流水對克氏原螯蝦分布、生長、攝食和幾種免疫相關酶活性的影響

濮雪寅，孟祥龍，王彭越，黃成

（1.南京大學生命科學學院，江蘇 南京 210023；2.江蘇省淡水水產研究所，江蘇 南京 210017）

克氏原螯蝦Procambarus clarkii 原產于北美洲，現已廣布我國各地，成為一種重要的淡水養殖對象。生物和非生物（如陽光、溫度和水等）生態因子顯著影響克氏原螯蝦的行為、生長和發育。鄧慧芳[1]研究了不同光照條件對克氏原螯蝦生長發育的影響；Suzanne 等[2]研究了5 種溫度下螯蝦的攝食及營養吸收的差異；李庭古[3]發現，鹽度為0～6 時,螯蝦成活率較高,生長較快,餌料系數較低。但目前有關水流對克氏原螯蝦行為和生長發育的影響卻罕見報道。戴習林等[4]研究發現，靜水環境不利于凡納濱對蝦Litopenaeus vannamei 的增長、增重和存活，水平水流促進了對蝦生長和存活。王茂林等[5]研究發現，水流刺激影響三疣梭子蟹Portunus trituberculatus 幼蟹的運動行為和代謝。本試驗通過研究靜水和流水對克氏原螯蝦生長、攝食以及幾種免疫相關酶活性的影響，試圖探究這兩種環境下克氏原螯蝦的分布規律，以豐富克氏原螯蝦行為學內容。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗用240 尾克氏原螯蝦，平均體質量（22.44±4.41）g，平均體長（7.9±0.5）cm，來自江蘇省淡水水產研究所。試驗用水引自河道排灌水，水溫28.3℃，pH7.6，溶解氧含量為6.4 mg/L，飼料為蝦蟹配合飼料，產品編號Q31/0117000178C001-2015。試驗用水泵功率20 W，揚程1.2 m，流量1200 L/H。試驗池為2 m×2 m 的正方形水泥池（圖1），池深約1.3 m，平均水深18 cm，坡度4%。池正中用240 mm×115 mm×53 mm 的標準磚塊圍成約1.44 m×1.44 m 的正方形區域（I-Inside 區），外圍則為O 區（O-Outside 區），角落處留出足夠螯蝦自由進出的空隙。

1.2 方法

本試驗于2018 年8 月13 日—9 月5 日在江蘇省淡水水產研究所揚中基地進行，共計24 d。試驗池分為兩組：試驗組在水泥池對角位置各放置一臺潛水泵，形成順時針流水（F 組），對照組為靜水（S組）。每組6 個水泥池，3 個池為雌蝦，3 個池為雄蝦，每池20 尾螯蝦。水泥池中的O 區和I 區各放置一個直徑110 mm、高15 mm 的圓形餌料臺。每個餌料臺中投放10 g 飼料，每2 d 的下午2 點收集餌料臺中的殘餌，重新投放餌料。將殘餌統一放置陰涼通風處晾干24 h 后稱重。每天8:30、12:30、14:30 和20:30 采用點取樣法（point sampling）觀察記錄每個水泥池內螯蝦的分布情況。

圖1 試驗用水泥池示意圖Fig.1 Schematic diagram of a cement pond during the experiment

1.3 數據處理

各組克氏原螯蝦的分布情況用分布概率差（DDR）表示，計算公式如下：

內外分布率差（%）=（Ni-No）/（Ni-No）×100，

其中，Ni為I 區內螯蝦的數量，No為O 區內螯蝦的數量。

相對體質量增長率（%）=[Wt-W0]/W0×100，

相對體長生長率（%）=[Lt-L0]/L0×100，

肥滿度（%）=W/L3，

其中，W 為螯蝦體質量，L 為螯蝦體長，Wt為螯蝦初始體質量，W0為螯蝦末體質量，單位均為g；Lt為螯蝦初始體長，L0為螯蝦末體長，單位均為cm。

攝食量（g）=20-20×[（Wc-Ww）/Wc]，

其中Wc為對照組餌料臺中剩余餌料重量，Ww為試驗組餌料臺中剩余餌料重量，單位均為g。

試驗結束時，將螯蝦送至南京建成生物工程研究所檢測：肝胰腺和血清中的超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性及丙二醛含量（MDA）；腸道中胰蛋白酶（Trypsin）、脂肪酶（LPS）和淀粉酶（AMS）活性。

使用SPSS24.0 統計軟件對數據進行方差分析和多重比較。其中內外分布概率差組內檢驗采用配對T 檢驗分析顯著性，組間檢驗采用獨立樣本T 檢驗進行顯著性分析；其余數據則均用獨立樣本T 檢驗分析顯著性。顯著水平為0.05，極顯著水平為0.01。

2 結果與分析

2.1 克氏原螯蝦的存活率和時空分布

不同時間克氏原螯蝦在I 區和O 區的分布率概率差見表1。兩組螯蝦的存活數和死亡數的2×2列聯表的卡方檢驗結果見表2。

由表1 可知，兩組螯蝦白天均極顯著地選擇O區，夜晚均極顯著地選擇I 區。8:30 和20:30 時兩組螯蝦組間的分布不同：8:30 時F 組O 區內螯蝦分布率顯著低于S 組，20:30 時F 組O 區內螯蝦分布率極顯著低于S 組，即無論早或晚，克氏原螯蝦在流水外圍空間分布均顯著低于對應的靜水的外圍空間。由表2 可見，F 組螯蝦存活率顯著小于S 組，即流水顯著降低了螯蝦的存活率。

2.2 克氏原螯蝦體質量和體長絕對增長、攝食量及餌料系數

由表3 可知，兩組克氏原螯蝦的體質量和體長絕對增長、攝食量以及餌料系數之間無顯著差異（P＞0.05），即流水環境對于螯蝦的生長沒有顯著影響。由表4 可知，雖然兩組螯蝦的平均體質量、平均體長、體質量增加率和體長增長率之間并沒有差異，但F 組克氏原螯蝦的體質量和體長變異系數均小于S 組，餌料系數顯著小于S 組，即流水環境下螯蝦的規格更加整齊，同樣攝食量下增長的體質量更多。

表1 兩組克氏原螯蝦在不同時間點內外分布率差（DDR）及顯著性檢驗Tab.1 Distribution difference（DDR）and significance test of red swamp crayfish in the two groups at different sampling time

表2 兩組克氏原螯蝦存活數的2×2 列聯表卡方檢驗結果Tab.2 Chi-square test results of 2 × 2 contingency table for survival of red swamp crayfish Procambarus clarkii in the two groups

表3 試驗末兩組克氏原螯蝦平均體質量（Wt）、平均體長（Lt）、體質量增加率（RW）、體長增長率（RL）、肥滿度（）以其及顯著性檢驗Tab.3 Mean body weight（Wt）,mean body length（Lt）,body weight gain rate（RW）,growth rate in body length（RL）,and condition factor（CF）,and significance test in red swamp crayfish Procambarus clarkii in the two groups at the end of the experiment

2.3 克氏原螯蝦生理生化指標

由表5 可知，F 組螯蝦肝臟內超氧化物歧化酶的活性顯著高于S 組（P＜0.05），過氧化氫酶活性極顯著高于S 組（P＜0.01），F 組螯蝦血清內CAT 活性顯著高于S 組（P＜0.05），丙二醛的含量顯著低于S組（P＜0.05），即流水環境下螯蝦的抗氧化還原能力提高，減少了代謝廢物的產生。由表6 可知，F 組螯蝦腸道內的脂肪酶活性極顯著高于S 組（P＜0.01），即流水環境可以提高螯蝦體內脂肪酶的活力。

3 討論

3.1 流水環境對克氏原螯蝦分布格局的作用與意義

本試驗中，兩組螯蝦白天均顯著分布于O 區，可能與光照有關。水泥池有一定的深度，O 區一直存在陰影。觀察發現，不論哪個區域的螯蝦都幾乎全部處于陰影中，可見光照對螯蝦分布的影響作用遠大于流水。克氏原螯蝦有趨觸習性。Lamprea 等[6]研究發現，大小螯蝦均選擇陰影加上趨觸信號。黃成等[7]的研究同樣發現，陰影可減少克氏原螯蝦之間的損傷，體質量增長速度加快。而早晚時刻（8:30和20:30）弱光或無光，此時流水的影響開始體現，克氏原螯蝦在流水的影響下趨于靜水區域，這與謝文星等[8]的研究發現克氏原螯蝦具有趨水性結果相反，可能是本試驗中的流水為順時針的循環流水，與自然界中的單向流水不同，水中所包含的化學信號的豐富度也有差別所導致。

螯蝦之間互相識別的機制包括視覺信號、觸覺信號、化學信號。Francesca 等[9]研究表明：美洲螯龍蝦Homarus americanus 通過視覺識別同類，認出相對熟悉的同類。Zulandt 等[10]試驗發現：尿液是克氏原螯蝦之間傳遞信息的一種重要的化學信號。水作為一種環境因子，不僅直接影響克氏原螯蝦的行為和生長發育，還通過流動形式改變水中化學信號的分布，影響克氏原螯蝦之間的社會行為。F 組螯蝦存活率顯著低于S 組，有可能是水流沖擊應激，亦有可能是流水改變了克氏原螯蝦用于標記領域而釋放的尿液分布，使O 區長期處于混亂無秩序的狀態，從而在早晚無光和弱光時間內流水組螯蝦在I區的密度大于靜水組，間接壓縮了螯蝦的生存空間，增加了競爭強度，導致存活率下降。

表4 兩組克氏原螯蝦平均總攝食量（AFC）、體質量增加量（△W）、體長增長量（△L）、變異系數（CV）以及餌料系數（FC）的顯著性檢驗Tab.4 Total food consumption（AFC）,weight gain（△W）,body length increase（△L）,coefficient of variation（CV）and food conversion ratio（FC）and significance test in red swamp crayfish Procambarus clarkii in the two groups

表5 兩組克氏原螯蝦肝胰腺（H）和血清（S）的理化指標及顯著性檢驗Tab.5 Analysis and significance test of physical and chemical indices in hepatopancreas and serum of red swamp crayfish Procambarus clarkii in the two groups

表6 兩組克氏原螯蝦腸道（I）的理化指標及顯著性檢驗Tab.6 Analysis and significance test of physicochemical indicators in intestinal tract（I）of red swamp crayfish Procambarus clarkii in the two groups

3.2 流水環境對克氏原螯蝦生長發育的影響

不同環境因素影響克氏原螯蝦的生長發育。戴習林等[4]研究表明，水平流速在2.78 mm/s 時，體長1～3 cm 的凡納濱對蝦生長速率和體質量增重率最大。肖鶴鳴等[11]研究發現，隨著養殖密度的增大，克氏原螯蝦的終末體質量逐漸減少。馬太效應是指“強者愈強，弱者愈弱”的現象[12]。本試驗中，流水環境對螯蝦的生長沒有顯著影響，但流水組螯蝦的變異系數小于靜水組，這是因為流水改變了水中固有的領域空間資源分布，使其相對均勻化，避免了馬太效應的產生。王陳路等[13]發現，克氏原螯蝦也存在領域所有權現象。流水環境下沒有明確的領域劃分，每只螯蝦獲得的資源相對均等，增長率也相對均一。綜上可知，流水有利于養殖出規格齊整的螯蝦；流水組螯蝦的餌料系數顯著小于靜水組，即流水環境下幸存螯蝦增長同樣的體質量所消耗的餌料更少，經濟效益更高。

3.3 流水環境對克氏原螯蝦生理生化指標的影響

肝胰腺具有類似于脊椎動物肝臟、胰腺和腸道的許多功能[14]。正常血液指標值能反映物種的屬性和正常生理狀態[15]。SOD、CAT、MDA 均是用于衡量動物機體內抗氧化功能的代表性指標，其中SOD 作為生物體內清除活性氧反應的第一個抗氧化酶,與水生生物的免疫水平密切相關，對于增強吞噬細胞防御能力和整個機體的免疫功能具有重要作用[16]，常被用于環境因子脅迫的潛在指標[17,18]。CAT 能將H2O2轉化成水，是動物體內重要的抗氧化酶，能減輕活性氧自由基對機體細胞的氧化損傷[19]。克氏原螯蝦組織中脂質過氧化物MDA 含量可以反映機體內脂質過氧化的程度，間接反映出細胞損傷狀況和程度[20,21]。本試驗中，流水組螯蝦的肝胰腺SOD、CAT及血清CAT 活性均顯著高于靜水組螯蝦，且血清MDA 含量也顯著低于靜水組，意味著流水環境能夠淘汰相對較弱的螯蝦，增強幸存者的免疫力；肝胰腺的指標也從側面證明流水環境下幸存螯蝦消化能力更強，解釋了餌料系數低的原因。

甲殼動物體內碳水化合物含量很少，一般不作為能量物質，主要以脂肪為能源物質[22,23]。流水組螯蝦腸道內AMS 和Trypsin 活性與靜水組無顯著差異，但LPS 活性極顯著高于靜水組（P＜0.01），即流水環境下螯蝦能量消耗量高于靜水組螯蝦，刺激了其脂肪酶活力上升。

本試驗僅對兩種環境因子做了研究，而未設計不同梯度來研究最適流速，尚需進一步探究。