克氏原螯蝦繁殖生物學與苗種培育技術研究進展

董揚帆，李軍濤，張秀霞，冼健安，王冬梅

（1.海南大學海洋學院，海南 海口 570228；2.中國熱帶農業科學院熱帶生物技術研究所，海南 海口 571101；3.海南省海洋生物資源功能性成分研究與利用重點實驗室，海南 海口 571101）

克氏原螯蝦Procambarus clarkii（Girard，1852）（俗稱小龍蝦、紅螯蝦、淡水小龍蝦）原產于北美洲，20 世紀20 年代傳入日本后，20 世紀70 年代引入我國，現已成為我國重要的淡水養殖經濟蝦類。

1 克氏原螯蝦繁殖生物學研究進展

1.1 克氏原螯蝦生物學特性

克氏原螯蝦體暗紅色，具幾丁質外殼[1]，生活史分為受精卵、胚胎發育、性成熟、繁衍后代、衰老死亡5 個階段[2]。克氏原螯蝦雜食性，喜蔭怕光，生性好斗，有很強的領域性，善于掘洞[3]，喜新水活水，逆水上溯，通常聚集在養殖池進水口周圍[4]。

韓曉磊[5]等發現，在20℃和25℃下，克氏原螯蝦在實驗室水族箱中有明顯的交配抱卵現象，水溫低于15℃，交配停止[2]。黃鉆華等[6]認為，搭建環溝大棚，水溫達到20℃以上時，親蝦開始交配。可以采用大棚加溫來延長克氏原螯蝦苗種的供應周期，在熱帶地區實現全年繁殖[5，7，8]。克氏原螯蝦從5 月到10 月均有親蝦交配、產卵[9-11]。溫小波等[12]發現，水溫（20.0±0.5）℃時，克氏原鰲蝦成蝦（21.59±1.76）g 夜間12h 的耗氧率為（0.156±0.008）mg/（g·h），白天12h 的耗氧率為（0.134±0.009）mg/（g·h）。

1.2 克氏原螯蝦性腺發育

1.2.1 雄性生殖系統組織學

克氏原螯蝦的精巢位于頭胸甲內背部、圍心腔之下、肝胰臟之上，緊貼圍心腔[13]，由三個部分的巢互相連接形成，前面兩個后面一個，呈米白色和類似“Y”形[14]。但王慶[1]認為，克氏原螯蝦具有一對左右對稱的細精巢，呈“H”型。精巢由生精小囊和收集管組成，二者相連，收集管又分為初級收集管、次級收集管和三級收集管，精子在生精小囊中成熟，收集管收集成熟的精子[14，15]。精巢后端收集管結合部連接兩條輸精管，左右對稱，輸精管前段具有分泌精莢壁物質的功能。精莢呈長囊形或顆粒橢球形，交配時將精子送至雌蝦體，右側輸精管后段能存儲精莢。左右兩側輸精管的功能不同，左側輸精管與收集管的連接部呈封閉狀態具有一定程度的分泌功能，基本不能輸送精子，而右側輸精管則完全承擔輸送精子的能力，這表明左側輸精管極有可能是在特殊情況下的儲備器官[14]。

戴穎等[16]將武漢地區克氏原螯蝦的精巢發育分為5 個階段：1—3 月的精原細胞期、4—6 月的精子細胞期、7—8 月精母細胞期、9—10 月精子細胞期和11—12 月精原細胞期。黃文虎[14]將精子的發育分為6 個階段：I 期精子細胞，細胞核呈膠囊狀或質地稀疏的圓盤狀，核質稀疏；II 期精子細胞的細胞核較I 期濃縮，多呈近圓形；III 期精子細胞，細胞核近圓形略不規則，在核的一側可見一個小泡狀構造；IV 期精子細胞，細胞核呈圓滑的四方形，小泡狀構造不如III 期明顯；V 期精子細胞，細胞核可見棱角狀棘，數目不同的棘從核伸出，在核的內部可見一圓形結構；Ⅵ期成熟精子，細胞核伸出四條清晰的輻射臂，臂呈螺旋狀，均勻地排列于四周，核內部為清晰的同心圓狀，整體的精子為螺旋四角星型。

1.2.2 雌性生殖系統組織學

克氏原螯蝦雌性生殖系統由卵巢和輸卵管組成。卵巢呈“Y”型，位于頭胸甲背側中央[17]。早期，卵巢體積較小，卵粒小且不易分離；隨著卵巢的發育，卵巢體積逐漸變大，卵巢向四周延伸膨脹，卵粒大而易分離;卵巢顏色由無色透明、淡黃色、黃色、紫色、紫黑色，逐漸變為紅褐色[17]。輸卵管分為左右兩條，從卵巢兩側發出，沿圍心腔外壁向腹側延伸，最后開口于第3 對胸足基部，形成雌性產卵孔[17]。戴穎等[16]研究了武漢地區的克氏原螯蝦，認為雌蝦卵巢發育具有周期性，一年可以產兩次卵。Oluoch[18]報道，在美國南部的路易斯安那州，克氏原螯蝦主要在8—11 月產卵，繁殖高峰在10 月，而位于熱帶地區肯尼亞Naivasha 湖則可常年產卵。交配后，精子儲存在納精囊中。宋光同等[17]根據克氏原螯蝦卵巢的顏色、大小與外部形態，卵子發生時相以及卵巢壁、輸卵管的結構，將克氏原螯蝦的卵巢發育分為5 個時期。劉智俊等[19]將克氏原螯蝦的卵巢發育分為6個時期，分期方法如表1 所示。

1.2.3 克氏原螯蝦性腺發育

陳金民等[20]研究發現：克氏原螯蝦卵巢在發育中利用肝胰腺中存儲的脂肪，發育后期營養物質的積累存在一定比例，在卵巢發育及胚胎發育過程中C18：2n6有重要作用。劉紅等[21]測定了卵巢不同發育時期卵黃蛋白原受體mRNA 在肝胰腺和卵巢中的表達水平，認為肝胰腺的質量在克氏原螯蝦卵巢發育過程中變化不大。趙維信等[22]運用放射免疫測定法，研究克氏原鰲蝦卵黃發生過程中卵巢孕酮含量變化，認為隨著卵巢的成熟和產卵，其孕酮含量逐漸下降，可能已轉化成卵子發育的其他類固醇激素。Rachakonda Sarojini 等[23，24]研究表明，蛋氨酸一腦啡肽和納洛酮可以影響克氏原螯蝦的胸神經節，調節促性腺激素（GSH）的釋放，促進卵巢的發育。Rachakonda Sarojini 等[25]用10g/m3的萘浸泡克氏原螯蝦雌蝦15d，若其卵巢處于卵黃前期或卵黃期，則存在退化現象，但浸泡未成熟的克氏原螯蝦雌蝦再返回清水中時，其卵巢發育不會停止。Rachakonda Sarojini 等[26]研究了5-羥色胺（5-HT）對克氏原螯蝦性成熟的影響，認為5-HT 及其催化劑不僅能誘導性腺成熟，還能促進雄激素腺的發育。Antonio R Chaves 等[27]研究表明，摘除克氏原螯蝦眼柄消除性腺抑制激素的作用，可以促進卵巢的發育。殷海成[28]用燒燙擠壓法證明：切除眼柄能加快克氏原螯蝦卵巢的成熟，且性腺發育速度是雙側組＞單側組＞對照組。強曉剛[29]發現，切除眼柄能促進克氏原螯蝦提早產卵。徐加元等[30，31]探討了水溫和光周期對雌性克氏原螯蝦成活和性腺發育的影響，發現兩者均影響雌蝦性腺發育及其成活率，水溫對雌蝦性腺發育的影響比光周期的影響程度要大；投喂草魚Ctenopharyngodon idellus 肉比投喂植物性飼料更能促進克氏原螯蝦親蝦性腺發育。邵光明[32]采用正交設計法研究了溫度、養殖密度、飼料中的魚粉添加量對克氏原螯蝦生長和性早熟的影響。結果表明，水溫對卵巢發育和成熟率的影響最大，較高的水溫能促進克氏原螯蝦生長，但也會抑制其卵巢的發育。王慶等[7]在冬季加溫至26℃使雌蝦成功提前抱卵。

表1 克氏原螯蝦卵巢發育分期方法Tab.1 Staging method of ovarian development in red swamp crayfish Procambarus clarkii

1.3 克氏原螯蝦繁殖

李銘等[33]發現，在飼料中添加0.02%維生素E可提高克氏原螯雌蝦的繁殖力。楊東輝等[34]人工建立了6 種環境證明了克氏原螯蝦在無洞穴環境條件下，繁育能力極低；土壤洞穴提高了克氏原螯蝦繁殖力。唐建清等[35]用玻璃標本瓶、易拉罐、塑料瓶、木筒等筒狀物人工模擬洞穴，結果發現有人工洞穴時螯蝦的存活率比無洞穴的自然狀態提高了6.4 倍，穴長、避光、透氣的人工洞穴效果更好。而宋光同等[36]認為，遮蔽物與人工洞穴僅對親蝦的成活率有顯著影響，對抱卵率無顯著影響。舒新亞等[37]根據克氏原螯蝦在秋冬季產卵的繁殖習性，進行了人工誘導克氏原螯蝦同步產卵實驗，通過調整水位、改良水質、合理投喂等方法，使克氏原螯雌蝦在36d 的時間里平均抱卵率達到81.0%，未采取人工誘導的組平均抱卵率僅為30.6%。朱玉芳等[38]研究認為：抱卵孵化的孵化率遠高于非抱卵的孵化率，可能是因為抱卵時母蝦游泳足的劃動能直接為卵提供足夠的溶氧，同時有效的振動（或刺激）經過卵膜絲到達卵膜，可能啟動胚胎發育的信息。王慶[1]研究了不同時期剝離的蝦卵孵化及剝離后不同孵化方式對孵化率的影響。結果表明：克氏原螯蝦受精卵離體孵化率較低，溶氧確實是影響卵的發育的因素之一，這與朱玉芳的推論一致。王慶[1]在實驗中觀察到，母蝦通過不斷的清除雜質而保證卵不感染水霉，推測這也是抱卵孵化率較高的原因之一。母蝦是否存在其他方式影響卵的發育還有待進一步研究，離體孵化暫時不能應用于螯蝦的規模化育苗。

1.4 克氏原螯蝦懷卵量

董衛軍等[39]認為，雌蝦的抱卵量在200～300粒；產卵量隨個體大小和性腺發育程度而異，一般在300～800 粒之間[40]。黃鉆華等[6]認為，一般抱卵量在700～1000 粒之間。夏愛軍等[41]通過建立性腺發育數學模型，計算得出克氏原螯蝦雌蝦初始懷卵和抱卵的理論體長分別為5.6cm 和5.8cm，理論抱卵量和最大懷卵量分別為1136 粒和1963 粒，最大相對繁殖力的體長為9.22cm，最大值為19.78 粒/g。劉智俊等[19]研究發現：上海地區克氏原螯蝦的抱卵量約為300 粒，最高超過700 粒，體質量20g 以下的雌蝦首次繁殖，抱卵量為（142.02±27.89）粒，單卵質量（5.78±0.79）mg，體質量31～35g 的親本，抱卵量為（389.50±174.45）粒，單卵質量達（6.75±0.55）mg，生殖力為11.49 粒/g。當親本體質量高于40g 時，其單卵質量為（5.83±1.26）mg，生殖力為7.81 粒/g。

1.5 克氏原螯蝦的胚胎發育

1.5.1 克氏原螯蝦胚胎發育

克氏原螯蝦胚胎發育的分期劃分沒有統一的標準。呂建林等[42]將克氏原螯蝦的胚胎發育過程分為12 個時期。慕峰等[43]根據發育的時間和形態變化，將克氏原螯蝦胚胎發育分為9 個階段：受精卵、卵裂期、囊胚期、原腸期、前無節幼體期、后無節幼體期、復眼色素期、預備孵出期和孵出期。

1.5.2 水溫對克氏原螯蝦胚胎發育的影響

水溫是影響水生動物胚胎發育的重要環境因子。Suko[44]研究發現：水溫7℃時，克氏原螯蝦受精卵約需150d 孵出；水溫15℃時，要46d；水溫22℃時，約需19d。李庭古等[45]認為，水溫低于15℃時受精卵無法孵出，水溫22℃時，需36d 孵出，但水溫低于22℃或高于32℃時，受精卵死亡脫落嚴重。克氏原螯蝦受精卵的孵化水溫應控制在24～30℃。鄭楚龍[46]認為，克氏原螯蝦胚胎發育的適宜溫度為20～27℃；董衛軍[3]等認為，水溫22～25℃時，克氏原螯蝦胚胎發育時間為25～33d；Jin 等[47]認為，胚胎發育的最適水溫為25℃，在水溫29℃和33℃時死亡；水溫26℃下，胚胎的發育需要15d 左右[43]；30℃時受精卵孵化率最高[5]；一定溫度范圍內，溫度越高，受精卵孵化時間越短，孵出幼體數量越多。呂佳等[8]通過模型分析了溫度與克氏原螯蝦受精卵發育的關系，認為其最適溫度和最高臨界溫度分別為30.3℃和40.3℃，其最低有效積溫和平均有效積溫分別為731℃·d 和765℃·d。9 月產出的受精卵在自然條件下胚胎發育的時間為17～20d，孵化有效積溫為453～516℃·d[42]。

1.6 克氏原螯蝦幼體生物學

剛出膜的克氏原螯蝦幼體為末期幼體（postlarva）[48]，也稱為第一齡幼體（first instar）。第一次蛻殼后的克氏原螯蝦幼體稱第二齡幼體（second instar），第二次蛻殼后的幼體稱第三齡幼體（third instar），以此類推[49]。從幼體到成體共需蛻殼11 次[50]。郭曉鳴和朱松泉[49]將前三齡定義為幼體發育階段，第四齡起定義為幼蝦發育階段。

一齡幼體的前腸已分為賁門胃與幽門胃，出現腺濾器，肝胰腺細胞難以區分；二齡幼體消化系統發育較完全，胃部出現胃磨；中腸前部液泡含量增加，中腸中部消失，后腸與體節肌肉之間形成明顯空隙，外部形體與成蝦無明顯差異；三齡幼體的內部結構在二齡幼體的基礎上進一步發育，已經具備成體形態[51]。

韓曉磊等[5]認為，25～30℃是克氏原螯蝦幼體生長發育的最適溫度，在水溫10～30℃內，克氏原螯蝦幼體體長和體質量的增長與水溫呈正相關，但幼體成活率隨水溫的升高而先升后降低。朱玉芳等[38]比較了克氏原螯蝦抱卵孵化與非抱卵孵化的效果，發現抱卵蝦的孵化率遠比非抱卵蝦孵化率高，抱卵蝦的生長也比非抱卵蝦快。邵光明[32]研究認為，在飼料中添加0.0060%維生素A、0.02%維生素C 和0.04%維生素E 能顯著提高克氏原螯蝦幼蝦的成活率。Yue 等[52]研究了3 水平光周期、水中鈣濃度和pH 變化對克氏原螯蝦幼蝦存活、生長的影響，發現光照周期為16L∶8D、鈣濃度為65.5mg/L 和pH7.8時克氏原螯蝦幼蝦的生長和存活最佳。據溫小波等[12]測定，夜間12h 克氏原鰲蝦幼蝦（2.37±0.21）g的耗氧率為（0.484±0.011）mg/（g·h），白天12h 的耗氧率為（0.369±0.051）mg/（g·h）。Jover 等[53]研究了克氏原鰲蝦幼體發育所需能量，結果顯示最佳的營養水平為粗蛋白22%～26%，脂質6%，碳水化合物36%～41%。

2 克氏原螯蝦繁育模式

為提高克氏原螯蝦出苗的一致性，開展了克氏原螯蝦苗種繁育相關研究，主要有土池育苗[6，54-60]、網箱育苗[61-63]、工廠化育苗[64-66]等。但現行的主要模式依然為土池繁育。

2.1 土池苗種繁育

土池苗種繁育主要在稻田養蝦模式中進行：第一年捕撈時留下一定數量的優質克氏原螯蝦，做為第二年繁育的親本，通過人工干涉，建造一定程度上優于自然環境下克氏原螯蝦繁殖的生態環境。這種繁育模式主要管理好親本數量和質量、飼料種類與數量、水質和水生植物等[58，67]。

江蘇地區，土池埂坡比為1∶2，分淺水區和深水區（池中有一字形溝）[58]。沿田四周離埂基1m 起挖4m 寬、1.2m 深的環溝[60]，池塘面積（30～130）×667m2，池底淤泥20cm 左右，每口池有獨立的進排水口，池與池之間不相通，有完善的防逃設施。9 月每667m2留塘親本20～40kg，雌雄比例為5～2∶1。次年4 月初開始捕撈出售，9 月底結束，平均每667m2約產300kg[58]。

2.2 網箱苗種繁育

網箱苗種繁育主要將網箱放置在池塘中，集中管理種蝦，使繁殖池塘與克氏原螯蝦養殖池一致。網箱規格為6m×8m×2m[63]、3m×10m～5m×10m[68]，用20～40 目篩網制成，沿網箱口內側縫上15cm 鈣塑板，防止親蝦逃逸。網箱用木樁或鐵棍一類固定；將一定重量物體壓在網箱底部及四角，使網箱充分展開，箱底距池底為10～15cm；網箱正上方覆蓋雙層黑色遮陽網。網箱內水草面積高于70%[69]。管理方式與土池育苗基本一致。

一般繁殖用的池塘面積為2000～3333m2，以長方形為宜。池塘水深約1.2m，埂高1.5m。水中溶解氧要在5mg/L 以上，透明度控制在30～50cm。21:00至翌日5:00 時利用水泵對箱體進行沖水，使箱內水體充分交換，起到增氧和刺激胚胎發育的作用[69]。周洵等[63]通過網箱繁育克氏原螯蝦育苗可達到5000 尾/m2。

2.3 工廠化人工育苗

工廠化育苗一般以水泥池為主，通過大棚輔助控溫，主要特點為可視、可控，能直接觀察到克氏原螯蝦的生存狀態，可在一定程度上控制使其集中繁育。克氏原螯蝦工廠化繁育由兩部分組成：一為繁育池、孵化溫室、道路、電力、水利、棚舍等；二為技術和管理水平等[70]。

曹烈等[71]在室內水泥池中進行了克氏原螯蝦的人工繁育實驗，平均出苗5593 尾/m2。周鳳建等[61]利用水泥池孵化克氏原螯蝦抱卵蝦，獲體長1cm 左右的蝦苗3000～5000 尾/m2。

現階段我國克氏原螯蝦土池苗種繁育發展較為廣泛，近20 年沒有發大的變化。而網箱育苗和工廠化人工育苗還處于實驗階段，需要大量的研究以推進現代化、機械化。

2.4 網箱+水泥池繁育模式

此種模式乃根據個人實踐經驗提出。將網箱置于水泥池中，網箱面積占水泥池面積的1/2～3/4，網目顯著大于苗種規格。網箱中放置人工巢穴，每個人工巢穴中雌雄比為1∶1。繁育期溫度高于30℃需要設置遮陽棚，低于20℃需要設置保溫棚。在卵巢未發育前控制溫度在22℃，性成熟后溫度控制在26℃。光照周期控制為16L∶8D，光照度為50～500lx。鈣濃度為65.5mg/L。條件允許的情況下，在夜間投喂飼料。性腺未發育成熟前可在飼料中添加0.06mol/L 納洛酮，在抱卵孵化期則可添加維生素A 0.006%、維生素C 0.02%和維生素E 0.04%。此種繁育模式通過多個研究成果總結設計，未通過實際驗證。

克氏原螯蝦的格斗行為可能是制約幼苗抱卵孵化的重要因素。可以考慮從敲除基因或雜交配種的方向，探討在不影響克氏原螯蝦生長狀態的前提下，降低或者緩解克氏原螯蝦的格斗行為，使其更加適應群居生活。