鹽度對三倍體和二倍體太平洋牡蠣代謝影響的比較

李曉艷

（大連大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116622）

0 引言

太平洋牡蠣Crassostrea gigas三倍體具有高度不育性、生長快、抗逆性強、經(jīng)濟(jì)性狀好[1-3]特點，已成為中國沿海貝類的養(yǎng)殖重要對象。有關(guān)牡蠣三倍體和二倍體的生長特性、軟體部生化成分差異、鰓微觀結(jié)構(gòu)差異、溫度對代謝影響的差異、能量學(xué)差異的研究，國內(nèi)外已有報道[4-8]。但關(guān)于鹽度對不同貝齡太平洋牡蠣三倍體和二倍體代謝影響比較的研究尚未見報道。本研究的目的是針對中國沿海養(yǎng)殖區(qū)鹽度變化情況了解鹽度對太平洋牡蠣三倍體和二倍體呼吸、排泄的影響，以期全面了解太平洋牡蠣三倍體和二倍體的代謝活動規(guī)律，為建立健康養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2012年3-6月進(jìn)行。樣品取自大連太平洋牡蠣海珍品養(yǎng)殖公司養(yǎng)殖的太平洋牡蠣，二倍體和三倍體太平洋牡蠣均為 2010、2011年繁育、誘導(dǎo) 2齡和1齡貝的群體。

1.2 方法

將太平洋牡蠣在1.0 m3水槽暫養(yǎng)半個月后，置于MFD-233環(huán)境培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行鹽度馴化，馴化期間每日投喂新月菱形藻Nitzschia closterium3次，使培養(yǎng)水體中的新月菱形藻濃度保持在6×104個/mL。馴化后用德國PARTEC P AS-Ⅲ型流式細(xì)胞儀鑒定牡蠣倍性，將牡蠣按倍性分為兩組即三倍體和二倍體，游標(biāo)卡尺測定殼長，電子天平（精確度為0.001 g）稱取活體重。試驗結(jié)束后，取出軟體部，在烘箱中（105℃）烘48 h至恒重時稱軟體部干重。

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置 32‰、28‰、24‰、20‰、16‰五個鹽度梯度，每個鹽度梯度按照倍性分為兩組，每組按牡蠣規(guī)格大小各分為大（B）、中（M）、小（S）3個規(guī)格（表 1），每個規(guī)格取大小、體重相差較小牡蠣15只，鹽度馴化由自然鹽度開始即 32‰，在鹽度32‰～24‰，每天降低 1‰，達(dá)到試驗鹽度時，馴化兩周后進(jìn)行試驗，鹽度在20‰～16‰，每天降低0.5‰，達(dá)到試驗鹽度時，馴化兩周后進(jìn)行試驗。試驗所用不同梯度的鹽水由鹽度為 32‰砂濾海水與經(jīng)過充分曝曬逸散余氯后自來水調(diào)配而成，用光學(xué)折射鹽度計（YSI- MODEL-33X型）測定與校對。

1.2.2 耗氧率和氨氮排泄率的測定

代謝測定前先投喂新月菱形藻，餌料濃度約為6×104個/mL)，待牡蠣濾食2 h后裝在廣口瓶。根據(jù)牡蠣的不同將其分為大的（B）、中的（M）、小的（S）3個規(guī)格，試驗按不同規(guī)格分別在5.5 L、2.0 L、1.0 L的呼吸瓶中進(jìn)行代謝的測定，所用呼吸瓶均放入20 ℃恒溫水浴中。每瓶放1只牡蠣，同時設(shè)一個空白對照測定其代謝。2 h后取水樣測定其溶氧量，4 h后測定其氨量，根據(jù)始末溶氧量和氨量的變化計算耗氧率和氨氮排泄率。耗氧量采用Winkler法測定，排氨量的測定用萘氏試劑法。

表1 太平洋牡蠣的生物學(xué)數(shù)據(jù)

2 結(jié)果與討論

2.1 鹽度對不同規(guī)格太平洋牡蠣三倍體和二倍體耗氧率的影響

太平洋牡蠣在溫度 20℃不同鹽度梯度下個體耗氧率見表2。

從表2可見，隨著鹽度的降低，三倍體太平洋牡蠣和二倍體的太平洋牡蠣耗氧率出現(xiàn)不同程度的降低，在鹽度 20‰耗氧率達(dá)最低，三倍體耗氧率平均為 1.345 mg/(g·h)，二倍體為 1.679 mg/(g·h)，當(dāng)鹽度繼續(xù)降低，耗氧率稍有上升。在相同鹽度下，三倍體和二倍體牡蠣的耗氧率均是B組

太平洋牡蠣最適鹽度范圍為32‰～20‰，鹽度的變化改變貝類生活環(huán)境，貝類為適應(yīng)周圍環(huán)境滲透壓改變而改變其生理活動，如鹽度影響貝類的附著力，貝殼的關(guān)合，鰓纖毛的運動[7]，心臟的跳動等。一般認(rèn)為，隨著鹽度降低，貝類鰓纖毛運動減慢，濾水率降低，淀粉酶活性降低，當(dāng)鹽度降低到貝類最適范圍外時，隨鹽度降低，濾食性貝類鰓纖毛運動減慢加速直到停止，淀粉酶完全失去活性。纖毛的運動激動水流，對濾食性貝類濾食、呼吸是至關(guān)重要。總之，在低鹽下，由于氧氣和食物供應(yīng)受阻而造成機體衰竭死亡。本實驗結(jié)果表明，在適宜鹽度范圍內(nèi)，隨著鹽度降低，三倍體和二倍體太平洋牡蠣耗氧率降低，在鹽度 20‰時，達(dá)到最低點，三倍體太平洋牡蠣按其規(guī)格大的、中的、小的其耗氧率分別為 1.092±0.068 mg/(g·h)，1.672±0.283 mg/(g·h)，1.436±0.010 mg/(g·h)；二倍體牡蠣按其規(guī)格大的、中的、小的其耗氧率分別為 1.017±0.010 mg/(g·h)，1.632±0.112 mg/(g·h)，2.308±0.051 mg/(g·h)；這主要是由于鹽度降低，貝類為適應(yīng)外界滲透壓改變而改變其生理活動，逐漸關(guān)閉貝殼，隔絕與不利環(huán)境接觸，導(dǎo)致耗氧率降低，超過其適應(yīng)鹽度范圍，二者耗氧率雖有所上升，但比鹽度32‰～24‰有所降低，這可能是由于鹽度低于20‰時，繼續(xù)降低鹽度太平洋牡蠣對其低鹽環(huán)境不適應(yīng)，需要較多氧氣參與體內(nèi)代謝以調(diào)節(jié)其滲透壓。

表2 三倍體和二倍體太平洋牡蠣在不同鹽度梯度時耗氧率mg/(g·h)

在不同鹽度梯度下，三倍體太平洋牡蠣的耗氧率均低于二倍體牡蠣，這與二者生理學(xué)特征不同相關(guān)。一般認(rèn)為貝類的生長、代謝與個體多態(tài)位點雜合度有關(guān)。與貝類代謝相關(guān)的多態(tài)位點等位基因酶有多種[9]，包括酯酶-1、酯酶-3、葡萄糖變位酶–1、6磷酸，葡萄糖酸脫氫酶和磷酸葡萄糖異構(gòu)酶等。一些學(xué)者[8-9]認(rèn)為，雜合度高的個體具有較低的耗氧率，三倍體太平洋牡蠣雜合度比二倍體高，故在不同鹽度梯度下，三倍體太平洋牡蠣耗氧率比二倍體低，協(xié)方差分析表明，二者差異顯著，說明二倍體太平洋牡蠣代謝易受環(huán)境因素影響，具有較差抗逆性。

2.2 鹽度對不同規(guī)格太平洋牡蠣3n和2n排氨率的影響

太平洋牡蠣在 20℃不同鹽度梯度下個體排氨率見表3。從表3可知，隨著鹽度降低，三倍體太平洋牡蠣和二倍體排氨率出現(xiàn)不同程度升高，在鹽度 20‰最高，三倍體太平洋牡蠣按其規(guī)格大的、中的、小的其排氨率分別為 406. 2±13.01 μg/(g·h)，490.8±9.347 μg/(g·h)，700.4±22.01 μg/(g·h)；二倍體太平洋牡蠣按其規(guī)格大的、中的、小的其排氨率分別為300.2±9.086 μg/(g·h)，320.8±14.28 μg/(g·h)，454.4±12.01 μg/(g·h)；當(dāng)鹽度繼續(xù)降低，三倍體和二倍體太平洋牡蠣的排氨率大幅度降低。在相同鹽度下，三倍體和二倍體太平洋牡蠣的排氨率均是B組

雙殼類屬滲透壓調(diào)節(jié)者，在外界環(huán)境條件鹽度變化時，它們通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)氨基酸和其它小分子有機物濃度來調(diào)整其滲透壓以適應(yīng)環(huán)境[10]。本實驗結(jié)果表明隨著鹽度降低，三倍體和二倍體太平洋牡蠣的排氨率升高一方面是由于隨著鹽度降低，牡蠣鰓絲紊亂，纖毛運動逐漸減慢直到停止，食物獲得受阻，以蛋白質(zhì)為主要代謝產(chǎn)物來滿足能量需求，另一方面由于鹽度降低，太平洋牡蠣要不斷降解體內(nèi)蛋白質(zhì)形成氨基酸來調(diào)節(jié)自身的滲透壓以適應(yīng)環(huán)境需要。

表3 三倍體和二倍體太平洋牡蠣在不同鹽度梯度時排氨率μg/(g·h)

2.3 鹽度對不同規(guī)格太平洋牡蠣三倍體和二倍體O:N的影響

根據(jù)牡蠣耗氧率和排氨率計算出三倍體和二倍體太平洋牡蠣在各個鹽度梯度下O：N值見表4。從表4可見，隨著鹽度的降低，三倍體太平洋牡蠣和二倍體太平洋牡蠣 O：N的值均有不同程度的下降，在鹽度20‰最低。一般認(rèn)為消耗的O原子與排出的N原子之間的比(O：N)，一定程度上反映貝類代謝中蛋白質(zhì)的利用情況[11]，O：N值越低，代謝底物中蛋白質(zhì)占比例越高，在鹽度 20‰時，太平洋牡蠣代謝底物中蛋白質(zhì)所占比例較高，隨著鹽度變化，貝類代謝底物會發(fā)生改變。本研究結(jié)果還表明，三倍體太平洋牡蠣比二倍體O：N的值較低，說明三倍體太平洋牡蠣比二倍體其有較高的蛋白質(zhì)代謝水平。

表4 太平洋牡蠣三倍體和二倍體不同鹽度梯度下O:N值

3 結(jié)論

在鹽度32‰～20‰時，隨著鹽度的降低，三倍體太平洋牡蠣和二倍體的太平洋牡蠣耗氧率出現(xiàn)不同程度的降低，在鹽度 20‰耗氧率達(dá)最低，三倍體耗氧率平均為 1.345 mg/(g·h)，二倍體為 1.679 mg/(g·h)，當(dāng)鹽度繼續(xù)降低，耗氧率稍有上升。以軟體部干重為協(xié)變量，經(jīng)協(xié)方差分析表明，鹽度引起牡蠣的耗氧率差異極顯著(Fs=36.11，P<0.01)，倍性效應(yīng)引起的耗氧率差異顯著 (F=5.383，P<0.01)。不同鹽度梯度，二倍體太平洋牡蠣耗氧率比三倍體高，說明二倍體太平洋牡蠣代謝易受環(huán)境因素影響，具有較差抗逆性。

在上述鹽度條件下，三倍體太平洋牡蠣和二倍體排氨率出現(xiàn)不同程度升高，在鹽度 20‰最高，三倍體排氨率平均為530.256 μg/(g·h)，二倍體為360.765 μg/(g·h)，當(dāng)鹽度繼續(xù)降低，排氨率有所下降。鹽度引起排氨率差異極顯著(F=93.56，P<0.01)，倍性效應(yīng)引起的排氨率差異不顯著。

超過最適鹽度范圍，在鹽度 16‰，三倍體和二倍體太平洋牡蠣排氨率、耗氧率出現(xiàn)異常，鹽度是影響太平洋牡蠣代謝重要因素之一。

隨著鹽度的降低，三倍體太平洋牡蠣和二倍體太平洋牡蠣 O：N的值均有不同程度的下降，在鹽度20‰最低。三倍體太平洋牡蠣比二倍體太平洋牡蠣O：N的值較低，三倍體太平洋牡蠣比二倍體其有較高的蛋白質(zhì)代謝水平。

[1]Amiard H, Perrein-Ettajani A, Grard. Influence of ploidy and metal-metal interactions on the accumulation of Ag, Cd, and Cu in oystersCrassostrea GigasThunberg [J]. Arch. Environ.Contam. Toxicol., 2005(8): 68-74.

[2]GuoX, WangY, DebrosseGA, et al. Building a superior oyster for aquaculture [J]. JerseyShoreline, 2008, 25: 7-9.

[3]Nell JA, Perkins B. Studies on triploid oysters in Australia:the Potential of all triploid Pacific oysters,Crassostrea Gigas(Thunberg) in port stephens new south wales australia [J].Aquac Res, 2005, 36(6): 530-536.

[4]曾志南, 林琪, 吳建紹, 等. 三倍體和二倍體太平洋牡蠣肉重和生化成分的周年變化[J]. 海洋科學(xué), 1999(5): 54-56.

[5]LIN Hong, WANG Xiaoxue, ZHANG Bin. Comparison of taste components between triploid and diploid oyster [J].Journal of Ocean University of Oingdao, 2002, 1(1): 55-58.

[6]孔令鋒, 王昭萍, 于瑞海, 等. 二倍體和三倍體太平洋牡蠣繁殖前后生化成分及氨基酸組成的比較研究[J]. 海洋與湖沼通報, 2001(4): 44-49.

[7]孔令鋒, 王昭萍, 于瑞海, 等. 二倍體和三倍體太平洋牡蠣鰓掃描電鏡的比較[J]. 動物學(xué)雜志, 2003, 38(4): 2-5.

[8]Katherine Costil, Juliette Royer, Michel Ropert.Spatio-temporal variations in biological performances and summer mortality of the Pacif i c oysterCrassostrea gigasin Normandy (France) [J]. Helgol Mar Res, 2005, 59: 286-300.

[9]Koean R K, Gaffney P M. Genetic heterozygosity and growth rate inMytilus edu lis[J]. Mar Bio, 1984, 82: 1-7.

[10]Xiaoyun Zhou, Khalid Abbas, Mingyun Li, et al.Comparative studies on survival and growth performance among diploid, triploid and tetraploid dojo loachMisgurnus anguillicaudatus[J]. Aquacult Int , 2010, 18: 349-359.

[11]Barber B J, Blak N J. Substrate catabolism related to reproduction in the bay scallopArgopecten irrian sconcern tricus as determined byO /N and RQ physiol ogical index [J].Mar Bio, 1995, 87: 13-18.