背景海藻是最可持续的生物量之一,因为它的生长速度以及缺乏土地,肥料和生长淡水需求。可以处理它们以提供清洁能源,服务和可销售的产品,包括生物塑料 - 支持经济增长,粮食安全和可持续性野心。海藻还可以支持更广泛的英国政府野心1,例如自然环境的恢复以及用于治疗癌症2和糖尿病等医疗状况的产品的开发。因此,有强烈的环境和经济原因可以支持新兴的海藻行业,尤其是通过创建专门的海藻加工厂(生物精致),其中多种产品是以可持续的方式生产的,可最大程度地提高价值并最大程度地减少浪费。顺便说一句,到2027年4月4日,全球海藻生物生物产品市场规模和价值预计将超过60亿英镑,英国处于领导这一领域的强烈地位。这是由于英国具有出色的生物制造能力和专业知识,宽敞的海岸线和海底空间区域,并且还成为公认的北大西洋海藻多样性中心。644种不同的物种居住在其沿海水域5。但是,与其他欧洲和亚洲国家相比,英国海藻行业仍处于起步阶段,英国有机会失去将自己定位为该行业的国际领导者的机会。
罗非鱼水产养殖因其经济生存能力和适应性而已成为全球鱼类生产的关键部分。但是,该行业面临疾病管理,水质控制和饲料优化方面的挑战。这项全面的综述研究了机器学习(ML)在解决罗非鱼水产养殖中的这些挑战时的应用。探索的关键领域包括疾病检测和诊断,水质监测,饲料策略优化和生产管理。评论重点介绍了采用的各种机器学习模型和方法,讨论了它们的有效性,并确定了未来的研发方向。调查结果表明,尽管机器学习为增强罗非鱼水产养殖提供了巨大潜力,但仍需要解决数据质量,集成和可伸缩性之类的挑战,以充分实现这些好处。
简单的摘要:疾病对水产养殖构成了重大挑战,这会因天气状况的变化而加剧。该行业探索了各种策略,包括维持清洁的环境和采用疫苗来打击这些疾病。但是,这些解决方案仅对特定疾病和物种有效。在我们最近的研究中,我们研究了遗传学来增强三种关键物种的抗病性:白腿虾,条纹cat鱼和黄尾翠鸟。我们的发现表明,这些物种的研究种群具有可以遗传的基因,可以对疾病的抗药性更大,例如白斑综合征病毒,细菌坏死性胰腺炎和皮肤氟。通过选择性地用这些抗性基因繁殖动物,我们成功地增加了人群中的抵抗力,从而促进了鱼类健康并增强产量。此外,我们研究了这些基因,并利用了计算机模型来预测最具抵抗力的人来打击疾病。展望未来,我们的重点是OMICS技术,精确农业系统和先进的算法,以进一步增强这些物种的抗病性,从而使水产养殖更具可持续性和对威胁的弹性。
可以在当地的环境中进一步设计直接和可视化的途径,作为未来干预措施中培训或扩展教育的材料,以提高农民对气候变化和极端的影响和适应的能力。
水质对于依赖海洋资源的海洋生态系统,人类福祉和经济体的健康至关重要。尤其是关于核污染的挑战,诸如Tritium of tritium的同位素是杰出威胁[19,21]。本文调查了水下机器人系统的新兴应用,并由物联网(IoT)技术的基础,在水产养殖中。重点是它们进行连续水质监测的潜力,在促进与研究人员的富裕数据相互作用的同时,采用可持续检测方法。近年来,人们见证了通常称为自动水下车辆(AUV)的水下机器人的激增[23,13],重新操作的车辆(ROVS)[1] [1],当在水面上,在水面,Au au自主的表面车辆(ASVS)(ASVS)[24] [24] [24] - 进行水质评估。配备了一系列传感器,这些不足的机器人具有监视各种环境(无论是海洋,河流还是湖泊)的水质指标的能力。
资料来源:水利、土地和自然资源部渔业、水产养殖和野生鲑鱼处,使用 Lillian Hallin Consulting 编写的“不列颠哥伦比亚省渔业和水产养殖业报告,2022 年版”中的数据,文本表 2、3、4 和 5。 *注意,由于四舍五入,总数可能不相加。
虽然按产量计算,英国是欧洲第四大水产养殖生产国,但按价值计算,它是欧洲第二大水产养殖生产国,每年的首次销售价值约为 10 亿英镑。其中 90% 以上的价值来自苏格兰养殖的大西洋鲑鱼,但其他鱼类和贝类养殖品种对英国的几个地区也很重要。在这篇评论中,我们描述了英国水产养殖育种和种群供应的最新进展,以及遗传技术的创新如何帮助苏格兰政府实现到 2030 年将水产养殖业规模翻一番的雄心勃勃的目标。我们特别关注英国最重要的四种水产养殖品种:大西洋鲑鱼、虹鳟鱼、蓝贻贝和太平洋牡蛎,并对比了这些行业使用的选择性育种和基因组学技术的高度差异。大西洋鲑鱼养殖成功的一个主要因素是对现代育种计划的大规模投资,包括家系选择计划和基因组选择。事实证明,这种做法具有成本效益,可以提高生产效率并减少一些传染病。我们讨论了将类似技术应用于英国贝类行业的可行性,以确保稳定和充足的幼苗供应并开始进行性状选择。此外,我们还讨论了现代育种技术在全球范围内针对特定物种的应用,以及基因组学和基因组编辑技术在改善商业理想性状方面的未来潜力。越来越多地采用现代育种技术将有助于英国水产养殖业应对可持续扩张的挑战,并在全球市场保持竞争力。
在暴露和/或遥远的海洋地点进行水产养殖是一个新兴的行业和研究领域,旨在解决提高粮食安全的需求以及城市和沿海利益相关者向近岸和受保护的海洋水域扩张所带来的挑战。这一举措需要创新的解决方案,以使该行业在高能量环境中蓬勃发展。一些创新研究增加了对物理学、流体动力学和结构要求的理解,从而可以开发适当的系统。蓝贻贝 ( Mytilus edulis )、新西兰绿壳贻贝 ( Perna canaliculus ) 和太平洋牡蛎 ( Magallana gigas ) 是商业暴露双壳类水产养殖的主要目标。研究人员和业内成员正在积极推进现有结构,并为这些结构和适合此类条件的替代高价值物种开发新结构和方法。对于大型藻类(海藻)养殖,例如糖海带 ( Saccharina latissimi )、桨草 ( Laminaria digitata ) 或海带属。 (Ecklonia sp.)延绳系统被广泛使用,但需要进一步发展以承受完全暴露的环境并提高生产力和效率。在海洋鱼类养殖中,开放式海洋网箱设计主要有三种:柔性重力网箱、刚性巨型结构、封闭式网箱和潜水式网箱。随着水产养殖进入要求更高的环境,必须集中精力提高运营效率。本出版物考虑了与水产养殖扩展到暴露海域的要求有关的商业和研究进展,特别关注双壳类、大型藻类的养殖以及海洋鱼类养殖技术和结构发展。
a Xelect Ltd,Horizon House,苏格兰圣安德鲁斯 KY16 9LB,英国 b 综合遗传学中心,动物与水产养殖科学系,生物科学学院,挪威生命科学大学,挪威 Ås c 巴黎-萨克雷大学,国家农业研究所 (INRAE),法国 Jouy-en-Josas d 比较生物医学和食品科学系,意大利帕多瓦大学 e 欧洲分子生物学实验室,欧洲生物信息学研究所,Wellcome 基因组园区,欣克斯顿,剑桥,剑桥郡 CB10 1SD,英国 f INRAE,LPGP,鱼类生理学和基因组学,雷恩 F-35000,法国 g 海洋生物、生物技术和水产养殖研究所 (IMBBC),希腊海洋研究中心 (HCMR),伊拉克利翁,希腊 h 圣地亚哥德孔波斯特拉大学动物学、遗传学和体质人类学系,西班牙卢戈i 英国爱丁堡大学罗斯林研究所和皇家(迪克)兽医学院
图 1 无脊椎动物和水产养殖软体动物的训练免疫反应模型比较。该图说明了在无脊椎动物和海洋软体动物中观察到的训练反应的多样性。图中显示了训练诱导(初级反应)和挑战(次级反应)后随时间推移的免疫反应。文献中描述的不同反应模式用不同颜色的曲线表示。图例表示观察到不同模式的物种:训练后诱导的持续反应,没有消退阶段,一直持续到次级反应(深蓝色线);免疫转变显示出性质上不同的初级和次级反应,涉及不同的基因组(浅蓝色和深绿色线);耐受反应有初级反应但没有次级反应(浅蓝色线)。双相反应,称为回忆反应,有初级反应后是消退阶段,对后续挑战有类似或更强和更快的次级反应(浅绿色线)。
