5個不同地理群體仿刺參的高溫耐受力及養殖性能評估

李曉英，張冬冬，2，徐夢雪，3，陳百堯，安 健，伏光輝，董志國

（1.江蘇海洋大學海洋科學與水產學院，江蘇省海洋生物技術重點實驗室，江蘇連云港 222005；2.上海海洋大學水產與生命學院，上海 201306；3.南通市水產技術推廣指導站，江蘇南通 226007；4.連云港市海洋與漁業發展促進中心，江蘇連云港 222005）

仿刺參（Apostichopus japonicus）隸屬于棘皮動物門（Echinodermata），海參綱（Holothuroidea），楯手目（Aspidochirotida），刺參科（Stichopodidae），仿刺參屬，又名刺參，是一種名貴的海產品，具有較高的營養價值和藥用價值［1-4］。隨著人們生活水平的改善，依靠山東、遼寧和河北傳統的野生捕撈難以滿足日益增長的市場需求，因此發展海水池塘養殖顯得尤為重要。

溫度是限制仿刺參分布范圍、成活和生長的主要生態因子［5-8］。仿刺參具有夏眠（水溫升高到22～26℃）和冬眠（水溫低于3℃后）的生理特性［8］，其適宜的生長溫度為10 ～20℃之間［9］。北方夏季池塘水位低，水溫超過仿刺參耐熱極限，往往造成其大規模死亡。因此，深入開展耐高溫仿刺參良種選育及其相關技術研究勢在必行［10-11］。近些年，陸續有學者發現仿刺參紅色系［12］、“高抗1號”［13］、“東科1號”［14］以及中韓雜交子一代［15］在耐高溫方面具有一定優勢；也有學者嘗試北參南移［16］，以便減少山東和遼寧主養區養殖壓力和資源消耗，增加推廣面積以期滿足市場產量需求。然而，針對我國5個主要養殖區的仿刺參群體在室內同一條件下耐高溫性比較尚未見報道。

江蘇連云港擁有得天獨厚的天然海域和廣闊的海水池塘，平山島附近海域也是野生仿刺參在我國自然分布的南線［1］。有學者嘗試在連云港進行仿刺參工廠化人工育苗［17］，但是有關仿刺參的苗種引進和本地化池塘養殖鮮見報道。鑒于此，本文旨在研究仿刺參不同群體對高溫耐受力的差異性，以篩選高溫耐受力較強的群體，為仿刺參在連云港本地池塘養殖和南方海域的科學養殖提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

5個不同地理群體仿刺參親本分別取自于蓬萊（PL）、膠南（JN）、東營（DY）、大連（DL）和昌黎（CL）5個地區養殖場，用網撈取后迅速裝入加冰袋的泡沫箱中運輸至連云港贛榆佳信水產開發有限公司，放入150 L的白色PVC海水塑料桶中室內黑暗條件下暫養5 d，桶中放置波紋板，便于仿刺參附著。隨后參考安健等［17］方法進行人工繁殖苗種供實驗使用，孵化溫度維持在18 ～20℃。

1.2 實驗設計

1.2.1 不同溫度對不同仿刺參群體存活影響

根據往年夏季高溫天連云港海水池塘水溫主要集中于27～32℃的實際情況，本實驗共設置28、29、30、31、32℃5個溫度梯度，旨在覆蓋本養殖區水溫高溫變化的主要階段。每個梯度設3個平行，每個平行分別放置5個群體苗種，規格為（0.04±0.03）g，每個群體取30個個體，分別用網袋裝好放置于同一實驗桶中。用加熱棒將海水溫度逐漸升高成不同梯度，防止溫度突然過高影響實驗結果，每天固定一桶溫度不變，其余各組均每天升高1℃，如第一桶28℃保持不變，其余4桶均升至29℃，第二天保持第二桶29℃不變，其余3桶升至30℃，依次類推。5 d后溫度梯度達到實驗設置后持續充氣暫養3 d開始進行實驗，各試驗組的鹽度為25，pH為7.9～8.2。實驗周期為2013年8月7日—2013年8月14日共計7 d，每天記錄死參數量并及時撈出、換水。此外，每天上午和下午各投喂一次飼料（43%鼠尾藻粉、40%海泥、15%玉米蛋白、1%礦物質組成）直至仿刺參飽食，7 d結束后計算幼參的死亡率。

1.2.2 池塘相同養殖條件下不同仿刺參群體生長差異

實驗時間為2013年6月至2014年6月，從連云港贛榆佳信水產開發有限公司將PL、JN、DY、DL和CL 5個群體的繁殖仿刺參苗種［體質量為（0.04±0.03）g，體長值因極低不作計量］運輸至連云港市海珍品增養殖試驗場。所有苗種均事先在塑料箱中暫養30 d，再隨機分裝并吊養在5只大小為60 cm×40 cm×30 cm的長方體網箱內，在同一口塘內進行養殖，以減少環境效應影響。每天上午8點和下午4點定時投喂自配飼料（43%鼠尾藻粉、40%海泥、15%玉米蛋白、1%礦物質組成）。實驗期間，分別于2013年8月13日（50日齡）、2013年11月22日（150日齡）、2014年3月7日（250日齡）和2014年6月17日（350日齡）從每個群體中隨機抽取40個仿刺參個體，測量其體長和體質量，其中用于計算平均日增重量樣本數為40個，而計算不同日齡體長和體質量生長性狀樣本數為30個。體長采用游標卡尺和直尺測量，精確到0.01 mm；體質量用電子稱稱量，精確到0.01 g。測量前，先將仿刺參從網箱中取出放在干凈光滑的桌面上，待其自然伸展時測量體長，之后用吸水紙將仿刺參體表的水分吸干，放置于電子天平上稱量質量，記錄所測量的每只仿刺參的體長和體質量。稱完后，立刻放回網箱中繼續養殖。

1.3 數據處理

實驗所采用的各指標的計算公式如下：

存活率（%）=N2/N1×100%

平均日增重量（g·d-1）=W/t

式中，N2為最終存活數，N1為取樣樣本數；W為仿刺參終體重，t為養殖天數。

不同群體對高溫的耐受力實驗，將溫度轉化為自然對數，將仿刺參的死亡率轉化為概率單位，參考范超晶等［15］方法建立死亡率（Y）與溫度（X）之間的簡單線性回歸方程，以120 h半致死溫度為耐溫依據，來比較5群體耐高溫的差異性。實驗數據采用SPSS 19.0軟件處理，運用單因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncan多重比較，以P＜0.05作為差異顯著水平標志。運用非線性估計對實驗中的各種變量進行回歸統計和相關分析。數據以平均值±標準差方式展示。

2 結果與分析

2.1 溫度對不同地理群體仿刺參幼體存活的影響

如表1所示，5個群體仿刺參在不同高溫下存活率存在較大差異。PL、DY和CL的成活率均在29℃時達到最高，其后隨溫度升高而下降；而JN和DL群體在28℃時存活率最高，整體上也隨溫度升高呈下降趨勢。28℃時，5個群體間成活率無顯著性差異（P＞0.05）；29℃時，DL群體存活率顯著低于其他4個群體（P＜0.05）；30℃時，JN和DL群體顯著低于其余3個群體；而直至31℃時，各試驗組的存活率明顯下降，CL、DY、PL 3個群體間成活率無顯著性差異，但顯著高于JN和DL（P＜0.05）；32℃時，DY和JN群體存活率顯著高于DL和CL（P＜0.05），與PL差異不顯著。

由表2可見，5個群體的半數致死溫度（ULTs50）相差不大，均在31.5～31.9℃之間。其中，JN群體半致死溫度值最高為31.9℃，DL次之，DY和PL均為31.6℃，CL群體最低，為31.5℃。

2.2 池塘相同養殖條件下不同仿刺參群體生長差異

2.2.1 仿刺參體長生長比較

如表3所示，不同地理群體仿刺參的體長均呈逐漸增長的趨勢。幼體養殖50日齡時PL群體顯著大于JN、DY和DL群體（P＜0.05），與CL群體差異不顯著；150日齡時，PL群體仍顯著大于DL群體（P＜0.05），但與JN、DY和CL群體差異不顯著；到250日齡時，PL和DL群體均顯著大于JN和CL群體（P＜0.05），與DY群體差異不顯著；350日齡時，PL、JN、DY和DL 4個群體間體長趨于接近，都顯著大于CL群體（P＜0.05）。整體上，3月到6月（250～350日齡），5個群體仿刺參體長均出現較快增長趨勢。

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表1 不同溫度對5個仿刺參群體存活率影響（平均值±標準差）Tab.1 Survival rates of five groups of Apostichopus japonicus juveniles at different temperatures（mean±SD）

表2 5個不同群體仿刺參死亡率-溫度回歸關系及半數致死溫度Tab.2 Temperature regress relation and values of ULTs50 of five different Apostichopus japonicus groups

2.2.2 仿刺參體質量生長比較

50～350日齡，PL、JN、DY、DL和CL 5個群體的仿刺參體質量呈現快速增長的趨勢（表4）。幼體50日齡時，CL群體體質量最高且顯著高于JN和DY（P＜0.05），與PL和DL群體無顯著性差異；150日齡時，PL和CL群體體質量仍較大但5個群體之間無顯著性的差異（P＞0.05）。250日齡時，PL群體體質量依舊最高，DL次之，兩群體無顯著差異，但顯著高于JN、CL（P＜0.05），JN、CL兩群體無顯著性差異，DY與其他4個群體無顯著性差異；350日齡時，DY和DL兩個群體體質量最大，相互間無顯著性差異（P＞0.05），但顯著高于其他3個群體（P＜0.05）。從整個生長周期來看，DY和DL群體前期（50～150日齡）生長較慢，但后期（250 ～350日齡）生長迅速，而CL趨勢與之相反。

2.2.3 生長速度差異比較

50～350日齡，5群體日增重量呈現先下降后上升趨勢，350日齡時各群體日增重量均達到最高值（圖1）。5群體在50日齡和150日齡時日增重量無顯著性差異（P＞0.05）；250日齡時，JN群體日增重量最低，且顯著低于PL群體（P＜0.05）；350日齡時，DY和DL群體日增重量顯著高于其余3群體（P＜0.05）。

表3 5個仿刺參群體不同生長期體長（平均值±標準差）Tab.3 Body length of Apostichopus japonicus juveniles in different stages（mean±SD） （mm）

表4 5個仿刺參群體不同生長期體質量（平均值±標準差）Tab.4 Body weight of Apostichopus japonicus juveniles in different stages（mean±SD） （g）

3 討論

3.1 不同群體仿刺參不同高溫下存活率比較

同種生物的不同地域分布特點往往導致其在適應環境的同時對溫度會產生不同耐受力，這在許多物種中都有發現［18-19］。HOCHACHKA和SOMERO［20］研究表明當水溫超過仿刺參耐受極限，往往導致機體產生復雜生理反應從而引起熱致死。本研究中，PL、DY和CL群體的成活率均在29℃時達到最高，而JN和DL群體在28℃時最高。這說明不同群體對溫度具有不同的耐受性，且個體間也存在較大的耐受差異性。這種不同地理群體仿刺參對高溫耐受性不同導致死亡率的差異性在低溫刺激下同樣存在［21］。溫度超過32℃時，山東的PL、JN和DY 3群體存活率相近，為32% ～36%，而最北的兩個群體DL和CL存活率僅為26%，這也說明不同緯度地理群體對高溫耐受性的差異顯著。本研究中5群體在32℃高溫刺激下存活率都低于趙歡等［22］報道的80%（高溫定向選育群體）和56.7% （未經選育煙臺野生群體）。造成這種差異的原因一方面可能是因為選擇的實驗對象來源和規格不同；另一方面可能因為趙歡等［22］采用先升溫至30℃暫養5 d再每日升溫0.5℃至32℃，給予刺參30℃至32℃較長的適應期，而本研究直接從28℃以每日升溫1℃至32℃，兩種方法對刺參的溫度適應強度不同導致了不同結果。

刺參對溫度耐受性具有可塑性，并與其經歷的溫度和馴化程度有關［9］。MENG等［23］將刺參在高溫和低溫下先進行馴化30 d再進行熱致死脅迫實驗，發現高溫馴化組的半數致死溫度（ULTs50：31.8℃）高于低溫馴化組（ULTs50：30.9℃）。這種耐熱性的差異主要是因為刺參Hsp70基因參與體內表達差異導致。高溫馴化組的刺參經過熱應激，其體內的Hsp70基因在轉錄、翻譯以及穩定性水平上均顯著高于低溫馴化組［16，23］。可見，長期的高溫馴化可以提高刺參的高溫耐受性。本研究中5個群體半數致死溫度（ULTs50）為31.5～31.9℃，與MENG等［23］高溫脅迫實驗半數致死溫度為31.8℃和王青林［16］研究發現的高溫馴化半數致死溫度為31.5～32.1℃幾乎一致。此外，就半致死溫度而言，對高溫的耐受力最強的為JN群體（ULTs50：31.9℃），最弱的為CL群體（ULTs50：31.5℃）。這種群體差異性可能是因為5個群體中，JN群體分布靠南，緯度最低，經過長時間較高溫度馴化與適應，其對于高溫的耐受力最強；而CL群體分布位于較北端，緯度較高，長期處于略微低溫馴化中，因此其對高溫的耐受能力較弱。這種不同地理群體高溫耐受性差異，在花鱸（Lateolabrax maculatus）［24］、 凡 納 濱 對 蝦 （Litopenaeus vannamei）［25］和 皺 紋 盤 鮑 （Haliotis discus hannai）［26］等其他物種中也有相應報道。今后的選育工作中，可以充分利用不同群體耐高溫特性和熱歷史能改變刺參致死溫度上限相結合，優選耐高溫地理群體，通過雜交和引入到南方累代養殖提高其適溫上限，不斷迭代選育出耐高溫的品系［13］。

3.2 5群體仿刺參相同養殖環境中的生長性能比較

日增重量是反映水產動物增長速度的一項重要指標［31-32］。5群體在50日齡和150日齡時，日增重量整體上低于250和350日齡時。這主要因為50日齡和150日齡剛好處于夏季和冬季，筆者2013年在連云港試驗池塘實際養殖過程中測得夏季水溫多數為28～31℃，其中也曾出現數十天的罕見連續高溫日。水溫超過32℃，仿刺參紛紛進入夏眠狀態，部分仿刺參和水產動物甚至出現死亡，而冬季水溫大部分為0～4℃，也是仿刺參冬眠溫度范圍。因此，作者推測夏季和冬季日增重量低可能是仿刺參分別進入夏眠和冬眠狀態，攝食和新陳代謝減少，所以生長遲緩［8，21，33］。仿刺參在250日和350日齡時（3～6月）生長速度較快，因為此階段的水溫范圍基本為10～20℃為主，是仿刺參生長的最適溫度范圍［34-35］。DY和DL兩群體此階段日增重量也較大，說明該階段本地池塘水溫和鹽度可能正好符合兩群體的最適生長條件，有利于兩群體發揮生長較快的優勢。

4 小結

1）依據半致死溫度而言，對高溫的耐受力最強的為JN群體（ULTs50：31.9℃），最弱的為CL群體（ULTs50：31.5℃）；31℃和32℃時，DY和PL群體存活率均較高。

2）池塘養殖周期為350日齡時，DY群體不論體長還是體質量以及日增重量，都具有較高的優勢。

因此，考慮到存活率及生長性能，優先推薦仿刺參DY群體在連云港本地池塘養殖。