水溫和鹽度對長牡蠣“海大1號”早期生長發育的影響

孟 乾, 李 琪, 張景曉

?

水溫和鹽度對長牡蠣“海大1號”早期生長發育的影響

孟 乾, 李 琪, 張景曉

(中國海洋大學 海水養殖教育部重點實驗室, 山東 青島 266003)

為確定長牡蠣新品種“海大1號”苗種繁育的最適環境條件, 研究了鹽度對其胚胎發育的影響以及鹽度、水溫對其幼蟲生長、存活率和附著率的影響。結果表明: 長牡蠣“海大1號”受精卵孵化的最適鹽度為30~35, 孵化率最高可達90%。幼蟲生長的適宜鹽度為20~35, 最適鹽度為20~30; 存活的適宜鹽度為20~35, 最適鹽度為20~25; 幼蟲附著的適宜鹽度為20~35, 最適鹽度為25~30; 對長牡蠣“海大1號”幼蟲生長、存活、附著的適宜水溫分別為為20~30℃、20~25℃、20~30℃, 最適水溫分別為30、25、30℃, 高溫35℃時幼蟲全部死亡。綜上, 長牡蠣“海大1號”苗種培育的適宜鹽度為20~35, 適宜水溫為20~25℃。上述結果為長牡蠣“海大1號”規模化苗種繁育提供了重要的基礎資料。

長牡蠣(); 水溫; 鹽度; 胚胎; 幼蟲; 海大1號

長牡蠣()是重要的海水養殖貝類之一, 具有較高的營養價值和良好的環境適應性, 其養殖產業已遍布世界各地。長牡蠣在中國主要分布在北方沿海, 由于人工育苗技術的發展和筏式養殖的興起, 長牡蠣養殖給中國帶來了巨大的經濟和社會效益[1]。但目前中國牡蠣養殖業良種缺乏, 對產業健康可持續發展造成了不利的影響。長牡蠣“海大一號”為近年培育出的長牡蠣新品種, 具有品質好、生長快等優點, 開展長牡蠣“海大一號”苗種繁殖技術的研究, 對制定合理的育種規劃、推廣該新品種具有重要意義。

海水鹽度影響貝類的滲透壓調節, 一旦鹽度的變化超過了自身的調節能力, 就會造成貝類的死亡[2]。相關研究表明, 鹽度不僅對海洋貝類幼蟲的生長、存活等性狀有重要的影響, 還對固著性貝類幼蟲的固著有較大的影響; 此外, 水溫也被認為是決定貝類配子發育和產卵的重要環境因素[3-6]。有關水溫、鹽度對貝類胚胎及幼蟲的影響已有很多相關報道, 譬如不同溫、鹽條件下櫛孔扇貝()[7]和脈紅螺()[8]的胚胎及幼蟲生長發育, 為生產提供了最適的培育條件。迄今, 有關水溫和鹽度對長牡蠣“海大1號”胚胎及幼蟲的影響尚未見報道。因此, 本研究探討了不同水溫和鹽度對長牡蠣“海大1號”胚胎發育及幼蟲的生長、存活和附著的影響, 以期為長牡蠣 “海大1號”的應用推廣提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 材料來源

實驗在煙臺市海益苗業有限公司萊州基地進行, 所用種貝為本實驗室培育的“海大1號”。2015年5月挑選平均殼高8.51 cm±0.69 cm, 外表無損傷的2齡貝100個作為親貝, 進行暫養。在親貝蓄養過程中, 定期取樣觀測肥滿度, 并鏡檢精卵發育情況。6月1日挑選性腺發育良好的親貝, 人工解剖授精, 使用孔徑50 μm的篩絹選優, 收集D形幼蟲實驗材料。

1.2 實驗設計

胚胎實驗共分為8個鹽度梯度: 5、10、15、20、25、30、35和40, 實驗時水溫為24~27.5℃。實驗容器為5 L的塑料桶, 每桶加入4 L不同鹽度的海水。將受精卵放入其中, 微充氣, 適宜時間觀察一次, 每次每組取樣30個, 記錄其發育時期、發育時間、孵化率、孵化時間等。幼蟲實驗設計5個鹽度梯度: 20、25、30、35和40, 實驗水溫24~26℃; 4個水溫梯度: 20、25、30和35℃, 海水鹽度為30。各個水溫和鹽度均設置3個重復組, 實驗容器為15 L的塑料桶。

實驗用海水均經過砂濾池和濾水袋過濾。低鹽海水由加入曝氣后的淡水配得, 高鹽海水加入海鹽配得。

1.3 幼蟲培育

幼蟲培育前期投喂球等鞭金藻(), 后期補充扁藻(sp.), 日投餌3次。幼蟲初始密度為5個/mL, 培育過程定期取樣, 在顯微鏡下用目微尺測量殼高, 統計密度。當幼蟲有30%出現眼點時投放附著基, 附著基采用櫛孔扇貝殼, 統計附著數量。

1.4 數據處理

胚胎實驗中, 統計每個實驗組發育到不同時期的時間、孵化率、孵化時間和畸形率。以D形幼蟲率達到30%的時間為孵化時間, 孵化率是指觀察的30個體中孵化個數占總數的比例; 畸形率是指胚胎發育過程中未孵化個體所占百分比。幼蟲實驗中, 統計各個實驗組幼蟲的殼高、殼長、存活率和附著率。存活率是指活個體數占初始總個體數的百分比; 附著率是指附著個體數占投放附著基之前總個體數的百分比。

實驗數據采用SPSS(v 20.0)軟件進行單因子方差分析, 結合最小顯著差數法(LSD)多重比較分析組間差異, 顯著性水平設為<0.05。

2 結果

2.1 不同鹽度對長牡蠣“海大1號”胚胎發育的影響

不同鹽度組受精卵的發生時間如表1。鹽度5、10組, 最終都不能發育到D形幼蟲; 鹽度15、20、25、30、35、40組孵化時間分別為29、24、22、17、20、21 h。鹽度30組孵化時間最短。

表1 不同鹽度下長牡蠣“海大1號”胚胎的發育時間

不同鹽度組胚胎孵化率及畸形率見圖1。36 h鹽度15、20、25、30、35、40組胚胎孵化率分別為30%、80%、80%、90%、90%、85%。鹽度30和35組孵化率顯著高于其他鹽度組(<0.05)。除鹽度5、10和15組外, 其他實驗組孵化率均不低于80%。

圖1 不同鹽度下長牡蠣“海大1號”胚胎孵化率和畸形率

2.2 不同鹽度和水溫對長牡蠣“海大1號”幼蟲生長、存活率和附著率的影響

2.2.1 不同鹽度對長牡蠣“海大1號”幼蟲的影響

實驗結果表明, 鹽度可顯著影響長牡蠣“海大1號”幼蟲的生長(圖2)。單因子方差分析顯示, 第4天, 40鹽度組生長最慢, 平均殼高140mm與35鹽度組無明顯差異, 與20、25、30鹽度組均存在顯著性差異(<0.05); 20鹽度組生長最快, 平均殼高為169mm, 但與25、30鹽度組之間無明顯差異; 第6天40鹽度組生長最慢, 平均殼高159mm與其他各個鹽度組之間均存在顯著性差異(< 0.05); 20鹽度組生長最快, 平均殼高206mm, 與25、30鹽度組之間沒有明顯差異(> 0.05)。40鹽度組日生長率為6%, 其余各組日生長率為9%~11%。由圖2還可看出, 最終40鹽度組殼高生長明顯慢于其他組, 20鹽度組生長最快, 但與25、30鹽度組無明顯差異。

圖2 不同鹽度下長牡蠣“海大1號”幼蟲的生長

整個實驗過程中, 存活率最高為25鹽度組, 其次為20鹽度組, 最低為40鹽度組。第2天開始, 40鹽度組存活率為54%, 顯著低于其他各個實驗組(< 0.05); 25鹽度組存活率最高為83%, 但與20、30、35鹽度組無顯著差異。第6天, 20~40鹽度組存活率均大于25%, 20~35鹽度組存活率均大于50%; 鹽度25組存活率最高為61.3%, 顯著高于其他鹽度組(< 0.05)。由圖3可看出, 第10天開始, 25鹽度組存活率為48.3%, 顯著高于30~40鹽度組, 但是與20鹽度組(存活率45.3%)間不具明顯差異; 40鹽度組存活率最低為11.7%, 顯著低于其他組(< 0.05)。

圖3 不同鹽度下長牡蠣“海大1號”幼蟲的存活率

由圖4可看出, 30、25鹽度組附著率最高, 分別為35%、33%, 無顯著性差異, 但是顯著高于其他各組(<0.05); 附著率最低為40鹽度組, 附著率為16%, 顯著低于其他各組(<0.05)。其他各組間也都存在顯著差異。

2.2.2 不同水溫對長牡蠣“海大1號”幼蟲的影響

單因子方差分析顯示, 前期各個水溫組無明顯差異, 第4天, 水溫30℃組的幼蟲生長最慢, 平均殼高為133mm, 與20℃與25℃組存在明顯差異; 25℃組生長最快平均殼高為152mm, 與30℃、35℃組有顯著差異(< 0.05)。第6天, 35℃組已全部死亡, 20℃組平均殼高168mm, 與其他兩組存在顯著差異(< 0.05)。由圖5可看出: 第8天開始, 30℃組平均殼高為228mm, 顯著高于其他兩組(< 0.05)。

圖4 不同鹽度下長牡蠣“海大1號”幼蟲的附著率

幼蟲存活率如圖6所示, 整個實驗過程中, 水溫25℃組存活率最高, 其次是20℃組, 而35℃組幼蟲在孵化后第6天全部死亡。單因子方差分析顯示各個實驗組存活率均存在顯著差異(< 0.05)。

圖5 不同水溫下長牡蠣“海大1號”幼蟲的生長

圖6 不同水溫下長牡蠣“海大1號”幼蟲的存活率

水溫30℃組附著率最高為16%, 顯著高于其他兩組(< 0.05)。20℃組與25℃組附著率無顯著性差異(> 0.05), 詳見圖7。

圖7 不同水溫下長牡蠣“海大1號”幼蟲的附著率

3 討論

本文的實驗結果表明, 長牡蠣“海大1號”受精卵孵化的適宜鹽度為20~40(孵化率≥80%); 最適鹽度為30~35(孵化率≥90%)。其胚胎發育速度與鹽度密切相關, 在本實驗條件下, 鹽度30組孵化時間最短為17 h, 鹽度低于10, 受精卵最終不能發育到D形幼蟲。有研究認為長牡蠣胚胎發育的最適宜鹽度17~26, 鹽度低于5.96時不能發育, 鹽度34時也不能發育[9]; 劉海濤等[10]認為大連灣牡蠣(Crosse)胚胎的發育速度較快時的鹽度為22~23。本文結果與上述研究存在差異, 其原因可能是: (1)兩個研究中親貝生活環境的鹽度可能不同, 而親貝生活環境會影響后代的適應性[11]; (2)兩個研究中水溫的不同也會造成孵化率差異, 因為受精卵的孵化受水溫和鹽度影響較大; (3)選擇的作用, 長牡蠣“海大1號”在對生長性狀選擇的同時, 可能間接對鹽度適應性進行了選擇。本實驗探究了長牡蠣“海大1號”的最適孵化鹽度及其發育到D形幼蟲的時間, 有利于育苗生產中及時進行選優。

水溫和鹽度是影響海洋生物生長發育的重要的環境因子。海洋貝類多生活在潮間帶和河口等地, 環境鹽度波動較為頻繁, 海水鹽度直接影響貝類的滲透壓調節及其存活。苗種生產中, 鹽度不僅對海洋貝類幼蟲的生長、存活等性狀有重要的影響, 還對幼蟲的附著有較大的影響; 水溫變化也會對海洋貝類幼蟲生長發育及成活造成重要影響[9]。因此, 為建立貝類人工育苗技術, 需要研究幼蟲的適宜鹽度和水溫范圍。本實驗中, 長牡蠣“海大1號”幼蟲生長的適宜鹽度為20~35, 經多重比較最適生長鹽度為20~30; 適宜生存鹽度為20~35, 最適生存鹽度為20~25; 幼蟲附著的適宜鹽度為20~35, 最適鹽度為25~30; 同時可以看出長牡蠣“海大1號”幼蟲對鹽度有較強的適應性, 但是40鹽度下, 其生長、存活及附著率迅速下降, 說明其對高鹽40鹽度適應性較差, 與胚胎發育相比, 其鹽度適宜范圍基本相同。幼蟲適宜生存鹽度20~35, 胚胎適宜鹽度為20~40。姚托等[12]通過研究發現長牡蠣稚貝生長的最適鹽度為25~35, 生存的最適鹽度為15~35。對比發現, 稚貝的生存鹽度范圍比幼蟲要廣, 這與海灣扇貝()、彩虹櫻蛤() 、泥蚶()對鹽度耐受力的規律一致[13-14]; 長牡蠣稚貝適宜生長鹽度比幼蟲高, 并對高鹽有更好的適應性[15]。

有學者指出, 同一貝類在不同海區最適宜其幼蟲發育的鹽度是有所差別的。本研究結果與劉海濤和姚托等[10, 12]的結果存在一定差異。造成結果存在一定差異的原因可能是受到了親貝性腺發育時所在海區鹽度的影響; 也可能是因為實驗條件的不同, 海水中礦物質和微量元素的含量、藻類、微生物等綜合因素會對配子的質量和幼蟲的生長、存活產生影響。貝類的鹽度耐受力對其人工育苗有重要影響, 貝類育苗場所在地是易受到氣候影響的沿岸或海灣, 鹽度受氣候變化而變動較大, 容易造成貝類幼蟲或者稚貝的死亡。

水溫是影響幼蟲生長、存活和附著的重要因素之一。本實驗條件下, 長牡蠣“海大1號”適宜生長水溫為20~30℃, 最適生長水溫為30℃; 適宜的存活水溫范圍20~25℃, 最適存活水溫為25℃, 水溫35℃第6天全部死亡; 附著的最適水溫為30℃。盡管本實驗中長牡蠣“海大1號”幼蟲30℃的時候生長速度最快, 但是此時存活率較低為10%左右, 類似的結果也出現在波羅的海蛤()、脈紅螺()等其他貝類[8, 16]。這表明, 在苗種生產過程中, 一定范圍內幼蟲培育水溫的升高可以促進幼蟲的生長, 但當水溫超過一定界限后, 就會顯著影響幼蟲的存活, 使其存活率顯著降低。有學者認為, 高溫可加速水中細菌及微生物的生長繁殖, 進而增加了耗氧, 同時高溫還可能造成幼蟲攝食量下降, 導致存活率降低[17-18]。在人工育苗時, 由于密度較高, 高溫還易導致水質、餌料的敗壞, 影響餌料供應, 進而影響其存活和附著[14]。另外, 在長牡蠣“海大1號”生長發育的觀測過程中發現, 水溫20℃組的幼蟲形狀較狹長, 其附著率較低的原因可能是低溫導致了幼蟲的發育畸形。綜合考慮, 人工育苗生產時, 長牡蠣“海大1號”幼蟲培育最適水溫為25℃。

4 結論

綜上所述, 本研究闡明了水溫和鹽度對長牡蠣“海大1號”胚胎發育及幼蟲生長存活和附著的影響, 確定了其幼蟲生長、存活以及附著的適宜鹽度為20~35, 適宜水溫為20~25℃, 為長牡蠣“海大1號”規模化人工繁育提供了重要的科學依據。

[1] 孔寧, 李琪, 叢日浩, 等. 長牡蠣 F3代快速生長選育群體生長特性的研究[J]. 海洋科學, 2015, 39(3): 7-11.

Kong Ning, Li Qi, Cong Rihao, et al. Study on growth characteristics of the selected third generation of Pacific oysterwith rapid growth[J]. Marine Sciences, 2015, 39(3): 7-11.

[2] 劉志剛, 劉建勇, 王輝, 等. 墨西哥灣扇貝稚貝鹽度適應性的研究[J]. 湛江海洋大學學報, 2006, 26(6): 12-16.

Liu Zhigang, Liu Jianyong, Wang Hui, et al. Study on adaptability of juveniles ofsay to salinity[J]. Journal of Zhanjiang Ocean University, 2006, 26(6): 12-16.

[3] Gribben P, Helson J, Jeffs A. Reproductive cycle of the New Zealand geoduck,, in two North Island populations[J]. The Veliger, 2004, 47(1): 53-65.

[4] Cantillanez M, Avenda?o M, Thouzeau G, et al. Reproductive cycle of(Bivalvia: Pectinidae) in La Rinconada marine reserve (Antofagasta, Chile): response to environmental effects of El Ni?o and La Ni?a[J]. Aquaculture, 2005, 246(1): 181-195.

[5] Uddin M J, Park K I, Kang D H, et al. Comparative reproductive biology of Yezo scallop,, under two different culture systems on the east coast of Korea[J]. Aquaculture, 2007, 265(1): 139-147.

[6] Qiu T, Zhang T, Bai Y, et al. Gonad development of the pen shellfrom Shandong Province, China[J]. Journal of Shellfish Research, 2014, 33(2): 465-471.

[7] 梁玉波, 張福綏. 溫度, 鹽度對櫛孔扇貝 () 胚胎和幼蟲的影響[J]. 海洋與湖沼, 2008, 39(4): 334-340.

Liang Yubo, Zhang Fusui. Effects of temperature/sa-linity on development of embryos and larvae of scallop[J]. Oceanologia and Limnologia Sinica, 2008, 39(4): 334-340.

[8] 楊智鵬, 于紅, 于瑞海, 等. 不同水溫, 鹽度和培育密度對脈紅螺浮游幼蟲生長存活的影響[J]. 中國海洋大學學報(自然科學版), 2015, 45(11): 15-19.

Yang Zhipeng, Yu Hong, Yu Ruihai, et al. Effects of temperature, salinity and stocking density on the growth and survival of Veined Rapa Whelk () pelagic larvae[J]. Periodical of Ocean University of China, 2015, 45(11): 15-19.

[9] 王如才, 王昭萍. 海水貝類養殖學[M]. 青島: 中國海洋大學出版社, 2008: 137.

Wang Rucai, Wang Zhaoping. Science of marine shellfish culture[M]. Qingdao: Ocean University of China Press, 2008: 137.

[10] 劉海濤, 董占武, 徐志明. 鹽度對大連灣牡蠣胚胎發育及幼蟲生長的影響[J]. 水產學報, 1992, 16(1): 32-39.

Liu Haitao, Dong Zhanwu, Xu Zhiming. The effects of salinity on embryonic development and growth of veliger of oyster[J]. Journal of Fisheries of China, 1992, 16(1): 32-39.

[11] Giomi F, Mandaglio C, Ganmanee M, et al. The importance of thermal history: costs and benefits of heat exposure in a tropical, rocky shore oyster[J]. The Journal of Experimental Biology, 2016, 219(5): 686-694.

[12] 姚托, 王昭萍, 閆喜武, 等. 鹽度對長牡蠣和近江牡蠣及其雜交稚貝生長和存活的影響[J]. 生態學報, 2015, 35(5): 1581-1586.

Yao To, Wang Zhaoping, Yan Xiwu, et al. Effects of salinity on growth an survival of,and juvenile hybrids[J]. Acta Ecologica Sinica, 2015, 35(5): 1581-1586.

[13] 顧曉英, 尤仲杰, 王一農. 幾種環境因子對彩虹明櫻蛤不同發育階段的影響[J]. 東海海洋, 1998, 16(3): 40-47.

Gu Xiaoting, You Zhongjie, Wang Yinong. Some environmental factor,s effects on thein the different growth stages[J]. Donghai Marine Science, 1998, 16(3): 40-47.

[14] 尤仲杰, 徐善良, 邊平江, 等. 海水溫度和鹽度對泥蚶幼蟲和稚貝生長及存活的影響[J]. 海洋學報 (中文版), 2001, 23(6): 108-113. You Zhongjie, Xu Shanliang, Bian Pingjiang, et al. The effects of sea water temperature an salinity on the growth and survival oflarvae and juveniles[J]. Acta Oceanologica Sinica, 2001, 23(6): 108-113.

[15] 張躍環, 王昭萍, 閆喜武, 等. 香港巨牡蠣和長牡蠣幼蟲及稚貝的表型性狀[J]. 生態學報, 2012, 32(4): 1105-1114.

Zhang Yuehuan, Wang Zhaoping, Yan Xiwu, et al. Phenotypic traits of both larvae and juvenileand[J]. Acta Ecologica Sinica, 2012, 32(4): 1105-1114.

[16] Drent J. Temperature responses in larvae offrom a northerly and southerly population of the European distribution range[J]. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 2002, 275(2): 117-129.

[17] Gruffydd L D, Beaumont A. A method for rearing Pecten maximus larvae in the laboratory[J]. Marine Biology, 1972, 15(4): 350-355.

[18] Velasco L A, Barros J. Experimental larval culture of the Caribbean scallops Argopecten nucleus and Nodipe-cten nodosus[J]. Aquaculture Research, 2008, 39(6): 603-618.

Effect of temperature and salinity on embryonic development, growth, survival, and setting of the Pacific oyster “Haida No.1” larvae

MENG Qian, LI Qi, ZHANG Jing-xiao

(The Key Laboratory of Mariculture Ministry of Education, Ocean University of China, Qingdao 266003, China)

This study examined the effect of temperature/salinity on embryos and larvae to verify the favorable and optimal temperature and salinity for the Pacific oyster “Haida No.1.” The highest hatchability of fertilized eggs was 90% under the salinity 30–35. The salinity ranges 20–35, 20–35, and 20–35 were suitable and 20–30, 20–25, and 25–30 were optimal for the growth, survival, and setting of larvae, respectively. The temperature ranges 20–30°C, 20–25°C, and 20–30°C were suitable and the temperatures 30, 25, and 30°C were optimal for the growth, survival, and setting of larvae, respectively. When the temperature reached 35°C, all larvae were dead. The results obtained in this study will contribute to the improvement of the efficiency of mass aquaculture of the Pacific oyster “Haida No.1” larvae.

; temperature; salinity; embryos; larvae; “Haida No.1”

(本文編輯: 梁德海)

[The specialized research fund for the doctoral program of higher education project, No. 20130132110009]

Feb. 26, 2017

孟乾(1992-), 男, 山東濟南人, 碩士研究生, 主要研究方向為貝類遺傳育種學, E-mail: 1508574120@qq.com; 李琪,通信作者, 教授, 主要研究方向為貝類遺傳育種學, E-mail: qili66@ouc.edu.cn

S968.3

A

1000-3096(2017)12-0032-06

10.11759/hykx20170524004

2017-02-26;

2017-05-20

高等學校博士學科點專項科研基金資助項目(20130132110009)