刺參多刺品系子三代池塘養(yǎng)殖中試與效果評價

鄭龍華 李靜 劉佳亮 郭治誠 王福辰 劉石林

摘要：以定向選育的刺參（Apostichopus japonicus）多刺品系子三代（G3組）和未經(jīng)選育的普通刺參（C組）[（50.04±0.02）g/頭]為研究對象，在養(yǎng)殖池塘環(huán)境中，比較了兩個群體在 3～10月連續(xù)養(yǎng)殖周期內(nèi)生長指標和關(guān)鍵經(jīng)濟性狀的差異。結(jié)果表明：在生長指標方面，3-4月G3組和對照組刺參的相對增重率（RWGR）、平均體重、排糞率（DR）均隨溫度的升高呈升高的趨勢，且兩組刺參差異不顯著（P>0.05），但G3組一直高于對照組;G3組和對照組刺參相對增重率（RWGR）隨溫度升高呈先下降后上升的趨勢;在7月高溫期，兩組刺參的相對增重率和平均體重都出現(xiàn)了明顯下降，排糞率（DR）降為零，刺參進入夏眠狀態(tài);8-10月兩組刺參相對增重率（RWGR）、平均體重和排糞率隨溫度下降呈上升趨勢，且10月份三項指標均存顯著差異（P<005）。在經(jīng)濟性狀方面，經(jīng)過3-10月一個周期的連續(xù)養(yǎng)殖，G3組在棘刺數(shù)量、出皮率和成活率方面均高于對照組，且存在顯著差異（P<0.05）。實驗數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過定向選育的刺參多刺品系子三代比未經(jīng)選育的普通刺參，生長速度提高27.6%，成活率提高17.5%，棘刺數(shù)量保持在40個以上且穩(wěn)定遺傳。

關(guān)鍵詞：刺參（Apostichopus japonicus）;多刺品系;生長性能;經(jīng)濟性狀

中圖分類號：S917.4

仿刺參（Apostichopus japonicus），又稱刺參，屬于棘皮動物門Echinodermata、海參綱Holothuroidea，主要分布于北緯35°到44°的亞洲沿岸淺海海域，是典型的溫帶物種，也是我國北方重要的海珍品之一[1]。隨著經(jīng)濟發(fā)展和人們生活水平提高，刺參的需求量與日俱增，在利益的驅(qū)使下，未考慮刺參的自然恢復(fù)能力，引發(fā)過度捕撈，加之日益嚴重的海水污染，致使自然海區(qū)的野生刺參數(shù)量急劇下降，野生刺參自然資源趨于枯竭，現(xiàn)階段已鮮見其蹤跡。同時，隨著刺參產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷拓展，種質(zhì)退化、生長緩慢、養(yǎng)殖周期長、抵御環(huán)境變化能力差、病害頻發(fā)以及商品參品質(zhì)下降等一系列制約或潛在制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題也日益凸顯[2]。為有效解決上述刺參產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的瓶頸問題，引導(dǎo)這一優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展，首先應(yīng)從種質(zhì)這一產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)著手，重視開展自然種質(zhì)資源的收集、保護與修復(fù)，同時加快集成利用傳統(tǒng)生物育種和現(xiàn)代生物育種技術(shù)等高科技手段，針對當前養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)格局與未來發(fā)展趨勢，培育具有生長速度快、經(jīng)濟性狀明顯、抗逆能力強的優(yōu)質(zhì)新品種[3]，從而推進各產(chǎn)區(qū)刺參養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)與持續(xù)增收增效。

從2009年4月開始，以山東半島當?shù)匾吧啻檀虆⑷后w為育種基礎(chǔ)群體，以6排刺、平均棘刺數(shù)量穩(wěn)定在40個以上和個體大、出皮率高、成活率高、生長速度快為選育目標，利用群體選育技術(shù)進行累代選育。選育工作主要在由中國科學(xué)院海洋研究所與山東東方海洋科技股份有限公司聯(lián)合成立的海珍品良種選育與健康養(yǎng)殖實驗室（2014年獲批為國家海藻與海參工程技術(shù)研究中心）進行。本文以2017年選育的刺參多刺品系子三代（G3組）群體和未經(jīng)選育的普通刺參群體（C組）為研究對象，在池塘養(yǎng)殖環(huán)境中分析兩者的生長性能和經(jīng)濟指標，旨在為新品種選育工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

實驗從2019年3月29日開始，在1.33 hm2實驗池塘 （36°47′8″N，121°34′23″E） 中放置6個由聚乙烯網(wǎng)圍成的長方形圍格，圍格規(guī)格：5 m×3 m×2 m（長×寬×高）;圍網(wǎng)網(wǎng)目：5目（孔徑：4 mm）。

選用實驗車間2017年繁育的多刺品系子三代群體（G3）和未經(jīng)選育的普通刺參對照群體（C），各挑選270頭活體重為（50.04±0.02）g的幼參。

1.2方法

1.2.1實驗設(shè)計實驗分為兩組，每組設(shè)置3個平行（網(wǎng)箱），每個網(wǎng)箱放養(yǎng)90頭刺參，養(yǎng)殖周期210 d。養(yǎng)殖期間每天按時定量投喂同種幼參配合餌料，為保障網(wǎng)箱清潔每月更換一次網(wǎng)箱，并在每天下午3點測量水溫。

1.2.2樣品采集實驗開始時稱重一次，然后在實驗進行的第30天、60天、90天、120天、150天、180天、210天時，稱量每個網(wǎng)箱中刺參總重并計算平均單重、相對增重率，然后從每個網(wǎng)箱中隨機抽取30頭刺參分別放入60 L塑料桶內(nèi)，室內(nèi)靜養(yǎng)24 h后用虹吸管收集糞便，稱重并計算平均相對排糞率。210天時統(tǒng)計每個網(wǎng)箱內(nèi)刺參總個數(shù)并計算成活率，統(tǒng)計每個網(wǎng)箱內(nèi)全部刺參的棘刺數(shù)量、單重和解剖后的體壁重量并計算出皮率。

1.2.3指標測定刺參生長指標的計算公式分別為：

其中：N1和N2分別是實驗結(jié)束和開始時刺參數(shù)量;W0和Wt分別是實驗開始和結(jié)束時刺參質(zhì)量，g;t為實驗時間，d;Z1是刺參體壁濕質(zhì)量，g;Z2是刺參濕體質(zhì)量，g;T1是糞便總重;T2是刺參總體重。

1.3數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)用Excel軟件進行分析處理，采用SPSS 18.0軟件進行單因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncan多重比較，實驗結(jié)果用“Mean±SD”表示，顯著性水平設(shè)為0.05。

2結(jié)果與分析

2.1水溫

從圖1每日平均水溫可見：養(yǎng)殖周期內(nèi)池塘水溫波動范圍在10.2～31.4 ℃之間，6月25日到9月14日水溫高于25 ℃，8月6日出現(xiàn)最高水溫31.4 ℃，3月29日到6月25日水溫在10.2～20 ℃之間，9月15日到10月29日水溫在15～25 ℃之間。

2.2相對增重率

從圖2可見：溫度的變化對相對增重率有一定的影響，3-4月刺參的相對增重率差異不顯著（P>0.05），但兩組刺參期間相對增重率較高，5-10月兩組刺參的相對增重率存在顯著性差異（P<0.05）?？傮w上G3組比C組的相對增重率要高，7月份都降到最低，特別是從9月份開始一直到10月份有顯著性差異（P<0.05）。

2.3平均體重

從圖3可見：3-10月份G3組的平均體重一直高于C組。3-4月G3組和C組的平均體重增加較快，但差異不顯著（P>0.05），5-10月份兩組刺參平均體重出現(xiàn)差異（P<0.05）。5-8月份多刺品系G3組和C組平均體重都出現(xiàn)降低，7月份降至最低， 9-10月G3組和C組平均體重快速增加且差異顯著（P<0.05），刺參進入快速生長期。

2.4排糞率

從圖4可見：從整體來看G3組刺參的排糞率一直高于C組刺參，5-6月和8-9月，G3組和C組排糞率差異不顯著（P>0.05），但是在3月、4月、10月，G3組刺參的排糞率要顯著高于C組刺參且差異顯著（P<0.05），7月降為零。

2.5經(jīng)濟指標

由表1可見：G3組的平均棘刺數(shù)量為45.2±2.99個，C組的平均棘刺數(shù)量為32.8±3.71個，兩者差異顯著（P<0.05）。G3組出皮率為（58.24±3.18）%，C組出皮率為（51.66±129）%，兩者差異顯著（P<0.05）。實驗周期內(nèi)G3的成活率為（86.5±0.82）%，高于C組的（7361±1.02）%，兩者差異顯著（P<0.05）。

3討論

3.1刺參多刺品系生長性能分析

刺參的生長性能取決于水溫、遺傳等多方面因素[4]。水溫可以顯著影響刺參的代謝水平，且不同規(guī)格刺參對溫度的反應(yīng)不同。Yang[5]等研究發(fā)現(xiàn)，溫度對刺參的生理和生長均能產(chǎn)生顯著的影響。刺參適宜的生長溫度為 10～25 ℃，與個體規(guī)格有關(guān)，體重越小，最適溫度越高。在最適溫度下刺參攝食量最大，在高溫下，刺參的攝食量顯著下降。An[6]等的研究表明，溫度高于 16 ℃時，刺參食物吸收率和轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低。本實驗研究結(jié)果表明，3-4月份刺參多刺品系子三代的相對增重率和平均體重稍高于普通刺參，這表明在這一時間段，刺參多刺品系子三代與普通刺參相比生長優(yōu)勢并不明顯，由圖1水溫曲線可見，這可能與該段時間水溫變化幅度較大，影響了餌料轉(zhuǎn)化率有關(guān)。特別是在10月份，刺參多刺品系子三代的生長指標明顯高于普通刺參。分析原因為刺參多刺品系子三代在適宜生長的時期內(nèi)對餌料的吸收與轉(zhuǎn)化顯著高于普通刺參，從而在體組織內(nèi)積累更多營養(yǎng)物質(zhì)。

高溫對刺參的生長、代謝以及存活產(chǎn)生負面影響[7-8]，刺參為了應(yīng)對夏季高溫，演化出了“夏眠”這一重要生態(tài)習(xí)性[5]。體重72.3～139.3 g的刺參夏眠臨界溫度為24.5～25.5 ℃，刺參的最高生存水溫為30 ℃[5，9]。當溫度超過耐熱上限時，刺參機體會發(fā)生復(fù)雜的應(yīng)激生理反應(yīng)，例如導(dǎo)致免疫下降，進而造成攝食量下降，特定生長率減緩，更有甚者會死亡[10-11]。當溫度恢復(fù)到適宜溫度時，體內(nèi)消化酶活性趨于正常[12]，排糞率上升，相對增重率回升，平均體重及存活率增加。本實驗研究結(jié)果表明，7月29日溫度達到29.4 ℃，兩組刺參的體重和排糞率下降明顯，且在高溫期間停止攝食，排糞率為零，表明該時期刺參沒有能量攝入，然而刺參為維持其最低代謝要消耗機體自身，體重下降不可避免。7月份兩組刺參完全進入夏眠狀態(tài)，這與陳世波[9]等、袁秀堂[13]等的研究結(jié)果一致，但是二者下降的程度不同，這可能與不同刺參品系對高溫的能量分配模式與運動活力存在差異有關(guān)[14-15]。多組數(shù)據(jù)表明刺參多刺品系子三代在適溫期更具生長優(yōu)勢，為定向良種選育提供一定的數(shù)據(jù)借鑒。

另外在遺傳角度，生長性狀屬于中等力度遺傳性狀，可以獲得較快的遺傳速率[16]。劉安然[17]等驗證分析并篩選出SNP40和SNP160兩個位點與刺參生長相關(guān)。在本實驗中所挑選的多刺刺參是以個體大、生長速度快為目標定向選育的子三代群體，二者親本在生長性能上存在差異，子代又通過遺傳獲得親本的某些性狀從而表現(xiàn)出生長性能的差異。多組數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過群體累代選育的刺參多刺品系子三代要比沒有經(jīng)過選育的普通刺參生長速度快，但具體遺傳解析工作需進一步開展。

3.2刺參多刺品系經(jīng)濟性狀分析

刺參的出皮率、生長速度和成活率等決定了刺參的產(chǎn)量，是刺參最重要的經(jīng)濟性狀，也是遺傳育種研究最關(guān)注的性狀[17-19]。刺參棘刺數(shù)量作為衡量刺參質(zhì)量的重要表觀特征，在很大程度上影響了刺參的市場價格[20]，因此也成為刺參育種的重要目標性狀。趙帥[21]等通過研究棘刺數(shù)量的重復(fù)力和 MPPA，表明其可作為育種群體目標性狀的選擇依據(jù)。和飛[22]完成了9月齡刺參的體長、體重、棘刺總數(shù)及棘刺長度遺傳力評估，補充刺參發(fā)育后期階段相關(guān)經(jīng)濟性狀的遺傳力數(shù)據(jù)。以上研究表明，刺參經(jīng)濟性狀可通過群體定向選育獲得穩(wěn)定遺傳。另外，對選育進程中不同世代的性狀進行評定是良種選育的重要研究內(nèi)容。本次實驗對比了兩組刺參的經(jīng)濟性狀指標，結(jié)果表明，刺參多刺品系子三代在成活率、出皮率和棘刺數(shù)量上與普通刺參有著明顯的差異，為未來刺參良種選育實踐可提供一定的數(shù)據(jù)借鑒。

綜上所述，在池塘環(huán)境中經(jīng)過春夏秋三個季節(jié)的養(yǎng)殖實驗，經(jīng)群體選育技術(shù)所獲得的刺參多刺品系子三代比未經(jīng)選育的普通刺參，生長速度提高27.6%，成活率提高17.5%，棘刺數(shù)量保持在40個以上且穩(wěn)定遺傳，在棘刺發(fā)生機制和遺傳特征等方面具有深入挖掘的價值。

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The pilot test and effect evaluation of the third generation Apostichopus

japonicus of the multi-papillate strain in the pond farming

ZHENG Longhua1，LI Jing1，LIU Jialiang1，GUO Zhicheng1，WANG Fuchen1，LIU Shilin2

（1.National Algae and Sea Cucumber Engineering and Technique Research Center，Shandong

Oriental ocean Sci-tech Co.Ltd.，Yantai 264003，China;2.Key Laboratory of Marine Ecology

and Environmental Sciences，Institute of oceanology，Chinese Academy of Sciences，Qingdao 266071，China.）

Abstract：The purpose of this study was to compare the differences in growth performance and key economic traits between the third generation Apostichopus japonicas of the multi-papillate strain （group G3） and the unselected control strain （group C） with （50.04±0.02）g/head of initial average weight during a breeding period from March to october.The results showed that the relative weight gain rate （RWGR），average weight and defecation rate （DR） of both groups increased with temperature from March to April，and no significant differences was found （P>0.05）.But those data of group G3 were higher than those of control group.The RWGRs of the two groups decreased firstly and then increased with increasing temperature.During the high temperature period in July，both RWGR and average weight of A.japonicas fall distinctly，DR dropped to zero，and A.japonicas went into aestivation.Three growth indicators showed an increasing trend opposite to the falling temperature from August to October，but there were significant differences between groups in October （P<0.05）.After eight months breeding，the economic traits in terms of the number of the papilla，meat rates and survival rate，were significantly higher in G3 than those in control group （P<0.05）.Our results indicated that group G3 had a growth rate of 27.6% and a survival rate of 17.5% higher than the control group.The number of papilla remained more than 40 which could be inherited steadily.

Key words：Apostichopus japonicas;the multi-papillate strain;growth performance;economic traits

（收稿日期：2020-01-15）《河北漁業(yè)》2020年第2期（總第314期）○增殖與養(yǎng)殖DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2020.02.005

基金項目：國家重點研發(fā)計劃“藍色糧倉”科技創(chuàng)新專項（2018YFD0901602）; 山東省農(nóng)業(yè)良種工程（2017LZGC010）。

作者簡介：鄭龍華（1981-），男，工程師，碩士， 研究方向：海水增養(yǎng)殖技術(shù)。E-mail：17569875@qq.com。

通信作者：劉石林（1977-），男，高級工程師，博士， 研究方向：刺參良種選育。E-mail：shlliu72@126.com。DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2020.02.004