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本文通过采于黑龙江依兰县达连河露天煤矿的早第三纪植物化石的全面深入研究,借助于叶形、脉形、细脉、角质层共鉴定出植物39科61属78种包括蕨类2种、裸子植物11种、单子叶植物2种、双子叶植物64种,其中有8个新种1个新组合。并通过与类似植物群的对比确定了植物群时代,对地层作了重新划分。 对A段早始新世的植物群分析显示出年均温13.2℃,年温差20℃,有效温度为13.77℃,植被应为常绿阔叶林或富热带性的暖温带常绿阔叶落叶阔叶混交林,沉积盆地为高山谷地。 对B段渐新世的植物群分析显示的古气候年均温11℃,年温差25℃,有效温度13.27℃。植被为暖温带常绿落叶阔叶混交林,沉积环境为狭长河流湖泊,两岸为山地。 通过以上古气候分析,对依兰地区的植物区系演变及温度变迁作了推测,并结合孢粉学、地层学、古昆虫等资料进行了古生态、古地形分析。对被子植物区系的形成演化进行了一些探讨,提出佳依地堑是北极第三系植物群向东南亚扩散迁移的重要通道,对中国植物区系的形成起着极其重要的作用,也是中国植物区系古老、丰富、复杂的原因之一。
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结合野外生态调查与分子标记检测,本文探讨了显性遗传标记应用于居群遗传学研究时实验与数据分析需要注意的问题,并在此基础上对中国分布的疣粒野生稻(Oryza granulata Nees et Am. ex Watt.)居群遗传多样性与居群遗传结构进行了研究。然后从metapopulation结构动态、无性系生长和物种形成等角度研究了遗传结构的空间格局与生态学、系统学因素之间的相互作用,并将研究的空间尺度从聚群内(colony)、居群内、地区内推广到地区间和整个物种水平,反映了在不同空间等级上疣粒野生稻相异的进化模式。最后,综合上述结果,提出了保护疣粒野生稻的原则和策略。结果如下: 1.根据对分布于中国云南和海南33个分布点疣粒野生稻居群所做的野外生态学调查,该物种目前在中国的30个县(市)有分布,比1978-1982年全国野生稻普查时增加了3个县市(海南通什、云南思茅和勐腊)。疣粒野生稻具有较强的耐荫和抗旱能力,在群落总盖度为90-210%范围内生长良好。它是一种典型的适应中度干扰的物种,生长于有一定干扰的斑块状生境中。疣粒野生稻在群落内的分布格局为聚集型,其居群密度较小(1.13-2.95株/m2),依靠重力下落和动物传播种子。由于对热区资源的掠夺性开发,总计有12.9%的居群已因人为干扰而灭绝,83.9%的居群处于严重的危胁之下,处于濒危状态。对疣粒野生稻的破坏在不同地区间程度不同,生境恶化和放牧是造成其居群灭绝的最主要原因,对其进行保护已经迫在眉睫。在调查的基础上,本研究建立了含该物种34个居群共1109份个体样品的总DNA库,作为易位保护的一种措施,主要用于居群遗传学和保护生物学研究。 2.利用上述总DNA库中的材料,首先采用随机扩增多态(RAPD)对几类显性标记的居群遗传结构参数进行了比较。在衡量遗传多样性水平时,多态位点比率(PPB)会低估变异的程度,其价值不如Shannon多样性指数和Nei多样性指数。在计算个体之间的遗传关系时,Mantel检测表明17种相似性系数之间存在极显著的相关性。同时,基于Φst。遗传距离的分子方差分析(AMOVA)和基于Hardy-Weinberg平衡假设的Nei氏遗传距离分析的结果间具有显著的相关性,它们都适用于对疣粒野生稻居群遗传结构进行研究,且在使用后者时应对数据进行Lynch-Milligan矫正,剔除隐性基因型(0)频率小于3/N(N为样本总数)的条带数据,以矫正显性遗传方式对变异估计偏低的影响。此外,各类遗传结构分析参数之间的高度相关性也与疣粒野生稻居群内遗传多样性低,杂合体比率较低有密切关系。 利用RAPD和inter-简单重复序列(ISSR)对来自中国20个居群疣粒野生稻混合样品,以及海南(M5)和云南(M27)两个居群各20个植株的遗传多样性进行了检测。ISSR的实验稳定性优于RAPD,且总的来说它能检测到更多的遗传变异。前者与它在PCR反应时退火温度较高,引物.模板复合物较稳定有关;而后者则与其引物靶序列容易在细胞分裂中产生突变有关。Mantel检测结果表明,衡量样品间的遗传关系时,这两种标记的分析结果在物种水平存在极显著的相关性(r = 0.917, t = 12789),而在居群水平不相关(r < 0.200)。这不但与它们所扩增的相应基因组片断的变异方式及在居群内分辩率下降有关,同时也反映了疣粒野生稻居群内和居群间存在着不同的进化模式。 3.利用RAPD和ISSR标记,对中国20个居群疣粒野生稻混合样品的遗传多样性进行了研究。RAPD和ISSR分别扩增出209和122条PCR条带,其中各有64.1l%(134条带)和72.95%(89条带)为多态条带。基于Jaccard系数的UPGMA分析表明,同一地区内居群的遗传变异比较小。20个居群按来源聚为云南与海南两类,其间产生了一定程度的遗传分化。这种遗传多样性分布的特点可能与其起源、分布格局、交配系统和种子散布方式有关。此外,尽管混合取样会低估一定的遗传变异能力,也不能得到关于居群内的遗传结构情况,但它仍然是一种获取遗传多样性信息的高效方法,适用于对研究材料进行日常管理和评价。 4.按照居群取样的方法,利用RAPD对来自中国云南和海南的20个疣粒野生稻居群共396个植株进行了遗传结构分析。联合ISSR,对其中5个居群初步的分析表明该物种在居群内的遗传多样性水平很低,RAPD的多态位点比率(PPB)在居群内从4.52%到13.06%;而ISSR的PPB值在居群内从7.08%-26.55%。AMOVA分析表明,对于RAPD来说,云南与海南两地区之间遗传变异的量占总变异量的73.85%,地区之内占19.45%,而居群内仅占6.70%。对于ISSR,疣粒野生稻地区间,地区内和居群内遗传变异的分布比率分别为49.26%、38.070A和12.66%。UPGMA聚类将同一居群内的个体聚为一支,并将居群按来源分为云南和海南两类。由于疣粒野生稻在群落内的分布为典型的metapopulation格局,伴随各聚群(colony)在群落次生演替过程中周转(灭绝与定植)时发生的遗传漂变、建立者效应和居群内强烈的近交是造成其居群内遗传多样性极低的主要原因。 5.利用10个ISSR标记对中国4个疣粒野生稻居群内的无性系生长与基因型遗传多样性进行了分析。在小尺度取样(个体间隔1.0-1.5m)的情况下,所有居群中均检测到明显的无性系生长现象。参与无性系生长的个体百分比在各居群中从25%-60%不等,Simpson多样性指数表明疣粒野生稻居群内的基因型多样性保持在较高水平(0.837-0.958)。尽管如此,AMOVA对居群内遗传变异进行方差剖分的结果表明参与无性生长的个体所含有的变异量平均只占总变异量的16.7%。因此,疣粒野生稻居群内遗传变异的来源主要依靠有性生殖来维持。同时,处于人为中度干扰之下的疣粒野生稻居群不但个体密度较高,其居群遗传多样性也未因此而降低。 6.在假设RAPD在同一种及其近缘种内PCR产物同源性较高的前提下,利用该技术对来自世界的23份O. granulata和O. meyeriana样品进行了遗传多样性分析和系统学研究。在物种水平,O. granulata具有非常高的遗传多样性(多态位点比率达83.54%),表明该物种进化历史中存在大规模居群瓶颈效应的可能性较小。O.gramulata与O. meyeriana各居群的遗传分化与岛屿形成导致的地理隔离之间有密切的关系。基于Nei & Li遗传相似性系数,利用Neighbor-Joining和UPGMA聚类法构建的两个系统树并不完全一致。主坐标分析(PCoA)支持NJ法的结果:来自O.meyeriana的两个样品倾向于聚为一类,并获得bootstrap分析的支持,但它们的遗传变异范围并未超出O. granulata。因此,我们的结果支持将这两个种进行归并。 7.由于疣粒野生稻在物种水平的遗传多样性非常高,变异主要存在于各地区之间,因此要最大程度地维持该物种遗传多样性,使之不发生遗传侵蚀意味着保护应该针对整个物种的分布区进行。对于分布于中国的居群来说,一方面由于变异主要存在于云南和海南两地区之间,另一方面由于地区内和居群内的遗传多样性相对较低,因此,云南和海南应做为中国保护该物种的两个中心。此外,由于一定程度的人为干扰有利于为该物种创造适宜生境,增加其居群密度,且不会致使遗传变异能力下降,因此在实施就地保护时应充分考虑将其与当地的经济开发项目相结合,达到自然保护与地方经济可持续发展的目的。
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硬粒小麦DR147授以超甜玉米(ss7700)的花粉后,83.4%的小麦柱头上的玉米花粉萌发,花粉管经由花柱抵达胚囊,受精率和成胚率分别为44.4%和42.6%。杂种合子核型高度不稳定,在细胞分裂过程中来自父本玉米的染色体逐渐被排除,最后形成硬粒小麦单倍体胚。尽管硬粒小麦×玉米存在较高频率的双受精(32.7%),同时形成胚和胚乳,但由于胚乳发育异常及败育,最后难以获得有生活力的种子。 硬粒小麦授以玉米的花粉后用100ppm 2,4-D进行处理(浸蘸穗子或向穗茎节间注射),可以延长杂种胚在植株上的存活时间。授粉9-13天后将颖果表面灭菌后在实体显微镜下剥取不同发育时期的幼胚,分别接种于含或不含2.0mg/l2,4-D,3%蔗糖,200mg/l水解酪蛋白,146mgl谷氨酰氨,300mg/l天冬氨酸的MS固体培养基上进行胚拯救或诱导愈伤组织。结果表明,发育程度较高的胚(具盾片的胚,长度大于0.5mm)容易通过胚拯救获得单倍体植株或诱导出愈伤组织,而发育程序较低的胚(琏形胚,梨形胚,鱼雷形胚,长度小于0.3mm)不易获得单倍体植株或诱导愈伤组织而常常变褐,最后死亡。如果将这些胚预先接种子含0.1mg/l BAP,3%蔗糖,200mg/l水解酪蛋白,146mg/l谷氨酰胺,300mg/l天冬氮酸的MS固体培养基上预培养20天,再转移至愈伤组织诱导培养基上则易于产生愈伤组织,通过选择和继代培养可以获得淡黄色,结构致密的胚性愈伤组织。将这种愈伤组织转移至含1.Omg/l BAP和0.1mg/l NAA的MS固体分化培养基上培养20天后即可分化出小植株和绿色芽点,将这些小植株和绿色芽点再在分化培养基上继代培养20天,形成大量根系发达的健壮植株及次生小植株。其中一个胚性愈伤组织系的分化频率高达70. 6%。从获得的100余棵植株中随机取6棵再生植株进行根尖细胞染色体计数发现它们均为单倍体。具发达根系的健壮植株移入实验田后成活率可达80%以上,并生长至成熟。 利用硬粒小麦×玉米建立的单倍性胚性愈伤组织系进行了原生质体培养的研究。胚性愈伤组织经液体悬浮培养4个月后形成了生长迅速的由大小不同(0.5mm至5mm)的愈伤组织块组成的混合悬浮愈伤组织系,酶解试验表明2.0%纤维素酶RS和0.5%离析酶Y-23组合效果最好,而液体悬浮培养物和固体培养的愈伤组织(在酶解时用锋利的解剖刀片切成1mm左右的块)都能释放出大量原生质体,但悬浮培养物释放出的原生质体状态较好,胞质更浓厚,用KM8p培养基以琼脂糖包埋培养方式培养时得到了较高的(5%左右)分裂频率。 原生质体再生的小愈伤组织经增殖、筛选后可获得胚性愈性组织,将其转移至分化培养基Ⅰ(0.2mg/l 2,4-D,1.0mg/l BAP,0.1mg/l NAA,3%蔗糖,200mg/l水解酩蛋白,146mg/l谷氨酸胺,300m8/l天冬氨酸的MS固体培养基)和Ⅱ(不含2,4-D,其它成份同I)上进行分步分化培养可再生出完整植株,分化频率约为20%。从获得的22棵原生质体再生植株中,随机取4株进行根尖细胞染色体计数表明,它们均为单倍体。
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本论文以无融合生殖的大黍(Panicum maximum Jacp.)作为无融合生殖基因的供体,试图通过体细胞杂交方法向水稻(Oryza sativa L.)导入无融合生殖基因。结果如下:采用PEG融合法,诱导水稻原生质体与大黍原生质体融合,经过融合体筛选、培养,成功地获得了再生水稻植株。在融合前,水稻原生质体经过2.5 mM碘乙酰胺(IOA)在室温(22~25℃)条件下处理15分钟,大黍原生质体经过60Kr软x射线照射或不做任何处理。经双亲处理选择系统获得移栽成活的25株再生植株;经水稻单亲处理选择系统获得移栽成活再生植株3株。这两类融合再生植株(经双亲处理选择系统获得的25株和经单亲处理选择系统的3株)在花器官形态、结构及生殖特性上与对照亲本水稻植株有显著的差异,出现多花药(一朵颖花具7至11枚,甚至13枚花药)、多胚珠(一个子房内2~3个胚珠)及多胚囊(一个胚珠中2个以上胚囊)等现象;雌、雄性育性显著降低或完全消失,仅有5株能够少量结实,I-KI溶液着色的花粉从0至68%不等;胚胎学检查表明不能结实的植株雌性均不育,即不能分化出正常的胚囊结构。进一步的检查正在进行中。
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水分条件不仅影响半干旱区群落的组成,而且在一定程度上决定了群落的功能。处于不同水分条件生境下群落的优势物种在水分利用和同化物利用效率方面的功能特征会存在差异,这些差异将导致群落对于气候变化产生不同的响应,进而影响到景观和区域尺度上对于全球变化下碳动态和格局的分析。本研究选取了锡林河流域典型草原区沿水分梯度的四个代表群落,在野外实验测定并结合长期定位研究成果基础上,利用BIOME-BGC模型对代表群落的长期净初级生产力(NPP)动态进行了模拟和模型验证。通过分析该地区1953~2005年气候变化趋势,推测了未来可能的气候变化情景,进而模拟了气候变化下四个群落长期NPP动态的响应。 野外实验分析表明,在四个群落中,净光合速率与光合有效辐射呈单峰曲线关系,与温度和蒸气压亏损(VPD)成反比,叶片氮含量和比叶面积也会影响到光合能力。四个群落由于水分与土壤条件的差别,净光合速率随VPD与温度的变化表现出不同的增减幅度。将日变化分为四个阶段,分别为大致在6:00~8:00左右的低温高湿阶段,10:00~16:00的高温低湿阶段,16:00以后的低温低湿阶段和低温高湿阶段变为高温低湿阶段过程中的适温适湿阶段。在每个阶段中,影响羊草光合速率的主导因子是不同的。在不同的水分与土壤状况下,羊草的光合特性表现出明显差异,但总体说来水分仍是光合作用的主导因子。 模型模拟结果表明,当前气候条件下,羊草群落NPP平均值为197.76 gC m-2 (SE=7.11),大针茅群落NPP平均值为198.95 gC m-2 (SE=6.41),贝加尔针茅群落NPP平均值为210.41 gC m-2 (SE=7.87),克氏针茅群落NPP平均值为144.92 gC m-2 (SE=4.64),四个群落NPP平均值为188.01 gC m-2 (SE=3.72)。 日最高温度与最低温度在1953~2005年间都明显增加,而降水变化很大。温度增加下(P0T1)NPP平均下降14.2%,降水增加下(P1T0)NPP平均增加13.2%,温度与降水都增加情景下(P1T1)NPP平均下降2.7%。在半干旱区,降水是NPP变化的主要限制因子,而温度通过影响了植物的呼吸与蒸散作用对NPP产生影响。 由于生境水分条件差别和优势物种功能特征差异,四个群落在气候变化中表现出对温度与降水不同的敏感程度,这与水分胁迫系数WSI、碳胁迫系数CSI变化密切相关。克氏针茅群落由于所处生境水分条件差,水分胁迫系数高,对降水的依赖程度最大;贝加尔针茅群落一方面处于较好的水分生境,具有相对较小的水分胁迫系数,另一方面,由于具有高碳氮比,维持呼吸消耗的光合产物比例低,碳胁迫系数远低于其它三个群落,未来气候变化下NPP较其它三个群落仍较高。
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我国北方温带草原是欧亚大陆草原生物群区的重要组成部分,对于区域和全球的碳循环和平衡起着重要的作用。频繁的自然或人为干扰能够改变草原生态系统的群落结构和生态系统功能,从而影响生态系统为人类提供的产品和服务。本研究选取位于内蒙古多伦县的半干旱温带草原,研究火烧、氮素添加和地形以及它们的综合作用对该地区植物生产力、植物多样性、盖度和土壤呼吸的影响;另外,我们比较研究了由于地形因素而存在于草原地区的林地群落与其邻近草地的碳氮库和循环;旨在探讨我国北方温带草原地区人为干扰对草原生态系统结构与功能的影响以及该地区林地和草地碳氮库和循环的差异机理,以期为模型模拟本地区的生态系统碳循环提供理论依据和数据支持,具体研究结果如下: 1. 2006–2008 年,通过研究植物多样性和盖度对地形、火烧和氮素添加及其交互作用的响应,结果表明:半干旱草原植物物种数、香农威纳指数、均一性指数和盖度均表现出显著的年际变化。坡下的物种数、香农威纳指数和均一性指数均低于坡上。坡下较高的羊草(Leymus chinensis)、冰草(Artemisia frigida)、唐松草(Thalictrum petaloideum)和冷蒿(Agropyron cristatum)的盖度导致坡下的群落总盖度、禾本科草和非禾本科草盖度分别比坡上高22.5%、9.6%和13.2%。春季火烧提高了物种数、香农威纳指数和均一性指数。火烧对群落总盖度影响较小是由于火烧后非禾本科草冷蒿盖度的降低抵消了禾本科草羊草、冰草和针茅(Stipa kryroii)盖度的增加。施氮肥后物种数、香农威纳指数和均一性指数均降低。禾本科草羊草、冰草和针茅以及非禾本科草唐松草盖度的增加导致施肥后群落总盖度、禾本科草和非禾本科草的盖度分别增加了23.6%、35.1%和21.2%。火烧对禾本科草和非禾本科草盖度的作用受地形和氮素添加的影响。地形、火烧和氮素添加对植物盖度的影响主要受土壤水分调控。 2. 2005–2008 年,通过研究净初级生产力(NPP)对火烧、氮素添加和地形及其交互作用的响应,结果表明:半干旱草原的NPP 具有显著的年际变化。火烧后地上净初级生产力(ANPP)、地下净初级生产力(BNPP)和BNPP/ANPP 分别增加了12.8%、22.2%和14.9%。ANPP 的提高是由于火烧后禾本科植物(主要是羊草、冰草和针茅)生物量的增加。与之相反,火烧降低了非禾本科草,特别是冷蒿的生物量。氮素添加提高了ANPP (54.8%) ,对BNPP 没有影响,导致施氮肥后BNPP/ANPP 显著降低(33.4%)。禾本科草羊草、冰草和针茅以及非禾本科草唐松草生物量的增加,是氮素添加提高ANPP 的主要原因。坡下的ANPP 和BNPP 分别比坡上高14.1%和8.2%,但地形对BNPP/ANPP 没有影响。坡下ANPP 的提高主要是由于坡下禾本科草羊草、冰草以及非禾本科草唐松草、冷蒿的生物量高于坡上。氮素添加和地形影响ANPP 和BNPP/ANPP 对火烧的响应。火烧、氮素添加和地形对NPP 和植物碳分配39%–75%的综合效应可由这三个因素的简单加和效应来解释。 3. 通过研究2005 和2006 年生长季内土壤呼吸对地形、火烧和氮素添加的响应,结果表明:坡下的季节平均土壤呼吸比坡上高6.0%。春季火烧在整个生长季内促进土壤呼吸,平均增幅达23.8%。另外,火烧对土壤呼吸的效应受到季节和地形的影响。施用氮肥增加了11.4% 的土壤呼吸。火烧和地形对土壤呼吸的影响主要受土壤水分和植物生长的调控;而施氮肥后土壤呼吸的增加,主要是由于氮素添加促进植物生长后根系活性和呼吸的提高。 4. 2006–2007 年,通过对林地群落及其邻近草原生态系统土壤温度、土壤水分、土壤机械组成、地上和地下生物量、凋落物现存量、土壤碳氮储量、土壤呼吸、氮矿化和土壤微生物生物量的比较研究,结果表明:林地的土壤温度比草地低5°C,而其土壤水分却比草地高3.1%(绝对差异)。尽管林地(11,928.1 g m–2)和草地(11,362.2 g m–2)的土壤碳储量差异不显著,由于林地较高的植物生产力导致其碳储量高于草地。与草地相比,林地具有较高的凋落物现存量及碳氮含量、土壤无机氮含量、矿化氮的累积量、微生物生物量碳、微生物生物量氮、土壤呼吸和微生物呼吸。草地和林地的氮矿化速率没有显著差异。由地形因素引起的水分差异对于调控林地和草地生态系统碳氮库和循环(土壤碳氮储量、BNPP、矿化氮的累积量)具有重要作用。林地与草地生态系统碳储量的差异影响了我国北方草原地区碳的评估。
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ELEFAN-Φ, ELEFAN-I, ELEFAN-II were used to estimate the parameters of population of Harpodon nehereus from length-frequency data collected from Kutubdia channel of Bangladesh coastal water. The Lα and K were found to be 24.48 cm and 1.50/year. The annual rate of natural mortality (M) and fishing mortality (F) were found to be 2.46 and 3.27 respectively. The rate of exploitation (E) was estimated as 0.57. The mean length at first capture (Lc) was estimated as 6.747 cm. This species was recruited in the fishery during March to May, August and October. The Peak recruitment appeared between March to April. Emax. was found to be 0.501. The present investigation clearly showed the over fishing (E>0.50) of H. nehereus in the investigated area of Bangladesh coastal water.
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Lake Albert is one of the largest lakes in Uganda that still supports a multi-species fishery which as a result of variable adult sizes of the species, causes management challenges especially in relation to gear mesh size enforcement. Prior to the 1980s, commercial species were 17 largesized fishes especially Citharinus citharinus, Distichodus niloticus and Lates spp. that were confmed to inshore habitats of the lake and were thus rapidly over fished. Frame and catch assessment surveys conducted in this study revealed a >80% dominance of small size fish species (Neobola bredoi and Brycinus nurse) and a 40 -60% decrease in the contribution of the large commercial species. Sustainability of small size fish species is uncertain due to seasonal fluctuations and low beach value. At about 150,000 tons of fish recorded from Lake Albert and Albert Nile, the beach value was estimated at 55.3 million USD. Despite the noted decline in catches of the large sized fishes their contribution was more than 50% of total beach value. Therefore, management measures should couple value addition for the small sized species and maintain effort regulation targeting recovery of the large previously important commercial species
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为了解云南保山猪(Baoshan pig)的遗传多样性及其遗传背景,我们测定了19个个体线粒体DNA Dloop高变区1 1 5 363 - 1 5 801片段序列438帅。检测到1。种单倍型,包括8个多态位点,其中5次T/ C转换、1次G/ A转换、1次G/ C颠换和1次A/ T颠换,其A.T.GX碱基的平均含量分别为35.4%.26.9%.13.2%和24.5 %,A+ T含量(62 .3)明显高于G+ C含量(37 .7 %)。对于保山猪的保种及其持续利用有着重要的理论指导意义。
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Indian mackerel belongs to the family Scombridae and the genus Rastrelliger. The Indian mackerel, Rastrelliger kanagurta (Cuvier), is a pelagic shoaling fish widely distributed in the Indo Pacific region with maximum abundance in Indian coasts. Another species, R. brachysoma (Bleeker), also is reported from the Andamans in Indian waters. However, the former is the species that supports the fishery in India (Nair, 1970).
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Fishing vessels where electric power supply from alternator is available to operate various auxiliaries located anywhere in the vessel, the small crafts, which constitute over 95% of the total fishing crafts operating in India, are entirely dependent on one source of power, i. e. the main diesel engine. To utilize this source of motive power to operate the winches and other auxiliaries, mechanical drive involving shafts, bearings and pulleys, is inconvenient. This paper presents basic advantages of hydraulic system over mechanical drive.