中華絨螯蟹一齡性早熟和二齡成熟家系子一代成蟹階段生長發(fā)育育性能的比較研究

王海寧，劉 青，3，吳旭干，2，姜曉東，肖起珍，成永旭,3

(1.上海海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源重點試驗室，上海 201306；2.江蘇省宿遷旭邦水產(chǎn)科技有限公司, 江蘇泗洪 223900；3.上海海洋大學(xué)上海市教委水產(chǎn)動物遺傳育種協(xié)同創(chuàng)新中心，上海201306)

中華絨螯蟹一齡性早熟和二齡成熟家系子一代成蟹階段生長發(fā)育育性能的比較研究

王海寧1，劉 青1，3，吳旭干1，2，姜曉東1，肖起珍1，成永旭1,3

(1.上海海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源重點試驗室，上海 201306；2.江蘇省宿遷旭邦水產(chǎn)科技有限公司, 江蘇泗洪 223900；3.上海海洋大學(xué)上海市教委水產(chǎn)動物遺傳育種協(xié)同創(chuàng)新中心，上海201306)

中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)存在一齡性早熟和二齡正常成熟兩種現(xiàn)象，為了解其后代養(yǎng)殖性能是否存在差異，本研究利用構(gòu)建的一齡早熟家系和二齡正常成熟家系，評估了其子一代在成蟹養(yǎng)殖階段的生長、存活率、產(chǎn)量、生殖蛻殼和性腺發(fā)育，結(jié)果顯示：(1)正常家系的子一代在8月和10月的平均體重(70.45±18.62)g，(95.87±34.44)g高于早熟家系的平均體重(58.93±16.33)g，(95.56±25.26)g，甲殼長和甲殼寬在7、8和10月份，正常家系顯著高于早熟家系，4-10月二齡正常成熟家系的特定增重率(SGR,(1.48±0.45)%/d)低于一齡早熟((1.65±0.12))%/d;(2)一齡性早熟家系完成生殖蛻殼的時間早于二齡正常家系，一齡性早熟家系在8月份的生殖蛻殼率為85%，高于正常家系(75%)，但兩者的性腺指數(shù)和肝胰腺指數(shù)均無顯著差異;(3)就最終養(yǎng)殖效果而言，盡管正常成熟家系子代的存活率和平均產(chǎn)量比早熟家系分別高出14%和17%，但兩種家系間無顯著差異。結(jié)果表明，河蟹二齡成熟家系子代在成蟹階段的生長性能優(yōu)于一齡早熟家系子代。

中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)；一齡性早熟；成蟹；生長發(fā)育

中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)俗稱大閘蟹又稱河蟹，是我國重要的水產(chǎn)經(jīng)濟動物。隨著20世紀(jì)70年代人工育苗技術(shù)的突破，人工養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大。2015年我國的成蟹養(yǎng)殖總產(chǎn)量達到了82.33萬噸[1]。由于在人工育苗過程中近親繁殖，采用小規(guī)格的親本或者不同水系的親本混用等原因，造成中華絨螯蟹(以下簡稱河蟹)的種質(zhì)退化、苗種質(zhì)量下降，導(dǎo)致扣蟹養(yǎng)殖成活率偏低、抗病和抗逆性能下降、養(yǎng)成規(guī)格普遍偏小以及早熟率升高[2-3]。目前自然界許多魚類和甲殼動物中廣泛存在著性早熟現(xiàn)象[4-6]。一齡性早熟是河蟹養(yǎng)殖中不可忽視的問題，河蟹的一齡性早熟(以下簡稱性早熟)會造成規(guī)格小，食用價值和經(jīng)濟價值較低,而且不能作為蟹種進行成蟹的養(yǎng)殖，因此會給河蟹的養(yǎng)殖帶來嚴(yán)重的危害。

目前，關(guān)于河蟹性早熟的形成原因研究較多，主要是由內(nèi)因和外因[7]共同決定，內(nèi)因是其在長期進化過程中形成的自身遺傳特點、種質(zhì)混雜、性別[8-11]等；外因包括溫度、光照、鹽度、營養(yǎng)和養(yǎng)殖密度[12-16]等。但是目前尚不清楚河蟹的性早熟個體繁育的后代在成蟹養(yǎng)殖上與正常家系繁育的后代在成蟹階段的差異性。本試驗通過構(gòu)建一齡早熟家系和二齡正常成熟家系(簡稱正常家系)成蟹階段的養(yǎng)殖試驗，綜合評估兩個家系子一代在成蟹階段的生長發(fā)育、成活率、產(chǎn)量以及體重變化，為后續(xù)研究河蟹的生長發(fā)育以及性早熟的遺傳特征提供參考資料。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計與蟹種放養(yǎng)

本試驗通過構(gòu)建一齡早熟家系和二齡正常成熟家系，進行成蟹階段的養(yǎng)殖試驗，早熟家系為一齡早熟，在扣蟹階段就已經(jīng)發(fā)育成熟，用其做親本進行繁殖，得到其子代，然后進行成蟹階段的養(yǎng)殖試驗。兩個家系的扣蟹均來自上海海洋大學(xué)崇明基地經(jīng)網(wǎng)箱培育的相應(yīng)家系子代。成蟹池塘面積為 100 m2，扣蟹選取一齡性早熟和二齡正常家系繁育的子代，分為早熟組和正常組，每個組設(shè)置3個重復(fù)。選取6個面積相等的試驗池塘放養(yǎng)(實際水面：長×寬×深=10.4 m×7.6 m×1.2 m)池塘的四周設(shè)60 cm高的防逃網(wǎng)防止試驗蟹逃逸和混雜。每個試驗池塘放養(yǎng)扣蟹100只(雌雄各半)，早熟家系的雌雄平均體重分別為(5.00±1.38) g和(5.54±1.55) g，正常家系的雌雄平均體重分別為(5.58±1.41) g和(5.73±1.08) g。扣蟹放養(yǎng)前用漂白粉對試驗池塘進行消毒清塘，10～15 d 后在池塘內(nèi)種植伊樂藻，用于給河蟹提供隱蔽場所和調(diào)節(jié)水質(zhì)，伊樂藻每株距離為1.5 m，行距2 m。為了調(diào)控水質(zhì)和控制野雜魚，在每個試驗池塘里同時放養(yǎng)5條體長10～15 cm 白鰱和3條體長3.5 cm的鱖魚。

1.2 養(yǎng)殖管理

當(dāng)水溫上升到12 ℃以上開始投喂飼料，每天17∶00左右，每個試驗池塘設(shè)置一個食臺用來觀察當(dāng)天的吃食情況。根據(jù)放養(yǎng)時蟹的體重，日投餌率為蟹體重的3%～5%，按吃食情況和中間打樣稱量的體重增幅適當(dāng)調(diào)整投喂量。根據(jù)水溫和伊樂藻的生長情況逐漸提高水位，在伊樂藻生長茂盛的季節(jié)，適當(dāng)清除過密的伊樂藻和加深水位，以免夜晚和陰雨天水體缺氧，夏季水位控制在1.0～1.2 m，在8-10月份，夜晚對養(yǎng)殖池進行底部增氧。在養(yǎng)殖期間，每7 d檢測一次水質(zhì)，包括pH、溶氧、氨氮以及亞硝酸鹽等指標(biāo)。10～15 d換水一次，每次換水量不超過總水量的30%。

1.3 數(shù)據(jù)收集

1.3.1 生長性能

分別于7、8及10月中旬從每個試驗池塘隨機捕捉雌雄各10只進行稱重、測量并觀察是否生殖蛻殼，河蟹是否完成生殖蛻殼的判別方法參照文獻[17]，用電子天平(精確到0.01 g)稱量體重，稱重前用吸水紙吸干蟹體表的水分，用游標(biāo)卡尺(精確到0.01 mm) 測量甲殼長和甲殼寬。性腺發(fā)育，在10月份從每口試驗塘中隨機取10只蟹(雌雄各半) ，精確稱重后進行活體解剖，取出每只蟹的全部肝胰腺和性腺，用電子天平精確稱重(精確到0.01 g) 后計算肝胰腺指數(shù)(HSI，%)和性腺指數(shù)(GSI，%)。根據(jù)公式計算增重率(WGR)、特定增重率(SGR)、肝胰腺指數(shù)(HIS)和性腺指數(shù)(GSI)。計算公式如下：

WGR=100%×(W2-W1)/W1

SGR=100%×(lnW2-lnW1)/(t2-t1)

HIS=肝胰腺重/體重×100%

GSI=性腺重/體重×100%

W1和W2分別為t1和t2天各家系的平均體重。

1.3.2 存活率及產(chǎn)量

試驗于10月份結(jié)束，抓捕上岸蟹后，再干池后捕出剩余成蟹，統(tǒng)計每個試驗池塘蟹的數(shù)量，稱量體重、甲殼長以及甲殼寬。根據(jù)每個池塘回捕蟹的數(shù)量與放養(yǎng)的數(shù)量相比計算成活率，根據(jù)蟹的體重和實際水面積計算產(chǎn)量(g/m2)。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤的形式來表示。采用SPSS 22軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，用Levene方法進行方差齊次性檢測，用t檢驗(Independent samplestT-test)檢查早熟家系和正常家系各指標(biāo)間的差異性，取P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長情況

兩個家系在成蟹養(yǎng)殖階段的體重變化見表1。在7月份的時候，一齡早熟和二齡正常家系的雄體有極顯著差異性。8月份二齡正常的雌雄平均重量明顯大于一齡早熟。在10月份最后起捕時，一齡早熟和二齡正常家系雌雄平均體重沒有表現(xiàn)出顯著性差異。一齡早熟和二齡正常家系甲殼長和甲殼寬雄體以及雌雄平均數(shù)在 4 月份、7 月份以及8 月份差異顯著(表2、3)。4月份到10月份的WGR和SGR無顯著差異，但是一齡早熟的雄體WGR大于二齡正常家系(圖3)。

2.2 生殖蛻殼率和性腺發(fā)育情況

一齡早熟8月份9月份的生殖蛻殼率高于二齡正常家系，但沒有表現(xiàn)出顯著差異性(P>0.05)，10月份均完成生殖蛻殼，達到100%。一齡早熟的GSI和雄體的HSI均低于二齡正常家系，但兩者沒有顯著差異性，結(jié)果參見表4。

表1 河蟹一齡性早熟和二齡正常家系子代在成蟹階段的體重變化情況Tab.1 Changes of body weight of adult E.sinensis from one year precocious family and two year normally mature family during the second year culture stage g

注：同行數(shù)據(jù)右上方含“*”代表差異顯著(P<0.05)。后表同。

表2 河蟹一齡性早熟和二齡正常家系子代在成蟹階段的甲殼長變化情況Tab.2 Changes of carapace length of adult E.sinensis from one year precocious family and two year normally mature family during the second year culture stage mm

表3 河蟹一齡性早熟和二齡正常家系子代在成蟹階段的甲殼寬變化情況Tab.3 Changes of carapace width of adult E.sinensis from one year precocious family and two year normally mature family during the second year culture stage mm

圖1 河蟹一齡性早熟和二齡正常家系的增重率比較Fig.1 Comparison of WGR of one year precocious family and two year normally mature family表4 河蟹一齡早熟和二齡成熟家系子代在成蟹階段的生殖蛻殼率、肝胰腺指數(shù)和性腺指數(shù)Tab.4 Reproductive rate hepatopancreas index and gonad index of adult E.sinensis from precocious family and normally mature family during the second year culture stage %

2.3 養(yǎng)殖性能

二齡正常家系的存活率、平均產(chǎn)量均高于一齡早熟，但是雌體的平均體重略低于一齡早熟。養(yǎng)殖性能結(jié)果見表5。

3 討論

3.1 兩種家系生產(chǎn)性能的比較

試驗結(jié)果表明，正常家系的子代在平均產(chǎn)量、存活率和體重等指標(biāo)上均優(yōu)于一齡早熟家系的子代。其一可能是因為他們的親本規(guī)格不同，早熟家系的父本和母本較正常家系規(guī)格較小，導(dǎo)致了后代在成蟹養(yǎng)殖階段正常家系的各種指標(biāo)優(yōu)于早熟家系。在董鵬生等[18]的研究中發(fā)現(xiàn)在扣蟹階段的養(yǎng)殖過程中，正常家系在生長上優(yōu)于早熟家系。 其二可能是因為兩個家系的遺傳背景不同。 在生物學(xué)上，表型主要由環(huán)境和遺傳因素兩方面來決定。造成這種結(jié)果可能是因為兩種家系不同的遺傳特性。因該試驗中，兩種家系處于相同的環(huán)境中，大大降低了環(huán)境差異的影響，因此，遺傳因素即其基因型不同可能造成了這種結(jié)果，因為在扣蟹的養(yǎng)殖階段就發(fā)現(xiàn)了正常家系優(yōu)于一齡早熟家系[18]。本試驗是基于扣蟹養(yǎng)殖試驗的基礎(chǔ)上繼續(xù)進行的成蟹階段

表5 河蟹一齡早熟和二齡成熟家系子代在 成蟹階段的養(yǎng)殖性能Tab.5 Culture performance of adult E.sinensis from precocious family and normally mature family during the second year culture stage

養(yǎng)殖試驗，以比較其成蟹階段的養(yǎng)殖性能。即使同為長江水系河蟹的二齡成熟家系，在相似的養(yǎng)殖條件下，各家系扣蟹的生長性能也存在一定的差異[19]。有研究證明不同種質(zhì)的蟹會有不同的養(yǎng)殖性能，野生和人工繁育大眼幼體養(yǎng)成的扣蟹(蟹種)在成蟹養(yǎng)殖階段，長江水系野生大眼幼體的養(yǎng)殖性能優(yōu)于人工繁育大眼幼體[20]。這也表明了在養(yǎng)殖環(huán)境相同的情況下，遺傳因素起到了決定性的作用。

最終正常家系的產(chǎn)量高于早熟家系，造成這種結(jié)果跟成活率有一定的關(guān)系，正常家系雌體的成活率(56.36%±14.43 %)顯著高于早熟家系(44.24%±12.11 %)，且正常家系平均規(guī)格比早熟家系大。這兩個因素造成早熟家系的產(chǎn)量低于正常家系。

3.2 兩種家系完成生殖蛻殼的時間差異

試驗發(fā)現(xiàn)，一齡早熟完成生殖蛻殼的時間早于二齡正常家系，由于養(yǎng)殖環(huán)境是相同的，每天投喂的飼料種類和投餌率基本一致，可排除水體鹽度、溫度以及餌料的不同造成成熟時間不同的原因。在8月份檢測試驗蟹生殖蛻殼情況時，正常家系的雄體3個池塘樣品中僅發(fā)現(xiàn)1只完成了生殖蛻殼，而早熟家系則生殖蛻殼比例達到20 %，這可能與采集樣品的數(shù)量略少有關(guān)，但是也在一定程度上反映了其發(fā)育慢于早熟家系。而在10月份打樣，兩個家系雌雄全部成熟，結(jié)果表明，在9月份為早熟家系關(guān)鍵時期，進一步研究應(yīng)再減小打樣時間間隔，更詳細地掌握兩種家系生殖蛻殼比例變化情況。另外，根據(jù)結(jié)果也提示河蟹生殖蛻殼時間與其種質(zhì)有關(guān)[21]，之前有研究發(fā)現(xiàn)不同水系的河蟹，在扣蟹養(yǎng)殖階段的性早熟率存在差異[11]。因此，推測不同家系的遺傳特性不同，可能造成了成熟時間不同。有研究發(fā)現(xiàn)，長江水系的野生河蟹與養(yǎng)殖群體相比，在養(yǎng)殖群體全部完成生殖蛻殼時，野生群體完成率為92%。整體上，養(yǎng)殖群體的生殖蛻殼早于野生群體[21]。其他學(xué)者也證實了這一觀點，杜曉燕等[4]對池養(yǎng)河蟹性早熟現(xiàn)象初步分析中得出了不同水系河蟹性早熟比例有顯著差異，認(rèn)為遺傳因素是導(dǎo)致性早熟的主要原因。河蟹一齡性早熟相關(guān)的分子標(biāo)記也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，一齡性早熟可能與遺傳有關(guān)[22]。以上觀點也可印證造成試驗條件下成蟹早熟時間不同主要是其遺傳差異造成的。

3.3 兩種家系性腺和肝胰腺指數(shù)差異

一齡早熟GSI和雄體的HSI略低于正常家系。河蟹的性腺發(fā)育與肝胰臟變化有著極為密切的聯(lián)系，性腺發(fā)育的能量主要由肝臟消耗提供[23-25]。雌蟹的GSI高于雄蟹，這也與之前的研究得出的結(jié)果一致[24]。雖然一齡早熟家系最后一次生殖蛻殼早于正常家系，但是可能后期因為遺傳的因素其性腺發(fā)育慢于正常家系，造成了GSI低于正常家系。還有另外一種原因，在滕煒鳴等[25]的關(guān)于萊茵種群和長江種群子一代中華絨螯蟹性腺發(fā)育及相關(guān)生物學(xué)指數(shù)變化比較的研究中得出雌體肝胰腺中的干物質(zhì)含量顯著下降(P<0.05), 雄體肝胰腺中的干物質(zhì)含量變化差異不顯著(P>0.05)。

綜上，一齡早熟家系子一代在成蟹階段的性腺發(fā)育早于正常家系，但是其發(fā)育比正常家系慢。正常家系的生長性能優(yōu)于性早熟家系，成活率、平均重量以及產(chǎn)量均高于一齡早熟家系。因此，早熟家系的子一代在成蟹階段生長發(fā)育不如正常家系。

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(責(zé)任編輯：張瀟峮)

Comparison of the growth and development of adultEriocheirsinensisbetween one year precocious family and two year normally mature family during the second year culture stage

WANG Hai-ning1, LIU Qing1,3, WU Xu-gan1,2, JIANG Xiao-dong1,XIAO Qi-zhen1,CHENG Yong-xu1,3

(1.KeyLaboratoryofFreshwaterAquaticGeneticResources,MinistryofAgriculture；ShanghaiOceanUniversity,Shanghai201306,China; 2.SuqianXubangFisheriesScienceandTechnologyLtd.Co.,Sihong, 223900,JiangsuChina;3.CollaborativeInnovationCenterofAquaticAnimalBreedingCenterCertificatedbyShanghaiMunicipalEducationCommission；ShanghaiOceanUniversity,Shanghai201306,China)

There are two phenomena inEriocheirsinensis, one year old precocious and two years old normal mature, but it is unclear that the difference in growth and development of the offspring.So, this study construct one year old precocious family(PF) and two years normally mature family(NF) to assess the growth, survival rate, yield, rate of reproductive molting and gonadal development of t the first offspring.The results showed that: (1)In August and October, the female and male average weight of NF (70.45±18.62)g,(95.87±34.44)g, respectively) was higher than the PF (58.93±16.33)g,(95.56±25.26)g,respectively), there was significant difference in carapace length, carapace width in July, August and October (P<0.05), from April to October, the NF was lower than PF in weight gain rate (WGR) and specific growth rate (SGR, 1.48±0.45)%/d,(1.65±0.12)%/d.(2)The PF finished reproductive molting earlier than the NF.In August, 85% offspring completed reproductive molting in sexual precocity family, higher than normal family (75%).But there was no significant difference in gonad index (GSI) and hepatopancreas index(HSI).(3) As far as the final culture efficient, the survival rate and final mean yield of NF were 14% and 17% higher than PF, respectively, but there was no significant difference between the two families.In summary, the NF was better than the PF.

Eriocheirsinensis; one year sexual precocity; adult Chinese mittern crab; growth and development

2016-11-19；

2017-03-02

國家“863”計劃項目(2012AA10A409-5)；國家科技支撐計劃(2012BAD26B04)；科技部科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新項目(14C26213201214)；上海市科學(xué)技術(shù)委員會項目(13231203504, 13DZ2280500)；上海高校水產(chǎn)學(xué)一流學(xué)科建設(shè)項目(滬教科2012-62)。

王海寧(1991-)，男，碩士研究生，專業(yè)方向為河蟹養(yǎng)殖和遺傳育種的研究。E-mail:1738826774@qq.com

成永旭。E-mail:yxcheng@shou.edu.cn

S966.12

A

1000-6907-(2017)03-0084-06