近日，齐鲁工业大学（山东省科学院）海洋技术科学学部海洋生物监测技术创新单元在海洋双壳贝类行为解析研究领域取得新进展，相关成果发表于海洋与淡水生物学一区TOP期刊《Frontiers in Marine Science》（IF 5.247）。

我国是贝类产业大国，贝类健康评价方法的发展对降低贝类养殖风险、提高养殖产量、提升育种效益具有重要意义。但现有方法多为实验室操作，步骤繁琐，且伤害贝类活体。双壳贝类贝壳张合行为作为贝类重要的生物行为，与其日常生理活动、躲避敌害等息息相关，能够反映贝类活性、环境耐受性与抗逆性。因此，突破贝类张合行为跟踪无损监测技术，对解析贝类行为规律、促进贝类育种养殖业发展具有积极意义。

海洋学部研究团队围绕贝类张合行为监测技术研究，开发了适用于海洋双壳贝类行为监测传感器。基于霍尔效应，通过电磁感应技术获取贝类双壳张合行为电信号，根据装置中线性霍尔元件与磁铁之间的电势差变化，计算出贝类双壳张合的实际距离，实现贝类双壳张合时间、距离、频率、及速率的原位、连续、实时监测。目前样机根据需求可进行8-16通路数据采集，采样间隔100ms、精度1mV，距离监测精度0.1mm，并已完成水下监测测试（图1）。

图1 双壳贝类张合行为监测样机（A）及虾夷扇贝张合行为长期连续监测（B、C）

以我国北方重要养殖品种虾夷扇贝（Patinopecten yessoensis）为例，在实验室下模拟贝类正常生长环境，通过长期连续监测发现，扇贝双壳张合行为具有日周期节律特点，即每日7:00-9:00和17:00-19:00期间张合频率显著升高（图2），其活跃时间段与贝类心跳的日周期节律规律相似。通过连续监测至扇贝自然死亡发现，存活时间久的个体，其快速开合的双壳运动在其整个监测过程中的日分布可能更均匀（图3），这提示我们速率指标是反映贝类活性的重要参数，贝类张合行为与其机体能量利用代谢具有密切联系。

图2 虾夷扇贝双壳张合行为日周期频率统计图

图3 不同虾夷扇贝个体双壳快速张合运动日分布图

进一步评估双壳开合运动与扇贝活力及死亡率的相关性发现，利用扇贝体尺参数及张合运动指标，能够评估扇贝生存潜力，其生存潜力预测系数与扇贝存活时间呈显著正相关(R2=0.873,P<0.01)（图4）。在此回归分析中，贝类双壳快速张合能力及壳宽（贝类厚度指标）是评估扇贝生存潜力重要的变量（图4），且上述指标被认为可能与壳韧带和肌肉的运动属性相关，影响贝类张合行为强度。本研究为贝类生存潜力预测提供了一种高效无损的评估方法。

图4 虾夷扇贝双壳张合行为与其存活时间回归分析（A：预测系数与扇贝存活时间呈显著正相关，B：壳宽或最高速率指标缺失对R²影响较大）

海洋学部海洋生物监测技术创新单元主要从事海洋生物信号识别与原位监测方法基础研究。单元负责人荀小罡是本论文第一作者，海洋环境智能监测技术院士创新中心孔祥峰副研究员、中国海洋大学海洋生物遗传学与育种教育部重点实验室胡晓丽教授是本论文的通讯作者。

文章链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2023.1129456/full