鑭對(duì)黃姑魚幼魚促生長作用和成活率影響的研究

陳 超, 陳建國, 張廷廷, 邵彥翔, 譚魯玉, 孫曙光, 張春祿, 張夢(mèng)淇, 王孝山, 徐加元

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鑭對(duì)黃姑魚幼魚促生長作用和成活率影響的研究

陳 超1, 2, 陳建國1, 2, 張廷廷1, 2, 邵彥翔1, 3, 譚魯玉1, 4, 孫曙光1, 張春祿1, 2, 張夢(mèng)淇1, 2, 王孝山5, 徐加元5

(1. 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)可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 青島市海水魚類種子工程與生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山東 青島 266071; 2. 上海海洋大學(xué) 水產(chǎn)與生命學(xué)院, 上海 201306; 3. 大連海洋大學(xué) 水產(chǎn)與生命學(xué)院, 大連 116023; 4. 中國海洋大學(xué) 海洋生命學(xué)院, 山東 青島 266003; 5. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院 東海水產(chǎn)研究所, 上海 200090)

為探究鑭對(duì)黃姑魚()幼魚的促生長作用和成活率的影響, 本研究設(shè)7 組不同鑭質(zhì)量濃度處理組, 采用不同方程對(duì)不同鑭質(zhì)量濃度組的體質(zhì)量生長擬合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 不同鑭質(zhì)量濃度處理組黃姑魚幼魚的生長速度差異顯著(<0.05)。采用線性方程: 1.8 mg/L處理組的體質(zhì)量生長系數(shù)最大, 為0.011 2, 而對(duì)照組(0 mg/L)的體質(zhì)量生長系數(shù)最小, 為0.009 9; 采用多項(xiàng)式方程: 1.8 mg/L組全長生長系數(shù)的絕對(duì)值最大, 為3.26, 而對(duì)照組(0 mg/L)的全長生長系數(shù)的絕對(duì)值最小, 為1.17。鑭對(duì)體質(zhì)量增大率、全長增長率和特定生長率、死亡率均有顯著的影響(<0.05), 用多項(xiàng)式方程分別對(duì)上述生長參數(shù)與鑭質(zhì)量濃度()之間的相關(guān)關(guān)系擬合得到, 體質(zhì)量增大率=162.93+42.79+(–11.62)2(2= 0.95), 全長增長率=38.49+21.54+(–7.27)2(2=0.90), 特定生長率=1.08+0.16+(–0.04)2(2=0.93), 死亡率= 62.91+(–22.88)+7.192(2=0.54)。根據(jù)方程, 得到最適體質(zhì)量增大、最適全長增長、最適特定生長、最低死亡率的鑭質(zhì)量濃度分別為1.84、1.48、2和1.59 mg/L。證實(shí), 鑭可促進(jìn)黃姑魚幼魚的生長及提高成活率, 1.48 ~2 mg/L為黃姑魚幼魚的最適生長的鑭質(zhì)量濃度范圍。

黃姑魚幼魚; 鑭(La3+); 體質(zhì)量增大率; 全長增長率; 特定生長率; 平均死亡率

黃姑魚()屬鱸形目(Perciformes)、石首魚科(Sciaenidae)、黃姑魚屬(), 體形與黃花魚有相似處, 為近海中下層魚類, 主要棲息于砂泥底質(zhì)沿岸海域, 以小型甲殼類及小魚等底棲動(dòng)物為食[1]。分布于太平洋西北部沿海、日本的土佐灣、中國的黃海和渤海[2]。耐受溫度為8~33℃[1], 最適溫度為24~29℃, 2齡可性成熟, 耐受鹽度為10~40[1]。黃姑魚營養(yǎng)價(jià)值高、肉質(zhì)鮮美, 是中國傳統(tǒng)漁業(yè)的主要捕撈對(duì)象之一, 在中國近海漁業(yè)資源中占有重要地位[3]。近年來, 由于不加節(jié)制的捕撈、海域污染的加劇, 加上弧菌類疾病和淀粉卵渦鞭蟲()、刺激隱核蟲()為主的寄生蟲病害等病害因素等[4], 使黃姑魚資源日趨衰退[3]。

有研究表明, 稀土元素鑭具有促進(jìn)生物機(jī)體生長、調(diào)控生物機(jī)體免疫應(yīng)答、增強(qiáng)機(jī)體抗病力等生理作用。稀土在農(nóng)作物(水稻、玉米)生產(chǎn)、畜禽業(yè)(豬)和漁業(yè)(魚、蝦、貝、藻)的養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。稀土離子可以結(jié)合在生物體內(nèi)的細(xì)胞膜或細(xì)胞器膜上, 從而調(diào)控膜上有關(guān)酶(鈣調(diào)蛋白)的酶活性或者改變膜的通透性, 誘導(dǎo)生物機(jī)體內(nèi)相關(guān)基因的差異性表達(dá), 來達(dá)到調(diào)控生物機(jī)體的免疫應(yīng)答、機(jī)體生長發(fā)育的目的[5-8]。王艷龍等[9]研究證實(shí),鑭是主要的稀土元素之一, 它在一定劑量范圍內(nèi)可以促進(jìn)生物機(jī)體的生長, 在刺參()飼料中添加50 mg/kg的稀土元素鑭與對(duì)照組相比, 可以提高36.92%的特定生長率。周曉波等[10]研究表明, 稀土離子通過參與或調(diào)節(jié)Ca2+的代謝來調(diào)控生物機(jī)體的細(xì)胞伸長、細(xì)胞分裂。有關(guān)稀土對(duì)魚類的作用研究已有許多報(bào)道[9]。稀土作為餌料添加劑對(duì)團(tuán)頭魴()、草魚(、青魚()、鯉()、鯽()、鰱()、鳙等魚種的研究發(fā)現(xiàn), 不僅能促進(jìn)魚體生長、降低餌料系數(shù), 而且還能增強(qiáng)抗病能力、提高成活率[11]。韓希福等[11]研究表明, 在鯉魚餌料中20 mg/kg的稀土元素鑭可以顯著提高鯉魚的生長率。石文雷[12]研究報(bào)道了Vc 稀土作為餌料添加劑, 可以促進(jìn)魚體生長、餌料利用效率和成活率。韓希福[13]研究表明, 稀土元素鑭可以提高鹵蟲()孵化率、變態(tài)率和成蟲率。王艷龍等[9]研究表明, 刺參飼料添加稀土元素鑭, 可提高刺參機(jī)體的非特異性免疫酶的活性。

本實(shí)驗(yàn)旨在探討在人工養(yǎng)殖條件下, 稀土元素鑭對(duì)黃姑魚幼魚生長和成活率的影響, 以期為鑭元素在黃姑魚苗種繁育的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

選90日齡的黃姑魚幼魚體質(zhì)量為0.46 g±0.14 g, 全長為3.64 cm±0.36 cm 1 050尾, 暫養(yǎng)于中國水產(chǎn)科學(xué)院東海水產(chǎn)研究所福建福鼎研究中心7日。

1.2 養(yǎng)殖管理

黃魚幼魚在室內(nèi)暫養(yǎng)。挑選個(gè)體大小均勻的健康黃姑魚, 21個(gè)200 L圓柱形玻璃缸中。隨機(jī)分為7組, 每組3個(gè)重復(fù), 每個(gè)重復(fù)50尾黃姑魚。飼養(yǎng)期間連續(xù)充氧, 鹽度14~20, pH 7.7~8.1, 溶氧為7.5 ~ 8.1 mg/L, 氨氮為0.48 mg/L, 亞硝氮為0.045 mg/L。每天根據(jù)黃姑魚攝食情況適當(dāng)調(diào)整投餌量以達(dá)到飽食投喂, 投喂量為黃姑魚體質(zhì)量5%~8%, 一天投喂兩次, 投喂時(shí)間為8: 00, 15: 00。次日10: 00清理殘餌和糞便和更換2/3新鮮海水, 養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)持續(xù)90 d。

1.3 鑭元素的添加與取樣

實(shí)驗(yàn)組采用浸泡法: 將氯化鑭藥品溶解于海水中, 實(shí)驗(yàn)組分為6組, 鑭離子(La3+)的質(zhì)量濃度依次為0.1、0.6、1.2、1.8、2.4、3.0 mg/L。空白對(duì)照組不添加氯化鑭, 分別在0、15、30、60、90 d測量黃姑魚幼魚的全長、體質(zhì)量, 并記錄死亡魚的數(shù)量。

1.4 實(shí)驗(yàn)中所涉及的生長性能公式[14]:

平均體質(zhì)量增大率(f–i)/i×100%

平均全長增長率(f–i)/i×100%

特定生長率=100×(lnf– lni)/(f–i)

死亡率(f–i)i×100%

其中,i和f、i和f、i和f、i和f分別代表實(shí)驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)的體質(zhì)量(g)、全長(cm), 實(shí)驗(yàn)材料數(shù)量以及時(shí)間[14]。

本實(shí)驗(yàn)所有數(shù)據(jù)采用Excel 2010, SPSS 22.0, Origin 7.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析, 用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Means±SD)的形式表示。全長、體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用單因素方差(One-Way-ANOVA)分析。若差異顯著(<0.05), 則采用Duncan法進(jìn)行多重比較, 并用Origin 7.0軟件做出相關(guān)回歸方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鑭質(zhì)量濃度對(duì)黃姑魚幼魚體質(zhì)量生長和全長生長的影響

不同鑭質(zhì)量濃度處理組黃姑魚幼魚的體質(zhì)量生長情況如圖1 所示。從圖1可見, 1.8 mg/L處理組中黃姑魚幼魚的體質(zhì)量增大最快, 隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加, 其體質(zhì)量顯著地高于其他各處理組。用線性函數(shù)方程(=+×)對(duì)不同鑭質(zhì)量濃度處理組黃姑魚的體質(zhì)量生長數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合, 0、0.1、0.6、1.2、1.8、2.4、3.0 mg/L各質(zhì)量濃度組下體質(zhì)量的生長系數(shù)值依次為: 0.0093、0.0099、0.0106、0.0108、0.0112、0.0097、0.0096。1.8 mg/L處理組黃姑魚幼魚的體質(zhì)量生長系數(shù)最大; 而對(duì)照組(0 mg/L)的體質(zhì)量生長系數(shù)最小。從體質(zhì)量的生長系數(shù)值來看, 生長最快的為1.80 mg/L處理組, 生長最慢的為對(duì)照組(圖2)。

圖1 不同鑭質(zhì)量濃度對(duì)黃姑魚體質(zhì)量生長的影響

不同鑭質(zhì)量濃度下黃姑魚的全長生長情況如圖2 所示。從圖2 可見, 1.8 mg/L處理組中黃姑魚幼魚的全長增長最快, 隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加, 其全長明顯地高于其他各處理組。采用多項(xiàng)式函數(shù)方程(=+1×T+2×2)對(duì)不同鑭質(zhì)量濃度組的黃姑魚的全長生長數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合, 可見不同鑭質(zhì)量濃度下黃姑魚幼魚全長隨時(shí)間()的生長擬合曲線的2值呈現(xiàn)顯著差異。0、0.1、0.6、1.2、1.8、2.4、3.0 mg/L各質(zhì)量濃度組下體質(zhì)量的生長系數(shù)|2|值依次為: 1.17、1.82、1.65、2.68、3.26、2.37、1.90, 1.8 mg/L組黃姑魚幼魚的全長生長系數(shù)最大, 而對(duì)照組(0 mg/L)的全長生長系數(shù)最小。從全長的生長系數(shù)|2|值來看, 生長最快的為1.80 mg/L處理組, 生長最慢的為對(duì)照組(圖2)。

圖2 不同鑭質(zhì)量濃度對(duì)黃姑魚全長生長的影響

2.2 不同鑭質(zhì)量濃度對(duì)黃姑魚幼魚各生長參數(shù)的影響

不同鑭質(zhì)量濃度處理組中黃姑魚幼魚的各生長參數(shù)如表1 所示。選取健康規(guī)格相近的黃姑魚幼魚, 進(jìn)行隨機(jī)分組實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過90 d 的不同鑭質(zhì)量濃度(La3+)處理后, 1.8 mg/L處理的結(jié)束體質(zhì)量顯著大于對(duì)照組和其他處理組(<0.05), 1.8 mg/L處理結(jié)束全長顯著大于對(duì)照組、0.1、和3.0 mg/L處理組(<0.05), 與0.6、1.2和2.4 mg/L處理組無顯著差異。另外, 鑭對(duì)黃姑魚幼魚的平均體質(zhì)量增大率、平均全長增長率、特定生長率均產(chǎn)生了顯著的影響。采用Duncan多重比較表明平均體質(zhì)量增大率、平均全長增長率、特定生長率均是在1.8 mg/L處理組中最大, 并且顯著地高于對(duì)照組組(<0.05), 其中, 1.8與2.4 mg/L 的平均全長增長率和特定生長率無顯著差異。死亡率在1.8 mg/L處理組中最小, 并且顯著低于對(duì)照組(<0.05)。

2.3 最適生長鑭離子(La3+)濃度

對(duì)表1 中不同濃度組的平均體質(zhì)量增大率數(shù)據(jù)運(yùn)用多項(xiàng)式函數(shù)方程擬合分析, 得出回歸曲線如圖3 所示, 得出回歸方程: 平均體質(zhì)量增大率=162.93+ 42.79+(–11.62)2(2=0.95), 得出平均體質(zhì)量增大率最大時(shí)的鑭離子濃度是1.84 mg/L。對(duì)表1 中不同濃度組的平均全長增長率數(shù)據(jù)運(yùn)用多項(xiàng)式函數(shù)方程擬合分析, 得出回歸曲線如圖4 所示, 得出回歸方程式: 平均全長增長率=38.49+21.54+(–7.27)2(2=0.90),得出平均全長增長率最大時(shí)的鑭離子濃度是1.48 mg/L。對(duì)表1 中不同濃度組的特定生長率數(shù)據(jù)運(yùn)用多項(xiàng)式函數(shù)方程, 得出回歸曲線如圖5 所示, 得出回歸方程: 特定生長率=1.08+0.16+ (–0.04)2(2=0.93), 得出特定生長率最大時(shí)的鑭離子濃度是2 mg/L。對(duì)表1 中不同濃度組的死亡率數(shù)據(jù)運(yùn)用多項(xiàng)式函數(shù)方程擬合分析, 得出回歸曲線如圖6 所示, 得出回歸方程式: 死亡率=62.91+(–22.88)+ 7.192(2=0.54), 得到黃姑魚最低死亡率的鑭質(zhì)量濃度為1.59 mg/L。

通過對(duì)上述各生長參數(shù)與稀土元素鑭的回歸曲線可知, 鑭離子濃度對(duì)黃姑魚幼魚的體質(zhì)量增大、全長增長、特定生長、死亡率均有顯著的影響, 通過回歸方程, 求得黃姑魚幼魚的的最適體質(zhì)量增大、最適全長增長、最適特定生長和最底死亡率的鑭離子(La3+)濃度分別為1.84、1.48、2和1.59 mg/L。綜合上述各生長參數(shù), 得出黃姑魚幼魚最適生長鑭離子(La3+)濃度范圍為1.48~2 mg/L。

3 討論

3.1 稀土元素鑭對(duì)黃姑魚幼魚促生長作用

有學(xué)者報(bào)道, 稀土元素添加在豬、魚、蝦、貝等動(dòng)物的飼料中, 可以提高其生長速率[15]。王敏奇等[16]研究證實(shí), 在豬飼料中添加稀土元素鑭可以提高13.06%的日增質(zhì)量和6.53%的飼料轉(zhuǎn)化率。劉穎等[17]研究證實(shí), La(NO3)3可以提高大鼠()的體質(zhì)量生長率和加速肝糖原的合成, 但是高于一定劑量(200 mg/kg)時(shí), 則作用相反。韓希福等[11]研究表明, 在鯉魚餌料中20 mg/kg的稀土元素鑭可以顯著提高鯉魚的生長率, 25~30 mg/kg 也有一定的促生長作用。石文雷[12]研究報(bào)道了Vc 稀土作為餌料添加劑, 一方面可以促進(jìn)魚體生長、提高餌料利用效率, 另一方面可以提高魚體的抗病能力、成活率。朱伯清等[18]研究證實(shí), 東方對(duì)蝦()飼料中添加30~200 mg/kg劑量的稀土物質(zhì), 可以促進(jìn)其生長, 最適生長劑量為60 mg/kg。辛福言等[19]研究證實(shí), 稀土元素鑭可以提高17.1%~23.5%的中國對(duì)蝦()的受精卵的孵化率。韓希福等[13]研究表明, 稀土元素鑭可以提高16.5%的鹵蟲()孵化率、57.3%~57.8%的變態(tài)率和12.0%~12.3%的成蟲率, 并且可以提高鹵蟲對(duì)杜氏鹽藻()的攝食強(qiáng)度, 鹽鹵蟲的最佳效應(yīng)La3+濃度為1.8 mg/kg。宋凌云等[20]研究證實(shí), 低劑量的鑭可以加速滿江紅魚腥草()葉綠素a的合成, 提高其光合作用, 并且可以促進(jìn)其生長。趙寶華等[21]研究證實(shí): 低劑量的Ca2+和La3+等離子可促進(jìn)釀酒酵母生長(<0.05), 而高劑量的Ca2+和La3+等離子則起到抑制作用。本研究證實(shí), 鑭離子(La3+)濃度對(duì)黃姑魚幼魚的體質(zhì)量增大、全長增長、特定生長均有顯著的影響。通過回歸方程, 求得黃姑魚幼魚的的最適體質(zhì)量增大、最適全長增長、最適特定生長和最底死亡率的鑭離子(La3+)質(zhì)量濃度分別為1.84、1.48、2和1.59 mg/L。因此, 黃姑魚幼魚最適生長的稀土元素鑭離子(La3+)質(zhì)量濃度范圍為1.48~2 mg/L。

表1 不同鑭質(zhì)量濃度處理組中黃姑魚幼魚的生長情況

注: 數(shù)據(jù)右上角不同的英文字母, 代表有顯著性差異(<0.05)

圖3 黃姑魚幼魚體質(zhì)量增大率與不同鑭質(zhì)量濃度的擬合曲線

圖4 黃姑魚幼魚全長增長率與不同鑭質(zhì)量濃度的擬合曲線

圖5 黃姑魚幼魚特定生長率與不同鑭質(zhì)量濃度的擬合曲線

圖6 黃姑魚幼魚死亡率與不同鑭質(zhì)量濃度的擬合曲線

3.2 稀土元素鑭對(duì)黃姑魚幼魚的成活率的影響

稀土元素不僅可以促進(jìn)生物機(jī)體的生長, 還可以提高動(dòng)物的成活率。陳興安等[22]研究表明, 低劑量(0.1 mg/kg)的檸檬酸稀土可以增強(qiáng)小鼠多核細(xì)胞的吞噬作用, 進(jìn)而提高動(dòng)物機(jī)體的免疫能力。在“七五”期間, 稀土養(yǎng)魚示范田2 000 hm2, 產(chǎn)量增加14%~ 18%, 魚苗的成活率提高14%, 更降低了草魚的赤皮、腸炎、爛鰓等病害的發(fā)生率。近20 年來推廣面積660萬 hm2, 增加效益20 億元[23]。王艷龍等[9]研究表明, 刺參()飼料添加50 mg/kg的稀土元素鑭, 可以通過提高刺參機(jī)體的非特異性免疫酶的活性, 來增強(qiáng)刺參機(jī)體免疫力和抗病力。邱關(guān)明等[24]報(bào)道, 稀土能使動(dòng)物體抵抗力增強(qiáng)的原因很可能是稀土能夠清除動(dòng)物體內(nèi)有害自由基。周光理[25]通過探究稀土元素鑭對(duì)大鼠腹腔巨噬細(xì)胞生長的作用, 證實(shí)了稀土離子對(duì)自由基具有消除作用。李健強(qiáng)等[26]研究表明, 稀土元素鑭浸種處理, 可以通過提高水稻()植株體內(nèi)還原糖的和合成量糖、調(diào)控植物體內(nèi)酚類含量, 從而提高水稻植株的抗病能力。本研究證實(shí), 1.8 mg/L處理組的稀土元素鑭可以顯著降低養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)中黃姑魚幼魚死亡率。通過死亡率的回歸方程, 求得黃姑魚幼魚的的最底死亡率的稀土元素鑭質(zhì)量濃度為1.59 mg/L。證實(shí)鑭元素在自然海水條件下, 也可以提高黃姑魚的成活率。

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(本文編輯: 譚雪靜)

Effect of Lanthanum (La3+) on growth and survival rate oflarvae

CHEN Chao1, 2, CHEN Jian-guo1, 2, ZHANG Ting-ting1, 2, SHAO Yan-xiang1, 3, TAN Lu-yu1, 4, SUN Shu-guang1, ZHANG Chun-lu1, 2, ZHANG Meng-qi1, 2, WANG Xiao-shan5, XU Jia-yuan5

(1. Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Key Laboratory of Sustainable Development of Marine Fisheries, Ministry of Agriculture, Qingdao Key Laboratory for Marine Fish Breeding and Biotechnology, Qingdao 266071, China; 2. College of Fisheries and Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 3. College of Fisheries and Science, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China; 4. College of Marine Life Sciences, Ocean University of China , Qingdao 266003, China; 5. East China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shanghai 200090, China)

To investigate the role of La3+in the growth and survival rate oflarvae, we designed seven different concentration treatment groups of La3+. Results showed that La3+has a significant effect on the larval growth (< 0.05). Statistical analysis revealed correlations between body weight (W) and culture days (d) in the linear equation, wherein the 1.8 mg/L treatment group showed the maximum body weight coefficient of 0.0112, whereas the control group (0 mg/L) showed the minimum coefficient of 0.009 9. Correlations between body length (L) and culture days (d) could be described by the polynomial equation, in which the 1.8 mg/L treatment group showed the maximum length growth coefficient of 3.26, whereas the control group (0 mg/L) showed the minimum length growth coefficient of 1.17. La3+() had a significant influence on the body weight growth rate, body length growth rate, specific growth rate, and average mortality rate (< 0.05). The polynomial equations with the correlations are as follows: body weight growth rate = 162.93 + 42.79C + (–11.62)2(2= 0.95), body length growth rate = 38.49 + 21.54+ (–7.27)2(2= 0.90), specific growth rate = 1.08 + 0.16+ (–0.04)2(2= 0.93), and average mortality rate = 62.91 + (–22.88)+ 7.192(2= 0.54). According to the regression equation, the optimal weight growth, the optimum length growth, the optimal specific growth, and the lowest mortality were observed at La3+concentrations of 1.84, 1.48, 2 and 1.59 mg/L, respectively. This study confirmed that La3+has a growth- promoting action and improves the survival rate of, and the optimum concentration range is 1.48–2 mg/L.

Juvenile; La3+; body weight growth rate; body length growth rate; specific growth rate; average mortality rate

Jan. 6, 2017

陳超(1959-), 男, 山東青島人, 學(xué)士, 研究員, 主要從事海水魚類苗種繁育和養(yǎng)殖技術(shù)研究, E-mail: ysfrichenchao@126.com

S94

A

1000-3096(2017)09-0074-07

10.11759//hykx20170106001

2017-01-06;

2017-04-19

國際合作項(xiàng)目(2012FDA30360)

[Jointly Funded by International Cooperation Projects, No.2012FDA30360]