克氏原螯蝦繁殖生物學(xué)與苗種培育技術(shù)研究進(jìn)展

董揚(yáng)帆，李軍濤，張秀霞，冼健安，王冬梅

（1.海南大學(xué)海洋學(xué)院，海南 ?？?570228；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所，海南 ?？?571101；3.海南省海洋生物資源功能性成分研究與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 ?？?571101）

克氏原螯蝦Procambarus clarkii（Girard，1852）（俗稱小龍蝦、紅螯蝦、淡水小龍蝦）原產(chǎn)于北美洲，20 世紀(jì)20 年代傳入日本后，20 世紀(jì)70 年代引入我國，現(xiàn)已成為我國重要的淡水養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)蝦類。

1 克氏原螯蝦繁殖生物學(xué)研究進(jìn)展

1.1 克氏原螯蝦生物學(xué)特性

克氏原螯蝦體暗紅色，具幾丁質(zhì)外殼[1]，生活史分為受精卵、胚胎發(fā)育、性成熟、繁衍后代、衰老死亡5 個階段[2]?？耸显r雜食性，喜蔭怕光，生性好斗，有很強(qiáng)的領(lǐng)域性，善于掘洞[3]，喜新水活水，逆水上溯，通常聚集在養(yǎng)殖池進(jìn)水口周圍[4]。

韓曉磊[5]等發(fā)現(xiàn)，在20℃和25℃下，克氏原螯蝦在實(shí)驗(yàn)室水族箱中有明顯的交配抱卵現(xiàn)象，水溫低于15℃，交配停止[2]。黃鉆華等[6]認(rèn)為，搭建環(huán)溝大棚，水溫達(dá)到20℃以上時，親蝦開始交配?？梢圆捎么笈锛訙貋硌娱L克氏原螯蝦苗種的供應(yīng)周期，在熱帶地區(qū)實(shí)現(xiàn)全年繁殖[5，7，8]?？耸显r從5 月到10 月均有親蝦交配、產(chǎn)卵[9-11]。溫小波等[12]發(fā)現(xiàn)，水溫（20.0±0.5）℃時，克氏原鰲蝦成蝦（21.59±1.76）g 夜間12h 的耗氧率為（0.156±0.008）mg/（g·h），白天12h 的耗氧率為（0.134±0.009）mg/（g·h）。

1.2 克氏原螯蝦性腺發(fā)育

1.2.1 雄性生殖系統(tǒng)組織學(xué)

克氏原螯蝦的精巢位于頭胸甲內(nèi)背部、圍心腔之下、肝胰臟之上，緊貼圍心腔[13]，由三個部分的巢互相連接形成，前面兩個后面一個，呈米白色和類似“Y”形[14]。但王慶[1]認(rèn)為，克氏原螯蝦具有一對左右對稱的細(xì)精巢，呈“H”型。精巢由生精小囊和收集管組成，二者相連，收集管又分為初級收集管、次級收集管和三級收集管，精子在生精小囊中成熟，收集管收集成熟的精子[14，15]。精巢后端收集管結(jié)合部連接兩條輸精管，左右對稱，輸精管前段具有分泌精莢壁物質(zhì)的功能。精莢呈長囊形或顆粒橢球形，交配時將精子送至雌蝦體，右側(cè)輸精管后段能存儲精莢。左右兩側(cè)輸精管的功能不同，左側(cè)輸精管與收集管的連接部呈封閉狀態(tài)具有一定程度的分泌功能，基本不能輸送精子，而右側(cè)輸精管則完全承擔(dān)輸送精子的能力，這表明左側(cè)輸精管極有可能是在特殊情況下的儲備器官[14]。

戴穎等[16]將武漢地區(qū)克氏原螯蝦的精巢發(fā)育分為5 個階段：1—3 月的精原細(xì)胞期、4—6 月的精子細(xì)胞期、7—8 月精母細(xì)胞期、9—10 月精子細(xì)胞期和11—12 月精原細(xì)胞期。黃文虎[14]將精子的發(fā)育分為6 個階段：I 期精子細(xì)胞，細(xì)胞核呈膠囊狀或質(zhì)地稀疏的圓盤狀，核質(zhì)稀疏；II 期精子細(xì)胞的細(xì)胞核較I 期濃縮，多呈近圓形；III 期精子細(xì)胞，細(xì)胞核近圓形略不規(guī)則，在核的一側(cè)可見一個小泡狀構(gòu)造；IV 期精子細(xì)胞，細(xì)胞核呈圓滑的四方形，小泡狀構(gòu)造不如III 期明顯；V 期精子細(xì)胞，細(xì)胞核可見棱角狀棘，數(shù)目不同的棘從核伸出，在核的內(nèi)部可見一圓形結(jié)構(gòu)；Ⅵ期成熟精子，細(xì)胞核伸出四條清晰的輻射臂，臂呈螺旋狀，均勻地排列于四周，核內(nèi)部為清晰的同心圓狀，整體的精子為螺旋四角星型。

1.2.2 雌性生殖系統(tǒng)組織學(xué)

克氏原螯蝦雌性生殖系統(tǒng)由卵巢和輸卵管組成。卵巢呈“Y”型，位于頭胸甲背側(cè)中央[17]。早期，卵巢體積較小，卵粒小且不易分離；隨著卵巢的發(fā)育，卵巢體積逐漸變大，卵巢向四周延伸膨脹，卵粒大而易分離;卵巢顏色由無色透明、淡黃色、黃色、紫色、紫黑色，逐漸變?yōu)榧t褐色[17]。輸卵管分為左右兩條，從卵巢兩側(cè)發(fā)出，沿圍心腔外壁向腹側(cè)延伸，最后開口于第3 對胸足基部，形成雌性產(chǎn)卵孔[17]。戴穎等[16]研究了武漢地區(qū)的克氏原螯蝦，認(rèn)為雌蝦卵巢發(fā)育具有周期性，一年可以產(chǎn)兩次卵。Oluoch[18]報道，在美國南部的路易斯安那州，克氏原螯蝦主要在8—11 月產(chǎn)卵，繁殖高峰在10 月，而位于熱帶地區(qū)肯尼亞Naivasha 湖則可常年產(chǎn)卵。交配后，精子儲存在納精囊中。宋光同等[17]根據(jù)克氏原螯蝦卵巢的顏色、大小與外部形態(tài)，卵子發(fā)生時相以及卵巢壁、輸卵管的結(jié)構(gòu)，將克氏原螯蝦的卵巢發(fā)育分為5 個時期。劉智俊等[19]將克氏原螯蝦的卵巢發(fā)育分為6個時期，分期方法如表1 所示。

1.2.3 克氏原螯蝦性腺發(fā)育

陳金民等[20]研究發(fā)現(xiàn)：克氏原螯蝦卵巢在發(fā)育中利用肝胰腺中存儲的脂肪，發(fā)育后期營養(yǎng)物質(zhì)的積累存在一定比例，在卵巢發(fā)育及胚胎發(fā)育過程中C18：2n6有重要作用。劉紅等[21]測定了卵巢不同發(fā)育時期卵黃蛋白原受體mRNA 在肝胰腺和卵巢中的表達(dá)水平，認(rèn)為肝胰腺的質(zhì)量在克氏原螯蝦卵巢發(fā)育過程中變化不大。趙維信等[22]運(yùn)用放射免疫測定法，研究克氏原鰲蝦卵黃發(fā)生過程中卵巢孕酮含量變化，認(rèn)為隨著卵巢的成熟和產(chǎn)卵，其孕酮含量逐漸下降，可能已轉(zhuǎn)化成卵子發(fā)育的其他類固醇激素。Rachakonda Sarojini 等[23，24]研究表明，蛋氨酸一腦啡肽和納洛酮可以影響克氏原螯蝦的胸神經(jīng)節(jié)，調(diào)節(jié)促性腺激素（GSH）的釋放，促進(jìn)卵巢的發(fā)育。Rachakonda Sarojini 等[25]用10g/m3的萘浸泡克氏原螯蝦雌蝦15d，若其卵巢處于卵黃前期或卵黃期，則存在退化現(xiàn)象，但浸泡未成熟的克氏原螯蝦雌蝦再返回清水中時，其卵巢發(fā)育不會停止。Rachakonda Sarojini 等[26]研究了5-羥色胺（5-HT）對克氏原螯蝦性成熟的影響，認(rèn)為5-HT 及其催化劑不僅能誘導(dǎo)性腺成熟，還能促進(jìn)雄激素腺的發(fā)育。Antonio R Chaves 等[27]研究表明，摘除克氏原螯蝦眼柄消除性腺抑制激素的作用，可以促進(jìn)卵巢的發(fā)育。殷海成[28]用燒燙擠壓法證明：切除眼柄能加快克氏原螯蝦卵巢的成熟，且性腺發(fā)育速度是雙側(cè)組＞單側(cè)組＞對照組。強(qiáng)曉剛[29]發(fā)現(xiàn)，切除眼柄能促進(jìn)克氏原螯蝦提早產(chǎn)卵。徐加元等[30，31]探討了水溫和光周期對雌性克氏原螯蝦成活和性腺發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)兩者均影響雌蝦性腺發(fā)育及其成活率，水溫對雌蝦性腺發(fā)育的影響比光周期的影響程度要大；投喂草魚Ctenopharyngodon idellus 肉比投喂植物性飼料更能促進(jìn)克氏原螯蝦親蝦性腺發(fā)育。邵光明[32]采用正交設(shè)計法研究了溫度、養(yǎng)殖密度、飼料中的魚粉添加量對克氏原螯蝦生長和性早熟的影響。結(jié)果表明，水溫對卵巢發(fā)育和成熟率的影響最大，較高的水溫能促進(jìn)克氏原螯蝦生長，但也會抑制其卵巢的發(fā)育。王慶等[7]在冬季加溫至26℃使雌蝦成功提前抱卵。

表1 克氏原螯蝦卵巢發(fā)育分期方法Tab.1 Staging method of ovarian development in red swamp crayfish Procambarus clarkii

1.3 克氏原螯蝦繁殖

李銘等[33]發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加0.02%維生素E可提高克氏原螯雌蝦的繁殖力。楊東輝等[34]人工建立了6 種環(huán)境證明了克氏原螯蝦在無洞穴環(huán)境條件下，繁育能力極低；土壤洞穴提高了克氏原螯蝦繁殖力。唐建清等[35]用玻璃標(biāo)本瓶、易拉罐、塑料瓶、木筒等筒狀物人工模擬洞穴，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有人工洞穴時螯蝦的存活率比無洞穴的自然狀態(tài)提高了6.4 倍，穴長、避光、透氣的人工洞穴效果更好。而宋光同等[36]認(rèn)為，遮蔽物與人工洞穴僅對親蝦的成活率有顯著影響，對抱卵率無顯著影響。舒新亞等[37]根據(jù)克氏原螯蝦在秋冬季產(chǎn)卵的繁殖習(xí)性，進(jìn)行了人工誘導(dǎo)克氏原螯蝦同步產(chǎn)卵實(shí)驗(yàn)，通過調(diào)整水位、改良水質(zhì)、合理投喂等方法，使克氏原螯雌蝦在36d 的時間里平均抱卵率達(dá)到81.0%，未采取人工誘導(dǎo)的組平均抱卵率僅為30.6%。朱玉芳等[38]研究認(rèn)為：抱卵孵化的孵化率遠(yuǎn)高于非抱卵的孵化率，可能是因?yàn)楸褧r母蝦游泳足的劃動能直接為卵提供足夠的溶氧，同時有效的振動（或刺激）經(jīng)過卵膜絲到達(dá)卵膜，可能啟動胚胎發(fā)育的信息。王慶[1]研究了不同時期剝離的蝦卵孵化及剝離后不同孵化方式對孵化率的影響。結(jié)果表明：克氏原螯蝦受精卵離體孵化率較低，溶氧確實(shí)是影響卵的發(fā)育的因素之一，這與朱玉芳的推論一致。王慶[1]在實(shí)驗(yàn)中觀察到，母蝦通過不斷的清除雜質(zhì)而保證卵不感染水霉，推測這也是抱卵孵化率較高的原因之一。母蝦是否存在其他方式影響卵的發(fā)育還有待進(jìn)一步研究，離體孵化暫時不能應(yīng)用于螯蝦的規(guī)模化育苗。

1.4 克氏原螯蝦懷卵量

董衛(wèi)軍等[39]認(rèn)為，雌蝦的抱卵量在200～300粒；產(chǎn)卵量隨個體大小和性腺發(fā)育程度而異，一般在300～800 粒之間[40]。黃鉆華等[6]認(rèn)為，一般抱卵量在700～1000 粒之間。夏愛軍等[41]通過建立性腺發(fā)育數(shù)學(xué)模型，計算得出克氏原螯蝦雌蝦初始懷卵和抱卵的理論體長分別為5.6cm 和5.8cm，理論抱卵量和最大懷卵量分別為1136 粒和1963 粒，最大相對繁殖力的體長為9.22cm，最大值為19.78 粒/g。劉智俊等[19]研究發(fā)現(xiàn)：上海地區(qū)克氏原螯蝦的抱卵量約為300 粒，最高超過700 粒，體質(zhì)量20g 以下的雌蝦首次繁殖，抱卵量為（142.02±27.89）粒，單卵質(zhì)量（5.78±0.79）mg，體質(zhì)量31～35g 的親本，抱卵量為（389.50±174.45）粒，單卵質(zhì)量達(dá)（6.75±0.55）mg，生殖力為11.49 粒/g。當(dāng)親本體質(zhì)量高于40g 時，其單卵質(zhì)量為（5.83±1.26）mg，生殖力為7.81 粒/g。

1.5 克氏原螯蝦的胚胎發(fā)育

1.5.1 克氏原螯蝦胚胎發(fā)育

克氏原螯蝦胚胎發(fā)育的分期劃分沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。呂建林等[42]將克氏原螯蝦的胚胎發(fā)育過程分為12 個時期。慕峰等[43]根據(jù)發(fā)育的時間和形態(tài)變化，將克氏原螯蝦胚胎發(fā)育分為9 個階段：受精卵、卵裂期、囊胚期、原腸期、前無節(jié)幼體期、后無節(jié)幼體期、復(fù)眼色素期、預(yù)備孵出期和孵出期。

1.5.2 水溫對克氏原螯蝦胚胎發(fā)育的影響

水溫是影響水生動物胚胎發(fā)育的重要環(huán)境因子。Suko[44]研究發(fā)現(xiàn)：水溫7℃時，克氏原螯蝦受精卵約需150d 孵出；水溫15℃時，要46d；水溫22℃時，約需19d。李庭古等[45]認(rèn)為，水溫低于15℃時受精卵無法孵出，水溫22℃時，需36d 孵出，但水溫低于22℃或高于32℃時，受精卵死亡脫落嚴(yán)重?？耸显r受精卵的孵化水溫應(yīng)控制在24～30℃。鄭楚龍[46]認(rèn)為，克氏原螯蝦胚胎發(fā)育的適宜溫度為20～27℃；董衛(wèi)軍[3]等認(rèn)為，水溫22～25℃時，克氏原螯蝦胚胎發(fā)育時間為25～33d；Jin 等[47]認(rèn)為，胚胎發(fā)育的最適水溫為25℃，在水溫29℃和33℃時死亡；水溫26℃下，胚胎的發(fā)育需要15d 左右[43]；30℃時受精卵孵化率最高[5]；一定溫度范圍內(nèi)，溫度越高，受精卵孵化時間越短，孵出幼體數(shù)量越多。呂佳等[8]通過模型分析了溫度與克氏原螯蝦受精卵發(fā)育的關(guān)系，認(rèn)為其最適溫度和最高臨界溫度分別為30.3℃和40.3℃，其最低有效積溫和平均有效積溫分別為731℃·d 和765℃·d。9 月產(chǎn)出的受精卵在自然條件下胚胎發(fā)育的時間為17～20d，孵化有效積溫為453～516℃·d[42]。

1.6 克氏原螯蝦幼體生物學(xué)

剛出膜的克氏原螯蝦幼體為末期幼體（postlarva）[48]，也稱為第一齡幼體（first instar）。第一次蛻殼后的克氏原螯蝦幼體稱第二齡幼體（second instar），第二次蛻殼后的幼體稱第三齡幼體（third instar），以此類推[49]。從幼體到成體共需蛻殼11 次[50]。郭曉鳴和朱松泉[49]將前三齡定義為幼體發(fā)育階段，第四齡起定義為幼蝦發(fā)育階段。

一齡幼體的前腸已分為賁門胃與幽門胃，出現(xiàn)腺濾器，肝胰腺細(xì)胞難以區(qū)分；二齡幼體消化系統(tǒng)發(fā)育較完全，胃部出現(xiàn)胃磨；中腸前部液泡含量增加，中腸中部消失，后腸與體節(jié)肌肉之間形成明顯空隙，外部形體與成蝦無明顯差異；三齡幼體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在二齡幼體的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)育，已經(jīng)具備成體形態(tài)[51]。

韓曉磊等[5]認(rèn)為，25～30℃是克氏原螯蝦幼體生長發(fā)育的最適溫度，在水溫10～30℃內(nèi)，克氏原螯蝦幼體體長和體質(zhì)量的增長與水溫呈正相關(guān)，但幼體成活率隨水溫的升高而先升后降低。朱玉芳等[38]比較了克氏原螯蝦抱卵孵化與非抱卵孵化的效果，發(fā)現(xiàn)抱卵蝦的孵化率遠(yuǎn)比非抱卵蝦孵化率高，抱卵蝦的生長也比非抱卵蝦快。邵光明[32]研究認(rèn)為，在飼料中添加0.0060%維生素A、0.02%維生素C 和0.04%維生素E 能顯著提高克氏原螯蝦幼蝦的成活率。Yue 等[52]研究了3 水平光周期、水中鈣濃度和pH 變化對克氏原螯蝦幼蝦存活、生長的影響，發(fā)現(xiàn)光照周期為16L∶8D、鈣濃度為65.5mg/L 和pH7.8時克氏原螯蝦幼蝦的生長和存活最佳。據(jù)溫小波等[12]測定，夜間12h 克氏原鰲蝦幼蝦（2.37±0.21）g的耗氧率為（0.484±0.011）mg/（g·h），白天12h 的耗氧率為（0.369±0.051）mg/（g·h）。Jover 等[53]研究了克氏原鰲蝦幼體發(fā)育所需能量，結(jié)果顯示最佳的營養(yǎng)水平為粗蛋白22%～26%，脂質(zhì)6%，碳水化合物36%～41%。

2 克氏原螯蝦繁育模式

為提高克氏原螯蝦出苗的一致性，開展了克氏原螯蝦苗種繁育相關(guān)研究，主要有土池育苗[6，54-60]、網(wǎng)箱育苗[61-63]、工廠化育苗[64-66]等。但現(xiàn)行的主要模式依然為土池繁育。

2.1 土池苗種繁育

土池苗種繁育主要在稻田養(yǎng)蝦模式中進(jìn)行：第一年捕撈時留下一定數(shù)量的優(yōu)質(zhì)克氏原螯蝦，做為第二年繁育的親本，通過人工干涉，建造一定程度上優(yōu)于自然環(huán)境下克氏原螯蝦繁殖的生態(tài)環(huán)境。這種繁育模式主要管理好親本數(shù)量和質(zhì)量、飼料種類與數(shù)量、水質(zhì)和水生植物等[58，67]。

江蘇地區(qū)，土池埂坡比為1∶2，分淺水區(qū)和深水區(qū)（池中有一字形溝）[58]。沿田四周離埂基1m 起挖4m 寬、1.2m 深的環(huán)溝[60]，池塘面積（30～130）×667m2，池底淤泥20cm 左右，每口池有獨(dú)立的進(jìn)排水口，池與池之間不相通，有完善的防逃設(shè)施。9 月每667m2留塘親本20～40kg，雌雄比例為5～2∶1。次年4 月初開始捕撈出售，9 月底結(jié)束，平均每667m2約產(chǎn)300kg[58]。

2.2 網(wǎng)箱苗種繁育

網(wǎng)箱苗種繁育主要將網(wǎng)箱放置在池塘中，集中管理種蝦，使繁殖池塘與克氏原螯蝦養(yǎng)殖池一致。網(wǎng)箱規(guī)格為6m×8m×2m[63]、3m×10m～5m×10m[68]，用20～40 目篩網(wǎng)制成，沿網(wǎng)箱口內(nèi)側(cè)縫上15cm 鈣塑板，防止親蝦逃逸。網(wǎng)箱用木樁或鐵棍一類固定；將一定重量物體壓在網(wǎng)箱底部及四角，使網(wǎng)箱充分展開，箱底距池底為10～15cm；網(wǎng)箱正上方覆蓋雙層黑色遮陽網(wǎng)。網(wǎng)箱內(nèi)水草面積高于70%[69]。管理方式與土池育苗基本一致。

一般繁殖用的池塘面積為2000～3333m2，以長方形為宜。池塘水深約1.2m，埂高1.5m。水中溶解氧要在5mg/L 以上，透明度控制在30～50cm。21:00至翌日5:00 時利用水泵對箱體進(jìn)行沖水，使箱內(nèi)水體充分交換，起到增氧和刺激胚胎發(fā)育的作用[69]。周洵等[63]通過網(wǎng)箱繁育克氏原螯蝦育苗可達(dá)到5000 尾/m2。

2.3 工廠化人工育苗

工廠化育苗一般以水泥池為主，通過大棚輔助控溫，主要特點(diǎn)為可視、可控，能直接觀察到克氏原螯蝦的生存狀態(tài)，可在一定程度上控制使其集中繁育?？耸显r工廠化繁育由兩部分組成：一為繁育池、孵化溫室、道路、電力、水利、棚舍等；二為技術(shù)和管理水平等[70]。

曹烈等[71]在室內(nèi)水泥池中進(jìn)行了克氏原螯蝦的人工繁育實(shí)驗(yàn)，平均出苗5593 尾/m2。周鳳建等[61]利用水泥池孵化克氏原螯蝦抱卵蝦，獲體長1cm 左右的蝦苗3000～5000 尾/m2。

現(xiàn)階段我國克氏原螯蝦土池苗種繁育發(fā)展較為廣泛，近20 年沒有發(fā)大的變化。而網(wǎng)箱育苗和工廠化人工育苗還處于實(shí)驗(yàn)階段，需要大量的研究以推進(jìn)現(xiàn)代化、機(jī)械化。

2.4 網(wǎng)箱+水泥池繁育模式

此種模式乃根據(jù)個人實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出。將網(wǎng)箱置于水泥池中，網(wǎng)箱面積占水泥池面積的1/2～3/4，網(wǎng)目顯著大于苗種規(guī)格。網(wǎng)箱中放置人工巢穴，每個人工巢穴中雌雄比為1∶1。繁育期溫度高于30℃需要設(shè)置遮陽棚，低于20℃需要設(shè)置保溫棚。在卵巢未發(fā)育前控制溫度在22℃，性成熟后溫度控制在26℃。光照周期控制為16L∶8D，光照度為50～500lx。鈣濃度為65.5mg/L。條件允許的情況下，在夜間投喂飼料。性腺未發(fā)育成熟前可在飼料中添加0.06mol/L 納洛酮，在抱卵孵化期則可添加維生素A 0.006%、維生素C 0.02%和維生素E 0.04%。此種繁育模式通過多個研究成果總結(jié)設(shè)計，未通過實(shí)際驗(yàn)證。

克氏原螯蝦的格斗行為可能是制約幼苗抱卵孵化的重要因素?？梢钥紤]從敲除基因或雜交配種的方向，探討在不影響克氏原螯蝦生長狀態(tài)的前提下，降低或者緩解克氏原螯蝦的格斗行為，使其更加適應(yīng)群居生活。