基于穩(wěn)定同位素分析的野生黃條鰤食物組成研究

李多慧，韓羽嘉，李重實

(1.大連市水產研究所，遼寧 大連 116085；2.大連海洋大學，遼寧 大連 116023；3.遼寧省農業(yè)發(fā)展服務中心，遼寧 大連 116015)

穩(wěn)定同位素技術是研究魚類攝食特征和魚類遷徙等問題的重要手段[1-3]。與傳統(tǒng)胃含物分析法相比，穩(wěn)定同位素技術反映了消費者較長一段時間內消化、吸收的食物來源，已被廣泛應用于生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結構研究[4]。Furuya等[5]利用穩(wěn)定同位素技術研究南美鴨嘴鯰(Pseudoplatystomacorruscans)的食物構成時，發(fā)現(xiàn)枝角類是其主要食物來源，貢獻率高達89.24%；研究發(fā)現(xiàn)[6]，生存于沿海和河流中的海灣鱘(Acipenseroxyrinchusdesotoi)，其食物組成有明顯差異。因此，穩(wěn)定同位素技術能有效反映食物的貢獻比率，以及不同生長環(huán)境中魚類食物組成的差異。

黃條鰤(Seriolaaureovittata)是黃渤海海域自然分布的大型鰤屬魚類，其生長速度快，營養(yǎng)價值高，素有“海中牛肉”美稱[7]。目前，我國養(yǎng)殖的黃條鰤主要以出口日本為主，且需求量持續(xù)攀升。但由于對其攝食習性、繁育等基礎研究較晚，我國黃條鰤養(yǎng)殖產量受到較大束縛。食物質量的優(yōu)劣關系到養(yǎng)殖產量和肉質品質，了解和掌握野生黃條鰤的食物組成對養(yǎng)殖生產中的餌料投喂策略具有一定的指導意義。

本研究通過檢測以冰鮮玉筋魚(Ammodytesperonatus)飼養(yǎng)的工廠化養(yǎng)殖黃條鰤的δ13C，獲得各組織的Δ13C，結合大連海域野生黃條鰤及潛在食物的δ13C，推測大連海域野生黃條鰤的食物組成，以期為黃條鰤的攝食習性和實際生產中的投喂策略等提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集與處理

工廠化養(yǎng)殖黃條鰤(體長58.38± 2.01 cm，體質量2.49± 0.46 kg)：試驗期間投喂同一批冰鮮玉筋魚，并在第0 d、第20 d和第40 d取餌料魚背部肌肉，第40 d取黃條鰤心臟、鰓、肝臟、腸和肌肉。

野生黃條鰤及其潛在食譜生物：2017年秋季采用底拖網(wǎng)調查(38°28′8.86" N ～ 38°58′33.81" N，120°31′26.58" E ～ 122°17′50.02" E)，共取得46種黃條鰤可能餌料生物，調查網(wǎng)具網(wǎng)口目數(shù)為900目，囊網(wǎng)網(wǎng)目10 mm，平均拖速2 kn，調查海域水深在5 m～30 m，潛在食譜生物樣品數(shù)為5。游泳蝦形類取腹部肌肉，蟹類取第一鰲足肌肉，頭足類取腕部肌肉，魚類取背部肌肉。

所有組織樣品用純水清洗，放置于烘箱內60 ℃烘干至恒重，經(jīng)瑪瑙研缽充分研磨，用脫脂溶液(甲醇∶氯仿∶水= 2∶1∶0.8)浸泡除脂24 h。脫脂樣品經(jīng)純水清洗、烘干研磨后，用于測定δ13C值。

1.2 碳穩(wěn)定同位素測定

所有樣品在遼寧省海洋水產科學研究院穩(wěn)定同位素實驗室，用穩(wěn)定同位素質譜儀—菲尼根Flash 2000 HT型元素分析儀和菲尼根Delta V Advantage同位素比率質譜儀進行測定。穩(wěn)定C同位素的自然豐度表示為：

δ13C=([R樣品/R標準]-1)×103

式中，R代表13C/12C。δ13C是相對于PDB(Pee Dee Belemnite)標準的自然豐度[8]。每個樣品測定3個平行樣，每測定5個樣品后插測1個標準樣。δ13C值精密度<±0.15‰。

1.3 數(shù)據(jù)處理

碳同位素判別值為消費者組織中的δ13C對食物δ13C的富集程度，公式如下：

Δ13C=δ13C消費者-δ13C食物

δ13C在海洋動物營養(yǎng)級間的富集度低(0～1‰)，多用于反映捕食者對攝食生物的吸收同化情況[9]。根據(jù)所采集餌料生物的類別及生活習性，將其劃分成頭足類、游泳蝦形類、蟹類、中上層魚類、中下層魚類和底層魚類6個組，采用IsoSource線性混合模型[10]計算6組攝食生物的δ13C值對野生黃條鰤的貢獻比例。

試驗結果均采用平均數(shù)±標準差表示，采用SPSS 22.0進行數(shù)據(jù)分析。

2 結果

2.1 餌料魚的碳穩(wěn)定同位素比值(δ13C)

餌料魚的δ13C變化范圍為 -20.87‰～-20.79‰，跨度為0.09‰，經(jīng)t檢驗發(fā)現(xiàn)，餌料魚的δ13C值無顯著性差異(P>0.05)(表1)。

表1 餌料魚的δ13C值

2.2 工廠化養(yǎng)殖黃條鰤各組織的碳穩(wěn)定同位素比值(δ13C)和判別值(Δ13C)

工廠化養(yǎng)殖黃條鰤各組織的δ13C值和Δ13C見表2，δ13C值：δ13C肌肉(-19.82±0.03‰)>δ13C鰓(-19.84±0.07‰)>δ13C肝臟(-20.45±0.01‰)。Δ13C值：δ13C肌肉(1.00‰)>δ13C鰓(0.98‰)，δ13C肝臟(0.37‰)。

表2 工廠化養(yǎng)殖黃條鰤各組織的碳穩(wěn)定同位素比值和判別值

2.3 野生黃條鰤及其可能餌料生物的碳穩(wěn)定同位素比值(δ13C)

野生黃條鰤及其它漁業(yè)資源的δ13C值見表3。野生黃條鰤肌肉組織的δ13C值為-19.17±0.05‰。46種可能餌料生物的δ13C值的范圍為-21.61‰ ～ -16.84‰。其中，頭足類δ13C值為-17.92‰ ～ -17.81‰；游泳蝦形類δ13C為-18.81‰ ～ -18.11‰；蟹類δ13C為-18.81‰～-17.92‰；中上層魚類δ13C為-21.61‰～-17.41‰；中下層魚類δ13C為-19.96‰～-17.61‰；底層魚類δ13C為-20.61‰～-16.85‰。

2.4 野生黃條鰤的食物組成

頭足類、游泳蝦形類、蟹類、中上層魚類、中下層魚類和底層魚類6個類別的平均碳同位素比值見表4。頭足類δ13C值最高(-17.88‰)，中上層魚類最低(-19.52‰)。

表3 黃條鰤及其潛在餌料生物的碳穩(wěn)定同位素比值

表4 各類別生物δ13C的平均值

通過工廠化養(yǎng)殖黃條鰤肌肉組織δ13C的判別值(1.00‰)，推測野生黃條鰤食物的δ13C值為-20.17‰，結合大連海域野生黃條鰤可能攝食的各類別生物餌料種類的平均碳同位素比值，采用IsoSource軟件計算得出不同類別生物餌料對大連海域野生黃條鰤的貢獻比例見表5。由表5可知，大連海域野生黃條鰤的主要食物來源由高到低分別依次為中上層魚類，中下層魚類、底層魚類、游泳蝦形類、蟹類、頭足類，平均貢獻率依次分別為66.2%、9.8%、9.0%、6.2%、5.1%、3.7%。

表5 不同類別生物餌料對黃條鰤的食物貢獻比例

3 討論

3.1 工廠化養(yǎng)殖黃條鰤不同組織碳穩(wěn)定同位素的判別值

穩(wěn)定同位素判別值是應用穩(wěn)定同位素技術分析生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)關系、食物貢獻率的重要參數(shù)[11]。在海洋食物網(wǎng)中13C的判別值為0～1‰，限制了其作為營養(yǎng)級指示劑的作用，但13C的變化可以反應捕食者的食物來源、覓食地點等信息[9]。同時，動物各組織碳穩(wěn)定同位素分餾效應也存在很大差異：Roth等[12]，發(fā)現(xiàn)紅狐體內血清對食物的△15N 達4.2‰，而肝、肌肉和毛皮為3.3‰～3.5‰。本研究中工廠化養(yǎng)殖黃條鰤各組織Δ13C值依次為肝臟(0.37‰)<腸(0.79‰)<心臟(0.95‰)<鰓(0.98‰)<肌肉(1.00‰)，與蔡德陵等[13]對鱸魚(Lateolabraxjaponicus)的穩(wěn)定同位素分餾研究的結果相似。各組織之間的分餾差異可能與黃條鰤各組織在新陳代謝過程中物質與能量的流動途徑不同有關。

3.2 野生黃條鰤的食物組成分析

傳統(tǒng)胃含物分析法對樣品的需求量大、食物種類難以辨別、分析時間長，僅能反映較短時間內的食物組成，且包含了難以消化的成分[14]。而穩(wěn)定同位素技術則可以反映捕食者較長一段時間內消化吸收的食物組成情況，是研究魚類攝食特征和魚類遷徙等問題的重要手段[1-3]。由于不同組織的新陳代謝速率不同，其13C的判別值不同，可以反映動物不同時期的食物來源信息。如：腎臟和肝臟等新陳代謝活躍的組織可以反應捕食者短期內的捕食信息；與腎臟和肝臟相比，肌肉組織的新陳代謝速率比較穩(wěn)定；而毛發(fā)、觸須和趾甲等組織反映的是捕食者長期的捕食信息[15](Tieszenetal.,1983)。研究發(fā)現(xiàn)[16]，黃條鰤肌肉組織碳穩(wěn)定同位素周轉時間最長，更適合推斷野生黃條鰤較長時間內的攝食特征。本研究利用工廠化養(yǎng)殖黃條鰤肌肉組織的Δ13C 值(1.3‰)推測野生黃條鰤的食物來源，發(fā)現(xiàn)大連海域野生黃條鰤的主要食物來源為中上層魚類(66.2%)，其次為中下層魚類(9.8%)、底層魚類(9.0%)、游泳蝦形類(6.2%)，蟹類(5.1%)和頭足類(3.7%)。這與姜大為等[17]用胃含物分析法發(fā)現(xiàn)黃條鰤主要攝食鳀魚、玉筋魚等魚類的結果相似。同時，Vizzini等人[18]提出餌料貢獻比率略低的餌料生物也不可忽視，因此在實際投喂中應全面考慮黃條鰤的營養(yǎng)需求。

受外界條件如洋流、季風、潮汐及海洋營養(yǎng)和生產力水平等[19]和內部條件如海洋浮游生物的洄游習性所引起的生活棲息地的轉換、群落結構變化引起的餌料變化、生物個體發(fā)育引起的食性轉化等影響，不同季節(jié)不同海域食物網(wǎng)生物穩(wěn)定同位素組成存在顯著差異[20]。本研究中大連海域野生黃條鰤可能餌料生物種類共46種，其中頭足類的δ13C值為-17.88±0.06‰，跨度為0.11‰；游泳蝦形類的δ13C值為-18.47±0.29‰，跨度為0.70‰；蟹類的δ13C值為-18.28±0.14‰，跨度為0.89‰；魚類的δ13C值為-19.05±1.04‰，跨度為4.76‰。這與2015年秋季北黃海海域[21]和2012年春季黃海北部和渤海遼東灣海域[22]的主要漁業(yè)資源的碳穩(wěn)定同位素比值存在差異。分析原因，漁業(yè)資源生物δ13C值的差異與采集海域、時間和生物種類等條件的不同密切相關。

ThefeedinghabitsofwildyellowtailSeriolaaureovittatabasedonstableisotopesanalysis

LI Duo-hui1, HAN Yu-jia2, LI Zhong-shi3

(1.Dalian Fisheries Research Institute, Dalian 116085, China; 2.Dalian Ocean University, Dalian 116023, China; 3.Liaoning Agricultural Development Service Center, Dalian 116015, China)

Abstract：δ13C in liver, intestine, heart, gill and muscle from cultured yellowtailSeriolaaureovittataand δ13C in prey organisms were measured,to produce the fractionation in each tissue. Meanwhile, the food sources for the wild yellowtails at Dalian Bay were estimated, in terms of fractionation and measuring the δ13C in muscle of wild yellowtails and its potential foods.The results showed that the highest Δ13C value in cultured yellowtails was in muscle (1.0‰), followed by gill (0.98‰), heart (0.95‰), intestine (0.79‰) and liver (0.37‰).δ13C in samples of 46 kinds of potential prey organisms ranged from -21.61‰～-16.84‰.Due to fractionation from cultured yellowtails in muscle(1.0‰), the contribution rate of prey organisms, from the biggest to the smallest, was as follows: pelagic fishes>mesodemersal fishes>demersal fishes>crabs>shrimps>cephalopoda, with the average contribution rate of 64.0%, 9.8%, 9.0%, 6.2%, 5.1% and 3.7%, respectively.