培養(yǎng)密度和容積對(duì)西藏?cái)M溞生長和生殖的影響

金盈,趙文,楊為東,魏杰

(1.大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院,遼寧省水生生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧大連116023;2.大連老虎灘海洋公園,遼寧大連116013)

培養(yǎng)密度和容積對(duì)西藏?cái)M溞生長和生殖的影響

金盈1,趙文1,楊為東2,魏杰1

(1.大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院,遼寧省水生生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧大連116023;2.大連老虎灘海洋公園,遼寧大連116013)

在溫度為(17±1)℃和鹽度為16±1的條件下,研究了培養(yǎng)密度(0.1、0.2、0.3個(gè)/mL)和容積(20、50、80、150 mL)對(duì)西藏?cái)M溞Daphniopsis tibetana生長和生殖的影響。結(jié)果表明:在試驗(yàn)范圍內(nèi),低種群密度比高種群密度更有利于西藏?cái)M溞的生長和繁殖,當(dāng)種群密度為0.1個(gè)/mL時(shí),最有利于溞體的生長和繁殖,當(dāng)種群密度達(dá)到0.3個(gè)/mL時(shí),水體中開始出現(xiàn)雄體(CV3組除外);在容積試驗(yàn)中,容積為20～80 mL時(shí),西藏?cái)M溞的體長隨著容積的增大而增大,容積為80 mL時(shí),最適宜溞體的生長和生殖;西藏?cái)M溞的生殖量隨著體長的增加而增加。

西藏?cái)M溞;種群密度;生長;生殖

枝角類由孤雌生殖轉(zhuǎn)化為兩性生殖是受食物、種群密度、光照和溫度等多種生態(tài)因子共同調(diào)控的。在自然條件和實(shí)驗(yàn)室條件下,關(guān)于淡水枝角類有性生殖已做了許多研究,然而對(duì)鹽水枝角類生殖轉(zhuǎn)化的研究很少。西藏?cái)M溞Daphniopsis tibetana Sars屬冷水種和鹽水種,在枝角類生物學(xué)研究中有獨(dú)特地位。西藏?cái)M溞呈點(diǎn)狀分布于亞洲,在中國主要分布在西藏、新疆和青海等高海拔貧營養(yǎng)鹽湖[1]。擁擠效應(yīng)是最常提到的誘導(dǎo)枝角類有性生殖的一個(gè)因素,溞體在擁擠環(huán)境中相互碰撞和相遇的機(jī)率增加,成體溞相遇或不相遇對(duì)其后代的雌雄分化有著重要的意義[2]。國內(nèi)外關(guān)于培養(yǎng)密度和容積對(duì)枝角類影響的研究僅見微型裸腹溞Moina micrura的相關(guān)報(bào)道。本試驗(yàn)中,作者研究了培養(yǎng)密度和容積對(duì)鹽水枝角類——西藏?cái)M溞的生長和生殖的影響,旨在為深入研究西藏?cái)M溞的培養(yǎng)利用以及休眠卵的產(chǎn)生規(guī)律等提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 溞種的來源 西藏?cái)M溞于2007年6月采自西藏羌北納木卡錯(cuò),在實(shí)驗(yàn)室條件下馴養(yǎng)。

1.1.2 食物的培養(yǎng) 餌料是在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的湛江等鞭金藻Isochrysis zhanjianggensis、牟氏角毛藻Chaetoceros muelleri、蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidesa和鹽生杜氏藻Dunaliella salina,餌料配置體積比為2∶1∶1∶1。將配好的餌料用淡水稀釋一倍后進(jìn)行投喂,餌料密度為(7～9)×105個(gè)/mL。

1.1.3 鹽水的配置 西藏?cái)M溞屬鹽水枝角類,其適宜鹽度為15～18。將取自黑石礁海區(qū)的海水,經(jīng)過沉淀、砂濾、300目篩絹網(wǎng)過濾并煮沸作為試驗(yàn)用水,用曝氣自來水調(diào)整鹽度。

1.2 方法

在實(shí)驗(yàn)室以空調(diào)控溫,溫度為(17±1)℃,光照為自然光照。試驗(yàn)設(shè)計(jì)3個(gè)密度(0.1、0.2、0.3個(gè)/mL,分別用A、B、C表示)和4個(gè)容積(20、50、80、150 mL,分別用V1、V2、V3、V4表示),處理組名稱根據(jù)培養(yǎng)密度與培養(yǎng)液的容積命名,分別為AV1、AV2、AV3、AV4、BV1、BV2、BV3、BV4、CV1、CV2、CV3、CV4組,每組設(shè)3個(gè)重復(fù)。選用新生雌溞(不超過24 h)隨機(jī)分散在培養(yǎng)容器中,每天投餌換水,測(cè)量溞體第一次懷卵時(shí)的體長,每天挑出新生幼溞和休眠卵并記錄母溞存活數(shù)、產(chǎn)幼數(shù)和休眠卵數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel統(tǒng)計(jì)軟件和SPSS 16.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果

2.1 培養(yǎng)密度和容積對(duì)西藏?cái)M溞生長和生殖的影響

培養(yǎng)密度和容積對(duì)西藏?cái)M溞的生長有一定影響。西藏?cái)M溞第一次懷卵時(shí)的體長見圖1,其中密度為0.1個(gè)/mL、容積為150 mL的處理組(AV4)中母溞的體長出現(xiàn)明顯的優(yōu)勢(shì)。由圖1可見:當(dāng)容積相同時(shí),西藏?cái)M溞的體長隨著密度的增加而減小;當(dāng)密度相同時(shí),西藏?cái)M溞體長隨著容積的增加而增大(除CV4外)。方差分析結(jié)果表明,不同的培養(yǎng)密度和容積對(duì)西藏?cái)M溞的體長均有顯著影響(P=0.009、0.048＜0.05)。LSD多重比較結(jié)果顯示:不同密度間比較時(shí),0.1個(gè)/mL組溞體體長與0.3個(gè)/mL組差異顯著(P＜0.05),0.2個(gè)/mL組與其他兩組差異不顯著(P＞0.05);不同容積間比較時(shí),3種培養(yǎng)密度下,容積80 mL組溞體的體長與20 mL組、50 mL組均有顯著差異(P＜0.05),而在0.1個(gè)/mL培養(yǎng)密度下,150 mL組與20、50 mL組以及在0.2個(gè)/mL密度下,150 mL與20 mL組間差異顯著(P＜0.05),其余組間差異均不顯著(P＞0.05)。

西藏?cái)M溞首次產(chǎn)幼時(shí)間均為第14～19天,各組的平均產(chǎn)幼情況見圖1。從圖1可見:培養(yǎng)密度對(duì)產(chǎn)幼數(shù)有明顯的影響,0.1個(gè)/mL處理組的產(chǎn)幼數(shù)最多,0.3個(gè)/mL處理組的產(chǎn)幼數(shù)最少,說明容積一定時(shí),西藏?cái)M溞產(chǎn)幼數(shù)隨著培養(yǎng)密度的增加而減小;容積為80 mL時(shí),各密度組的產(chǎn)幼數(shù)均最高,容積為150 mL時(shí),產(chǎn)幼數(shù)均最低,說明當(dāng)密度一定時(shí),容積能影響西藏?cái)M溞的產(chǎn)幼數(shù),且容積為80 mL時(shí)最適宜西藏?cái)M溞的繁殖。方差分析結(jié)果表明,培養(yǎng)密度、容積對(duì)西藏?cái)M溞產(chǎn)幼數(shù)均有顯著影響(P＜0.05)。LSD多重比較結(jié)果顯示:不同密度間比較時(shí),0.3個(gè)/mL組的平均產(chǎn)幼數(shù)與其他兩組差異顯著(P＜0.05);不同容積間比較時(shí),0.1個(gè)/mL培養(yǎng)密度下,150 mL組的平均產(chǎn)幼數(shù)與其他組間差異均顯著(P＜0.05),0.2、0.3個(gè)/mL密度下,150 mL組與20 mL、80 mL組差異均顯著(P＜0.05),其余組間差異均不顯著(P＞0.05)。

培養(yǎng)密度和容積對(duì)西藏?cái)M溞內(nèi)稟增長率的影響見圖1,其中內(nèi)稟增長率最大值出現(xiàn)在密度為0.1個(gè)/mL時(shí),最低值出現(xiàn)在密度為0.3個(gè)/mL時(shí),即在容積一定的條件下,低種群密度更有利于溞體的繁殖。

圖1 培養(yǎng)密度和容積對(duì)西藏?cái)M溞體長、平均產(chǎn)幼數(shù)和內(nèi)稟增長率的影響Fig.1 The effect of culture densities and water volumes on the body length,the neonate production, andintrinsicgrowthrateinwaterfleas D.tibetana

方差分析結(jié)果顯示,培養(yǎng)密度對(duì)西藏?cái)M溞內(nèi)稟增長率的影響顯著(P＜0.05),培養(yǎng)液容積對(duì)西藏?cái)M溞內(nèi)稟增長率的影響不顯著(P＞0.05)。LSD多重比較結(jié)果顯示:0.1個(gè)/mL組的內(nèi)稟增長率與

0.3個(gè)/mL組有顯著性差異(P＜0.05)。

2.2 培養(yǎng)密度和容積對(duì)西藏?cái)M溞雄體出現(xiàn)率的影響

不同的培養(yǎng)密度和容積對(duì)西藏?cái)M溞雄體出現(xiàn)率有明顯的影響(表1)。培養(yǎng)密度對(duì)雄體出現(xiàn)率有重要的影響,本試驗(yàn)中,僅0.3個(gè)/mL組中出現(xiàn)雄體(CV3組除外),其他組均未出現(xiàn)。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,培養(yǎng)密度與雄體出現(xiàn)率有顯著的相關(guān)性(P＜0.05),但容積對(duì)雄體出現(xiàn)率影響不顯著(P＞0.05)。LSD多重比較結(jié)果顯示:0.3個(gè)/mL組雄體出現(xiàn)率與其他兩組的差異均顯著(P＜0.05) (CV3組除外)。

表1 培養(yǎng)密度和容積對(duì)西藏?cái)M溞幼溞雄體出現(xiàn)率的影響Tab.1 The effect of culture density and volume on the percentage of male in water fleas D.tibetana%

2.3 西藏?cái)M溞生殖量和體長的關(guān)系

枝角類生殖量因個(gè)體大小不同而存在顯著差異。從圖2可見,在不同的培養(yǎng)密度和容積下,產(chǎn)幼數(shù)隨著體長的減小而減小,體長的變化趨勢(shì)與產(chǎn)幼數(shù)相似。西藏?cái)M溞的體長與產(chǎn)幼數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.587(P=0.05),說明西藏?cái)M溞的體長對(duì)產(chǎn)幼數(shù)有顯著影響。

圖2 培養(yǎng)密度和容積對(duì)西藏?cái)M溞體長與產(chǎn)幼數(shù)的影響Fig.2 The effects of culture density and volume on the body length and neonate production in water fleas D.tibetana

3 討論

3.1 種群密度對(duì)西藏?cái)M溞生長和生殖的影響

種群密度是動(dòng)物自我調(diào)節(jié)以保持種群穩(wěn)定的一個(gè)重要因素[2-3]。對(duì)于具有世代交替的枝角類而言,在適宜的環(huán)境條件下是通過孤雌生殖來擴(kuò)大種群的[4]。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),在相同容積下,隨著培養(yǎng)密度的增加,西藏?cái)M溞產(chǎn)幼數(shù)和內(nèi)稟增長率均呈下降趨勢(shì),即在試驗(yàn)密度范圍內(nèi)(0.1～0.3個(gè)/mL),低種群密度比高種群密度更有利于枝角類的種群繁殖。種群密度的變化不僅影響枝角類的生殖方式,也影響著有性個(gè)體的性比[5-6]。培養(yǎng)密度的變化對(duì)西藏?cái)M溞雄體的出現(xiàn)率有顯著影響,當(dāng)種群密度達(dá)到0.3個(gè)/mL時(shí),水體中開始出現(xiàn)雄體(CV3組除外)。雄體的存在可能刺激了有性生殖雌體的產(chǎn)生[7],盡管本試驗(yàn)中未收集到休眠卵,但雄體的出現(xiàn)為兩性生殖提供了可能。

枝角類生殖方式的轉(zhuǎn)變是由于多種因素引起的,關(guān)于種群密度影響枝角類生殖轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn),許多學(xué)者持有不同的見解。Fernando[2]認(rèn)為,微型裸腹溞雄體的產(chǎn)生與高種群密度沒有直接關(guān)系; Innes[7]在對(duì)蚤狀溞Daphnia pulex的研究中也得出相似的結(jié)果。密度能影響種群向有性生殖方式的轉(zhuǎn)化及雄體的產(chǎn)生,但與有性生殖無關(guān)[8-11]。本試驗(yàn)中觀察到鹽水西藏?cái)M溞與淡水溞存在差異,而與曹文清等[5]和盧芳野等[12]對(duì)蒙古裸腹溞Moina mongolica所得結(jié)論相似,即種群密度與幼溞的性比有密切關(guān)系。

3.2 培養(yǎng)容積對(duì)西藏?cái)M溞生長和生殖的影響

培養(yǎng)容積對(duì)西藏?cái)M溞生長和生殖有明顯的影響。在對(duì)枝角類的研究中,已有報(bào)道指出,培養(yǎng)容積對(duì)微型裸腹溞幼溞的數(shù)量和性比有決定性作用,然而對(duì)成體雌溞的影響不顯著[2]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,容積為80 mL時(shí)最適宜西藏?cái)M溞生長和繁殖;容積為20～80 mL時(shí),在密度相同的條件下,西藏?cái)M溞的產(chǎn)幼數(shù)和內(nèi)稟增長率均隨著培養(yǎng)容積的增加而增加;在密度相同時(shí),溞體體長隨著生存空間的增大而變大(CV4組除外)。

3.3 西藏?cái)M溞的生殖量與體長的關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn),枝角類的生殖量因個(gè)體大小的不同而存在顯著差異[4,13]。鄭重[14]的研究表明,蚤狀溞體長超過2.60～2.79 mm時(shí),生殖量開始下降,

在這個(gè)體長之前是隨體長的增加而增加;鄧道貴等[13]的研究表明,老年低額溞Simocephalus vetuht的生殖量與體長之間存在顯著的相關(guān)性;施心路等[15]對(duì)發(fā)頭裸腹溞Moina irrasa的研究結(jié)果也表明,在一定的溫度范圍內(nèi),產(chǎn)仔量隨著體長的增加而增加。本試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)有相同的現(xiàn)象,即雌溞的生殖量與體長呈線性相關(guān),并且生殖量隨著雌溞體長的增加而增多。

西藏?cái)M溞生殖方式的轉(zhuǎn)變可能是由于多種不同的因素引起的,在試驗(yàn)條件下,種群密度過大是雄體出現(xiàn)的主要原因。據(jù)觀察,西藏?cái)M溞在適宜的環(huán)境中也會(huì)有雄性個(gè)體的產(chǎn)生,在裸腹溞中也觀察到這種現(xiàn)象[2]。雄體的出現(xiàn)為兩性生殖提供了可能,因此,可以假設(shè)有性生殖并不是只在環(huán)境不利時(shí)才出現(xiàn)的現(xiàn)象(產(chǎn)生休眠卵),而是枝角類與其外界環(huán)境相互作用再與自身基因相結(jié)合而產(chǎn)生的生殖策略[16]。

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Effect of culture density and volume on growth and reproduction of water fleas Daphniopsis tibetana Sars

JIN Ying1,ZHAO Wen1,YANG Wei-dong2,WEI Jie1
(1.Key Laboratory of Hydrobiology in Liaoning Province,College of Fisheries and Life Science,Dalian Ocean University,Dalian 116023, China;2.Dalian Tiger Beach Ocean Park,Dalian 116013,China)

The effects of population density(A=0.1 ind./mL,B=0.2 ind./mL,and C=0.3 ind./mL)and culture volume(V1=20 mL,V2=50 mL,V3=80 mL,and V4=150 mL)on growth and reproduction of water fleas Daphniopsis tibetana Sars(Crustacea:Cladocera:Daphniidae)were studied at water temperature of(17±1)℃and a salinity of 16±1.The results showed that there were better growth and reproduction under lower population density and the volume than under higher population density and the volume.The higher growth and neonate production were found at population density of 0.1 ind./mL than at other population densities.The male began to be found when the population density was increased to 0.3 ind./mL.The maximal growth and neonate production were observed in the culture volume of 80 mL.Moreover,the fecundity of the water fleas was found enhanced with increase in the body length.

Daphniopsis tibetana;population density;growth;reproduction

Q958.1

A

2095-1388(2011)06-0484-04

2011-01-20

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(30671625,31072210)

金盈(1985-),女,碩士研究生。E-mail:jinying123456@yahoo.cn

趙文(1963-),男,博士,教授,博士生導(dǎo)師。E-mail:zhaowen@dlou.edu.cn