鹽度對羅氏沼蝦生長和性別分化的影響

鄔育龍，戴習林*，周夢穎，蔣 飛，孔嘉明

(1.水產(chǎn)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(yè)部淡水水產(chǎn)種質資源重點實驗室(上海海洋大學)， 上海 201306；3.水產(chǎn)動物遺傳育種中心上海市協(xié)同創(chuàng)新中心，上海 201306；4. 上海申漕特種水產(chǎn)開發(fā)公司，上海 201516)

【研究意義】羅氏沼蝦(Macrobrachiumrosenbergii)原產(chǎn)于西太平洋-東南亞地區(qū)，具有生長周期短，環(huán)境適應性強，抗病性強，營養(yǎng)豐富，肉質鮮嫩等優(yōu)點。我國大陸于20世紀70年代末引入且人工繁育成功后，先后在兩廣和江浙滬等地開展規(guī)模養(yǎng)殖，養(yǎng)殖面積逐年增加，現(xiàn)已經(jīng)成為我國重要的淡水養(yǎng)殖經(jīng)濟蝦類[1-3]。但隨著養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，近幾年在生產(chǎn)中表現(xiàn)出的性早熟、生長緩慢等現(xiàn)象日漸加劇，已嚴重影響羅氏沼蝦養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展[4-5]。而影響蝦類生長、存活和性腺發(fā)育的因素較多，如鹽度、水溫、飼養(yǎng)密度、水質、病害等[6]。【前人研究進展】杜學芳[7]認為凡納濱對蝦在8～30的鹽度范圍內，性腺雖均可發(fā)育成熟，但鹽度為30時成熟型雌蝦比例最高，且鹽度較高時雄蝦精莢發(fā)育成熟明顯快于低鹽度條件；魏微等[8]研究表明水體鹽度升高可引起1秋齡中華絨螯蟹血淋巴中Ca2+含量及雌二醇水平升高，從而促進中華絨螯蟹性早熟。吳旭干等[9]發(fā)現(xiàn)鹽度顯著影響中華絨螯蟹性腺發(fā)育，在實驗第15、30和45天時，低鹽度海水組雌蟹卵巢指數(shù)顯著高于淡水組雌蟹，但雄蟹的性腺指數(shù)差異不明顯。蔣湘等[10]還報道了鹽度顯著影響日本囊對蝦的生長及存活，養(yǎng)殖水體鹽度范圍為1.7 %～3.2 %時，日本囊對蝦的生長速率快，存活率高，餌料系數(shù)低。【本研究切入點】同時有資料報道，甲殼類動物的遺傳決定機制具有原始性，處于進化早期階段，蝦蟹類的性別是由性染色體和環(huán)境因素共同決定，而羅氏沼蝦即可生活于半咸水，也可生活于淡水水域中，因此光照、水溫、鹽度等理化環(huán)境因素均可影響其性別分化[11-12]，但目前關于鹽度對羅氏沼蝦性別分化影響的報道鮮見。【擬解決的關鍵問題】因此本文通過在不同鹽度條件下的羅氏沼蝦幼蝦養(yǎng)殖試驗，比較分析幼蝦生長、存活率及第二性征，以探討羅氏沼蝦的性別分化和生長與鹽度之間的關系，以期為羅氏沼蝦的養(yǎng)殖生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗用蝦

試驗蝦為羅氏沼蝦幼蝦，來自同一育苗池，屬于同一家系(上海養(yǎng)殖群體)，無性早熟背景，淡水馴養(yǎng)約兩周后，剔除極大和極小個體(鹽度 0.3，水溫 24.0 ℃)。隨機選取 60 尾，吸干體表水分，游標卡尺測量體長和電子天平稱量體質量，試驗蝦初始平均體長為(1.54±0.11) cm，平均體質量為(0.07±0.02)g。

1.2 試驗水槽與試驗用水

試驗水槽是室內水泥池(3.50 m×7.15 m×1.10 m)，試驗用水為經(jīng)漂白精消毒無余氯的自然河水，鹽度為 0.3，pH 7.8。

1.3 鹽度梯度與調整

試驗設計5個水平，分別是0.3(淡水)、3.0、6.0、9.0、12.0，每水平設 4個重復，每池放養(yǎng)120尾(4.8尾/m2)，試驗周期 80 d。試驗池初始水均為河水，試驗蝦入池后，除鹽度 0.3(淡水)組外，其余各池逐步添加育苗用人工海水(鹽度12.0，其中Na+4.2 g/L,Ca2+200 mg/L，Mg2+400 mg/L，K+190 mg/L)，每日鹽度提升千分之三至目標鹽度，初始水溫為24.0 ℃，連續(xù)3 d用熱水管道加溫并維持至29.5 ℃，試驗水槽隨機化安排，隨機選取試驗蝦全數(shù)計數(shù)入池。

1.4 飼養(yǎng)管理

1.5 數(shù)據(jù)收集

每日定時觀察各試驗池中幼蝦的性別分化及性腺發(fā)育情況，每10 d隨機抽檢不少于60尾的試驗蝦，測量體長與體質量，區(qū)分雌雄和檢查性腺發(fā)育狀況，試驗蝦抽檢后繼續(xù)飼養(yǎng)。試驗50 d時移池，統(tǒng)計存活蝦數(shù)量，測量體長及體質量，區(qū)分雌雄，80 d時統(tǒng)計存活蝦數(shù)和測量體長與體質量。

羅氏沼蝦雄蝦的生殖孔位于頭胸甲第五步足基部，雌蝦的生殖孔位于頭胸甲第3對步足基部。雌蝦性腺發(fā)育程度分為3個類型：M型(已成熟型，腹部已形成抱卵腔，包括抱卵蝦和未抱卵蝦)、C型(性腺近成熟型，頭胸甲內出現(xiàn)膨大的橙黃色卵巢)、I型(性腺未發(fā)育型，所有剩余雌蝦)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010 整理，R3.50 作單因素方差分析和卡方檢驗，新復極差法均值多重比較。特定生長率、肥滿度采用下列公式計算：

特定生長率(SGR， %/d)=[(lnWt-lnW0)/t]×100 %

肥滿度(CF，g/cm3)=(Wt/Lt，g/cm3)×100 %

式中：W0和Wt分別為試驗蝦初始和第t天體質量(g)，Lt為第t天試驗蝦體長平均值(cm)，t為試驗天數(shù)(d)

2 結果與分析

2.1 鹽度對羅氏沼蝦存活及生長的影響

試驗開始后50 d，各試驗組羅氏沼蝦體長增長率基本隨著鹽度的升高而降低(表1)，鹽度0.3組10～50 d期間各時段沼蝦體長分別比同時期鹽度12組長約 4.5 %、12.7 %、21.0 %、22.1 %、32.2 %，養(yǎng)殖10 d時，各組沼蝦體長間無顯著差異；養(yǎng)殖20 d時，鹽度9.0與12.0組沼蝦體長顯著小于鹽度0.3組(淡水組，P<0.05)，但與鹽度3.0與鹽度6.0組無差異(P>0.05)；養(yǎng)殖30與 40 d 時，鹽度0.3與鹽度3.0組沼蝦體長顯著大于其余組(P<0.05)，鹽度12.0組顯著小于其余組(P<0.05)；養(yǎng)殖50 d 時，鹽度0.3組沼蝦體長最大，顯著大于其余組，鹽度3.0、6.0次之，顯著大于剩余兩組，鹽度0.3組沼蝦體長分別比其余組多增長8.4 %、9.8 %、38.0 %、32.2 %；而至80 d時，鹽度0.3、3.0、6.0組沼蝦體長相互間已無差異，顯著大于其余兩組，鹽度0.3組沼蝦體長比鹽度9.0、12.0組沼蝦生長快8.2 %、8.3 %。同時鹽度對體質量、特定生長率的影響類同于體長(表 2)，而對存活和單位產(chǎn)量的影響則明顯表現(xiàn)為鹽度越高成活率與單產(chǎn)越低(P<0.05)，鹽度0.3組成活率與單位產(chǎn)量分別是89.2 %與50.6 g·m-2，約是鹽度12.0組的1.5與1.9倍。但50與80 d時各組沼蝦的肥滿度間不存在差異(P>0.05)，鹽度不影響沼蝦肥滿度。比較80 d沼蝦體長范圍，鹽度0.3組沼蝦最大個體體長為10.14 cm，而鹽度6.0及以上組沼蝦最大個體體長小于10 cm，鹽度0.3與3.0組體長小于6 cm的沼蝦百分比分別是11.9 % 與10.1 %，鹽度12.0組則是23.0 %，鹽度0.3與3.0組體長大于9 cm的沼蝦百分比分別是8.2 %與9.6 %，而鹽度9.0組僅為0.6 %。

表1 試驗組羅氏沼蝦的平均體長

表2 各試驗組養(yǎng)殖結果

圖1 羅氏沼蝦體質量增速與試驗天數(shù)的關系曲線Fig.1 The curve of body weight gain rate and experiment days of giant freshwater prawn

2.2 鹽度對羅氏沼蝦體質量與試驗天數(shù)關系的影響

回歸求得各組L(平均體長，cm)-D(試驗天數(shù)，d)線性關系方程(α=0.05)與W(體質量，g)-L冪函數(shù)關系方程(α=0.05)，微分前者代入后者后的W-D關系方程，得體質量增速(Vw，g·d-1)與D的關系方程(圖1)，可看出試驗周期內，體質量增速與試驗天數(shù)間也表現(xiàn)為冪函數(shù)關系。圖1顯示，鹽度0.3～6.0組曲線較接近，基本聚為一組，而鹽度9.0與12.0組曲線接近，聚為一組，但明顯遠離前者。再微分圖1中Vw-D方程，得體質量增速加速度(aw，g·d-2)與D的關系方程，代入D可得到各試驗天數(shù)的體質量增速加速度值(表3)，比較發(fā)現(xiàn)，各鹽度組羅氏沼蝦的aw隨養(yǎng)殖天數(shù)的增加而逐步增大，鹽度0.3～6.0組間aw較接近，鹽度9.0、12.0組間的aw較接近，且鹽度0.3組的aw與鹽度12.0組aw的比值逐步降低。

表3 試驗組羅氏沼蝦體質量增速加速率

表4 已性別分化羅氏沼蝦體長狀況

表5 抱卵蝦與未產(chǎn)過卵蝦的體長

2.3 鹽度對羅氏沼蝦性別分化和性腺發(fā)育的影響

分析不少于30尾已性別分化羅氏沼蝦體長情況，由表4可看出，鹽度越高，雌雄蝦最小個體體長和平均體長越小，鹽度12.0組最小，與鹽度9.0組無差異(P>0.05)，鹽度0.3組最大，與鹽度3.0與鹽度6.0組無差異(P>0.05)，但與高鹽度組(12.0，9.0)存在顯著差異(P<0.05)。同時發(fā)現(xiàn)，雌雄蝦最小個體體長均小于3.00 cm，平均體長3.10～3.66 cm，同鹽度組內，雄蝦最小個體體長和平均體長大于雌蝦。鹽度9.0與鹽度12.0組的羅氏沼蝦性別分化晚于其余低鹽度組，養(yǎng)殖20 d時，鹽度0.3組已有約30 %的蝦性別分化，而高鹽度組(9.0、12.0)未見性別分化蝦；養(yǎng)殖30 d時，鹽度0.3與鹽度3.0組觀察到的蝦全部性別分化，而其余組還可見較多未性別分化蝦；養(yǎng)殖40 d時，各試驗池中觀察到的所有試驗蝦全部完成性別分化。

圖2 試驗組3種性腺發(fā)育狀態(tài)羅氏沼蝦百分比Fig.2 The percentage of giant freshwater prawn with ovarian development stage in each experiment group for 80 days culturing

分析不少于30尾抱卵蝦與性腺未成熟雌蝦體長情況，由表5和圖2可發(fā)現(xiàn)，抱卵蝦平均體長隨著鹽度升高而增大，而性腺未成熟羅氏沼蝦平均體長隨著鹽度升高而減少，鹽度12.0組抱卵蝦平均體長最大為8.08 cm，顯著大于其余組，鹽度9.0組次之，鹽度0.3組最小，與鹽度3.0、6.0組間無差異，鹽度0.3組未抱過卵蝦平均體長最大，顯著大于其余組，鹽度12.0組最小。各鹽度組間，抱卵蝦與未抱過卵蝦最小個體體長表現(xiàn)出與平均體長近似的規(guī)律。圖2顯示，已性成熟M型雌蝦百分率隨著鹽度升高而降低，鹽度0.3組最高為50.7 %，鹽度12.0組最低為2.4 %，而性腺未發(fā)育I型雌蝦百分率呈現(xiàn)與M型相反的規(guī)律，鹽度12.0組約71.4 %，鹽度9.0組次之，其余組I型占比21.2 %～28.3 %，相互間無差異，顯著小于前兩組，而性腺近成熟的C型蝦在雌蝦中所占百分比與鹽度關系不顯著。

羅氏沼蝦的雌性百分比均呈現(xiàn)出隨著鹽度升高(圖3)，雌性比例越高的規(guī)律，所有試驗池雌蝦數(shù)量均大于雄蝦數(shù)量，但卡方檢驗結果表明，試驗末所有試驗池雌雄性別比符合1∶1的理論值(P>0.05)，可見鹽度對性別比基本無影響。

圖3 羅氏沼蝦雌性率Fig.3 The female rate of giant freshwater prawn in each experiment group

3 討 論

3.1 鹽度對羅氏沼蝦存活及生長的影響

水生動物體液滲透壓等于外界時，水體鹽度可稱為等滲點。水體鹽度高于或低于等滲點，水生動物需消耗能量平衡體內的滲透壓，偏離越遠，耗能相對越多[13-17]。潘魯清等[18]報道了不同鹽度條件下，日本囊對蝦仔蝦的存活率及生長速度間存在顯著差異，適宜鹽度范圍是15～35；張瑞標等[19]認為鹽度顯著影響中國明對蝦的生長及存活率，在鹽度23的水體中生長最佳。本試驗結果與此類報道結果一致，認為鹽度也顯著影響羅氏沼蝦的生長存活，且鹽度越高成活率越低，試驗蝦都能蛻殼生長，可見廣鹽性羅氏沼蝦可通過調節(jié)自身體液滲透壓適應不同鹽度。在試驗鹽度范圍內，前50 d，鹽度對羅氏沼蝦的生長抑制效應是隨鹽度的升高和養(yǎng)殖周期的延長而越顯著，淡水最適宜羅氏沼蝦生長。但50 d后，鹽度6.0及以下組沼蝦體長間不存在差異，鹽度12.0組沼蝦體長日均增長值為0.053 cm/d，與淡水組的0.058 cm/d基本一致，不同于前50 d，0.057 cm/d的日均增長值顯著低于淡水組的0.085 cm/d，且此期間鹽度3.0組的日均增長值0.076 cm/d，高于淡水組，也不同于前50 d，低于淡水組。同時前50 d淡水組日均死亡率為0.11 %，明顯低于其余4組的0.27 %、0.40 %、0.62 %與0.65 %，50 d后淡水組日均死亡率0.18 %，雖仍低于其余4組的0.22 %～0.35 %，但離差的程度已明顯縮小，由此可見，試驗50 d后，鹽度對沼蝦生長的影響不同于前50 d，究其原因，可能與沼蝦密度有關，密度低生長速度快，存活率高[20]；也有可能與沼蝦繁殖有關，此階段羅氏沼蝦多數(shù)個體體長大于5 cm，已初步進入性腺發(fā)育階段，而羅氏沼蝦是降海性繁殖蝦類[21]，此可能引起羅氏沼蝦滲透壓調節(jié)、體內代謝發(fā)生劇烈變化，以適應繁殖需要，針對此還需作進一步研究探討。

3.2 鹽度對羅氏沼蝦性別分化和性腺發(fā)育的影響

觀察發(fā)現(xiàn)鹽度0.3條件下，羅氏沼蝦在養(yǎng)殖15 d后，開始出現(xiàn)性別分化，而鹽度12條件下養(yǎng)殖25 d后，才出現(xiàn)第二性征個體，性別分化的日齡隨鹽度的升高而增加，規(guī)格隨鹽度的增加逐步變小。但多數(shù)羅氏沼蝦出現(xiàn)第二性征時的體長為2.4～4.0 cm，雖然在性別分化時，鹽度低，沼蝦性別分化規(guī)格大，但生長日齡小，而鹽度高，沼蝦規(guī)格小，但日齡增加了。因此試驗認為此與密度對羅氏沼蝦性別分化影響的報道一致[22]，即羅氏沼蝦幼蝦的性別分化與其生長日齡和體長規(guī)格都有關，規(guī)格是第一要素，生長日齡是第二要素，羅氏沼蝦體長只要達到性別分化規(guī)格時，就蛻皮發(fā)育為雌雄蝦，當生長受到抑制時，在生長日齡的持續(xù)累積作用下，體長達到一定規(guī)格，即使比較小，也會出現(xiàn)第二性征，試驗結果表明鹽度升高，已性成熟雌蝦百分率降低，性腺未發(fā)育雌蝦百分率升高，此可能也與雌蝦規(guī)格有關。同時試驗表明鹽度越高，規(guī)格越小；而不同鹽度下雌蝦性腺已發(fā)育規(guī)格則沒有表現(xiàn)出與性別分化一樣明顯的規(guī)律，鹽度高，抱卵沼蝦規(guī)格反而大，此可能與羅氏沼蝦是降海性繁殖蝦類有關。

4 結 論

本研究表明鹽度顯著影響羅氏沼蝦生長，性別分化及性腺發(fā)育，不同于前50 d，試驗50 d后鹽度對羅氏沼蝦幼蝦可能不存在生長抑制效應，對存活的影響也下降，羅氏沼蝦性別分化的日齡及規(guī)格受鹽度影響，而其性別分化與生長日齡和體長規(guī)格都有關，規(guī)格是首要因素，生長日齡是次要因素，因此可以認為羅氏沼蝦性早熟現(xiàn)象不宜表述為較少的生長日齡出現(xiàn)性別分化,性早成熟，而以生長緩慢，性別分化和性成熟個體小型化更為適宜。