科學(xué)研究：
研究方向：
主要從事魚類生態(tài)學(xué)、漁業(yè)種群動(dòng)態(tài)研究。
承擔(dān)科研項(xiàng)目情況：
主持國家自然科學(xué)基金課題、科技部重大科研計(jì)劃專題、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目子課題、863項(xiàng)目子課題等6項(xiàng)，作為主要參加者參與了CCICED項(xiàng)目、UNDP/GEF項(xiàng)目、行業(yè)專項(xiàng)、工程院戰(zhàn)略研究、973項(xiàng)目等10項(xiàng)。
1、黃海漁業(yè)資源長期變化與評(píng)價(jià)技術(shù)。
2、鮸魚早期發(fā)育過程與機(jī)制研究。
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科研成果：
系統(tǒng)研究了魚類早期發(fā)育過程與機(jī)制，揭示了氣候變化和人類活動(dòng)背景下魚類的生態(tài)學(xué)適應(yīng)及群落結(jié)構(gòu)的演替機(jī)制。
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成果展示：
鮸魚早期發(fā)育過程與機(jī)制研究。
1.研究背景
鮸魚是近海暖溫性底層經(jīng)濟(jì)魚類，是我國南方的重要經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖種類。由于水域環(huán)境的污染和過度捕撈，自然資源遭到嚴(yán)重破壞。近年來鮸魚人工繁殖獲得成功，但早期發(fā)育過程中的存活率仍然較低，苗種質(zhì)量優(yōu)劣參差不齊、養(yǎng)殖成活率偏低等問題，因此有必要系統(tǒng)的開展鮸魚早期的生長存活機(jī)制、鮸魚早期消化系統(tǒng)的發(fā)育機(jī)制、鮸魚早期消化酶的發(fā)生過程及脅迫條件下鮸魚的存活過程和消化酶的應(yīng)答機(jī)制等方面的研究。中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所單秀娟博士主持的“鮸魚早期發(fā)育過程與機(jī)制研究”在此方面做了卓有成效的研究工作，取得了突出成績。
2、科技創(chuàng)新和科學(xué)發(fā)現(xiàn)
（1）鮸魚早期發(fā)育階段的生長存活過程
鮸魚從初孵到孵化后53天根據(jù)形態(tài)學(xué)和形態(tài)測量特征分為仔魚期和稚魚期，形態(tài)學(xué)變化和器官分化主要集中在仔魚期。胚胎期所具有的特征在仔魚期被具體的功能系統(tǒng)所代替，例如呼吸、外源營養(yǎng)和主動(dòng)的游泳方式。仔魚期頭部和尾部生長要快于軀干部的生長，這顯示了攝食和運(yùn)動(dòng)器官發(fā)育的優(yōu)先性。頭部正異速增長（拐點(diǎn)在9.8mm）及眼徑和口徑的正異速增長為仔魚的呼吸和攝食準(zhǔn)備了條件。尾部快速增長是為了減少鮸魚運(yùn)動(dòng)能耗和成功逃避捕食者，其拐點(diǎn)在16.4mm。雖然軀干部增長在魚類發(fā)育早期比較緩慢，但是體高在魚類早期發(fā)育階段呈現(xiàn)正異速增長（其拐點(diǎn)在11.2mm），這是仔魚的消化系統(tǒng)為了滿足早期迅速增長的營養(yǎng)需要而快速發(fā)育的結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)證實(shí)了魚類早期發(fā)育方式：即優(yōu)先發(fā)育對生長起重要作用的器官，然后是對生長作用次之的器官。
在24℃，仔魚在3日齡開口攝食，4日齡卵黃囊吸收完畢，6日齡仔魚如不能建立外源性營養(yǎng)即進(jìn)入饑餓死亡不可逆點(diǎn)（PNR），而延遲投餌3天（6日齡）以上的仔魚在8日齡前全部死亡。不論在正常投餌還是延遲投餌條件下，仔魚在開口攝食階段都存在著一個(gè)饑餓死亡過程，這與其初次攝食率低（10%）、混合營養(yǎng)期短（1天）、忍受饑餓能力差（從卵黃囊吸收完畢到PNR時(shí)間為1天）以及一部分個(gè)體難以在短時(shí)間內(nèi)建立攝食能力等密切相關(guān)。正常投喂仔魚（16%）和延遲投餌1天仔魚（15%）的存活率明顯高于延遲2天投餌仔魚（9%）。它們的高死亡（日死亡率為5%～6.5%）集中發(fā)生在3～8日齡期間，但低于3-7日齡內(nèi)延遲投餌3天和完全饑餓仔魚（日死亡率為18.5%）。這說明早期仔魚所經(jīng)歷的饑餓會(huì)影響到其整個(gè)仔魚階段的存活水平。在7日齡時(shí)，正常投喂仔魚（9.9%）的比生長率（SGR）明顯高于延遲投餌仔魚（4.6-8.4%）。延遲3天和饑餓的仔魚在6日齡后出現(xiàn)明顯的負(fù)增長。在形態(tài)學(xué)測量特征的比較中也有類似的結(jié)果，孵化后7天，正常攝食的仔魚和饑餓的仔魚各個(gè)形態(tài)學(xué)性狀比例出現(xiàn)顯著的變化，例如尾長/體長、體高/體長、眼徑/體長、肌節(jié)高/體長、腸高/體長及眼徑/頭長等。正常攝食仔魚和延遲2天投餌的仔魚也有顯著的變化，但是各項(xiàng)比例在正常攝食仔魚和延遲1天投餌的仔魚中都沒有顯著的變化。在36日齡時(shí)，正常投喂仔魚與延遲投餌1天仔魚之間的生長差異消失，但是與延遲投餌2天的仔魚生長差異顯著。這說明即使短時(shí)間的饑餓也有可能延緩開口攝食階段仔魚生長發(fā)育，而延遲投餌1天的存活仔魚在后期生長過程中可能通過補(bǔ)償生長機(jī)制緩解早期饑餓引起的生長滯后問題，延遲投餌2天的存活仔魚因?yàn)樵馐莛囸I時(shí)間過長，其整個(gè)仔魚階段的發(fā)育生長明顯滯后。仔魚的個(gè)體生長差異隨初次投餌時(shí)間的延長而減小，這可能與延遲投餌造成的不同程度的饑餓對仔魚產(chǎn)生的篩選作用相關(guān)。延遲投餌引起開口攝食階段仔魚體內(nèi)脂肪和蛋白質(zhì)含量明顯減少，但延遲投餌1-2天的存活仔魚在后期發(fā)育過程中可以達(dá)到正常投餌仔魚的營養(yǎng)水平。因此，不論在養(yǎng)殖條件下還是在自然水域，鮸仔魚必須在開口后2天之內(nèi)建立起主動(dòng)攝食能力才可能保證正常發(fā)育、生長和存活。
饑餓在鮸仔魚開口攝食時(shí)對其生長（體重和SGR）和存活都有重要的影響，隨著日齡的增加，饑餓對生長和存活的影響逐漸變小。SGR在三個(gè)階段的饑餓試驗(yàn)結(jié)束時(shí)都存在顯著差異（P<0.05）。在3～7d實(shí)驗(yàn)中饑餓2天仔魚存活率與正常攝食的仔魚存在顯著差異（P<0.05），在26～35d實(shí)驗(yàn)中饑餓3天后存在顯著差異（P<0.05），但是在42～53d實(shí)驗(yàn)中整個(gè)試驗(yàn)期間其存活率都沒有顯著差異（P>0.05）。仔魚在0L條件下不能正常攝食，孵化后7天內(nèi)全部死亡。在12L條件下仔魚存活率要小于其他的各組，并且存活率隨著密度的增加逐漸減小。SGR與存活率具有相同的變化趨勢，在18L條件下仔魚的生長要大于12L和24L條件下仔魚的生長，生長率隨著密度的增加而減小。因此鮸早期育苗過程中，為了保證其存活率和生長率，盡量避免餌料不足，調(diào)節(jié)仔魚的飼養(yǎng)密度和適當(dāng)?shù)难娱L光照時(shí)間可以增加生產(chǎn)效益。
（2）鮸魚早期消化系統(tǒng)的發(fā)育規(guī)律
鮸魚消化系統(tǒng)發(fā)育分為三個(gè)階段：從孵化到初次攝食之前為第一階段，此階段消化道為一細(xì)長管道；從外源營養(yǎng)開始到胃腺出現(xiàn)為第二階段，此階段液泡、杯狀細(xì)胞開始出現(xiàn)在消化道中，在6日齡胃出現(xiàn)，消化道明顯分為口咽腔、食管、胃、前腸和后腸；第三階段從20日齡胃腺出現(xiàn)開始，胃在25日齡分為賁門胃、胃體和幽門胃三個(gè)部分，幽門盲囊出現(xiàn)，消化系統(tǒng)趨于完善。饑餓嚴(yán)重影響鮸魚消化器官及消化腺的正常發(fā)育過程。饑餓使其組織學(xué)的結(jié)構(gòu)和功能明顯衰退，肝組織變得疏松，細(xì)胞縮小，細(xì)胞核解體，稚魚肝組織內(nèi)沒有脂質(zhì)積累，細(xì)胞質(zhì)中液泡減少；胰臟組織變得致密，腺泡萎縮，分泌物減少；胃腺細(xì)胞收縮，結(jié)構(gòu)不完整，腸微絨毛退化，腸粘膜褶減少，腸上皮細(xì)胞遭到破壞。當(dāng)稚魚恢復(fù)攝食后，組織結(jié)構(gòu)存在一定程度的恢復(fù)，饑餓對鮸魚的損害程度隨著發(fā)育階段的不同而有所差異，隨著發(fā)育時(shí)間的延長，鮸魚組織結(jié)構(gòu)從饑餓中恢復(fù)的程度就越大。
（3）鮸魚早期消化酶的發(fā)生及饑餓脅迫條件下消化酶的應(yīng)答機(jī)制
鮸魚主要消化酶分為三個(gè)發(fā)育時(shí)期：從初孵到外源營養(yǎng)開始的迅速增長期；從3日齡到25日齡波動(dòng)期；25日齡后處于相對穩(wěn)定期。各種消化酶總活性隨著個(gè)體的發(fā)育逐漸增加，30日齡后總活性顯著增加。延遲1天投餌的仔魚和正常攝食的仔魚其消化酶的活性沒有顯著差異（P>0.05），但是延遲2天投餌的仔魚和正常攝食及延遲1天投餌的仔魚消化酶的活性存在顯著差異（P<0.05），無論是延遲1天還是延遲2天仔魚消化酶與正常攝食的仔魚具有相同的發(fā)育方式。延遲3天投餌的仔魚和饑餓仔魚發(fā)育方式類似，從3日齡開始，消化酶活性顯著下降。研究證實(shí)，鮸仔魚在開口攝食之前消化酶的發(fā)育受到內(nèi)部因子的調(diào)控，但是隨著仔魚對外源餌料的攝食，消化酶受到內(nèi)源遺傳機(jī)制和外源餌料食物的雙重調(diào)節(jié)，內(nèi)源的調(diào)節(jié)機(jī)制對消化酶發(fā)育方式起作用，外源的餌料食物影響酶活力的高低。
饑餓對鮸仔稚魚胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶有顯著的影響，特別是在開口攝食初期。在3～7d實(shí)驗(yàn)階段，經(jīng)過2天饑餓各種消化酶的活性在攝食仔魚和饑餓仔魚之間均存在顯著差異（P<0.05）；在26～35d實(shí)驗(yàn)階段，仔魚經(jīng)過3天饑餓其消化酶的活性和攝食仔魚之間存在顯著差異（P<0.05），但是仔魚饑餓4天恢復(fù)攝食5天后，即可恢復(fù)到和攝食仔魚不存在顯著差異的水平（P>0.05）。第42～53d實(shí)驗(yàn)階段表明鮸稚魚經(jīng)過6天的饑餓其消化酶才顯示出與正常攝食仔魚之間存在顯著差異（P<0.05），在恢復(fù)攝食5天后其消化酶活力可以恢復(fù)到和正常攝食仔魚相同的水平。由此可見在鮸早期發(fā)育階段，淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶對饑餓的反應(yīng)非常敏感。隨著日齡的增加，仔魚耐受饑餓和從饑餓損傷中恢復(fù)能力增強(qiáng)，因此消化酶可以作為評(píng)價(jià)鮸早期發(fā)育階段營養(yǎng)狀況的指標(biāo)。
光照和飼養(yǎng)密度顯著影響了鮸魚消化酶的活性。胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶在18L低密度飼養(yǎng)條件下其活性明顯高于（P<0.05）其他各組；12L高密度飼養(yǎng)條件下各種消化酶活性明顯低于（P<0.05）其他各組；在0L條件下，各種消化酶活性在開口攝食之前明顯低于其他各組，開口攝食之后，各種消化酶活性迅速下降。延遲投餌、光照周期和飼養(yǎng)密度雖然對鮸魚消化酶的活性產(chǎn)生了重要影響，但是對消化酶的發(fā)育方式?jīng)]有顯著影響，因此，鮸魚消化酶的具體發(fā)育方式是由內(nèi)部遺傳機(jī)制來控制，但受外界環(huán)境因素（食物組成、光照和飼養(yǎng)密度）的調(diào)節(jié)。
3、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
（1）該研究闡明了鮸魚早期異速增長方式、消化系統(tǒng)及消化酶的發(fā)生學(xué)、脅迫因子尤其是饑餓條件下的生長存活策略及其消化生理的應(yīng)答機(jī)制。
（2）闡明了脅迫條件下鮸魚仔稚魚的形態(tài)特征及各種生理指標(biāo)，為評(píng)估自然海域中仔稚魚的營養(yǎng)狀況、仔稚魚的存活率，解析其資源補(bǔ)充機(jī)制及種群數(shù)量變動(dòng)提供科學(xué)依據(jù)。
（3）闡明了鮸魚早期階段的發(fā)育、器官的形成、攝食和生長規(guī)律，解析鮸魚仔稚魚對饑餓等脅迫的生態(tài)對策，對鮸魚苗種的培育有重要應(yīng)用價(jià)值。
（4）研究總結(jié)出一套鮸魚親魚培育、人工育苗、大規(guī)格苗種培育、濕性配合飼料研制、網(wǎng)箱健康養(yǎng)殖技術(shù)工藝，促進(jìn)了鮸魚養(yǎng)殖的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
4、推廣應(yīng)用情況
（1）該項(xiàng)研究的開展不僅豐富了魚類早期生活史的內(nèi)容，而且為評(píng)估自然海域中仔稚魚的營養(yǎng)狀況、仔稚魚的存活率，解析其資源補(bǔ)充機(jī)制及種群數(shù)量變動(dòng)提供科學(xué)依據(jù)。
（2）研究成果在鮸魚大規(guī)模苗種生產(chǎn)、開口餌料的研發(fā)、早期苗種投喂和管理模式及優(yōu)質(zhì)苗種選育培育等方面已經(jīng)推廣應(yīng)用，推動(dòng)了鮸魚養(yǎng)殖的產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)了福建沿海水產(chǎn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的提升，增加了漁民收入。近三年成果的推廣應(yīng)用增加鮸魚產(chǎn)值7500萬元，利潤3900萬元，還促進(jìn)了鮸魚自然資源的養(yǎng)護(hù)，具有明顯的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。
論文專著：
發(fā)表論文20余篇，其中SCI收錄12篇，參編中、英文專著10部。
出版專著：
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發(fā)表中文論文：
1 三峽工程蓄水后長江口魚類浮游生物群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)變化 單秀娟; 線薇薇 中國科學(xué)院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 中國水產(chǎn)科學(xué)院黃海水產(chǎn)研究所海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室 【會(huì)議】2008年中國水產(chǎn)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集 2008-11-01
2 長江口近海春季魚類群落結(jié)構(gòu)的多樣性研究 單秀娟; 金顯仕 農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室山東省漁業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所 【期刊】海洋與湖沼 2011-01-30
3 小黃魚體長-體質(zhì)量關(guān)系和肥滿度的年際變化 李忠爐; 金顯仕; 單秀娟; 戴芳群 中國科學(xué)院海洋研究所; 山東省漁業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所; 中國科學(xué)院研究生院 【期刊】中國水產(chǎn)科學(xué) 2011-05-15
4 短期饑餓脅迫下(魚免)魚(Miichthys miiuy)早期生活階段的生長及消化酶活性研究 單秀娟; 竇碩增 中國科學(xué)院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所 【期刊】海洋與湖沼 2011-03-30
5 長江口及其鄰近海域漁業(yè)生物的群落結(jié)構(gòu)特征 金顯仕; 單秀娟; 郭學(xué)武; 李顯森 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所; 農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)業(yè)部黃渤海漁業(yè)資源環(huán)境重點(diǎn)野外科學(xué)觀測試驗(yàn)站 【期刊】生態(tài)學(xué)報(bào) 2009-09-15
6 鮸魚(Miichthys miiuy)仔、稚魚發(fā)育生長方式及其生態(tài)學(xué)意義 單秀娟; 竇碩增 中國科學(xué)院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 【期刊】海洋與湖沼 2009-11-30
7 饑餓脅迫條件下黑(魚免)(Miichthys miiuy)仔魚的生長與存活過程研究 單秀娟; 竇碩增 中國科學(xué)院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 中國科學(xué)院研究生院 北京 【期刊】海洋與湖沼 2008-01-30
8 三峽工程蓄水前后秋季長江口魚類浮游生物群落結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化初探 單秀娟; 線薇薇; 武云飛 中國科學(xué)院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 中國科學(xué)院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 中國海洋大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東青島; 中國海洋大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 山東青島 【期刊】中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2005-11-30
9 長江河口生態(tài)系統(tǒng)魚類浮游生物生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展 單秀娟; 線薇薇; 武云飛 中國科學(xué)院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 中國科學(xué)院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 中國海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院水產(chǎn)養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 【期刊】海洋湖沼通報(bào) 2004-12-30
10 鮸（Miichthys miiuy）早期生長存活過程和消化生理機(jī)制的研究 單秀娟 中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所） 【博士】中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所） 2008-05-01
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榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)：