不同環(huán)境因素對克氏原螯蝦后代幼蝦生長狀況的影響

許薈 李佳佳 嚴維輝 黃亞紅

摘要：為研究克氏原螯蝦親蝦受干旱脅迫和生境影響后，其子代生長表現(xiàn)是否存在差異，以及這種差異在不同飼養(yǎng)模式下的表現(xiàn)，對親蝦進行不同生境下的干旱處理（人工塑料池內(nèi)干旱脅迫10 d、養(yǎng)殖塘內(nèi)干旱脅迫20 d），脅迫結束獲得抱卵蝦后，在實驗室內(nèi)孵化并收集幼蝦。在不同飼養(yǎng)模式（單養(yǎng)、群養(yǎng)）條件下進行30 d的生長試驗，統(tǒng)計生長指標（體長、平均體質(zhì)量、增質(zhì)量率、特定生長率、存活率、蛻皮頻率）。對試驗結果進行廣義線性混合模型分析，比較親本培育生境、干旱脅迫、飼養(yǎng)模式對后代幼蝦生長的影響。結果表明，飼養(yǎng)模式對幼蝦的體長、特定生長率、蛻皮頻率有極顯著影響（P<0.01），單養(yǎng)組處理高于對照組處理;干旱脅迫對特定生長率有顯著影響（P<0.05），對蛻皮頻率有明顯影響（P=0.055），脅迫組處理高于對照組處理;生境對幼蝦特定生長率有顯著影響（P<0.05），人工塑料池組的高于養(yǎng)殖塘組。表明脅迫后產(chǎn)出的幼蝦生長速度高于普通幼蝦，親代所處的生境會影響子代的生長表現(xiàn);為保證幼蝦的生長速度，育苗時應適當降低飼養(yǎng)密度。

關鍵詞：干旱脅迫;克氏原螯蝦;幼蝦;生長;飼養(yǎng)模式

中圖分類號： S968.22文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）04-0143-05

收稿日期：2021-11-05

基金項目：江蘇省農(nóng)業(yè)重大新品種創(chuàng)制項目（編號：PZCZ201746）;國家蝦蟹產(chǎn)業(yè)技術體系（編號：CARS-48）。

作者簡介：許 薈（1995—），女，江蘇南京人，碩士研究生，主要從事動物學研究。E-mail：505576242yi@sina.com。

通信作者：黃亞紅，博士，副教授，主要從事動物學研究。E-mail：hyh518@ nju.edu.cn。

克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）俗稱小龍蝦，屬于十足目、螯蝦科、原螯蝦屬，是我國重要的淡水經(jīng)濟蝦類之一。隨著螯蝦產(chǎn)業(yè)的擴大，發(fā)展先進的螯蝦育苗體系以滿足養(yǎng)殖需要也成為亟待解決的問題。目前，螯蝦育種以土塘“留塘親蝦自繁”為主，成本低廉，易于實行，不需要額外投入太多建設費用，是使用最廣的方法[1]。這種育苗方法，是任由親蝦在第1年秋季自行交配抱卵，打洞越冬，第2年春天出洞孵化。整個過程對自然條件的依賴性強，耗時長，且不能有效控制出苗時間和出苗量，因此難以對螯蝦養(yǎng)殖進行高效的生產(chǎn)管理，存在諸多缺陷。

干旱脅迫同步化育苗技術可以提前批量化收獲苗種。在繁殖期之前加強對螯蝦的高營養(yǎng)飼料投喂，促使其性腺發(fā)育成熟;在繁殖期（9月）抽干池水，曬塘7 d，進行干旱脅迫，然后迅速提高水位，可促使螯蝦短期內(nèi)交配產(chǎn)卵，在11月時提前大量收獲苗種。這樣不僅可以縮短苗種培育時間，減少養(yǎng)殖投入，還可以在秋季得到大量規(guī)格一致的蝦苗供應市場，提高養(yǎng)殖收益[2-6]。干旱脅迫調(diào)控克氏原螯蝦同步化繁育所產(chǎn)苗種的質(zhì)量，是決定該技術能否推廣應用于實際養(yǎng)殖業(yè)的前提。但干旱脅迫以及親本培育生境是否影響其后代幼蝦的生長發(fā)育，還缺少相關研究。因此，本研究通過30 d的生長試驗，在2種飼養(yǎng)模式（單養(yǎng)、群養(yǎng)）下，記錄不同培育生境（塑料池、土池）所產(chǎn)的螯蝦脅迫后代與普通后代的生長表現(xiàn)，以全面評估苗種的生長質(zhì)量，為改進干旱脅迫同步化育苗技術提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用親蝦取材于江蘇省淡水水產(chǎn)研究所克氏原螯蝦繁育基地，挑選身體健康、肢體健全、有活力的成蝦，平均體長為（8.29±0.64） cm，平均體質(zhì)量為（27.27±7.29） g。試驗用塑料池為1.6 m×1.2 m×0.5 m的白色塑料池，試驗用土池為約3 m×200 m的土塘，塘底四周挖環(huán)溝。單養(yǎng)試驗使用底部直徑為3 cm，高8 cm的圓底聚乙烯塑料杯;群養(yǎng)試驗使用15.0 cm×11.5 cm×7.0 cm的方形聚乙烯塑料盒。親蝦試驗用水為經(jīng)沉淀池沉淀后的池塘水，幼蝦試驗用水為曝氣24 h的自來水，養(yǎng)殖水溫為17～20 ℃，飼料為江蘇省淡水水產(chǎn)研究所提供的螯蝦專用飼料。

1.2 試驗設計

1.2.1 親蝦脅迫處理

親蝦脅迫處理試驗于2019年8—10月進行，試驗前正常馴養(yǎng)親蝦，每天早晚投喂1次飼料。

塑料池環(huán)境為在池底用篩去雜物的泥土堆出斜坡，保持水深約30 cm，投放少量水葫蘆作隱蔽所。試驗組和對照組各設3個平行水池，每個水池內(nèi)投放20尾螯蝦，雌雄比為1 ∶1。脅迫開始時，放干塑料池的試驗組的水，僅保持土壤濕潤，然后進行10 d的干旱脅迫，結束后正?；厮B(yǎng)殖。待螯蝦抱卵后，每組取得8尾抱卵蝦，共16尾，于實驗室內(nèi)飼喂。

土池環(huán)境為取材于實際生產(chǎn)一線的螯蝦蝦苗繁育塘口，中央水深約40 cm，環(huán)溝水深約150 cm，塘內(nèi)種植少量水稻和伊樂藻。各設置1個土池作為試驗組和對照組。脅迫開始時，放干試驗池內(nèi)的水，僅在回溝中保留少量積水，然后進行20 d的干旱脅迫，結束后正?；厮B(yǎng)殖。待螯蝦抱卵后，每組取得8尾抱卵蝦，共16尾，于實驗室內(nèi)飼喂。

1.2.2 幼蝦生長試驗

待蝦卵孵化后，移走母蝦，飼喂獲得的幼體，幼體蛻皮3次后成為幼蝦。幼蝦生長試驗的對象為體長（0.73±0.09） cm，體質(zhì)量約（17.07±3.00） mg的個體。分別設置2種飼養(yǎng)模式（單養(yǎng)、群養(yǎng)）的生長試驗。單養(yǎng)模式的生長試驗中，在每個塑料杯內(nèi)投放1尾蝦，水深約3 cm，每組設40個平行。群養(yǎng)模式的生長試驗中，模擬養(yǎng)殖過程中投放蝦苗的密度，在每個塑料盒內(nèi)投放6尾幼蝦，每組設5個平行，水深約3 cm。每天用吸管更換1/4體積的水，每隔2～3 d全部換水1次，每天09：00統(tǒng)計死亡情況并撈出殘餌，投喂1次碾碎的飼料。在試驗后10、20、30 d時，統(tǒng)計體長。

單養(yǎng)組中，以人工塑料池后代為A組，其中對照組為A0組，干旱組為A1組;土池組后代為B組，其中對照組為B0組，干旱組為B1組。群養(yǎng)組中，以人工塑料池后代為C組，其中對照組為C0組，干旱組為C1組;土池組后代為D組，其中對照組為D0組，干旱組為D1組。

1.3 試驗方法

因幼蝦個體過小，為避免損傷，不宜直接測量體長和體質(zhì)量。所以測量體長時，將蝦與尺子同時置于水中拍照，隨機抽取20尾作樣本，利用比例尺計算體長;測量體質(zhì)量時，稱量總質(zhì)量，除以數(shù)量，得到體質(zhì)量的平均數(shù)。指標計算公式如下：

增質(zhì)量率=（mt-m0）/m0×100%;

特定生長率（%/d）=[ln（mt）-ln（m0）]/t×100%;

存活率=n30/n0×100%;

蛻皮頻率=∑（nt/Nt），參考岳彩鋒的方法[6]進行計算。

式中：t表示試驗持續(xù)的時間;m0表示幼蝦初始體質(zhì)量;mt表示t時間時幼蝦的體質(zhì)量;nt表示t時間時組內(nèi)蛻皮數(shù)量;Nt表示t時間時組內(nèi)剩余幼蝦數(shù)量;n0表示0 d時幼蝦初始數(shù)量;n30表示30 d時幼蝦終末數(shù)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)用SPSS 20.0進行廣義線性混合模型分析，數(shù)據(jù)結果以“平均數(shù)±標準差”表示，各因素的分析結果也以表格形式表示，以P<0.05為差異顯著，以P<0.01為差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 幼蝦的體長

記錄10、20、30 d時各組幼蝦的體長，結果見表1;檢驗各個因素的顯著性，結果見表2。

分析結果顯示，飼養(yǎng)模式對體長結果有極顯著的影響（P=0.006），單養(yǎng)組幼蝦體長大于群養(yǎng)組，其他處理對幼蝦的體長增長沒有顯著影響（P>0.05）。由此可得，飼養(yǎng)模式對幼蝦的體長增長影響是極顯著的，而親代培育生境和干旱脅迫處理不影響后代幼蝦的體長增長。

2.2 不同處理對幼蝦體質(zhì)量、增質(zhì)量率、特定生長率的影響

分別于10、20、30 d時統(tǒng)計各組幼蝦的平均體質(zhì)量，計算增質(zhì)量率和特定生長率，結果見表3。分別檢驗各個因素的顯著性，結果見表4。

分析結果表明，生境（P=0.000）、飼養(yǎng)模式（P=0.005）、干旱脅迫（P=0.002）均對幼蝦的特定生長率有極顯著影響，塑料池后代的特定生長率高于土池后代，單養(yǎng)組的特定生長率高于群養(yǎng)組，干旱組的高于對照組;對平均體質(zhì)量和增質(zhì)量率的影響不顯著（P>0.05）。因此，干旱組后代生長速度高于對照組后代，而不同生境后代的幼蝦在不同飼養(yǎng)模式下的生長速度也有顯著差異。

2.3 幼蝦的存活率和蛻皮頻率

在30 d時，分析幼蝦的蛻皮情況和死亡情況并計算存活率和蛻皮頻率，結果見表5;分別檢驗各個因素的顯著性，檢驗結果見表6。

分析結果，飼養(yǎng)模式對蛻皮頻率的影響極顯著（P=0.000），單養(yǎng)組大于群養(yǎng)組;干旱脅迫對蛻皮頻率的影響很大（P=0.055），干旱組大于對照組;其他處理對存活率和蛻皮頻率的影響很小。因此，飼養(yǎng)模式會顯著影響幼蝦的蛻皮頻率，干旱脅迫對蛻皮頻率也有明顯影響，而幼蝦的存活率不受不同處理的影響。

3 討論與結論

3.1 干旱脅迫親蝦對后代幼蝦生長的影響

生長速度、存活率、繁殖方式和繁殖力是表現(xiàn)生物存活能力的重要生活史特征，當受到脅迫時，部分生物會選擇加強生長、生殖活動，以保證種族延續(xù)[7]。同一物種在不同生境下表現(xiàn)出的不同性狀，即種內(nèi)性狀變異，體現(xiàn)了物種對不同環(huán)境的適應性和采取的生態(tài)對策[8]。 Kouba等對比4種螯蝦種內(nèi)互作和種間互作的結果發(fā)現(xiàn)，生長速度更快的物種在混合種群中擁有更高的存活率[7]。Kurup等證實，淡水蟹在受到殘肢刺激后，會促進其卵巢發(fā)育[9]。特定生長率體現(xiàn)了幼蝦的每日體質(zhì)量增長情況，在本試驗中，干旱脅迫處理對子代幼蝦的特定生長率有顯著影響，對其蛻皮頻率有明顯影響，表明在干旱脅迫作用下，子代生長得更快。因此，根據(jù)試驗結果，螯蝦在脅迫下選擇提高子代的生長速度以應對逆境，從而在自然競爭中獲得生存優(yōu)勢。

3.2 不同親本培育生境對后代幼蝦生長的影響

塑料池屬于小水體干旱環(huán)境，容易控制缺水程度;土池模擬實際生產(chǎn)過程，水體環(huán)境大，同時生境也更為復雜。設置土池的缺水環(huán)境時，仍在回溝中保留了少量積水，考慮到螯蝦喜歡在石縫等狹小環(huán)境中棲息[10-12]，在干旱時會通過遷移、掘洞等方式躲避逆境[13-14]，因此在實際生產(chǎn)中對螯蝦進行完全有效的干旱處理比較難。本試驗結果表明，單養(yǎng)和群養(yǎng)模式下，塑料池組的后代幼蝦生長速度均高于土池組，親本培育生境對幼蝦的生長速度具有顯著影響（P<0.05）。雖然本試驗中，塑料池組親蝦的干旱時間（10 d）低于土池的干旱時間（20 d），但塑料池組幼蝦的生長速度仍然高于土池組，即塑料池組的10 d干旱處理效果優(yōu)于土池的20 d干旱處理，故推測在一定耐受范圍內(nèi)，處于較小水體環(huán)境的克氏原螯蝦親代，更容易受到脅迫壓力的影響，并遺傳給子代。同時，土池中的干旱組螯蝦可能沒有受到有效的干旱壓力，也可能是因為干旱已經(jīng)對其造成損傷，導致其后代生長速度低于塑料池的后代。從這一方面來看，可以考慮采集親本進行重點干旱脅迫處理，精細化培育，有助于縮短處理時間，降低成本，并獲得生長質(zhì)量更高的后代。

表觀遺傳學的研究發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)、環(huán)境、經(jīng)歷等可以引起基因表達的變化，而這種變化的效應可能會傳遞給下一代[15-16]。如目前發(fā)現(xiàn)動物的肌肉、脂肪生長和初情期受到DNA甲基化的重要調(diào)控，免疫系統(tǒng)也與其關系密切[17-19]。所以，親代螯蝦受到的脅迫壓力可能導致基因表達和修飾的變化，并遺傳給子代，從而導致子代表現(xiàn)出不同的生長速度。而環(huán)境和壓力的差異也導致基因表達水平的變化。因此，處于不同生境和受到不同脅迫壓力的親蝦，其子代生長表現(xiàn)也不同。但是這一推測，以及適宜的干旱處理環(huán)境和時長，仍需進一步的研究闡明。

3.3 飼養(yǎng)模式對幼蝦生長的影響

幼蝦生長速度快，機體脆弱，易受到外界影響，母體規(guī)格、環(huán)境波動、斗爭和捕食行為、食物種類等都能影響幼蝦的生長[20]。同時，克氏原螯蝦喜好斗爭，設置隱蔽所對保證幼蝦的生長和存活也有重要作用[21]。肖鳴鶴等發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)殖密度會顯著影響幼蝦的生長和酶活力[22]。方卉等研究了隱蔽所在螯蝦不同生長階段的作用[10]。田捷等研究了空間大小對幼蝦生長的影響，證明不同月齡的幼蝦需要的空間環(huán)境也不同[23]。所以，生長空間對幼蝦的生長速度也有重要影響。

其中，群養(yǎng)組的幼蝦有社會壓力，還缺少對應的隱蔽所[24]，使得它們更多地將能量用于爭斗而不是生長，存活率也低于單養(yǎng)狀態(tài)的幼蝦[11];盡管二者占有相似的平均面積，但單養(yǎng)組的幼蝦沒有社會壓力，不需要斗爭，而較小的容器也能被視為一種保護環(huán)境[12，25];故而，單養(yǎng)組的幼蝦可以將更多的能量用于生長，擁有更快的生長速度。本試驗結果表明，飼養(yǎng)模式對幼蝦的體長、特定生長率和蛻皮頻率（除培育生境外）有極顯著影響（P<0.01）。劉偉杰等認為，干旱調(diào)控螯蝦同步化生殖產(chǎn)下的后代，生長速率相似，總體小于非同步化后代，可能是因為同步化調(diào)控后，螯蝦在短時間內(nèi)大量出苗，幼蝦的生存空間不足，種內(nèi)競爭激烈，所以個體較小[5]。建議在實際生產(chǎn)中，結合實際情況降低幼蝦的養(yǎng)殖密度，并設置足夠的隱蔽所，給幼蝦提供足夠的生長空間。

本研究通過30 d幼蝦的生長試驗，對比不同培育環(huán)境下所產(chǎn)的脅迫后代在2種模式下的生長表現(xiàn)，評估了4齡克氏原螯蝦幼蝦的生長質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)脅迫后產(chǎn)出的幼蝦生長速度高于普通幼蝦，即同步化生產(chǎn)的蝦苗生長速度更快;不同脅迫環(huán)境也對后代幼蝦的生長速度有顯著影響;飼養(yǎng)模式對幼蝦生長速度的影響極顯著，為保證幼蝦的生長速度，應適當降低養(yǎng)殖密度。本試驗結果豐富了環(huán)境因素對克氏原螯蝦生殖影響的研究，為發(fā)展干旱脅迫同步化育苗技術提供了理論依據(jù)。

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