長江、黃河和遼河水系野生中華絨螯蟹子三代成蟹養殖性能和性腺發育的比較研究

周永昌 姜曉東 成永旭 吳旭干

(1 上海海洋大學，水產科學國家級實驗教學示范中心，上海 201306；2 上海海洋大學，農業農村部淡水種質資源重點實驗室，上海 201306；3 上海海洋大學，水產動物遺傳育種中心上海市協同創新中心，上海 201306)

中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)俗稱毛蟹、河蟹、大閘蟹，隸屬于節肢動物門、甲殼綱、十足目、方蟹科、絨螯蟹屬，是我國最重要的經濟蟹類之一。中華絨螯蟹在中國分布范圍較廣，在長江、黃河、遼河、甌江、閩江和圖們江等流域均有分布，其中長江流域中華絨螯蟹在池塘養殖條件下具有生長速度快、成蟹規格大品質高等優點，是我國最主要的養殖群體[1]。由于長期的地理隔離，不同地理種群中華絨螯蟹存在明顯的養殖性能和遺傳多樣性差異。比如，高緯度地區的野生和池塘養殖中華絨螯蟹由于環境溫度較低，其生殖蛻殼時間通常早于低緯度地區，因此成蟹的生長期較短，平均體質量較小[2]。本課題組于2013年底將長江、黃河和遼河水系野生蟹種引進到長江流域進行池塘養殖、種質資源評價和優異種質挖掘利用，進行了一系列的比較研究。研究結果表明，上述3個水系的野生中華絨螯蟹在生長性能、性腺發育[3]、營養品質[4-5]、形態特征[6]以及遺傳多樣性[7]等方面均存在明顯差異。

為進一步了解不同水系野生中華絨螯蟹繁育數代后子代的生長性能和生殖蛻殼時間差異，本課題組在相同條件下進行遼河、黃河和長江水系野生中華絨螯蟹人工繁殖并養殖至第三代(G3)，評價3個水系的G3在成蟹階段的生長性能、生殖蛻殼、性腺發育和最終養殖性能(成活率、平均體質量和飼料系數)的差異，以期為中華絨螯蟹種質資源評價、新品種培育和環境適應性研究提供基礎資料。

1 材料和方法

1.1 蟹種來源與養殖條件

3個水系的子三代(G3)蟹種均來自上海海洋大學崇明產學研基地，為2013年10—11月采集的遼河、黃河和長江水系野生親本所繁育，至2019年已繁育至子三代(G3)成蟹階段。本試驗于2019年2—12月在崇明上海海洋大學基地進行，選用12口室外池塘(長10.4 m，寬7.6 m，水深1.2 m)進行養殖試驗(每個水系4口平行池塘)，每口池塘四周設有30 cm高的防逃圍板，以防止試驗蟹逃逸或野雜蟹進入。每口試驗池塘放養扣蟹100只(雌、雄各半)，蟹種初始放養規格見表1。

表1 不同水系蟹種初始放養體質量

1.2 養殖管理

2018年12月底使用漂白粉(每口池塘15 kg)對試驗池塘進行消毒和清塘，2周后在池塘內種植伊樂藻供中華絨螯蟹隱蔽，伊樂藻株距為1.5 m，行距為2 m。2019年2月10日在各池塘中放入不同水系蟹種，當池塘日平均水溫達到13 ℃以上時開始投喂配合飼料，飼料粒徑大小為2.2 mm，早期每2～3 d投飼1次，投喂時間為17:00左右，投喂方式為全池潑撒。當水溫高于21 ℃時，改為每日投飼1次，陰天適當減少投喂量，雨天不投飼。投飼量為中華絨螯蟹總體質量的0.5%～5.0%，并根據水溫和殘飼情況進行調整。養殖期間根據池塘水質情況采取適量的調控措施以維持良好水質，合理控制池塘內伊樂藻的密度，既要防止水草過少不利于中華絨螯蟹隱蔽棲息，又要防止伊樂藻過密造成水體缺氧，影響中華絨螯蟹的正常生長和發育。每周使用試劑盒測定水質1次，監測每口池塘水體的氨氮、亞硝酸鹽和pH等指標。試驗期間保持水體pH 在7.0～9.0、DO>3 mg/L、氨氨<0.4 mg/L、亞硝酸鹽<0.15 mg/L。每半個月消毒1次，并合理使用EM菌、光合細菌、枯草芽孢桿菌等微生物制劑對水質、底質進行調控。7—10月夜間采用微孔增氧設施進行池塘底部增氧，防止缺氧影響中華絨螯蟹攝食和生長。

1.3 數據采集

1.3.1 生長情況

分別于5月25日、7月25日、9月25日和11月25日從每口池塘隨機采集雌、雄個體各20～30只進行稱量，稱量前先用干毛巾擦干蟹體表水分。根據每次采樣結果計算雌、雄個體的增重率(WGR)和特定增長率(SGR)，計算公式[8]如下。

增重率(%)= 100×(Wt-Wt-1)/Wt-1

(1)

特定生長率(%/d)= 100×(lnWt-lnWt-1)/D

(2)

式(1)～(2)中，Wt指第t月蟹的平均體質量(g)，Wt-1指第t-1月蟹的平均體質量(g)，D為采樣的間隔時間(d)。

1.3.2 生殖蛻殼和性腺發育情況

自7月25日開始，每隔15 d左右從每口池塘分別采樣雌、雄個體各15只，根據外部特征判斷其是否已經完成生殖蛻殼，據此統計雌、雄個體完成生殖蛻殼的比例。雄體主要依據交接器是否突出和硬化、大螯絨毛覆蓋面積和長度、殼是否為青色等來判斷；雌體主要依據腹臍形狀、腹臍絨毛長度和殼的顏色等來判斷。

當其中1個種群雌體或雄體生殖蛻殼比例達到50%以上后，每隔15 d對3個種群的雌體或雄體進行解剖，并按照各個種群生殖蛻殼比例取樣，每個種群雌、雄成蟹各采樣8只個體(每口池塘取樣雌、雄蟹各2只)，精確稱量后進行活體解剖，取出每只蟹的全部肝胰腺和性腺，用電子天平精確稱量(精確到 0.001 g)后，計算肝胰腺指數(HSI)和性腺指數(GSI)，計算公式如下。

肝胰腺指數(%)=肝胰腺質量/體質量×100

(3)

性腺指數(%)=性腺質量/體質量×100

(4)

1.3.3 養殖性能

試驗于12月10日停止，隨后排干試驗池塘,捕出剩余的中華絨螯蟹，統計每口池塘中存活的雄體和雌體的數量并稱量。然后根據每口池塘捕獲雌、雄個體的總體質量計算最終成蟹的平均規格，并據此計算成活率和單位產量。參照He等[9]的方法，對最終捕獲的所有成蟹按體質量進行規格分級，并統計3個種群成蟹各規格區間所占比例。雄蟹分為6級：<120.00 g、120.00 ～144.99 g、145.00 ～169.99 g、170.00 ～194.99 g、195.00 ～219.99 g、≥220.00 g；雌蟹分為5級：<90.00 g、90.00 ～104.99 g、105.00 ～119.99 g、120.00 ～134.99 g、≥135.00 g。根據試驗期間投喂的飼料計算飼料系數(FCR)，計算公式如下。

飼料系數=消耗飼料總質量/(最終產出蟹總體質量-最初放養扣蟹體質量)

(5)

1.4 數據分析

所有數據采用“平均值±標準誤”表示。采用SPSS 26.0軟件對試驗數據進行統計分析，用Levene法進行方差齊性檢驗，當數據不滿足齊性方差時對百分比數據進行反正弦或者平方根處理，采用單因子ANOVA對試驗結果進行方差分析，采用Turkey法進行多重比較；當數據轉換后仍不滿足齊性方差時，采用Games-Howell非參數檢驗對多重比較[10]。取P<0.05為差異顯著，在GraphPad Prism軟件上繪制相關圖表。

2 結果

2.1 生長性能

3個水系的G3在成蟹階段的體質量變化情況如圖1所示。雖然長江水系雌、雄個體在5月份的平均體質量低于遼河和黃河群體，但其在養殖中后期(7—11月)的平均體質量整體高于另外2個群體，且11月份長江水系雄蟹的平均體質量顯著高于遼河群體(P<0.05)。黃河水系中華絨螯蟹在7—11月間的平均體質量一直居于長江水系和遼河水系之間。

3個水系的G3在成蟹階段的增重率(WGR)見圖2。大多數月份3個水系G3的WGR差異不顯著，僅長江水系雄體在5—7月和9—11月兩個時間段的WGR顯著高于遼河水系(P<0.05)。3個水系群體特定生長率(SGR)的變化趨勢與WGR類似，其中長江水系雄體僅5—7月份的SGR顯著高于遼河群體(P<0.05)(見圖3)。

2.2 生殖蛻殼率和性腺發育

圖4為3個水系G3在成蟹養殖階段的生殖蛻殼率變化情況。由圖4可以看出，成蟹生殖蛻殼大多集中在8月中下旬至9月上旬。無論雌體和雄體，3個水系中華絨螯蟹在各個采樣時間點的生殖蛻殼率由高到低依次為：遼河>黃河>長江。就雄體而言，8月15日時長江水系蟹尚未發現完成生殖蛻殼的個體，而黃河和遼河水系蟹的生殖蛻殼率達10%左右，并且遼河水系蟹的生殖蛻殼率顯著高于黃河水系(P<0.05)。此外，遼河水系在8月30日的生殖蛻殼率顯著高于其余2組(P<0.05)。就雌體而言，7月25日時長江水系群體尚未發現完成生殖蛻殼的個體，而黃河和遼河水系的生殖蛻殼率在2%左右。8月30日3個水系生殖蛻殼率均已超過80%，9月15日前后3個水系群體均已基本完成生殖蛻殼。

3個水系中華絨螯蟹性腺發育期間的性腺指數(GSI)和肝胰腺指數(HSI)的變化情況見圖5和圖6。不論雌體和雄體，3個水系中華絨螯蟹的性腺指數均為：長江水系<黃河水系<遼河水系，其中遼河雌體在10月20日的性腺指數顯著高于長江水系。各組之間肝胰腺指數的差異較小，僅黃河水系在10月20日時的肝胰腺指數顯著低于遼河水系(P<0.05)。

2.3 最終養殖性能

3個水系中華絨螯蟹的最終成活率、平均體質量、單位產量及飼料系數見表2。在平均體質量方面，不論雄體、雌體還是整體平均體質量，均為長江水系>黃河水系>遼河水系，且長江水系雄體和整體平均體質量顯著高于遼河水系(P<0.05)；就成活率而言，各組之間差異較小，雄體成活率均在52.50%左右，雌體成活率均在47.00%左右。各水系之間的最終單位產量與平均體質量相一致，即長江水系>黃河水系>遼河水系，但各水系之間無顯著性差異(P>0.05)。在飼料系數方面，遼河和黃河水系高于長江水系，但各組之間無顯著性差異(P>0.05)。

表2 3個水系中華絨螯蟹G3在成蟹養殖階段的最終平均規格、成活率、單位產量及飼料系數

3個水系中華絨螯蟹的最終規格分布如圖7所示。就雄體而言，長江水系主要分布于120～220 g規格區間內，黃河水系主要分布于145～195 g規格區間內，遼河水系主要分布于120～220 g規格區間內。此外，遼河水系蟹體質量<145 g的比例顯著高于長江和黃河水系，長江水系在145～170 g規格區間內的比例顯著低于黃河水系，而>195 g規格的比例顯著高于黃河水系和遼河水系(P< 0.05)。就雌體而言，遼河水系蟹體質量主要分布于90～120 g規格區間內，黃河水系<90 g規格的比例顯著較低，而120～135 g規格的比例顯著較高(P<0.05)。長江水系在90～105 g規格區間的比例顯著較低，而>135 g規格的比例顯著較高(P< 0.05)。

3 討論

由于我國各大流域在水溫、水流、鹽度、食物、生存空間以及生物群落等方面均存在差異，各流域野生中華絨螯蟹在長期的地理隔離下已分化出不同的生長性狀[11]。就我國中華絨螯蟹養殖區域較為集中的長江、黃河以及遼河流域而言，長江流域由于溫度適宜、環境條件優越，該地區中華絨螯蟹往往生長周期長，成蟹最終規格較大；而黃河和遼河流域因溫度較低，導致中華絨螯蟹生長周期較短，性腺發育早，最終規格較小[12]。在前期的研究中，課題組將黃河和遼河水系野生蟹種(G0)移至長江水系進行成蟹養殖，并與長江流域本土野生蟹種的養殖性狀作比較，結果顯示，3個水系的野生中華絨螯蟹生長性狀差異明顯，具體表現為：長江水系雄、雌個體最終平均體質量分別比遼河水系高24.61%和10.11%，而遼河水系雄、雌個體的最終性腺指數均顯著高于長江水系個體[3]。本試驗中，黃河水系和遼河水系野生中華絨螯蟹在長江流域人工繁殖3代后仍一定程度上保留著最終規格較小且性腺發育提前的特性，但長江水系G3雄、雌個體的最終平均體質量僅比遼河水系高出11.59%和8.33%，明顯低于G0個體之間的生長性能差異。此外，就性腺發育而言，3個水系G3雌體存在顯著差異，而3個水系G3雄體最終性腺指數的差異較小。這些結果均表明，雖然3個水系G3個體在成蟹階段的養殖性能和性腺發育仍存在差異，但組間差異明顯小于G0原代。

環境條件和餌料狀況是影響中華絨螯蟹生長性狀的重要因素[13-14]。本研究中，3個水系的野生親本經過人工繁育并養殖3代后，野生原代在自然環境中所特有的生長性狀差異明顯減小，說明自然水域與人工池塘環境條件的差異可能導致3個水系G3個體的生長性狀趨同[15-16]。之前對該物種的研究同樣表明，生存環境對其表觀性狀影響較大，比如先前的研究中，遼河、黃河和長江水系野生扣蟹和成蟹的頭胸甲形態特征均存在顯著差異[6，17]，但是3個水系野生中華絨螯蟹在長江流域繁育并養殖一代后，其形態學差異基本消失[18]。同樣的，雖然長江流域野生和池塘養殖蟹種的形態學差異較大，但由于這些形態特征差異在選育過程中逐漸消失，因而形態學特征不能作為中華絨螯蟹良種選育的可靠指標[19]。此外，野生生態系統中天然餌料的豐富度和可食用性有限，不同水域的天然餌料資源情況也各異，而3個水系G3個體在池塘養殖過程中主要以配合飼料為食，不存在敵害生物和饑餓脅迫，這可能是導致3個水系G0和G3差異情況不同的另一個因素[20-21]。

綜上所述，3個水系野生中華絨螯蟹人工繁育第3代在成蟹養殖階段同樣存在生長性狀差異，但組間差異已明顯小于3個水系的野生原代。3個水系野生中華絨螯蟹進一步繁育后的生長性狀差異有待后續研究探明。