水溫和鹽度對皺紋盤鮑“97”選群第6代變態及變態幼體生長存活的影響

孔 寧, 連建武, 薛艷潔, 鐘兆山, 李 鵬, 劉 曉

?

水溫和鹽度對皺紋盤鮑“97”選群第6代變態及變態幼體生長存活的影響

孔 寧1, 3, 連建武2, 薛艷潔2, 鐘兆山1, 3, 李 鵬2, 劉 曉1

(1. 中國科學院海洋研究所, 山東青島 266071; 2. 寧波大學, 浙江寧波315211; 3. 中國科學院大學, 北京100049)

采用室內受控方法研究了水溫(14、16、18、20、22、24、26和28℃)和鹽度(22、24、26、28、30、32、34、36、38和40)對皺紋盤鮑變態及變態幼體生長存活的影響。結果表明, 水溫對變態率、變態幼體存活率和生長率的影響極顯著(< 0.01)。14~28℃條件下, 隨著水溫的升高, 幼體變態率、變態幼體存活率和生長率均呈現先升高后降低的趨勢。24℃時變態率最高, 為86.05%; 18℃時, 變態幼體存活率最高, 為96.00%; 26℃時, 投苗6 d內的殼長、殼寬生長率最大, 分別為48.49 μm/d和43.81 μm/d; 投苗15 d內的殼長、殼寬生長率最大, 分別為68.06 μm/d和59.69 μm/d。鹽度對皺紋盤鮑變態率及變態幼體生長率的影響極顯著(< 0.01), 對幼體存活率卻無顯著影響(> 0.05)。22~40鹽度條件下, 幼體變態率先升高后降低, 于32達最大值, 為79.23%; 變態的鹽度下限為22, 該鹽度下僅有2.21%的個體能夠完成變態。26~40條件下, 變態幼體存活率均高達85%以上; 隨著鹽度的升高, 變態幼體生長率先升高后降低。投苗6 d內殼長、殼寬生長率均于34達最大值, 分別為32.03 μm/d和25.20 μm/d; 投苗15 d內殼長、殼寬生長率分別于34和32達最大值, 為43.03 μm/d和39.00 μm/d。

皺紋盤鮑(Ino); 水溫; 鹽度; 變態率; 生長存活

皺紋盤鮑(Ino), 隸屬于軟體動物門, 腹足綱, 前鰓亞綱, 原始腹足目, 鮑科, 鮑屬, 為海產八珍之首, 素有海洋“軟黃金”之稱[1]。皺紋盤鮑自然分布于我國遼東及山東半島, 是北方重要的傳統養殖貝類之一。由于野生資源的日益衰退, 我國于20世紀70年代初開始鮑的人工育苗研究, 經過近40年的發展, 我國成為世界鮑養殖第一大國, 皺紋盤鮑養殖產量得到大幅提升, 養殖區域已由自然分布區南擴至福建沿海、廣東東部沿海等地[2]。

隨著養殖范圍的擴大及“南北調養”模式的發展, 皺紋盤鮑面臨環境變化的幾率急劇增加。水溫和鹽度是影響海洋無脊椎動物的重要環境因子[3-4], 它們不僅限制皺紋盤鮑的地理分布及養殖區域, 還影響其孵化率、變態率、存活率、生長率, 甚至導致病害的發生[5]。附著變態是皺紋盤鮑由浮游生活轉為底棲生活的關鍵階段, 該過程涉及形態變化、器官發生及營養轉換等多個生理過程[6], 變態及變態后期更是皺紋盤鮑生產育苗中的死亡高發期, 該時期幼體對水溫和鹽度變化尤為敏感, 因此合理調控溫鹽范圍對于提高養殖產量具有重要意義。

水溫和鹽度對腹足類變態及變態幼體的影響已有相關報道?？虏艧ǖ萚7]研究表明, 波部東風螺幼體在25~30℃范圍內變態率較高, 并且高溫可加快幼蟲的變態進程。林偉等[8]研究了鹽度對九孔鮑附著變態的影響。結果表明, 鹽度24時幼體無法完成變態, 在26~34范圍內, 隨著鹽度的升高, 變態率逐漸增大。在皺紋盤鮑方面, 聶宗慶等[9]對匍匐幼體(殼長513~1215 μm)的鹽度耐受性進行了評估, 而有關變態期的溫鹽效應及變態后期的水溫效應, 國內仍未見報道。水溫和鹽度既影響貝類幼體的變態進程, 也影響其變態率和變態幼體的活力, 因此, 確定該階段幼體的適宜溫鹽條件對于提高幼體變態率、增加出苗量具有重要意義。本實驗系統研究了水溫和鹽度對皺紋盤鮑變態及變態幼體生長存活的影響, 旨在確定最佳培育條件, 以期為提高生產效益及生態研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料來源

本研究所用親鮑是由中國科學院海洋研究所培育的皺紋盤鮑第5代“97”快速生長選育群體, 殼長7.5~8.5 cm。鮑的繁育于2014年4月在山東榮成海珍品有限公司進行。親鮑經陰干刺激后放入催產槽中, 用升溫至23℃的紫外線照射海水刺激精卵排放, 受精后按常規工藝孵化, 孵化密度10個/mL。12 h后擔輪幼體上浮, 選取上層幼體轉移至4 m3水泥池中培育, 幼體密度5個/mL。選取發育至42 h的后期面盤幼體(殼長: 289.55 μm ± 3.05 μm, 殼寬: 213.18 μm ± 4.86 μm)用作本研究的實驗材料。

1.2 實驗方法

實驗分水溫和鹽度兩部分。水溫實驗設置8個梯度, 分別為14、16、18、20、22、24、26和28℃, 鹽度為32。實驗采用水浴控溫, 每個梯度設3個平行。

鹽度實驗設置10個梯度, 分別為22、24、26、28、30、32、34、36、38和40, 水溫為20℃。實驗采用水浴控溫, 鹽度用砂濾海水、海水素和曝氣自來水調配, 并用光學鹽度計標定, 每個梯度設3個平行。

實驗在1L燒杯中進行, 每個燒杯放入9.0 cm × 7.5 cm的硅藻板供幼體附著變態。為避免因蒸發改變鹽度, 燒杯用保鮮膜封口。幼體培育密度為0.2個/mL。溫鹽實驗同步進行, 均持續15 d。實驗前6 d不換水不充氣, 以免干擾幼體變態。第6天所有燒杯中已無浮游幼體, 此時統計變態率, 并從每個燒杯中隨機選取50個變態幼體于相同溫鹽條件下繼續培育, 期間微量充氣, 每天換水一次, 并統計死亡個體數。實驗期間, 分別于第6天和第15天從每個燒杯中隨機選取20個變態幼體, 于顯微鏡下測量其殼長和殼寬, 并按照下列公式計算生長率: 殼長或殼寬生長率=(結束時殼長或殼寬–初始殼長或殼寬)/實驗天數。

1.3 統計分析

用SPSS v 16.0軟件對數據進行單因素方差分析(ANOVA), 并進行Student-Newman-Keuls多重比較, 差異顯著性水平設為< 0.05。

2 結果

2.1 水溫對皺紋盤鮑變態率的影響

14~28℃條件下, 水溫對皺紋盤鮑變態率的影響極顯著(< 0.01)。由圖1可知, 14~24℃條件下, 變態率隨水溫升高而增加; 24℃時, 變態率最高, 為86.05%; 水溫高于24℃時, 變態率開始下降。水溫18~26℃條件下, 幼體變態率均高于70%, 且無顯著性差異, 故該范圍為皺紋盤鮑變態的適溫范圍。

字母不同表示組間差異顯著(下同)

Different letters indicate significant differences (the same below)

2.2 水溫對皺紋盤鮑變態幼體存活率的影響

14~28℃內, 水溫對變態幼體存活率的影響極顯著(< 0.01)。圖2顯示, 14~28℃內變態幼體存活率均大于70%。14℃時, 存活率最低, 為72.84%; 18℃時, 存活率最高, 為96.00%。方差分析表明, 16~28℃內, 變態幼體存活率無顯著性差異, 為81.63%~ 96.00%。

2.3 水溫對皺紋盤鮑變態幼體生長率的影響

14~28℃內, 變態幼體于投苗6 d和15 d內呈現相同的生長趨勢。14~26℃內, 變態幼體生長率隨水溫升高而增加; 26℃時, 6 d內的殼長、殼寬生長率最大, 分別為48.49 μm/d和43.81 μm/d; 15 d內的殼長、殼寬生長率最大, 分別為68.06 μm/d和59.69 μm/d; 水溫28℃時, 幼體生長率開始下降(表1)。方差分析表明, 水溫對皺紋盤鮑變態幼體的生長率具有極顯著影響(< 0.01)。

表1 不同水溫下皺紋盤鮑變態幼體的生長情況

注: 各水溫梯度實驗組幼體的初始殼長×殼寬均為289.55 μm×213.18 μm

2.4 鹽度對變態率的影響

22~40內, 鹽度對皺紋盤鮑變態率的影響極顯著(< 0.01)。隨著鹽度的升高, 幼體變態率先升高后降低, 于鹽度為32時達最大值, 為79.23%。鹽度為22時, 僅有2.21%的幼體能夠完成變態, 故22為幼體變態的鹽度下限; 鹽度24時, 變態率仍較低, 為10.44%(圖3)。鹽度26~40內, 幼體變態率較高, 為62.00%~79.23%。

2.5 鹽度對變態幼體存活率的影響

鹽度22和24處理組因變態幼體數量過少, 于后續實驗中剔除。圖4顯示, 變態幼體在26~40范圍內存活率較高, 為87.70%~95.33%。方差分析表明, 26~ 40內, 鹽度對變態幼體存活率無顯著影響(> 0.05)。

2.6 鹽度對變態幼體生長率的影響

表2顯示了鹽度對變態幼體生長狀況的影響。鹽度26~40內, 變態幼體于投苗6 d和15 d內呈現相同的生長趨勢, 即隨鹽度的升高, 生長率先升高后降低。6 d內殼長、殼寬生長率均于鹽度為34時達到最大值, 分別為32.03 μm/d和25.20 μm/d; 1 5d內殼長、殼寬生長率分別于鹽度為34和32時達到最大值, 為43.03 μm/d和39.00 μm/d。方差分析表明, 鹽度對皺紋盤鮑變態幼體的生長率具有極顯著影響(< 0.01)。

3 討論

3.1 皺紋盤鮑變態的特點

皺紋盤鮑除短時間營浮游生活外, 均營底棲生活, 變態是其生活方式轉變的重要階段[6]。Pechenik[10]把腹足類幼體的變態定義為游泳器官—面盤的喪失。變態前, 幼體下沉至基質表面, 經過探索、選擇和定位后, 用足吸附在基質上, 開始變態。變態期間, 皺紋盤鮑幼體在形態特征和行為習性上均有顯著性變化: 形態上表現為面盤的脫落、足的伸出及圍口殼的形成[11], 行為上表現為由快速游泳狀態轉變為緩慢的底棲爬行狀態。變態期是鮑生活史中最為薄弱的環節, 不適宜的環境因素(如水溫、鹽度和附著基質等)會延長幼體浮游期, 推遲變態的發生, 最終影響變態率和變態幼體活力, 因此, 生產操作中應注重理化因子的調控和附著基質的選擇。變態完成后, 皺紋盤鮑吻部逐漸發達, 攝食量相應增大, 此時應保證充足的餌料供應, 從而獲得高的存活率和生長率。

表2 不同鹽度下皺紋盤鮑變態幼體的生長情況

注: 各鹽度梯度實驗組幼體的初始殼長×殼寬均為289.55 μm×213.18 μm

3.2 水溫對皺紋盤鮑變態及變態幼體的影響

水溫是影響皺紋盤鮑附著變態的重要因素, 它不僅影響幼體變態率, 還與變態進程明顯相關。觀測表明, 幼體變態時間隨水溫的升高而縮短, 高溫組(26、28℃)和低溫組(14℃)的變態進程可相差3~4 d之久。低溫降低了皺紋盤鮑幼體的代謝速率, 延緩了變態進程, 最終使得體內卵黃過度消耗而影響變態率。14~28℃內, 隨著水溫的升高, 變態幼體的生長率先升高后降低。聶宗慶等[12]的研究同樣表明, 水溫顯著影響皺紋盤鮑稚貝的生長, 15~25℃范圍內, 水溫越高生長越快。低溫下, 變態幼體攝食能力弱且不能有效地消化餌料, 導致生長率較低; 隨著水溫的升高, 代謝水平提高, 生長速率加快; 當水溫高于適溫范圍時, 幼體營養積累不足以維持高的代謝率, 能量收支不平衡, 導致生長率降低[13]。張明等[14]的研究表明, 中國的皺紋盤鮑適溫范圍為4~26℃, 超過26℃則活力下降、生長停滯, 28℃時大量死亡。然而, 本研究中的皺紋盤鮑變態幼體則表現出較強的高溫耐受性, 26℃下生長最快, 28℃下存活率可高達80%以上。不同的水溫耐受性可能與發育階段、種群來源、遺傳背景等因素有關。本實驗所用親鮑經歷了多代人工選育, 選育引起的遺傳結構的變化[15-16]會影響群體的水溫耐受性[17]。

參考本研究結果, 在鮑苗生產過程中為縮短浮游期, 進而降低變態風險, 可在適宜范圍內適當升溫, 以加速變態進程; 然而長時間的海水升溫會加大育苗成本, 同時影響硅藻的質量和附板效果, 不利于幼體攝食, 因此變態結束后可適當降低水溫, 以期達到較好的育苗效果。

3.3 鹽度對皺紋盤鮑變態及變態幼體的影響

鹽度是皺紋盤鮑生存環境中的另一個重要影響因子。研究表明, 皺紋盤鮑幼體在鹽度22時變態率僅為2.21%, 鹽度40時卻高達68.09%?？梢? 皺紋盤鮑幼體對高鹽的適應能力遠強于低鹽, 這與皺紋盤鮑自然分布僅限于高鹽度海區的生態習性有關[2]。聶宗慶和陳文華[9]報道皺紋盤鮑匍匐幼體的適宜鹽度在27以上, 且對高鹽的適應能力較強, 即使在鹽度39.4下仍能正常攝食, 這與本研究的結果基本一致。鹽度對變態幼體生長率的影響極顯著, 32~34范圍內生長率最高, 隨著鹽度向低鹽和高鹽的延伸, 生長率逐步降低。這是由于鹽度過低或過高會破壞機體滲透壓的平衡[18], 為了維持滲透壓的穩定, 鮑將消耗大量能量, 導致可用于生長的能量減少, 最終影響生長速率。鹽度效應對皺紋盤鮑的人工育苗具有重要的指導意義。育苗季節, 海水鹽度常受臺風、暴雨、潮汐等影響而處于大幅變化之中, 加之大規模生產中的鹽度調控很難實現, 因此在育苗過程中應實時監測海水鹽度, 防止鹽度驟降, 從而達到提高苗種產量和生產效益的目的。

[1] 于連洋, 劉光謀, 王振華, 等.皺紋盤鮑的遺傳育種研究進展[J]. 水產養殖, 2012, 33(1): 48-53. Yu Lianyang, Liu Guangmou, Wang Zhenhua, et al. Advances in genetics and breeding in: a review[J]. Journal of Aquaculture, 2012, 33(1): 48-53.

[2] 聶宗慶, 王素平, 燕敬平, 等. 鮑科學養殖百問百答[M].北京: 中國農業出版社, 2011. Nie Zongqing, Wang Suping, Yan Jingping, et al.The scientific breeding of abalone[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2011.

[3] 黃洋, 黃海立, 呂廣煊, 等. 溫度和鹽度分別對尖紫蛤胚胎發育的影響[J]. 海洋科學, 2011, 35(10): 117- 122. Huang Yang, Huang Haili, LU Guangxuan, et al. Respective effects of temperature and salinity on embryonic development ofCai et Zhuang[J]. Marine Sciences, 2011, 35(10): 117-122.

[4] 劉志剛, 劉建勇, 楊博. 溫度與鹽度對華貴櫛孔扇貝幼貝存活與生長的互作效應研究[J]. 海洋科學, 2011, 35(10): 75-80. Liu Zhigang, Liu Jianyong, Yang Bo. Interactions of temperature and salinity to the survival and growth of(Reeve)[J]. Marine Sciences, 2011, 35(10): 75-80.

[5] 房沙沙. 中國南海養殖區分離的兩株弧菌對皺紋盤鮑致病性的研究[D].青島: 中國科學院海洋研究所, 2013. Fang Shasha. Pathogenicity of two vibrio strains in South China Sea toIno[D]. Qingdao: Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, 2013.

[6] 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. Chen Mu, Lu Haokui, Chen Shijie, et al. A preliminary study on the artificial rearing of the larvae and juveniles ofIno[J]. Acta Zoologica Sinica, 1977, 23(1): 35-46.

[7] 柯才煥, 鄭懷平, 周時強, 等. 溫度對波部東風螺幼蟲存活、生長及變態的影響[C]//中國貝類學會. 貝類學論文集(第Ⅸ輯), 北京: 海洋出版社, 1999: 80-86. Ke Caihuan, Zheng Huaiping, Zhou Shiqiang, et al. Effects of temperature on larval survival, growth and metamorphosis of(Gastropoda: Buccinidae)[C]//Chinese Society of Malacology. Transactions of the Chinese Society of Malacology (Ⅸ), Beijing: China Ocean Press, 1999: 80-86.

[8] 林偉, 楊治國. 鹽度對九孔鮑胚胎發育及幼體附著率的影響[J]. 現代漁業信息, 2009, 24 (11): 21-22+27.Lin Wei, Yang Zhiguo. Effects of salinity on embryonic development and larva settlement of[J]. Modern Fisheries Information, 2009, 24(11): 21-22+27.

[9] 聶宗慶, 陳文華. 皺紋盤鮑育苗條件的研究. Ⅱ. 鹽度、營養鹽類等對胚胎發生與幼體、稚鮑生活的影響[J]. 海洋水產研究, 1984, (6): 41-48. Nie Zongqing, Chen Wenhua. Studies on rearing conditions of abalone,Ino. Ⅱ. the efects of salinity and inorganic nutrients on the development of fertilized eggs and living of larvae[J]. Marine Fisheries Research, 1984, (6): 41-48.

[10] Pechenik J A. Growth and energy balance during the larval lives of three prosobranch gastropods[J]. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 1980, 44(1): 1-28.

[11] Sawatpeera S, Upatham E S, Kruatrachue M, et al. Larval development inLinnaeus[J]. Journal of Shellfish Research, 2001, 20 (2): 593-601.

[12] 聶宗慶, 陳文華, 季梅芳. 皺紋盤鮑育苗條件的研究. Ⅰ. 不同餌料與溫度對幼體、稚鮑的生長影響[J]. 海洋水產研究, 1984, (6): 35-40. Nie Zongqing, Chen Wenhua, Ji Meifang. Studies on rearing conditions of abalone,Ino. Ⅰ. the efects of temperature and food on the growth of larvae and youngs[J]. Marine Fisheries Research, 1984, (6): 35-40.

[13] 林君卓, 許振祖. 溫度和鹽度對文蛤幼體生長發育的影響[J]. 福建水產, 1997, (1): 27-33. Lin Junzhuo, Xu Zhenzu. The effects of temperature and salinity on the development oflarvae[J]. Journal of Fujian Fisheries, 1997, (1): 27-33.

[14] 張明, 王志松, 高緒生. 不同生長期皺紋盤鮑對水溫適應能力的比較[J]. 中國水產科學, 2005, 12(6): 720- 725.Zhang Ming, Wang Zhisong, Gao Xusheng. Comparison on adaptability of abaloneIno to temperatures at different growing stages[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2005, 12(6): 720-725.

[15] Jiang Q, Li Q, Yu H, et al. Genetic and epigenetic variation in mass selection populations of Pacific oyster[J]. Genes & Genomics, 2013, 35: 641-647.

[16] Li Z, Li J, Wang Q, et al. The effects of selective breeding on the genetic structure of shrimppopulations[J]. Aquaculture, 2006, 258: 278- 282.

[17] Liu X, Deng Y W, Zhang G F. Growth of eight Pacific abalone families at three temperatures[J]. Acta Oceanologica Sinica, 2005, 24(3): 148-153.

[18] Cheng W, Yeh S P, Wang C S, et al. Osmotic and ionic changes in Taiwan abaloneat different salinity levels[J]. Aquaculture, 2002, 203(3): 349-357.

Effects of water temperature and salinity on metamorphosis, post-larval survival, and growth of the sixth generation of “97” selective breeding population ofIno

KONG Ning1, 3, LIAN Jian-wu2, XUE Yan-jie2, ZHONG Zhao-shan1, 3, LI Peng2, LIU Xiao1

(1.Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China; 2. Ningbo University, Ningbo 315211, China; 3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

The effects of water temperature and salinity on metamorphosis, post-larval survival, and growth ofIno were explored in this study. In the temperature experiment, the animals were reared at eight water temperatures of 14 , 16, 18, 20, 22, 24 , 26, and 28℃. The results illustrated that the water temperature considerably influenced the metamorphosis rate, post-larval survival, and growth ofIno (< 0.01). At 14~28℃, the metamorphosis, post-larval survival, and growth rates were first increased and subsequently decreased. The metamorphosis rate reached its peak at 24℃ with a value of 86.05%. The best post-larval survival was obtained at 18℃ with a value of 96.00%. The optimal water temperature for post-larval growth was 26℃, at which the growth rates of shell length and shell width within 6 days after casting were 48.49 and 43.81 μm/d, respectively, and the two growth rates within 15 days after casting were 68.06 and 59.69 μm/d, respectively. In the salinity experiment, animals were reared at10 salinities of 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, and 40. The salinity considerably affected the metamorphosis rate and post-larval growth (< 0.01); however, it had no impact on post-larval survival (> 0.05). At 22~40, the metamorphosis rate first increased and subsequently decreased, reaching its peak at 32 with a value of 79.23%. The lower salinity limit of metamorphosis was 22, at which only 2.21% of individuals could complete metamorphosis. At 26~40, the post-larval survival rate was above 85%. Within this range, the growth rate first increased and subsequently decreased. Maximum growth rates of shell length and shell width within 6 days after casting were obtained at 34, with values of 32.03 and 25.20 μm/d, respectively. The growth rates of shell length and shell width within 15 days after casting reached their peak at 34 and 32, respectively, with values of 43.03 and 39.00 μm/d.

Ino; water temperature; salinity; metamorphosis rate; survival and growth

(本文編輯: 梁德海)

Jan. 22, 2016

[The National High Technology Research and Development Program, No.2012AA10A412]

S968.3

A

1000-3096(2016)10-0049-06

10.11759/hykx20150107003

2016-01-22;

2016-05-18

國家高技術研究發展計劃資助項目(2012AA10A412)

孔寧(1987-), 男, 河北南宮人, 博士研究生, 主要從事貝類遺傳育種研究, 電話: 0532-82898721, E-mail: kongkong0223@163.com