輪蟲繁殖研究的新進(jìn)展綜述

輪蟲是魚、蝦、蟹等動物優(yōu)良的開口餌料，這歸因于2個方面：首先，輪蟲蛋白質(zhì)的消化率高達(dá)89％～94％，所含氨基酸種類齊全，攝食營養(yǎng)豐富的輪蟲餌料可以增強(qiáng)動物的抵抗力，提高幼苗的成活率；再者，輪蟲對水體不會造成污染，它本身就是水體有機(jī)環(huán)境的組成部分。因此，輪蟲成為水產(chǎn)業(yè)不可缺少的開口餌料資源。

輪蟲個體小，種類多，繁殖力強(qiáng)，并具有冷水性、暖水性和廣溫性等生態(tài)適應(yīng)種類，廣泛分布于海洋、江河、湖沼、水庫、池塘、稻田等水域，甚至可生存于南極。這些生物學(xué)特征使輪蟲成為浮游生物中的優(yōu)勢類群，也是多細(xì)胞動物中繁殖速率最高和散布能力最強(qiáng)的類群。輪蟲以單細(xì)胞動植物為食，全年可繁殖，而春季和夏季為其繁殖盛期。它們能以最快的繁殖速度占領(lǐng)水生生態(tài)系統(tǒng)中的空生態(tài)位，有效地將水體中的微小食物資源轉(zhuǎn)化為較大次級消費(fèi)者可利用的高質(zhì)量的生物體。因此，輪蟲成為水體食物鏈中不可缺少的環(huán)節(jié)。因此，輪蟲也成為水體質(zhì)量的良好指示生物，在環(huán)境監(jiān)測和生態(tài)毒理的研究中發(fā)揮著重要作用。

1 輪蟲的繁殖方式

目前全世界被描述的輪蟲種類約2000多種，我國已報道的輪蟲超過400種。在這些輪蟲中，95％為淡水種類，其中絕大多數(shù)種類營附著生活且多分布于沿海岸帶，營浮游生活的種類僅有100種左右。動物系統(tǒng)分類學(xué)家目前建議將輪蟲從線形動物門中獨立出來，單獨成立一個門：輪蟲門。依據(jù)輪蟲的形態(tài)、繁殖和生活習(xí)性，又可以將其分為尾盤目輪蟲、蛭態(tài)目輪蟲、單巢目輪蟲。

輪蟲一般為卵生，少數(shù)種類為卵胎生。平均壽命一般為4～5 d?，F(xiàn)存的三大類輪蟲以不同的方式繁殖：尾盤目輪蟲專營有性生殖；蛭態(tài)目輪蟲則完全通過孤雌生殖(世代交替中無雄性出現(xiàn))繁殖后代；單巢目輪蟲居于兩者之間，一般情況下營孤雌生殖，后代均為非混交雌體，若條件適宜，不經(jīng)受精24 h便可以繁殖一代，如此反復(fù)進(jìn)行無性生殖。但在生長條件突然改變的條件下，會出現(xiàn)混交雌體(帶雄卵的雌體)，一部分混交雌體的卵如果沒有受精就會發(fā)育成雄輪蟲，雄體在體形上遠(yuǎn)小于雌體，雄體和其他混交雌體進(jìn)行交配，受精后形成厚殼休眠卵。這些休眠卵一般要經(jīng)過一段時間的滯育，在條件適宜時才能發(fā)育成為非混交雌體。這樣的生殖方式稱為周期性孤雌生殖。

2 影響輪蟲繁殖的因素

影響輪蟲生長繁殖的因素很多，如餌料、接種密度、溫度、鹽度、光照、pH、溶氧及非離子氨等各種因子。

餌料不僅直接影響輪蟲的生長繁殖，而且在高密度培養(yǎng)條件下殘餌伴隨排泄物、輪蟲尸體等分解后還可能敗壞水質(zhì)，影響輪蟲的生長繁殖。采用酵母、光合細(xì)菌和小球藻混合餌料，輪蟲的密度和懷卵率比單獨使用酵母高。小球藻營養(yǎng)價值高，用來培養(yǎng)輪蟲，輪蟲個體肥壯、成活率高，懷卵量多；酵母是輪蟲的適合餌料，光合細(xì)菌菌體含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，粗蛋白達(dá)到65％，B族維生素種類和含量在總體上超過了酵母，尤其是酵母中特別缺少的維生素B12、維生素K、葉酸和生物素的含量相當(dāng)豐富，并且作為生物體內(nèi)重要生理活性物質(zhì)的輔酶Q，在光合細(xì)菌中的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他生物。采用酵母、光合細(xì)菌和小球藻混合餌料(酵母的最適投喂率為2．0)，可以優(yōu)勢互補(bǔ)，提高輪蟲的密度和懷卵率。不同餌料對輪蟲休眠卵的產(chǎn)生的則會發(fā)生不同的影響。全部投喂海水小球藻對輪蟲休眠卵的生產(chǎn)效果最好，小球藻和酵母混合投喂次之，全部投喂酵母效果最差。

許多研究結(jié)果已經(jīng)表明，用富含維生素E成分的纖細(xì)裸藻培養(yǎng)的萼花臂尾輪蟲作為晶囊輪蟲的食物時，能誘導(dǎo)其出現(xiàn)有性生殖進(jìn)而抑制晶囊輪蟲種群的增長。實驗表明，在萼花臂尾輪蟲的生產(chǎn)性培養(yǎng)中，添加一定劑量維生素E，輪蟲種群密度和生長速度均有不同程度的提高，混交雌體百分率比較適中。因此在不同溫度條件下，添加適宜維生素E可以不同程度增加輪蟲種群密度，提高輪蟲相對懷卵量，降低有性生殖混交雌體比率，延長高密度持續(xù)時間。因而維生素E對萼花臂尾輪蟲規(guī)?；a(chǎn)具有重要作用。

采用單個體培養(yǎng)方法研究孤雌生殖的累積世代數(shù)和雌體年齡對粵花臂尾輪蟲混交雌體形成和產(chǎn)卵量的影響，結(jié)果表明，隨著輪蟲孤雌生殖累積世代數(shù)的增加，各代中的總混交雌體百分率呈減小的趨勢；年幼的雌體可產(chǎn)生較多的混交雌體，非混交雌體所產(chǎn)后代中的總混交雌體百分率具有隨其祖母年齡的增大而增大的趨勢。孤雌生殖的累積世代數(shù)對輪蟲非混交雌體的平均產(chǎn)卵量無顯著的影響，非混交雌體的年齡對后代的平均產(chǎn)卵量亦無直接影響。

日采收率20％對提高輪蟲培養(yǎng)的密度和懷卵率也有促進(jìn)作用，其中原因可能是適當(dāng)換水量，可改善水質(zhì)，促進(jìn)輪蟲繁殖，并達(dá)到更高的密度；但當(dāng)日采收率為40％時，輪蟲密度低于20％，是因為過大的換水率稀釋了輪蟲的密度，其增殖率跟不上稀釋耗損所致。

總之，輪蟲的繁殖受多種生態(tài)因子的影響，而在餌料不足、種群過密，或溫度、鹽度、酸堿度等處于不適宜的條件下，則其繁殖受阻，但這有利于休眠卵的形成。

輪蟲休眠卵的休眠期包括內(nèi)滯育期和外滯育期。前者指輪蟲休眠卵由體內(nèi)排出后，卵內(nèi)胚胎仍需緩慢發(fā)育一段時間，即受精卵卵內(nèi)胚胎的“后熟”過程，此期間卵對任何外部刺激均不反應(yīng)，即使在最佳環(huán)境下也不能孵化。內(nèi)滯育期長短由遺傳因素決定，也與溫度有關(guān)，溫度越低歷時越久。休眠卵在內(nèi)滯育期主要完成胚外間隙的形成、細(xì)胞核數(shù)目的增加、外層卵膜的繼續(xù)加厚等。已完成“后熟”過程的胚胎進(jìn)入外滯育期，外滯育期的休眠卵已獲得在適宜環(huán)境中孵化的能力，但在環(huán)境條件不合適的情況下將繼續(xù)保持“休眠”狀態(tài)。因此，休眠卵的萌發(fā)是指在一定環(huán)境條件刺激下外滯育期終止，胚胎重新啟動發(fā)育并最終破膜而出的過程。

3 影響輪蟲休眠卵萌發(fā)率的因素

休眠卵的萌發(fā)有不同的形式，休眠卵的萌發(fā)率受各種內(nèi)外因素的影響。

輪蟲休眠卵具有分散式孵化和同步式孵化2種基本孵化類型。分散式孵化指一批卵在孵化過程中，幼體的孵出以分散的或零星的方式間隔進(jìn)行；同步式孵化指一批卵在孵化過程的某一時間內(nèi)，大量幼體幾乎同時孵出。某批卵的孵化表現(xiàn)為何種類型，由多種內(nèi)外因素決定。一般情況下，休眠卵產(chǎn)生后若不加儲存或短暫儲存而直接孵化，表現(xiàn)為分散式，這可能因各卵在內(nèi)因作用下有各不相同的內(nèi)滯育期和孵前期，或有不同的對環(huán)境刺激的敏感水平所致。休眠卵基因型的多樣性可能是分散式孵化的主要基礎(chǔ)，這種適應(yīng)性機(jī)制可確保該物種在劇變的環(huán)境條件下得以延續(xù)生存。休眠卵經(jīng)過一段時間儲存后再孵化，則往往表現(xiàn)為同步式，可能因各卵均已度過內(nèi)滯育期，從而具有近似的對環(huán)境刺激的反應(yīng)能力。

影響輪蟲休眠卵萌發(fā)除在一定程度上受遺傳控制，還受到休眠卵形成條件及儲存條件的影響，孵化條件的影響則是最直接的因素。溫度是影響輪蟲休眠卵萌發(fā)率的主要生態(tài)因子之一。其對休眠卵萌發(fā)率的影響常因種而異，對同種輪蟲不同品系間的影響也不相同。如褶皺臂尾輪蟲的Dor品系，10～15℃是其休眠卵的最適萌發(fā)溫度，之后隨萌發(fā)溫度的升高休眠卵的萌發(fā)率呈線性下降。光照對輪蟲休眠卵萌發(fā)率的影響也因種而異。光對于紅臂尾輪蟲休眠卵的快速、批量萌發(fā)是絕對必需的，對褶皺臂尾輪蟲的萌發(fā)有益但不是必需的，但對角突臂尾輪蟲和蒲達(dá)臂尾輪蟲卻無影響，對萼花臂尾輪蟲休眠卵的萌發(fā)并非必要條件。光照促進(jìn)休眠卵萌發(fā)的原因可能是光照能促進(jìn)水中過氧化物的產(chǎn)生及胚胎內(nèi)部脂肪酸的氧化。鹽度是影響輪蟲休眠卵萌發(fā)的重要因子。對褶皺臂尾輪蟲而言，其休眠卵在純水和50％的高鹽度中都不能孵化，在5％～40％鹽度中有不同比例的孵化，且孵化率隨著鹽度的升高而降低。當(dāng)孵化水鹽度大于休眠卵原水鹽度時，孵化率隨著鹽度的升高而降低，這可能是由于滲透壓的變化所致。孵化介質(zhì)也是影響休眠卵孵化的重要環(huán)境因子。對萼花臂尾輪蟲休眠卵的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，改變孵化介質(zhì)的種類或更新頻度均會導(dǎo)致孵化率的改變；適度冷凍可提高褶皺臂尾輪蟲、萼花臂尾輪蟲和壺狀臂尾輪蟲的萌發(fā)率。這是因為冷凍可軟化輪蟲休眠卵的卵殼，利于輪蟲胚胎破殼而出。另外，休眠卵經(jīng)適度冷凍其生長抑制劑有可能減少，從而加速了其萌發(fā)。但過強(qiáng)的冷凍(－80℃)會使萌發(fā)率降低，因為這種刺激不僅軟化了孵殼，而且也破壞了胚胎。另外，在特定條件下形成的輪蟲休眠卵，經(jīng)過一定時間的儲藏保存，其萌發(fā)率往往有不同程度的降低，大量的細(xì)菌污染是導(dǎo)致輪蟲休眠卵萌發(fā)率降低的主要因素之一，使用適宜種類和濃度的消毒劑處理可顯著提高其萌發(fā)率，320～380 nm紫外線照射或雙氧水處理能誘導(dǎo)輪蟲休眠卵的萌發(fā)。

從自然水體底泥表面采集的輪蟲休眠卵的萌發(fā)率達(dá)90％以上，而在室內(nèi)大規(guī)模培養(yǎng)所得的輪蟲休眠卵萌發(fā)率往往不足50％，探索提高輪蟲休眠卵萌發(fā)率的最佳條件仍是今后工作的重點。不同種輪蟲或同種輪蟲的不同品系具有不同的生長潛力，在水產(chǎn)育苗上盡快篩選出適宜于休眠卵批量生產(chǎn)的輪蟲種類和品系是當(dāng)務(wù)之急。隨著海水魚人工育苗規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對輪蟲供應(yīng)數(shù)量和培養(yǎng)穩(wěn)定性的要求也越來越高，輪蟲活餌料的培養(yǎng)已成為海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動物育苗生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。輪蟲休眠卵具有個體小、易保存和攜帶，可隨時孵化的優(yōu)點，可作為育苗場的輪蟲種源，省去育苗場非生產(chǎn)季節(jié)輪蟲保種的復(fù)雜工作，降低育苗成本，因此加強(qiáng)輪蟲繁殖的研究具有重要意義。