中華絨螯蟹2齡早熟和晚熟品系選育第4代(G4)在成蟹階段養殖性能的比較

范陳偉 姜曉東 成永旭,3 吳旭干,3

(1 水產科學國家級實驗教學示范中心，上海海洋大學，上海 201306；2 農業農村部淡水種質資源重點實驗室，上海海洋大學，上海 201306；3 水產動物遺傳育種中心上海市協同創新中心，上海海洋大學，上海 201306)

中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis，以下簡稱河蟹)具有較高的經濟價值和食用價值，是我國重要的水產經濟生物[1-2]。河蟹養殖是我國水產養殖業中發展最快、最具代表性的產業之一，其養殖區域已遍布全國大部分省份，2019年我國河蟹養殖總產量將近77.87萬t[3]，其中長江流域的河蟹產量占全國總產量的79.89%左右[4]。自20世紀末河蟹苗種人工繁育技術獲得突破以來，我國河蟹幼體培育相關企業普遍習慣采用小規格親本進行近交繁殖，導致河蟹種質資源的混雜和退化，進而使商品蟹經濟效益持續下滑，嚴重制約了我國河蟹養殖業的可持續發展[5-6]。因此，開展良種培育工作對于河蟹養殖業的發展尤其重要。

為了改善國內河蟹種質資源混雜和退化的局面，確保優質河蟹種質資源的應用，21世紀以來，我國相關單位在國家和省部級項目的資助下陸續開展了河蟹良種選育工作，目前已經選育出“長江1號”“長江2號”“江海21”“諾亞1號”以及“光合1號”等新品種[7]。但是，這些新品種僅僅是從生長性能方面進行選育，缺乏針對其性腺發育和抗病性能的研究[8]。本實驗室自2010年起以長江水系養殖的和野生中華絨螯蟹為基礎選育群體，進行2齡早熟和2齡晚熟品系的選育研究，至2019年已選育到奇數年G4扣蟹階段[9]，并分別從養殖性能[8,10-11]、性腺發育[8]、經濟效益[12]、免疫性能[9,13]、形態學[14]和營養品質[15]等方面對選育群體進行了評估，但對偶數年G4扣蟹在成蟹階段的養殖性能和性腺發育情況尚未進行評估。因此，本試驗從養殖性能和性腺發育等方面對偶數年G4扣蟹的選育效果進行評估，擬為河蟹新品種的申報及推廣提供數據支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗用蟹

試驗用2齡早熟、2齡晚熟及對照組扣蟹均來自上海海洋大學崇明基地扣蟹試驗池塘，其中早熟和晚熟品系的扣蟹分別由規格為150、200 g對應母蟹所繁育的大眼幼體培育而成，對照組扣蟹由規格為100 g左右未經選育母蟹所繁育的大眼幼體培育而成。3個群體的扣蟹規格接近，早熟扣蟹的初始體質量為(8.57±0.01)g，晚熟扣蟹為(9.13±0.01)g，對照組扣蟹為(7.46±0.01)g。養殖試驗于2019年2—11月在上海海洋大學崇明基地的9口土池(長×寬=12 m×8 m)中進行，每組扣蟹設置3口平行池塘，每口試驗池放扣蟹100只，雌、雄各半，初始密度約為1只/m2。

1.2 養殖管理

扣蟹放養前用漂白粉對試驗池塘進行消毒，用量為每口池塘12 kg左右。清塘消毒10～15 d后，種植伊樂藻，以供試驗蟹棲息、隱蔽，根據水草的生長情況逐漸加深水位。為了調節水質及控制野雜魚，在每口池塘內放養5尾鰱魚和5尾鱖魚魚種。5—6月，每口池塘投放6 kg左右螺螄作為河蟹的補充飼料，同時起到清除殘飼和凈化水質的作用。當池塘水溫升高至12 ℃后，開始投喂配合飼料(浙江澳華飼料公司生產)，每天17:00左右投飼，投喂量為蟹體質量的3%～5%。每口試驗塘設置1個食臺用于觀察蟹的攝食情況，根據水溫和殘飼情況及時調整投飼量。養殖過程中，如伊樂藻生長過于茂盛，要及時進行割除，以防在夜間和陰雨天氣河蟹缺氧。定期檢測每口試驗塘的氨氮、溶解氧、pH以及亞硝酸鹽等水質指標。根據池塘水質情況，每半個月左右更換30%～50%的養殖水體，保持試驗池塘水質良好。

1.3 數據收集

1.3.1 生長性能

自5月15日起，每隔60 d左右用地籠網抓捕采樣。每口池塘隨機采集雌、雄個體各15只，用毛巾擦干體表水分后，用電子天平稱量(精確到0.01 g)，據此計算各采樣時間點河蟹的體質量增長率(weight gain rate，WGR)和特定生長率(specific growth rate，SGR)。計算公式如下。

體質量增長率(WGR,%)=100×(m2-m1)/m1

(1)

特定生長率(SGR,%/d)=100×(lnm2-lnm1)/(t2-t1)

(2)

式(1)、(2)中，m1和m2分別為日齡t1和t2時各組蟹的平均體質量(g)。

1.3.2 生殖蛻殼率、性腺指數和肝胰腺指數

從7月25日開始，每隔 15 d從每口池塘中隨機采樣雌、雄蟹各15只，參照王武[1]的方法分別進行生殖蛻殼觀察,并計算生殖蛻殼率(puberty molting rate)。

當觀察到完成生殖蛻殼蟹的比例達到 80%后，自8月30日起，每隔25 d從各池塘內隨機采集6只蟹(雌、雄各3只)，擦干其體表水分后稱量(精確到0.01 g)。隨后解剖取出全部肝胰腺和性腺并稱量(精確到0.01 g)，據此計算肝胰腺指數(hepatosomatic index，HSI)和性腺指數(gonadosomatic index，GSI)，計算公式如下。

肝胰腺指數(HSI,%)=100×mh/m

(3)

性腺指數(GSI,%)=100×mg/m

(4)

式(3)～(4)中，mh為肝胰腺質量，mg/為性腺質量，m為對應的河蟹體質量(g)。

1.3.3 平均體質量、成活率、產量和飼料系數

11月20日養殖試驗結束后，抽水排干試驗池塘，分別統計各口池塘試驗蟹雌、雄個體的存活數量。對捕獲的試驗蟹逐一稱量，據此計算每口池塘雌、雄試驗蟹的最終平均體質量。根據每口池塘試驗蟹的初始放養數量及最終的捕獲數量，計算最終存活率。根據蟹的總體質量和實際水體面積計算單位面積產量(g/m2)，并根據投飼量、試驗蟹的初始體質量及終末體質量計算飼料系數(feed coefficient rate，FCR)。飼料系數計算公式如下。

飼料系數(FCR)=mf/(mt-m0)

(5)

式(5)中，mf為消耗飼料的總體質量(kg)，mt為成蟹的終末總體質量(kg)，m0為起始放養扣蟹的總質量(kg)。

1.3.4 規格分布

對最終捕獲的所有成蟹按體質量進行分級。雄蟹分為6級：<120.00 g、120.00～144.99 g、145.00～169.99 g、170.00～194.99 g、195.00～219.99 g和≥220.00 g。雌蟹分為5級：<80.00 g、80.00～99.99 g、100.00～119.99 g、120.00～139.99 g和≥140.00 g。分別統計3個種群各規格成蟹所占的比例。

1.3.5 數據處理

采用SPSS 26.0軟件對試驗數據進行統計分析，所有數據均以“平均值±標準誤”表示。采用Levene法對試驗數據進行方差齊性檢驗，當不滿足齊性方差時對百分比數據進行反正弦或平方根處理。采用ANOVA法對試驗結果進行方差分析，采用Duncan’s法進行多重比較，取P<0.05為差異顯著。在EXCEL和GraphPad Prism軟件上繪制相關圖表。

注：柱狀圖上標不同小寫字母表示同一時間不同群體間差異顯著(P<0.05)；下同。Note：data with different lowercase letters among different populations indicate significant differences(P<0.05).The same as below.圖1 中華絨螯蟹2齡早熟和晚熟品系選育G4在成蟹階段平均體質量的變化情況Fig.1 Average weight of the EM,LM and control groups during the adult culture stage

2 結果

2.1 生長性能

2個選育群體和對照組在成蟹階段的平均體質量變化情況見圖1。無論雌蟹還是雄蟹，2個選育組河蟹在整個養殖階段(3—11月份)的平均體質量均高于對照組。早熟群體與晚熟群體之間，其平均體質量大部分時間并無顯著差異(P>0.05)。就雄蟹而言，晚熟群體在5、9和11月份的平均體質量顯著高于對照組(P<0.05)，而早熟群體與對照組之間無顯著差異(P>0.05)。就雌蟹而言，晚熟群體在7—11月份的平均體質量均顯著高于對照組(P<0.05)，而早熟群體僅在11月份平均體質量顯著高于對照組(P<0.05)。

3個群體在成蟹養殖階段體質量增長率(WGR)的變化情況見圖2。整體上看，3個群體的WGR呈下降趨勢。9—11月，對照組雄蟹的WGR顯著高于2個選育組，而該組雌蟹的WGR顯著低于2個選育組(P<0.05)。特定生長率(SGR)的變化情況與WGR相似，但在9—11月，僅對照組雌蟹的SGR顯著低于2個選育組(P<0.05)，而此期間3個群體雄蟹的SGR無顯著差異(P>0.05)(見圖3)。

2.2 性腺發育及生殖蛻殼

隨著試驗的進行，3個群體成蟹生殖蛻殼的完成率均呈上升趨勢(見圖4)。就雄蟹而言，8月15日早熟群體的生殖蛻殼率顯著高于晚熟群體和對照組(P<0.05)，9月30日時早熟群體和對照組均全部完成生殖蛻殼，而晚熟群體仍有個別未完成生殖蛻殼。就雌蟹而言，7月25日晚熟群體的生殖蛻殼率顯著低于另外2組(P<0.05)，此外，9月15日時早熟和晚熟群體均已完成生殖蛻殼，而對照組仍有個別未完成。3個群體的河蟹在性腺發育階段性腺指數(GSI)和肝胰腺指數(HSI)的變化情況分別見圖5、圖6。結果表明，2齡早熟群體性腺發育較快，2齡晚熟群體性腺發育較慢，對照組居于二者之間，其中早熟雌蟹在9月25日的GSI顯著高于另外2組(P<0.05)。

2.3 養殖效果及規格分布

3個群體在成蟹階段的最終養殖效果見表1。無論雌蟹還是雄蟹，2齡早熟和晚熟群體的最終平均體質量均顯著高于對照組(P<0.05)。此外，2齡晚熟群體中雄蟹的最終平均體質量顯著高于早熟群體(P<0.05)。與最終平均體質量的差異情況相一致，3個群體雌、雄成蟹最終單位面積產量由高到低依次為：晚熟G4、早熟G4、對照組，且2個選育群體的單位面積產量均顯著高于對照組(P<0.05)。在成活率方面，3個群體雄蟹之間成活率差異較小，均為70%左右，雌蟹中晚熟群體的成活率顯著高于對照組(P<0.05)，早熟群體介于晚熟和對照組之間。3個群體成蟹的飼料系數差異不顯著(P>0.05)。

表1 中華絨螯蟹2齡早熟和晚熟品系選育G4在成蟹階段的最終平均體質量、成活率、單位面積產量和飼料系數Tab.1 Average body mass,survival rate,final yield and feed conversion ratio(FCR)of the EM,LM and control groups during the adult culture stage

3個群體成蟹的規格分布見圖7。3個群體雄蟹的體質量主要集中于120.00～194.99 g，分別占早熟、晚熟群體和對照組雄性成蟹總數的87.52%、56.54%和88.31%；雌蟹的體質量主要集中在80.00～139.99 g，分別占各組雌性成蟹總數的87.31%、75.94%和84.23%。就雄蟹而言，對照組在<120.00 g、120.00～144.99 g和145.00～169.99 g這3個區間內的比例顯著高于晚熟群體(P<0.05)，晚熟群體中體質量在195.00～219.99 g和≥220.00 g的大規格蟹所占比例顯著高于早熟群體(P<0.05)。就雌蟹而言，早熟群體中體質量<80.00 g和80.00～99.99 g的小規格蟹所占比例顯著低于對照組，早熟群體中體質量在100.00～119.99 g的中規格蟹的比例顯著高于另外兩組，而晚熟群體中體質量在120.00～139.99 g和≥140.00 g的大規格蟹的比例顯著高于對照組(P<0.05)。

3 討論

群體選育是改良甲殼動物生長性能的重要手段，而體質量和體質量增長率是衡量選育效果的主要指標[16]。已有研究表明，甲殼動物的體質量和體質量增長率往往受內部因素和外部因素的共同影響。內部因素主要指物種經過歷代進化演變而來形成的內部固有遺傳特點[17]，這在日本對蝦(Penaeusjaponicus)、三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)[18]和中華絨螯蟹[19]上都有研究報道。外部因素主要有飼料營養[20]、放養密度[21]和水體環境[22]等。本試驗中，3個群體扣蟹的初始體質量接近，并且在相同的池塘條件和管理條件下養殖至成蟹，因此各群體河蟹在養殖過程中的生長性能差異即為遺傳特征差異的表現。試驗結果表明，2個選育品系的雌、雄個體在成蟹養殖階段的平均體質量始終高于未選育群體，尤其在9—11月，晚熟組雄蟹和雌蟹的平均體質量均顯著高于未選育群體(P<0.05)。就2個選育品系而言，早熟品系雌、雄個體在養殖過程中的平均體質量始終低于晚熟品系。本試驗中，不同群體之間河蟹的生長性能差異與其親本的體質量相一致，驗證了前人的研究中甲殼動物體質量遺傳力較高的結論，同時也說明通過遺傳選育可以有效提高河蟹的生長性能。此外，無論是雌蟹或是雄蟹，3個群體河蟹的WGR和SGR均隨著養殖時長的增加而逐漸降低，這與以往發表的文獻相一致[10,23-24]。

判斷中華絨螯蟹的性腺是否開始發育，表觀上主要通過觀察其生殖蛻殼情況。通常當河蟹完成生殖蛻殼即表示其性腺開始發育。本試驗中，早熟品系雌、雄個體的生殖蛻殼及性腺發育均早于未選育群體，而晚熟品系雌、雄個體的生殖蛻殼及性腺發育均晚于未選育群體，這是本課題組連續多年以生殖蛻殼時間作為指標進行研究的主要成果，證明了河蟹的性腺成熟時間為可遺傳性狀，但其遺傳力有待進一步分析。此外，2個選育群體的性腺發育還可能與其最終體質量有關，早熟品系的最終體質量較小，其生長周期較短，相應性腺的發育速度較快，而晚熟群體則與之相反。這種最終體質量與性腺成熟時間之間的負相關關系在前人的選育研究中也有類似發現[25-26]。通常情況下，養殖中后期(10—11月)完成生殖蛻殼的雌、雄蟹，其性腺發育加快，積累在肝胰腺中的營養物質會陸續轉移到性腺中，導致性腺指數不斷升高，而肝胰腺占比逐漸降低[27]，這與本研究中GSI和HSI的整體變化趨勢相一致。

飼料系數、成活率和產量是評價水產動物養殖性能和種質優劣的主要指標，也是養殖從業者在實際養殖生產中所關注的最主要的經濟指標[28]。與未選育組相比，許多甲殼動物選育到子一代便呈現出一定的優勢。例如，三疣梭子蟹新品種“黃選1號”選育到子一代時，其體質量較未選育組提高了2.91%，成活率也提高了8.66%[29]，且全甲寬變異系數顯著降低(5.41% vs 9.58%)；凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)的快速生長品系選育1代后，其生長速度較未選育蝦提高了21.2%，在成活率方面也有較好表現[30]。本試驗中，早熟和晚熟品系雌、雄個體的最終平均體質量均顯著高于未選育群體，且2個選育群體蟹的成活率均高于未選育群體，而早熟品系雌、雄個體的成活率與對照組均無明顯差異。與之相對應，2個選育品系的最終單位面積產量也表現出明顯的優勢。該結果與“長江1號”河蟹選育子一代平均規格比未選育組提高6.64%[31]，長江水系河蟹野生和養殖群體選育子一代最終養殖規格和成活率都大于未選育組[10]等的研究結果相一致，說明通過群體定向選育大規格、高成活率河蟹的方案是可行的。