舟山沿岸水域曼氏無針烏賊個體繁殖力特性

劉連為，隋宥珍，徐開達，徐曉萱，劉姝含，謝慕原，徐漢祥，周永東*

(1.浙江省海洋水產研究所 農業(yè)農村部重點漁場漁業(yè)資源科學觀測實驗站，浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術研究重點實驗室，浙江省海水增養(yǎng)殖重點實驗室，浙江 舟山 316021；2.浙江海洋大學 海洋與漁業(yè)研究所，浙江 舟山 316022)

曼氏無針烏賊Sepiellamaindroni隸屬于軟體動物門Mollusca頭足綱Cephalopoda烏賊目Sepiida烏賊科Sepiidae無針烏賊屬Sepiella，廣泛分布于印度東海岸至西太平洋海域，在中國集中分布于浙江省近海與閩東海域[1]。20世紀90年代至21世紀初，作為東?！八拇鬂O產”之一的曼氏無針烏賊資源急劇衰退[2]。近年來，隨著全人工育苗與增養(yǎng)殖技術的突破，浙江省在沿岸海域持續(xù)開展曼氏無針烏賊規(guī)?；鲋撤帕?，其資源呈現(xiàn)恢復跡象[3-5]。捕撈曼氏無針烏賊的主要方式為沿岸定置張網作業(yè)，根據(jù)近年來舟山定置張網的捕撈數(shù)據(jù)，六橫島至中街山列島海域年度總回捕量增幅明顯[2]。目前，科研人員已對曼氏無針烏賊進行了繁殖生物學研究，包括其繁殖習性、生殖系統(tǒng)組織學、雌性個體懷卵量與繁殖力等[6-9]，但關于雄性個體繁殖力的研究尚未見報道。雄性個體繁殖力大小及其潛在的精卵比例，對合理制定曼氏無針烏賊在養(yǎng)殖過程中的親本投放比例，具有重要的實踐指導意義[10]。

曼氏無針烏賊采取一雄多雌的交配策略，兩性親本均存在多次交配現(xiàn)象[11-12]，其個體繁殖力大小能夠反映出該物種繁殖后代和生存的能力[13]。目前，有關浙江省沿岸海域曼氏無針烏賊雌性個體繁殖力總體情況已有報道，但各海域特別是舟山海域相關狀況尚不清楚[9]。本研究中，以繁殖旺季舟山自然海域曼氏無針烏賊為研究對象，檢測了性成熟雌、雄個體繁殖力，以期為揭示曼氏無針烏賊的生殖策略及開展其規(guī)?；B(yǎng)殖提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗樣本源于舟山市沿岸海域定置張網作業(yè)監(jiān)測點，共有70頂網，每天生產一次。張網網口為正方形，邊長8 m。張網作業(yè)位于浙江省舟山市六橫島東南磨盤洋海域，由于4—5月為曼氏無針烏賊繁殖旺盛期，故本試驗于2021年4月采集所有張網漁獲物中的曼氏無針烏賊。共采集曼氏無針烏賊355只樣本，其中雌、雄個體數(shù)分別為153只和202只。樣本冷藏運輸至浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術研究重點實驗后，立刻進行生物學特征分析及繁殖力計算。

1.2 方法

1.2.1 生物學指標的測定 對采集的355只曼氏無針烏賊樣本的胴長、體質量、性別、性腺發(fā)育程度、卵巢質量、纏卵腺長、纏卵腺質量、精巢質量和精莢復合體質量等指標進行測定，長度測定精確到1 mm，體質量測定除精確到0.1 g，其余質量測定精確到0.01 g。性腺發(fā)育程度劃分為Ⅰ～Ⅵ期，Ⅴ期及以上為性成熟[14]。

1.2.2 繁殖力指標的測定與計算 采用頻度分析法[15]分析樣本胴長和體質量分布，組距分別為10 mm和20 g。性腺成熟系數(shù)(gonadosomatic index，GSI)、纏卵腺指數(shù)(nidamental gland index，NGI)和精莢復合體指數(shù)(spermatophoric complex index，SCI)計算公式分別為

GSI=WG/W×100%，

NGI=LNG/LDM×100%，

SCI=WSC/W×100%。

其中：WG為性腺質量(g)；W為體質量(g)；LNG為纏卵腺長(mm)；LDM為胴長(mm)；WSC為精莢復合體質量(g)。

繁殖力的計算選擇性腺成熟度為Ⅴ期的個體為研究對象。雌、雄個體的繁殖力定義為潛在繁殖力(potential fecundity，F(xiàn)p)和相對繁殖力(relative fecundity，F(xiàn)r)，雌性個體潛在繁殖力為卵巢卵母細胞與輸卵管中成熟卵子數(shù)量之和(cell)，雄性個體則為精莢囊中精莢數(shù)量(條)；相對繁殖力為潛在繁殖力與體質量或胴長的比值[13]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Kolmogorov-Smirnov檢驗分析不同性腺成熟度間性腺成熟系數(shù)、纏卵腺指數(shù)與精莢復合體指數(shù)的差異性[16]。利用χ2擬合優(yōu)度(Chi-square goodness-of-fittest)檢驗判斷總體及不同性腺成熟度等級的雌、雄比例是否符合1∶1，用Pearson相關性分析顯示纏卵腺指數(shù)與卵巢成熟系數(shù)間、精莢復合體指數(shù)與精巢成熟系數(shù)間的相關性[17]。利用線性函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、對數(shù)函數(shù)分別擬合回歸潛在繁殖力與胴長、體質量、纏卵腺長、纏卵腺質量、精莢囊長、精莢復合體質量、卵巢成熟系數(shù)、精巢成熟系數(shù)的關系，選擇擬合R2值最高者為最終的擬合函數(shù)[18-19]。

采用SPSS 25軟件完成以上統(tǒng)計學分析，顯著性水平設為0.05,極顯著性水平設為0.01。

2 結果與分析

2.1 群體組成

曼氏無針烏賊胴長為29～141 mm，體質量為5.1～341.8 g。其中，雌性個體胴長平均值為(102.30±23.99)mm，優(yōu)勢胴長組為91～130 mm，體質量平均值為(162.56±73.92)g，優(yōu)勢體質量組為120.1～240.0 g；雄性個體胴長平均值為(95.53±20.36)mm，優(yōu)勢胴長組為81～120 mm，體質量平均值為(122.10±51.02)g，優(yōu)勢體質量組為80.1～180.0 g(圖1)。統(tǒng)計分析表明，雌、雄個體間胴長和體質量均有極顯著性差異(P<0.01)。

圖1 曼氏無針烏賊胴長與體質量分布Fig.1 Distribution of mantle length and body weight of the cuttlefish Sepiella maindroni

曼氏無針烏賊性腺成熟度組成見表1，雌、雄比例為1∶1.32，符合雌、雄比為1∶1的假設(χ2=3.62，P=0.06)。性腺成熟度為Ⅳ期、Ⅴ期的雌、雄比分別為1∶1.66和1∶1.26，均符合雌、雄比為1∶1的假設(χ2=2.63，P=0.11；χ2=1.63，P=0.20)。

表1 曼氏無針烏賊性腺成熟度分布Tab.1 Distribution of maturity stages of the cuttlefish Sepiella maindroni

2.2 纏卵腺指數(shù)、卵巢成熟系數(shù)和卵徑

圖2 曼氏無針烏賊纏卵腺長與纏卵腺質量的關系Fig.2 Relationships between length and weight of nidamental gland of the cuttlefish Sepiella maindroni

隨機選擇39只性成熟(Ⅴ期)曼氏無針烏賊，每只測量3個受精卵的卵徑，結果顯示，其長徑為3.32～5.95 mm，平均值為(4.77±0.39)mm，短徑為2.71～5.16 mm，平均值為(3.91±0.40)mm。

2.3 精莢復合體指數(shù)和精巢成熟系數(shù)

圖3 曼氏無針烏賊精莢囊長與精莢復合體質量的關系Fig.3 Relationships between length of spermatophoric sac and weight of spermatophoric complex of the cuttlefish Sepiella maindroni

表3 曼氏無針烏賊的精莢復合體指數(shù)和精巢成熟系數(shù)Tab.3 Spermatophoric complex index and gonadosomatic index of testis of the cuttlefish Sepiella maindroni

2.4 個體繁殖力

選擇性腺成熟度為Ⅴ期的曼氏無針烏賊雌、雄個體計算繁殖力，結果見表4。雌性性成熟個體潛在繁殖力為554～1 845 cells，平均值為(1 121.01±329.55)cells；胴長相對繁殖力為5.77～16.22 cells/mm，平均值為(9.76±2.43)cells/mm；體質量相對繁殖力為3.63～9.17 cells/g，平均值為(5.77±1.28)cells/g。雌性個體的潛在繁殖力(Fp)與胴長(LDM)、體質量(W)、纏卵腺質量(WNG)均呈冪函數(shù)關系,與纏卵腺長(LNG)呈對數(shù)關系，與卵巢成熟系數(shù)(GSI)呈線性函數(shù)關系,即：

表4 曼氏無針烏賊性成熟個體(Ⅴ期)的繁殖力Tab.4 Fecundity of the cuttlefish Sepiella maindroni(stage Ⅴ)

Fp=20.349W0.756，R2=0.527，P<0.01，

Fp=1 442.0 lnLNG-4 198.2，R2=0.568，

P<0.01，

Fp=9 565.6GSI+106.94，R2=0.330，P<0.01。

雄性性成熟個體的潛在繁殖力為1 122～6 270條，平均值為(2 769.48±1 195.90)條；胴長相對繁殖力為10.41～57.00條/mm，平均值為(26.38±11.02)條/mm；體質量相對繁殖力為7.27～42.51條/g，平均值為(19.82±8.66)條/g。雄性潛在繁殖力與體質量呈指數(shù)函數(shù)關系,與精莢囊長(LSC)和精莢復合體質量(WSC)呈冪函數(shù)關系,與胴長、精巢成熟系數(shù)相關關系均不顯著(P>0.05)，即：

Fp=1 415.8e0.004W，R2=0.132，P<0.01，

3 討論

3.1 曼氏無針烏賊的繁殖特性

本研究中，根據(jù)性腺發(fā)育程度，曼氏無針烏賊即將性成熟(Ⅳ期)個體與性成熟(Ⅴ期與Ⅵ期)個體占總體的比例為89.30%，因此，采集樣本主要為生殖群體。根據(jù)浙江省近海曼氏無針烏賊資源張網監(jiān)測報告，1982年4月下旬，浙江省北部中街山列島海域的曼氏無針烏賊生殖群體胴長和體質量平均值分別為140.54 mm、310.64 g[20]，該胴長與體質量均明顯大于本研究結果(106.37 mm、161.81 g，表5)，說明曼氏無針烏賊個體小型化現(xiàn)象嚴重。曼氏無針烏賊總體雌、雄比及不同性腺發(fā)育期雌、雄比與1∶1的假設無顯著性差異，符合Fisher法則[21]。吳常文等[9]通過對2009—2011年浙江省近海曼氏無針烏賊進行周年監(jiān)測，認為其卵巢成熟系數(shù)4月達到最大(9.51%±7.23%)，這與本研究結果(9.46%±2.81%)基本一致。通過對舟山沿岸水域張網作業(yè)捕獲的曼氏無針烏賊采樣調查，發(fā)現(xiàn)3月下旬—4月上旬絕大多數(shù)曼氏無針烏賊卵巢已發(fā)育成熟。由此看出，2021年曼氏無針烏賊卵巢發(fā)育較20世紀80年代初期有所提前。

纏卵腺是曼氏無針烏賊雌性個體生殖系統(tǒng)的重要組成部分，密切參與生殖活動[22]。而雄性個體生殖系統(tǒng)中精巢內的精子經輸精管到達貯精囊，最終被逐步納入精莢。本研究表明，曼氏無針烏賊性成熟個體纏卵腺指數(shù)和精莢復合體指數(shù)顯著大于未成熟個體，這在其他頭足類中也得以體現(xiàn)[18,23]，但與精巢成熟系數(shù)無顯著性差異，這可能與精子的儲存及精莢的形成過程等有關[24]。因此，纏卵腺指數(shù)與精莢復合體指數(shù)可作為曼氏無針烏賊性成熟判別的重要指標。

3.2 曼氏無針烏賊的繁殖力

對比不同年份曼氏無針烏賊生殖群體潛在繁殖力發(fā)現(xiàn)，20世紀80年代，進入產卵場的性成熟雄性親體精莢囊中精莢數(shù)量為18 000～20 000條，而性成熟雌性親體卵巢及輸卵管內卵子數(shù)量為1 500～3 000 cells，精卵比為(6.67∶1)～(12∶1)[22](表5)，該性成熟雌、雄個體繁殖力明顯大于本研究結果，這可能與個體胴長和體質量大小及所在海域不同有關[25-26]。吳常文等[9]對不同時期浙江省近海曼氏無針烏賊個體繁殖力進行比較分析，認為20世紀80年代雌性個體絕對繁殖力(輸卵管中成熟卵子數(shù))最大，平均為447 cells。絕對繁殖力反映自然排出卵巢并完成受精的卵子數(shù)，體現(xiàn)個體潛在繁殖力的有效部分。本研究中，曼氏無針烏賊精卵比(平均為2.47∶1)明顯小于20世紀80年代，因此，為避免精子限制現(xiàn)象發(fā)生，在曼氏無針烏賊規(guī)模化養(yǎng)殖過程中，采用合理的親本投放性比，進而達到合適的潛在精卵比顯得尤為重要[10]。

表5 不同年份曼氏無針烏賊生殖群體潛在繁殖力Tab.5 Potential fecundity of spawning stocks of the cuttlefish Sepiella maindroni in different years

胴長相對繁殖力與體質量相對繁殖力是衡量頭足類個體繁殖力大小的重要指標。本研究中，曼氏無針烏賊雌性個體潛在繁殖力和胴長相對繁殖力(平均值分別為1 121.01 cells、9.76 cells/mm)均小于烏賊Sepiaofficinalis(平均值分別為2 466 cells和14.17 cells/mm)，而體質量相對繁殖力(平均值5.77 cells/g)則大于烏賊(平均值為5.18 cells/g)，這說明其單個卵子的生殖投入略低于烏賊[26]。烏賊類單個卵子的生殖投入普遍較高，明顯高于大洋性柔魚類，這與其棲息地環(huán)境密切相關[19]。與體型較小的烏賊類相比，曼氏無針烏賊雌、雄個體潛在繁殖力均較大，但雌性個體體質量相對繁殖力僅大于太平洋僧頭烏賊Rossiapacifica(平均值為3.70 cells/g)，這與太平洋僧頭烏賊受精卵卵徑較大有關，其值約為胴長的10%[27]。而本研究中曼氏無針烏賊受精卵卵徑較小，長徑與胴長的比值為3.08%～6.17%，平均值為4.31%±0.01%。由此看出，卵徑大小與個體相對繁殖力密切相關。

4 結論

1)本次采集的樣本主要為生殖群體，卵巢成熟系數(shù)較大，說明4月是舟山沿岸水域曼氏無針烏賊繁殖旺盛期，其卵巢發(fā)育較20世紀80年代有所提前。

2)纏卵腺指數(shù)與精莢復合體指數(shù)均與性腺成熟系數(shù)密切相關，且性成熟個體的這兩個指標顯著大于未成熟個體。說明，纏卵腺指數(shù)與精莢復合體指數(shù)可作為曼氏無針烏賊性成熟判別的重要指標。

3)與20世紀80年代相比，曼氏無針烏賊潛在繁殖力與精卵比均明顯降低，在今后的曼氏無針烏賊規(guī)?；B(yǎng)殖生產實踐中需要考慮合理的親本投放性比，以提高卵細胞受精率。