不同光波長對三疣梭子蟹大眼幼體至Ⅱ期仔蟹期間存活和生長的影響

王緒杰，李晨龍，何 杰，彭瑩瑩，許文軍，蘇志星

(浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所，浙江省海洋水產(chǎn)研究所，浙江舟山 316021)

光照作為一個環(huán)境生態(tài)因子，其強度、周期和波長等均可通過視覺效應(yīng)、生物節(jié)律和神經(jīng)內(nèi)分泌等對動物機體造成影響[1-2]。迄今為止，有關(guān)光照對水生動物的存活、行為、生長、發(fā)育、繁殖、免疫和體組成等的影響已有較多報道，如羅永婷等[3-5]研究了光照對三疣梭子蟹Portunus trituberculatus的感光器官超微結(jié)構(gòu)的影響，劉宇航等[6]研究了不同光照周期對叉尾斗魚Macropodus opercularis仔魚攝食節(jié)律的影響，HACHé，et al[7]報道了不同光照條件對美國紅龍蝦Homarus americanus幼體存活，生長和沉降行為的影響，歐黃思等[8]研究了光照對凡納濱對蝦Litopenaeus vannamei幼體變態(tài)發(fā)育的影響，TIAN Hongyan，et al[9]研究了光照強度對團頭魴Megalobrama amblycephala幼魚的生長、免疫應(yīng)答、抗氧化能力和抗病性的影響，WANG Tao，et al[10]研究了光照強度對點帶石斑魚Epinephelus coioides生長、免疫反應(yīng)、血漿皮質(zhì)醇和脂肪酸組成的影響。

三疣梭子蟹因肉質(zhì)鮮美，營養(yǎng)豐富等特點而廣受消費者喜愛，其已成為我國重要的海水養(yǎng)殖品種。近年來，隨著對三疣梭子蟹苗種繁育[11]、飼料開發(fā)[12-13]、病害防控[14-15]和養(yǎng)殖模式[16]等研究的深入，三疣梭子蟹的養(yǎng)殖技術(shù)資料被不斷累積。在工廠化育苗中光照是一個重要且容易控制的環(huán)境因子，關(guān)于光照對三疣梭子蟹的影響已有相關(guān)報道，如王偉等[17]研究了光照強度對三疣梭子蟹幼體發(fā)育的影響，王馨等[18]研究了光照強度對三疣梭子蟹呼吸代謝的影響，王芳等[19]研究了光色對三疣梭子蟹幼蟹生長和能量收支的影響。但有關(guān)光照對三疣梭子蟹的影響的資料尚不夠完善，其中未見關(guān)于三疣梭子蟹育苗中大眼幼體及Ⅰ期仔蟹等關(guān)鍵時期的最佳光照波長的報道。本文將通過對三疣梭子蟹存活率、蛻殼周期和特定增重率等指標(biāo)與光波長關(guān)系的研究，以探索三疣梭子蟹工廠化育苗中大眼幼體及Ⅰ期仔蟹的最佳光波長，為三疣梭子蟹的工廠化育苗技術(shù)提升提供理論資料。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本實驗于2018年5月開展于浙江省海洋水產(chǎn)研究所西閃島試驗場。在三疣梭子蟹育苗期間，當(dāng)池塘蟹苗發(fā)育到Ⅳ期蚤狀幼體時，晚上用燈光誘捕蟹苗，帶水將其運回實驗室，暫養(yǎng)于長方體塑料桶(長×寬×高=67 cm×45 cm×35 cm)，暫養(yǎng)期間使用沉淀海水、水溫26±2℃，不間斷充氣，投喂豐年蟲無節(jié)幼體。待桶中大量幼體變態(tài)為大眼幼體時，開始正式實驗。

1.2 實驗方法

取18個透明塑料盒(直徑=8.5 cm，高=12 cm)，分為6組，每組3個，各組塑料盒分別置于木板做成的暗盒內(nèi)，將塑料盒和暗盒置于水池中，使塑料盒下方約1/4浸泡于水中(以保持各組水溫相同)。暗盒頂部(距塑料盒水面 15 cm)分別裝 1 個 1W 的 LED 燈珠，其波長分別為 A：365～370 nm、B：400～405 nm、C：450～455 nm、D：500～510 nm、E：600～605 nm、F：655～660 nm，實驗期間每天 19：00 開燈，07：00 關(guān)燈。每個塑料盒中放養(yǎng)大眼幼體20只，每天06：00、14：00、22：00記錄各塑料盒內(nèi)蟹體的死亡情況和蛻皮情況，并清除死亡個體。每日07：00、19：00投喂豐年蟲無節(jié)幼體，投喂量根據(jù)攝食情況而定。當(dāng)大眼幼體變態(tài)為Ⅰ期仔蟹和Ⅱ期仔蟹時取樣，用分析天平稱量體重，并在Nikon SMZ800N解剖鏡下測量各期仔蟹的甲寬。當(dāng)所有幼蟹進入Ⅱ期仔蟹時結(jié)束實驗。

1.3 數(shù)據(jù)處理

分別計算各組蟹體在一個蛻皮(殼)周期內(nèi)的增重率(WGR)和體重特定生長率(SGR)，計算公式如下：

式中，WF為蛻皮(殼)結(jié)束后幼蟹的平均體重，WI為蛻皮(殼)前幼蟹的平均體重，t為蛻殼周期。

各實驗數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Χ±S.D)表示，不同試驗組數(shù)據(jù)間采用單因素方差分析，對檢測達(dá)到顯著的平均值用Duncan檢驗，方差分析和多重比較用SPSS19.0進行，在Excel 2013下繪制相關(guān)圖表。

2 結(jié)果

2.1 不同光波長對三疣梭子蟹大眼幼體及Ⅰ期仔蟹存活率的影響

從圖1可以看出，大眼幼體蛻皮至Ⅰ期仔蟹(M→C1)是一個形態(tài)發(fā)生巨大變化的過程，存活率較低，約為30%，各不同波長光照組之間沒有顯著差異(P>0.05)。Ⅰ期仔蟹蛻殼至Ⅱ期仔蟹期間(C1→C2)，除A組外，存活率較M→C1均有所升高，尤其是D組(60.74%)和E組(75.47%)存活率顯著高于其它組(P<0.05)，各波長光照下C1→C2 的存活率由高到低依次為：E、D、B、F、C、A；實驗期間沒有觀察到因自相殘殺而死亡的個體。

圖1 不同光波長下三疣梭子蟹大眼幼體及Ⅰ期仔蟹的存活率Fig.1 The survival rate of P.trituberculatuss megalopae and stageⅠpostlarvae with different wavelengths of light

2.2 不同光波長對三疣梭子蟹大眼幼體及Ⅰ期仔蟹蛻皮(殼)、生長的影響

如圖2所示，實驗期間三疣梭子蟹M→C1的蛻皮周期為2～3 d，各組間相比，C組和D組蛻皮周期較短，但顯著差異不顯著 (P>0.05)；C1→C2的蛻殼周期較 M→C1 長，基本為 5～6 d，相比之下，A組和C組蛻殼周期較短，D組和E組蛻殼周期較長，整體上各組間無顯著差異(P>0.05)。

通過對實驗期間不同光波長下三疣梭子蟹2次蛻皮(殼)前后體質(zhì)量、甲寬的比較(表1)，發(fā)現(xiàn)M→C1蛻皮后各組蟹平均體重增加為蛻皮前的2～3倍；各組間相比，D組體重最小，C組體重最大，且A組與C組間差異顯著(P<0.05)，而E組甲寬最小，F(xiàn)組甲寬最大。C1→C2蛻殼后A組體重最小，且顯著小于其它組(P<0.05)，C組體重和甲寬均顯著大于其它組(P<0.05)。從各實驗組三疣梭子蟹兩次蛻殼前后增重率可見 (圖3)，M→C1蛻殼前后，C組增重率最大，但與其它組之間沒有顯著差異(P>0.05)。C1→C2蛻殼前后，C組增重率顯著大于其它組(P<0.05)，另外，D組和E組增重率顯著大于A組和B組(P<0.05)。

實驗中三疣梭子蟹2次蛻皮(殼)前后體重特定生長率見圖4。其中，M→C1蛻皮前后，C組特定生長率最大，顯著大于A、B、D、E組 (P<0.05)；C1→C2蛻殼前后，C組體重特定生長率顯著高于其它組。除此之外，F(xiàn)組體重特定生長率也較大，顯著高于除C組和D組外的其他組，整體上，各實驗組的增重率和特定生長率變化規(guī)律不一致。

圖2 不同光波長下三疣梭子蟹大眼幼體及Ⅰ期仔蟹的蛻殼周期Fig.2 Molt cycle of P.trituberculatuss megalopae and stageⅠpostlarvae with different wavelengths of light

表1 不同波長光照下三疣梭子蟹大眼幼體及仔蟹的體重和甲寬Tab.1 The body weight and the length of the shell of P.trituberculatuss megalopae and postlarvae with different wavelengths of light

圖3 不同光波長下三疣梭子蟹大眼幼體及Ⅰ期仔蟹蛻皮(殼)后的增重率Fig.3 The weight growth rate of P.trituberculatuss megalopae and stageⅠpostlarvae after molting with different wavelengths of light

圖4 不同光波長下三疣梭子蟹大眼幼體及Ⅰ期仔蟹蛻皮(殼)后的特定生長率Fig.4 The specific growth rate of P.trituberculatuss megalopae and stageⅠpostlarvae after molting with different wavelengths of light

3 討論

有關(guān)不同光波長對甲殼動物死亡率的影響報道較少，僅見凡納濱對蝦幼體在波峰波長為525 nm的綠光和435 nm藍(lán)光下的存活率顯著高于在625 nm的紅光和580 nm的黃光下的存活率[8]。本實驗結(jié)果表明不同光波長對三疣梭子蟹M→C1存活率沒有顯著影響，但C1→C2在500～510 nm和600～605 nm下的存活率顯著高于其它光波長組，可能是因為三疣梭子蟹大眼幼體對不同顏色光的敏感度不高，也有可能是本實驗中的不同光波長對其影響時間較短，對大眼幼體期的存活率未造成顯著影響，而到了C1→C2期間，不同光波長的作用和影響逐漸體現(xiàn)出來。本研究中顯示在500～510 nm和600～605 nm下的存活率較高，這與王芳等[19]發(fā)現(xiàn)在580 nm黃光照射下三疣梭子蟹食物轉(zhuǎn)化效率最高的結(jié)果相似，推測這是由于三疣梭子蟹在這種波長的光照下，能夠更好的累積足夠的能量以存活，或者是因為在其他光照條件下三疣梭子蟹難以合成其生存需要的營養(yǎng)素導(dǎo)致的。另外，本實驗結(jié)果顯示整體上三疣梭子蟹大眼幼體的存活率比Ⅰ期仔蟹低，這與廖永巖等[20]的研究結(jié)果相似，作者認(rèn)為一方面可能是因為大眼幼體本身比仔蟹處于生命更早期，對環(huán)境的適應(yīng)能力更弱；另一方面，可能是因為M→C1蛻皮前后身體形態(tài)發(fā)生巨大變化導(dǎo)致了其死亡率較高，而C1→C2蛻殼前后不存在身體形態(tài)的變化。

三疣梭子蟹和其它甲殼動物一樣，通過蛻殼實現(xiàn)體型增大和體質(zhì)量增加，蛻殼周期和蛻殼后的增重率決定了其生長效率。甲殼動物的蛻殼生長受能量、營養(yǎng)和激素等多種機制調(diào)節(jié)[21]。本實驗通過不同波長LED燈光照射三疣梭子蟹，通過測量其體重和殼長，計算其蛻殼周期、增重率和體重特定生長率來反映其生長狀況。結(jié)果顯示450～455 nm和500～510 nm光波長下大眼幼體的蛻皮周期較短，并且450～455 nm光波長下的特定生長率也顯著高于其它組，這可能是因為在三疣梭子蟹大眼幼體期在450～455 nm波長的光照通過增強其攝食[19，22-23]和同化[19]或降低基礎(chǔ)代謝[18]等進而增加營養(yǎng)累積促進蛻殼。

本研究結(jié)果顯示，450～455 nm光波長下三疣梭子蟹的生長效率最高，這與王芳等[19]的研究結(jié)果：580 nm波長下三疣梭子蟹幼蟹生長效率最高不同，這可能是因為兩個實驗使用的蟹體處于不同的發(fā)育階段(本實驗是大眼幼體和Ⅰ期仔蟹，而王芳等的實驗蟹為初始體重為21 g的幼蟹)，這說明不同發(fā)育時期的三疣梭子蟹對光照的敏感程度不同，即最佳光照條件不一致。

4 小結(jié)

本實驗通過不同波長LED燈光照射三疣梭子蟹大眼幼體及Ⅰ期仔蟹研究了不同光波長對三疣梭子蟹幼體的存活及生長的影響，綜合各項指標(biāo)來看，波長為450～455 nm波長的光照對三疣梭子蟹大眼幼體及Ⅰ期仔蟹的存活及生長是最有利的。但光照是一個復(fù)雜的環(huán)境因素，三疣梭子蟹的生長也分多個階段，將來的研究，可從不同波長組合光譜、光周期和光照強度等對三疣梭子蟹不同生長階段的影響展開，從而為三疣梭子蟹繁育和養(yǎng)殖提供更全面的基礎(chǔ)資料。