可为鱼类色素细胞发育和体色人工改良积累资料。

橘色双冠丽鱼黑素皮质素受体1基因(MC1R)整胚原位杂交

为探究黑素皮质素受体1基因(MC1R)在橘色双冠丽鱼胚胎发育和体色形成过程中的表达定位及功能,本研究首先制备了MC1R基因的RNA正反义探针,T7方向转录的正义RNA探针质量浓度为447.529ng/μL,SP6方向转录的反义RNA探针质量浓度为342.698ng/μL。经10~20倍稀释后的探针用于原位杂交,MC1R基因探针表达定位显示,随橘色双冠丽鱼胚胎的发育杂交信号总体呈逐渐减弱趋势,原肠期和视泡期其卵黄和胚体侧卧部分有杂交信号分布;出膜期其脊柱、卵黄囊及其内容物和色素细胞内出现杂交信号;出膜期第1天,卵黄表面有信号分布。总体来看,杂交信号在脊索、卵黄囊、卵黄囊内容物质及色素细胞有特异表达,而以正义探针作为阴性对照组在5个胚胎阶段均无任何信号,杂交信号显现的MC1R表达定位说明其在橘色双冠丽鱼色素细胞的分化、迁移中起到重要调控作用,也与神经、营养、免疫功能相关,初步建立了鱼类体色相关基因功能和定位研究的整胚原位杂交方法。

血鹦鹉TYR基因表达qPCR分析的引物设计与评估

为了解色素相关基因和体色之间的关系,应用实时荧光定量PCR(qPCR)技术分析血鹦鹉的酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)基因的表达谱,通过Primer 5软件设计扩增血鹦鹉TYR基因片段的引物并进行qPCR评估研究。结果显示,引物TYR2F-TYR2R在q PCR扩增时,融解曲线为单一尖锐峰;标准曲线分析显示,引物的扩增效率为103.3%,R2值为0.994。上述结果说明该对引物具有良好的扩增特异性和扩增效率,满足了qPCR扩增的要求,该研究结果可为血鹦鹉TYR基因表达的qPCR分析奠定基础。

血鹦鹉人工养殖模式和疾病防控技术

血鹦鹉(Amphilophus citrinellus×Cichlasoma synspilum)是常见观赏鱼,也被称之为财神鱼、发财鱼,其具有生长迅速、抗病力高、适应性强、性情温和等特点和优势,深受消费者的喜爱。血鹦鹉人工养殖时,科学的养殖技术是影响养殖成功率及养殖效益的重要因素。文章从池塘养殖和水泥池养殖两个方面介绍了血鹦鹉的人工养殖模式,并对血鹦鹉在养殖过程中常见的寄生虫性疾病和细菌性疾病的防治技术进行了阐述,可供广大血鹦鹉养殖爱好者参考。

血鹦鹉鱼Mitfa基因表达qPCR分析的引物设计与评估

MITF,即小眼畸形相关转录因子(microphthalmia-associated transcription factor),其在黑色素细胞的发育和分化中具有核心的调控作用。为了解色素相关基因和体色之间的关系,应用分析血鹦鹉的表达谱,采用实时荧光定量PCR(qPCR)技术技术,从血鹦鹉(Amphilophus)鱼鳍与鱼皮中提取RNA,通过Primer 5软件设计扩增血鹦鹉Mitfa基因片段的引物并进行qPCR评估,为血鹦鹉Mitfa基因表达的qPCR分析奠定了基础。

鹦鹉鱼恶臭假单胞菌的分离鉴定及致病性研究

为有助于防控恶臭假单胞菌引起的鱼病,从天津市某养殖场发病血鹦鹉(Vieja synspila♀×Amphilophus citrinellus♂)的中肾、肝脏处提取到一株细菌,并对其进行病原的分离鉴定、人工回归感染试验以及药敏试验。病灶处分离出的病原菌命名为AC4,经人工回归感染后证明AC4具有致病性,临床症状与其自然发病症状一致,半致死浓度为3×10^(8) CFU/mL。对提取分离出来的致病菌生化鉴定后再进行16S rRNA测序,分离菌革兰氏染色为阴性杆状,该株分离菌为假单胞菌属(Pseudomonas)。药敏试验结果显示,该菌株对氨曲南、头孢他啶、头孢曲松、左氧氟沙星、头孢吡肟、链霉素、多黏菌素B、卡那霉素、阿米卡星等敏感。

橘色双冠丽鱼胚后色素细胞发育与体色变化

采用生物显微镜和体式显微镜等对橘色双冠丽鱼(Amphilophus citrinellus Günther 1864)早期发育过程中体色和色素细胞的分布及形态变化进行连续观察。结果显示,在水温为(27±1)℃,pH 8.3条件下,仔鱼期:初孵仔鱼体表已具有黑色素,2 dph(day post hatching,dph)黑色素增加,眼窝变黑,未有视觉功能;3dph卵黄囊尚未吸收完毕,黑色素细胞分支,形态多样;4 dph仔鱼有视觉功能,能自行游动;5 dph仔鱼开口,卵黄囊明显变小;7 dph仔鱼出现虹彩细胞;10 dph仔鱼体表出现黄色素细胞;12 dph各鳍被成鱼鳍膜所取代,黑色素细胞、黄色素细胞继续增多,视觉看到鱼体变黑。稚鱼期:19 dph有鳞片产生,各鳍条发育完全,30 dph发现红色素细胞;幼鱼期:35 dph幼鱼体表为黑色,初步形成7条色素带,全身布满鳞片;65 dph鱼体部分黑色素开始褪去;85 dph黑色素细胞全部褪去,鱼体变为亮黄色。研究结果为培育褪黑完全而且遗传稳定的橘色双冠丽鱼奠定了理论基础。

橘色双冠丽鱼体色相关基因mc1r的组织表达分析

黑素皮质素受体1基因(mc1r)是动物体色形成的关键调控因子,为探讨mc1r基因在橘色双冠丽鱼(Amphilophus citrinellus)体色褪黑过程中的调控作用,本研究利用cDNA末端快速克隆(RACE)技术首次获得橘色双冠丽鱼mc1r的cDNA全序列,并利用荧光定量PCR分析了橘色双冠丽鱼体色变化不同时期和不同组织中mc1r基因的表达差异。获得cDNA全长序列1 699 bp,共编码氨基酸325个,开放阅读框(ORF)为978 bp,5′非编码区(UTR)497 bp,3′非编码区(UTR)224 bp。氨基酸序列和系统发育分析表明,橘色双冠丽鱼与人(Homo sapiens)、斑马鱼(Danion rerio)、大黄鱼(Larimichthys crocea)和尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)相似度分别为55.1%、77.1%、90.15%和96.92%。荧光定量PCR结果表明,mc1r在橘色双冠丽鱼胚胎发育9个时期均有不同程度的表达,且随着胚胎发育表达量逐渐减少,推测在胚胎发育的早期阶段该基因的基础表达水平即可启动参与体色细胞形成的腺苷酸循环。在"黑色-灰白色-黄色"三个体色蜕变期,mc1r在尾鳍、鳞片、皮肤的表达均呈先降低再稍升高的变化趋势,均在灰白色过渡期呈现最低值,推测这与mc1r和Agouti存在竞争性结合,及mc1r、tyr、tyr1三者是否处于适当、平衡状态有关。橘色双冠丽鱼长至近成鱼期,非正常褪黑鱼(即未完全褪黑)各组织mc1r表达量均比正常褪黑鱼(完全褪黑)高,其中皮肤组织的相对表达量显著高于正常褪黑鱼(P <0.05),可见鱼体体表褪黑程度与mc1r表达量呈负相关。在成熟鱼体11个组织中mc1r均有不同程度的表达,其中,鳞片显著高于其他组织(P <0.05),说明橘色双冠丽鱼mc1r的主要表达部位是鳞片。本研究通过了解体色变异相关基因表达特征,为鱼类体色遗传和体色改良研究积累资料。