皺紋盤鮑三元雜交苗種制備與養成

李加琦 , 劉 曉 , 劉光謀 , 林壯炳

(1. 中國科學院 海洋研究所, 山東 青島266071; 2. 中國科學院大學, 北京100039; 3. 國家海產貝類工程技術研究中心, 山東 榮成 264316; 4. 廣東省汕頭市水產技術推廣中心站, 廣東 汕頭515041)

皺紋盤鮑(Haliotis discus hannaiIno)主要分布于西北太平洋海域, 在我國分布于遼東與山東半島近岸[1], 是鮑科動物中最具經濟價值的種類之一。我國在20世紀70年代突破皺紋盤鮑的人工繁殖技術[2],從80年代初開始人工育苗和養殖生產[3-4], 經過30年的發展, 形成了龐大的養殖產業, 目前在山東、遼寧、福建甚至廣東都有人工養殖。2010年, 我國共生產鮑苗50億粒、成品鮑5.65萬t, 養殖面積1.5萬ha[5], 其中皺紋盤鮑占據主要份額。

我國皺紋盤鮑養殖產業的持續快速發展得益于種質和養殖工藝的提高。其中種質改良最具影響力的事例當屬從國外引進經過選育的皺紋盤鮑與我國的野生皺紋盤鮑進行雜交制種[6]。此后, 從日本、韓國引進雄性種鮑與我國本土養殖的皺紋盤鮑雌體交配制備雜交或回交苗種一直是我國北方皺紋盤鮑苗種生產中廣泛采用的策略。但由于養殖區域的不斷擴展、新的養殖模式、設施的應用, 推出新的制種技術將有助于我國皺紋盤鮑養殖產業的持續發展。近年來, 我們嘗試了以皺紋盤鮑的雜交F1作為母本, 與經過連續選育的第三方親本進行雜交以制備三元雜交苗種的研究, 本文報告初步研究結果。

1 材料與方法

1.1 親本來源及雜交策略

參與構建三元雜交的母本是尋山漁業集團總公司2004年繁育的雜交鮑(WJ)子1代, 該雜交組合的母本系山東威海桑溝灣野生鮑的群體繁育后代(W),父本為引種自日本的皺紋盤鮑(J)。

三元雜交的父本是在汕頭養殖并選育了 3代的皺紋盤鮑選育群體“S”。S選育群體是從山東青島引種到汕頭的皺紋盤鮑的群體繁育后代。自1998年11月引種到汕頭后, S群體一直在廣東汕頭市南弘海珍品有限公司進行陸上全人工養殖, 并由該公司連續繁殖了3代, 本研究所用親本系2003年繁殖的第三代。S群體的特點是對高水溫有較好的耐受性。

對照組的雙親分別是桑溝灣野生鮑的群體繁育后代(W)和當年從日本新引進的皺紋盤鮑(J)。

1.2 繁殖與養成

苗種繁育工作于2008年4月13日在山東榮成海洋珍品育苗場進行, 按常規工藝進行種鮑促熟、催產、受精、孵化和采苗[7], 繁育期間所有操作注意隔離, 避免組間污染。催產獲得足夠的配子后, 將每組所有母本所產的卵子混合, 從每組所有父本中分別取精子混合后對相應的卵子受精。受精后60 h, 將后期面盤幼蟲投放到1 m×9 m的水泥池中采苗。6月中旬, 培育約60 d后將幼鮑剝離, 統計剝離階段的苗種數量。剝離后的幼鮑, 用20 cm×35 cm的瓦片作附著基在池底散養, 每天投喂人工配合餌料, 每天清理池底的殘餌和糞便。在8月27日和10月20～22日分別對4月和6月齡幼鮑進行2次篩分, 按殼長將幼鮑分為不同規格分別培育, 篩分的同時, 統計存活率、測量殼長等生長速度指標。10月23日用活水車將苗種運往福建寧德長春鎮海區越冬。越冬期間, 幼鮑裝籠吊養于魚排上, 投喂海帶。2009年5月1日運回山東威海, 進入養成階段的培育。

本研究共采用 2種方式養成。第一種是筏架吊養方式, 在榮成桑溝灣進行: 2009年5月置于養殖籠中掛養在桑溝灣的浮筏之上, 此后按常規生產工藝投喂海帶并定期清理殘餌與籠具; 2009年11月20日, 將 19月齡養殖鮑取回到陸地, 清理存活個體殼面的附著生物, 然后測量生長有關的參數、并統計存活個體總數, 然后再次按殼長不同區分規格后重新裝到新的養殖籠中送往海區養殖。第二種養殖方式,在青島市嶗山區王哥莊的圍堰養鮑池中進行全生態養殖, 養殖期間不投喂餌料, 鮑以附著基上自然生長的海藻為食, 藻床主要由石莼組成, 2010年10月取樣測量殼長、全濕重等指標。

1.3 統計分析

三元雜交 WJ-S組與對照組間在各生長階段的殼長、殼寬和全濕重及日均生長速率的差異顯著性采用SAS 9.0的單因素方差分析進行統計檢驗。

2 結果

2.1 皺紋盤鮑三元雜交苗種與養成階段度夏期間的存活率

皺紋盤鮑三元雜交WJ-S組與對照組WJ-F1的剝離幼鮑數量及其在幼鮑和成鮑 2個階段的度夏存活率見表1, 其中, 幼鮑度夏存活率指2008年10月下旬運往福建進行越冬培育之前統計的存活幼鮑數與6月份剝離時所得幼鮑總量之間的比值; 成鮑度夏存活率指在2009年5月至11月在榮成桑溝灣浮筏吊養期間的存活率。由表1可見, 剝離后至運往福建越冬前, 三元雜交WJ-S組的存活率達68.13%, 遠遠高于對照組 WJ-F1的 41.53%; 同時, 在進入養成期后, WJ-S組的度夏存活率為95.20%, 也高于對照組的89.97%。

表1 苗種數量和度夏存活率Tab. 1 Amounts of abalones and their survival rates during over-summering

2.2 皺紋盤鮑三元雜交與對照組的生長速度比較

在受精后10～130 d期間分別測定三元雜交WJ-S組和 WJ-F1對照組幼體與幼鮑的平均殼長, 每個階段每組測量100個個體, 結果如表2所示。由表2可見, 在測量的7個早期發育階段, 三元雜交WJ-S組子代的殼長均高于WJ-F1對照組, 在第10, 80及130 d,WJ-S組的殼長平均值顯著高于WJ-F1組(p＜0.05)。在受精后130 d, WJ-S組及對照組幼鮑的平均殼長分別達到17.9 mm和16.32 mm, 日均殼長增長率分別達到 137.70 μm/d 和 125.52 μm/d, 表明 WJ-S 三交組合早期階段幼鮑的殼長增長速度高于WJ-F1對照組。

表2 皺紋盤鮑三元雜交與對照組在早期階段的殼長及日均生長速率Tab. 2 Shell length, daily growth rate of WJ-S and WJ- F1 at early developmental stage

將WJ-S組和對照組的1齡苗種放養在青島嶗山的圍堰養鮑池中, 18個月后分別測定WJ-S組和對照組的殼長、殼寬和全濕重, 統計檢驗WJ-S組與對照組之間的生長參數的差異顯著性, 結果見表3。在青島嶗山海區經過18個月的養殖, WJ-S組平均殼長達到了7.6 cm, 全濕重近50 g。即2009年5月投放的苗種, 在次年的10月即已達到商品規格。而且, WJ-S組的殼長、殼寬和全濕重等指標均極顯著大于對照組, WJ-S組的全濕重較對照提高了16.3%。

表3 皺紋盤鮑三元雜交與對照組在嶗山進行 18個月生態養殖的生長指標Tab. 3 Growth parameter of WJ-S and WJ-F1 after cultured in cofferdam pond for 18 months in Laoshan, Qingdao

2.3 皺紋盤鮑三元雜交組與對照組幼鮑與成鮑的規格分布

2008年8月、10月及2009年11月分別對4月齡、6月齡苗種階段和19月齡養成階段的WJ-S 和對照組 WJ-F1進行篩分, 統計所得不同規格子代的比率見表4。從幼鮑和養成階段的3次篩分結果可見三元雜交 WJ-S組的大規格苗種比例顯著高于對照WJ-F1組, 小規格子代的比率則顯著低于對照組。到養成階段, 差異尤其顯著——在生長至 19個月齡,即進入養成 7個月后, WJ-S的大規格和特大規格(＞5 cm)子代之和達到總數的 63.32%, 而WJ-F1組僅31.13%; 相反, WJ-S組的小規格(＜4 cm)個體比率僅為4.80%, 遠遠低于對照WJ-F1組的15.06%。上述結果表明, 從培育130 d到19 個月, WJ-S組子代的平均規格顯著大于 WJ-F1組, 說明三元雜交的交配策略有效提高了皺紋盤鮑的優質苗種比率。

表4 WJ-S與WJ-F1子代在不同生產階段的規格與比率Tab. 4 The proportion of different size cohort at three culturing stages

3 討論

3.1 皺紋盤鮑的三元雜交制種技術

選育和雜交迄今仍然是種質改良的最有效途徑。在遺傳背景具一定差異的2個群體間進行雜交, 直接利用其雜交優勢, 這種制種方法稱二元雜交或經濟雜交, 廣泛應用于種植業和畜牧業。近10多年來, 不同地理群體間的簡單經濟雜交在我國的皺紋盤鮑苗種生產中得到廣泛應用[8-9], 產生了巨大的經濟效益。

除二元雜交外, 國內外在家禽和畜類生產中都非常普遍地采用三元或四元雜交種。由于引入了第三方親本, 三元雜交子代可融合A, B, C三方親本的優勢性狀, 更有利于提高生產性能。本研究以皺紋盤鮑中國威海人工繁殖的(W)群體與日本群體(J)的雜交子代WJ為母本, 與經過耐高溫選育的S群體再次進行雜交, 成功制備了皺紋盤鮑的三元雜交苗種(W×J)×S并進行了養殖實驗。繁育與養殖對比結果表明, 較之于同期繁育的二元雜交對照群體 WJ-F1,皺紋盤鮑的WJ-S三元雜交子代具有生長速度快、優質苗種比例高、高水溫階段存活率高等性狀優勢。表明, 皺紋盤鮑的三元雜交制種方法可行, 并有實際應用前景。

3.2 S群體的參與提高了皺紋盤鮑三元雜交子代的耐高溫性能

S群體自從引種至廣東汕頭后, 在汕頭南弘海珍品有限公司養殖了10年、繁育了3代, 每年夏季均需面對一個階段較高水溫(28～30℃)的脅迫, 因此該選育群體已具有較強的高水溫耐受性。本研究以S群體作為父本參與構建的皺紋盤鮑 WJ-S三元雜交子代在苗期和養成期的 2次度夏存活率均顯著高于對照, 表明由于S選育群體的參與, 提高了子代苗種對高水溫的適應能力。

3.3 皺紋盤鮑中國群體與日本群體的雜交F1作為三元雜交的母本

在貝類育苗生產中, 需要大量的母本, 皺紋盤鮑也不例外。自1997年引進日本鮑與我國皺紋盤鮑雜交培育苗種大獲成功以后, 引種-雜交的制種模式迅速在我國北方推廣。這種制種策略在種鮑方面的投入成本相對較低并操作簡單, 僅需要從國外引進少量的雄性親體即可滿足生產需要, 因此流行很快,普及率很高。但隨著產業的發展, 我國土著的、沒有經過雜交的皺紋盤鮑原種變得十分稀缺。相反, 從本世紀初開始, 我國有眾多的廠家以皺紋盤鮑中國群體作為母本與日本群體雜交生產雜交苗種, “雜交鮑”的養殖遍及我國南北沿海, 因此中國群體與日本群體的雜交后代反倒更容易獲取。在本研究中, 我們將雜交子 1代作為母本應用到三元雜交制種中, 使原有的雜交鮑得到較好的利用, 同時也在一定程度上解決了皺紋盤鮑母本來源等問題。

3.4 皺紋盤鮑三元雜交制種技術的評價

本研究首次報道了我們在皺紋盤鮑三元雜交苗種制備與養成方面的研究結果, 為皺紋盤鮑的雜交制種提供了新的思路。初步的養殖實驗表明, 該三元雜交組合(WJ-S)適宜籠養或海區放養, 在青島嶗山海域全生態養殖 18個月的 WJ-S組已達商品規格,全濕重較生產對照組提高了 16.3%, 表明在生產上通過三元雜交策略制備皺紋盤鮑苗種不僅技術上可行, 而且證明WJ-S這個組合已具應用價值。

但本研究開發的 WJ-S三元雜交組合在冬季低水溫階段并未表現出優勢, 這可能與 S群體自從引種到汕頭后再未經歷過低的水溫環境有關。選用新的、綜合性能更好的選育群體, 經過組配實驗構建新的雜交組合, 有望建立綜合生產性能更強的三元雜交制種技術。

[1]呂端華. 中國近海鮑科的研究[C]//中國科學院海洋研究所. 海洋科學集刊(14). 北京: 科學出版社, 1978:89-98.

[2]陳木, 盧豪魁, 陳世杰, 等. 皺紋盤鮑人工育苗的初步研究[J]. 動物學報, 1977, 23(1): 35-46.

[3]劉永峰, 劉永襄, 高緒生. 稚鮑人工配合餌料的初步研究[J]. 水產科學, 1984, 3(2): 14-19.

[4]燕敬平, 劉世祿.我國鮑增養殖現狀, 問題與發展對策[J]. 海洋水產研究, 1998, 19(1): 91-96.

[5]農業部漁業局. 中國漁業統計年鑒[M]. 北京: 中國農業出版社, 2011: 28-67.

[6]趙洪恩, 張金世. RHD鮑育苗新工藝的研究[J]. 中國水產, 2000, 10: 42-45.

[7]趙洪恩. 鮑的增養殖[M]. 沈陽: 沈陽出版社, 1999.

[8]Nie Zongqing, Wang Suping. The status of abalone culture in China[J]. J Shellfish Res, 2004, 23(4):941-945.

[9]Zhang Guofan, Que Huayong, Liu Xiao, et al. Abalone mariculture in China[J]. J Shellfish Res, 2004, 23(4):947-950.