1齡性早熟中華絨螯蟹早熟性狀遺傳能力的研究

鄭 巖，梁 芳，耿 丹，李 楊，劉 胥

( 盤錦光合蟹業(yè)有限公司，遼寧省中華絨螯蟹育種重點實驗室，遼寧 盤錦 124200 )

中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)屬節(jié)肢動物門、甲殼綱、十足目、方蟹科、絨螯蟹屬，別稱河蟹、大閘蟹，在我國主要分布于長江水系、遼河水系、甌江水系三大淡水水系中，是我國淡水漁業(yè)的重要經濟養(yǎng)殖品種。

我國中華絨螯蟹從蟹苗繁育、蟹種培育、成蟹養(yǎng)殖、成蟹加工再到出口創(chuàng)匯形成了穩(wěn)固的產業(yè)鏈，已成為各地農業(yè)增收、農(漁)民致富的重要途徑之一[1]。而在蟹種培育階段，1齡性早熟問題一直以來都是阻礙產業(yè)發(fā)展的頑疾，這種蟹在第二年成蟹養(yǎng)殖階段成活率極低，有研究報道，用性早熟蟹種養(yǎng)殖成蟹死亡率可達60%～90%[2]。養(yǎng)殖者都將其作為養(yǎng)殖過程中的淘汰對象，廣大學者則關注其發(fā)生機理，以降低其產生為研究目標。早期的研究多從外在因素入手，認為環(huán)境因素如溫度、鹽度和管理因素如養(yǎng)殖密度、飼料精度等是影響中華絨螯蟹1齡性早熟的原因，并且可以從這些方面著手降低性早熟比例。如何正侃等[3]研究認為，單一的飼料會增加性早熟的比例，可以通過提高養(yǎng)殖密度，增加植物性餌料占比等措施降低蟹種性早熟比例；張列士等[4]分析3年的樣本數據認為，鹽度、溫度和營養(yǎng)是促使中華絨螯蟹當年性早熟的原因；章星明[5]研究認為，長期高溫、營養(yǎng)過剩是造成幼蟹早熟的主要原因，降低性早熟比例要從環(huán)境、飼料等多方面采取措施；朱雅珠等[6]提出，可以通過調控飼料中膽固醇的含量控制1齡性早熟的比例。近些年來隨著技術的發(fā)展，研究者偏重于從中華絨螯蟹自身內部尋找原因。如杜曉燕等[7]通過研究積溫和營養(yǎng)對遼蟹和滬蟹性早熟的影響后認為，遺傳是導致性早熟的主要原因；魏薇等[8]研究中華絨螯蟹血淋巴中的鈣離子和雌二醇水平后認為，外界因素影響體內激素水平和離子水平的變化是中華絨螯蟹性早熟的內在生理原因；張佳鑫等[9]發(fā)現，性早熟蟹Y-器官中一些基因表達上調；李海燕等[10]研究發(fā)現，性早熟個體存在種質退化現象，認為種質退化是導致性早熟的原因。然而限于技術水平，中華絨螯蟹1齡性早熟的原因尚無確切論斷，多種因素綜合作用導致性早熟是被廣泛認可的觀點，顧景齡等[11]就指出，鹽度高、積溫高、體內有細菌、飼料過精、種質退化等多種原因會導致蟹種的性早熟，預防要綜合考慮，需從多方面著手。

筆者選取選育過程中突變的性早熟比例較高的家系，采用家系內自交的方式連續(xù)繁育，以期找出性早熟這一性狀的遺傳規(guī)律，為降低性早熟比例和合理利用性早熟提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗用蟹及養(yǎng)殖管理

試驗用早熟蟹、選育蟹取自盤錦光合蟹業(yè)有限公司育種基地，在育種車間培育至大眼幼體即蟹苗供試驗使用，非選育蟹蟹苗購自盤錦個體孵化場。蟹苗規(guī)格為1.5×105～1.6×105只/kg。

3種蟹苗同時在稻田圍隔系統中進行養(yǎng)殖。圍隔有效面積40 m2，圍隔內按照行距30 cm、株距20 cm栽種水稻，每個圍隔投放蟹苗2500只。每個家系養(yǎng)殖3個圍隔。養(yǎng)殖周期自6月上旬投放蟹苗入圍隔開始，至10月上旬圍隔起捕結束。根據水稻生長水深由10 cm逐漸加至20 cm后保持不變，定期換水，監(jiān)測水質指標，保持溶解氧≥5 mg/L，氨氮≤1 mg/L。養(yǎng)殖期間全程投喂配合飼料。使用RC-4水溫記錄儀記錄養(yǎng)殖期間水溫，溫度探頭位于稻田壟間離地5 cm處，水溫每30 min記錄1次。

1.2 養(yǎng)殖性能測定

2015年10月從選育家系中挑選1齡性早熟個體作親本隨機交配獲得23個F1家系；2016年F1親本產出幼體得到F1代蟹苗，經過1個養(yǎng)殖周期選擇F1代中早熟比例達到80%以上的家系采用家系內自交的方式獲得5個F2代家系；2017年F2親本產出幼體得到F2代蟹苗，經過1個養(yǎng)殖周期選擇F2代中早熟比例達到80%以上的家系采用家系內自交的方式獲得4個F3代家系；2018年F3親本產出幼體得到F3代蟹苗，經過1個養(yǎng)殖周期后F3代各家系早熟比例低于1%；試驗結束。

分別于2016年、2017年、2018年10月上旬完成所有圍隔試驗蟹的回捕，分別對每個圍隔中得到的扣蟹和早熟蟹進行計數、稱量質量。1齡性早熟的判斷參考文獻[2]的方法：一看腹部，正常蟹種，不論雌雄，腹部狹長且略呈三角形，性早熟雌蟹腹部變圓且周圍密生絨毛；二看交接器，正常蟹種，交接器為軟管狀，性早熟雄蟹的交接器為堅硬的骨質化管狀體；三看絨毛，正常蟹種螯及步足的絨毛短且稀疏，性早熟蟹種絨毛長、稠密且顏色較深。

1.3 數據分析

試驗數據通過Excel 2007整理，使用SPSS 26.0進行分析。

P=n1/n2×100%

RT=n2/n×100%

RK=n3/n×100%

RZ=n4/n×100%

式中，P為早熟比例(%)，RT為總回捕率(%)，RK為扣蟹回捕率(%)，RZ為早熟蟹回捕率(%)，n1為早熟蟹數量(只)，n2為回捕蟹數量(只)，n3為回捕扣蟹數量(只)，n4為回捕早熟蟹數量(只)，n為投放蟹苗數量(只)。

2 結 果

2.1 3代早熟蟹扣蟹養(yǎng)殖結果比較

3個世代的早熟蟹養(yǎng)殖結果見表1。扣蟹規(guī)格F3與F1差異顯著(P<0.05)，早熟蟹規(guī)格3個世代之間差異不顯著。扣蟹回捕率F2與F1差異不顯著，F3與F1、F2差異顯著(P<0.05)。早熟比例F2與F1差異不顯著，且F2稍高，F3與F1、F2差異顯著(P<0.05)，F3遠小于F1、F2。早熟蟹回捕率F2與F1差異不顯著，且F1稍高，F3與F1、F2差異顯著(P<0.05)，F3遠小于F1、F2。說明早熟這一性狀在1次自交后有所降低，連續(xù)2次自交后迅速降低。

表1 3代早熟蟹養(yǎng)殖結果統計

養(yǎng)殖積溫F3最高，F1次之，F2最低，這與3代的早熟蟹回捕率沒有對應關系(表2)，所以可以認為本試驗中溫度的高低對3代早熟蟹的早熟比例沒有明顯影響。

2.2 3代早熟蟹養(yǎng)殖性能相關性

對早熟蟹養(yǎng)殖性狀進行相關性分析(表3)，早熟蟹回捕率與扣蟹規(guī)格極顯著正相關(P<0.01)，與扣蟹回捕率、總回捕率極顯著負相關(P<0.01)，扣蟹規(guī)格與扣蟹回捕率、總回捕率極顯著負相關(P<0.01)，扣蟹回捕率與總回捕率極顯著正相關(P<0.01)，早熟比例與扣蟹規(guī)格、早熟蟹規(guī)格、早熟蟹回捕率極顯著正相關(P<0.01)，與扣蟹回捕率、總回捕率極顯著負相關(P<0.01)。

表2 3代早熟蟹養(yǎng)殖期間水溫統計

表3 3代早熟蟹養(yǎng)殖性狀間的相關系數

2.3 早熟蟹扣蟹養(yǎng)殖結果與同期選育蟹和非選育蟹比較

以同期選育蟹和非選育蟹養(yǎng)殖結果平均值為參考對早熟蟹養(yǎng)殖結果進行單樣本t檢驗，結果見表4～表6。

表4 早熟蟹F1與同期選育蟹和非選育蟹生物性能的比較

表5 早熟蟹F2與同期選育蟹和非選育蟹生物性能的比較

表6 早熟蟹F3與同期選育蟹和非選育蟹生物性能的比較

扣蟹規(guī)格F1與同期選育蟹差異不顯著，與同期非選育蟹差異極顯著(P<0.01)，非選育蟹規(guī)格較大。早熟蟹規(guī)格F1與同期選育蟹差異顯著(P<0.05)，選育蟹較大，與同期非選育蟹差異不顯著，非選育蟹較大?？坌坊夭堵蔉1與同期選育蟹差異極顯著(P<0.01)，選育蟹較高，與同期非選育蟹差異極顯著(P<0.01)，F1較高。早熟蟹回捕率F1與同期選育蟹差異極顯著(P<0.01)，F1較高，與同期非選育蟹差異極顯著(P<0.01)，非選育蟹較高。

扣蟹規(guī)格F2與同期選育蟹差異不顯著，與非選育蟹差異顯著(P<0.05)，F2較大。早熟蟹規(guī)格F2和同期選育蟹差異不顯著，與同期非選育蟹差異顯著(P<0.05)，F2較大?？坌坊夭堵蔉2與同期選育蟹和同期非選育蟹差異極顯著(P<0.01)，F2較低。早熟蟹回捕率F2與同期選育蟹和同期非選育蟹差異極顯著(P<0.01)，F2較高。

扣蟹規(guī)格F3與同期選育蟹差異不顯著，與同期非選育蟹差異極顯著(P<0.01)，非選育蟹較大。早熟蟹規(guī)格F3與同期選育蟹差異不顯著，與同期非選育蟹差異顯著(P<0.05)，F3較大。扣蟹回捕率F3同期選育蟹和非選育蟹差異極顯著(P<0.01)，非選育蟹最低，選育蟹最高。早熟蟹回捕率F3與同期選育蟹和非選育蟹差異極顯著(P<0.01)，F3最低，非選育蟹最高。

3 討 論

3.1 非遺傳因素對1齡性早熟的影響

通常認為，高積溫、高鹽度和高精飼料是容易引起中華絨螯蟹1齡性早熟的主要外在因素。能夠導致性早熟的具體積溫數值尚未見明確報道，通常認為，積溫越高越易性早熟。筆者監(jiān)測了3年的養(yǎng)殖水溫，統計結果并不符合這一通常的認知結果，早熟蟹回捕率中，早熟蟹一直下降，選育蟹先升后降，非選育蟹先降后升，并且升降幅度也沒有規(guī)律。推測認為：一是積溫高低不是引起性早熟的主要原因；二是由于水稻的遮光作用，養(yǎng)殖環(huán)境水溫始終處于一個相對穩(wěn)定的溫度水平，不足以誘發(fā)性早熟產生，這一觀點尚需試驗驗證。常規(guī)水稻生長對鹽度有嚴格的要求，所以本試驗3年的養(yǎng)殖水體鹽度始終在1以下，參照魏薇等[8]的結論，本試驗中鹽度不是引起性早熟的原因。并且本試驗3年養(yǎng)殖使用的是同一品牌的配合飼料，該飼料蛋白含量為23%，在河蟹飼料里屬于較低水平，所以飼料的因素也可以排除。因此可以認為本試驗中性早熟是由遺傳因素引起的。

3.2 遺傳對1齡性早熟的影響

本試驗中早熟蟹回捕率F1到F2有所降低，F2到F3則極速降低，以至于試驗終止。分析認為，這與本試驗采用家系內自交繁育的方法有關，家系內自交是近交的一種方式。馬大勇等[12]研究指出，近交能夠清除遺傳負荷，有害基因會在近交中被清除，而1齡性早熟被普遍認為是有害的；殷悅等[13]的研究表明，位于MIH基因內含子上一個SNP位點與中華絨螯蟹性早熟之間存在顯著相關性。所以推測遺傳是導致1齡性早熟的主要因素，并且得出，與1齡性早熟相關的基因，比較容易通過近交清除。所以經過2次自交，清除掉大部分和1齡性早熟相關的基因后F3整體的養(yǎng)殖性能大幅度提高，表現為扣蟹回捕率的大幅度提高，與之緊密相關的總回捕率也大幅度提高。

杜曉燕等[7]通過對不同地理品系中華絨螯蟹之間1齡性早熟的比較，認為遺傳是導致性早熟產生的主要原因，但經驗顯示，不同地理品系中華絨螯蟹之間在養(yǎng)殖性能上存在比較明顯的差異；羊茜等[14-15]研究發(fā)現，不同水系的蟹種在養(yǎng)殖性狀上會表現出較大的差異。筆者選用來自同一個選育群體的性早熟蟹，并在相同條件下進行養(yǎng)殖，消除地域差異的影響后，得出了相同的結論。但是本試驗只在宏觀的養(yǎng)殖性能方面進行了試驗，未能涉及到基因水平，所以推測中華絨螯蟹1齡性早熟主要由遺傳決定，至于具體由哪些基因決定，基因的作用機理，以及基因和環(huán)境因素的相互作用還需要進一步試驗研究。

3.3 1齡性早熟的預防與應用

根據養(yǎng)殖經驗，回捕率越低，絕對養(yǎng)殖密度越低，收獲的中華絨螯蟹的規(guī)格越大。本試驗結果顯示，養(yǎng)殖群體中正?？坌芬?guī)格、早熟蟹規(guī)格均與養(yǎng)殖群體回捕率顯著負相關，完全符合這一經驗。而群體回捕率與早熟比例顯著負相關，理論上證明了1齡性早熟不利于扣蟹養(yǎng)殖的經驗，支持了養(yǎng)殖人員采取措施降低性早熟的做法。早熟比例與扣蟹規(guī)格和早熟蟹規(guī)格均顯著正相關，推測是由于早熟影響使得扣蟹和早熟蟹總量較少，絕對養(yǎng)殖密度較低，在養(yǎng)殖區(qū)域獲得餌料等生長資源的難度降低，存活的扣蟹和早熟蟹更容易長大。所以適當增加養(yǎng)殖密度來降低1齡性早熟比例是比較容易實施且效果明顯的方法，但是也要注意扣蟹規(guī)格和回捕率高度負相關，應避免過高的密度影響扣蟹規(guī)格。

筆者發(fā)現，經過連續(xù)2代自交后，試驗早熟蟹1齡性早熟這一性狀快速衰退至消失，其正常后代的養(yǎng)殖性能與選育蟹逐漸趨同并且優(yōu)于非選育群體，而非選育蟹則存在較大的波動。分析認為，在天然的中華絨螯蟹種群內存在著各種不利于養(yǎng)殖的基因，人工繁育養(yǎng)殖是一個基因抽樣的過程，不同的基因組合會表現出不同的養(yǎng)殖性能。非選育群體人為干預程度低，所以非選育群體養(yǎng)殖性能表現不穩(wěn)定。選育是人為的保留有益基因剔除有害基因的過程，本試驗結果表明，自交可以快速清除早熟這一有害基因，對于群體而言這又可以看作是純化有益基因的過程，所以選育群體的養(yǎng)殖性能會穩(wěn)步提高?？梢?，選育是提升中華絨螯蟹種質，降低早熟比例的有效途徑。

王海寧等[16]研究表明，在成蟹養(yǎng)殖階段，1齡性早熟家系保留了一定的早熟特性，生殖蛻殼早于正常家系，但是其生長性能不如正常家系。朱王玲等[17]研究發(fā)現，1齡早熟F1個體亦可以生長至2齡正常成蟹規(guī)格，說明早熟蟹可以合理利用。所以推測通過1齡性早熟自交后代和正常2齡成熟蟹雜交，可在提早生殖蛻殼達到早上市的同時保留正常蟹優(yōu)良性狀，是解決中華絨螯蟹集中大規(guī)模上市影響效益的一個途徑，是把有害因素轉變成有益因素的一個思路，有待于進一步研究。

4 結 論

中華絨螯蟹1齡性早熟主要由遺傳引起，1齡性早熟對中華絨螯蟹種群不利，可以通過自交的方法快速消除。調控養(yǎng)殖密度是有效的預防1齡性早熟的方法。選育是提升中華絨螯蟹種質、降低1齡性早熟比例的有效途徑。