鹽度、光照強度、溫度對青色系、紅色系仿刺參(Apostichopus japonicus)生長和能量分配的影響.pdf

1、本文詳細綜述了青色系仿刺參生理生態(tài)學、遺傳學、發(fā)育生物學以及青色系仿刺參與紅色系仿刺參比較研究進展，并通過一系列的實驗研究了鹽度、光照、溫度對青色系仿刺參與紅色系仿刺參的生長和能量分配的影響，并對紅色系仿刺參與青色系仿刺參的生物學分類地位進行探索，同時對紅色系仿刺參在中國沿海開展底播放流增殖的養(yǎng)殖前景進行科學評估。研究結(jié)果先總結(jié)如下：
　　 1本實驗研究了在鹽度22-38‰范圍內(nèi)，紅色系(2.60±0.11g)、青色系(2.56

2、±0.08 g)(mean±SE)仿刺參(Apostichopus japonicus)的生長和能量分配以及耗氧率。結(jié)果表明，鹽度對兩種色系的仿刺參生長有著極顯著的影響(P<0.01)。在22-38‰內(nèi)，青色系和紅色系仿刺參的特定生長率(specific growth rate SGR)與鹽度呈鐘形曲線關系。在22～30‰內(nèi)隨著鹽度的增加，SGR逐漸增大。當鹽度繼續(xù)上升后(30～38‰)，SGR開始減小。兩種色系的仿刺參在30‰時SGR

3、最高與該鹽度下仿刺參較高的攝食率(food intake，F(xiàn)I)、食物轉(zhuǎn)化率(food conversionefficiency，F(xiàn)CE)有關；隨著鹽度的升高或降低兩種色系仿刺參FI、FCE均減少(P<0.05)，使其SGR隨著鹽度變化而減小。在22‰時青色系仿刺參的SGR顯著高于紅刺參(P＜0.05)，在其余各鹽度處理下的SGR沒有顯著差異(P>0.05)。在22‰時兩種色系的仿刺參SGR(P<0.05)存在顯著差異可能是由于其FI存

4、在顯著差異(P<0.05)，這表明青色系仿刺參對低鹽的耐受性要好于紅色系。兩種色系仿刺參的耗氧率(Oxygen consumption rate，OCR)受鹽度影響顯著(P<0.05)，30‰時OCR最低，隨著鹽度的升高或降低，仿刺參的耗氧率都增大。30‰時紅色系仿刺參的能量分配方程：100C=6G+42F+3U+49R，青色系仿刺參的能量分配方程為：100C=6G+45F+3U+46R。從該方程中可以發(fā)現(xiàn)仿刺參用于生長能的比例(G/C

5、)占總能量比例較低(6％)，而排糞能(F/C)和呼吸能(R/C)在仿刺參的能量收支占有較高比例(90％)，排糞能和呼吸能的變化主導著青刺參和紅刺參的能量收支模式，排泄能占總攝食能比例(U/C)最低(3％)，對能量分配影響較弱。鹽度可以顯著影響放刺參的能量分配，30‰時仿刺參用于生長能的比例最高，隨著鹽度的變化用于生長能的比例逐漸降低(P<0.05)，排便能在30‰時最低，隨著鹽度的變化排便損失的能量增加(P<0.05)，而呼吸能在30‰

6、時最高，隨著鹽度的變化而降低(P<0.05)。
　　 2本實驗研究了在五個光照強度(50，300，1000，2000，3500 lx)和對照組(0lx)下紅色系(6.28±0.02g)和青色系(6.34±0.04g)(mean±SE)仿刺參(Apostichopusjaponicus)的生長和能量分配。結(jié)果表明，光照強度對兩種色系的仿刺參生長有著顯著的影響(P<0.05)。在本實驗的光照范圍內(nèi)，青刺參和紅刺參的特定生長率(spe

7、cific growth rate SGR)與光強呈負相關。在50～3500lx范圍內(nèi)隨著光照減弱，SGR逐漸增加，兩種色系仿刺參都在弱光照時(50lx)時生長速度(SGR)達到最大。兩種色系的仿刺參的在50lx時生長速度最快是因為仿刺參較高的攝食率(food intake，F(xiàn)I)、食物轉(zhuǎn)化率(food conversion efficiency，F(xiàn)CE)；過強的光照強度(3500lx)會抑制仿刺參的攝食率(FI)(P<0.05)，降低

8、其食物轉(zhuǎn)化率(FCE)(P<0.05)，故抑制其生長。在絕對黑暗(0lx)條件下，兩種色系仿刺參生長較弱光時(50lx)略慢(P>0.05)。強光下較高的耗氧率(oxygen consumption rate，OCR)意味著消耗較多營養(yǎng)物質(zhì)于新陳代謝，從而實現(xiàn)較低的FCE進而抑制生長。各光強處理下兩種色系仿刺參的SGR沒有顯著差異(P>0.05)是由于FI(P>0.05)、FCE(P>0.05)較為接近。在50lx時青色系仿刺參的能量分

9、配方程：100C=7G+51F+3U+39R，紅色系仿刺參的能量分配方程為：100C=7G+50F+3U+40R。光強亦對仿刺參的能量分配存在顯著影響，弱光下(50lx)仿刺參用于生長能的比例(G/C)最高(約占7％)，糞便損失的能量(F/C)較低(約51％)。強光下(3500lx)仿刺參排便能損失的比例(F/C)增加(約59％)，而生長能(G/C)降低(約2％)。從兩種色系的仿刺參能量分配方程中可以發(fā)現(xiàn)仿刺參用于生長能的比例占總能量比

10、例較低。為提高能量利用效率(G/C)和餌料轉(zhuǎn)化效率(FCE)來講，從而獲得仿刺參較快生長速度(SGR)，仿刺參養(yǎng)殖適宜的光強范圍應為弱光(50lx)。
　　 3本實驗研究了在溫度8～24℃范圍內(nèi)，紅刺參(5.62±0.12)青刺參(5.39±0.09g)(mean±SE)(Apostichopus japonicus)的生長和能量分配。結(jié)果表明，溫度對兩種色系的仿刺參生長有著極顯著的影響(P<0.01)。青刺參和紅刺參的特定生長

11、率(specific growth rate SGR)與溫度呈鐘形曲線關系。在8～16℃內(nèi)隨著溫度的升高SGR逐漸增大，兩種色系仿刺參都在16℃時生長速度(SGR)達到最大。當溫度繼續(xù)上升后(16～24℃)，SGR開始減小。在8℃青色系仿刺參的SGR顯著高于紅刺參(P<0.05)，在其余各溫度處理下的SGR沒有顯著差異(P>0.05)。根據(jù)溫度和SGR關系式計算得出：青色系仿刺參的生長速度最快的水溫為16.38℃，紅色系仿刺參最適生長的

12、溫度為18.23℃。溫度可以顯著制約兩種色系仿刺參的生長速度(SGR)是因為溫度可以顯著影響攝食率(food intake，F(xiàn)I)(P<0.05)、食物轉(zhuǎn)化率(food conversion efficiency，F(xiàn)CE(P<0.05)。仿刺參在16℃時生長速度最快是因為較高的FI、FCE；隨著溫度的升高或降低FI、FCE均減少(P<0.05)，使得其SGR隨著溫度變化而減小。在8℃時青色系仿刺參的SGR、FI顯著高于紅色系(P<0.0

13、5)，表明青色系對低溫的適應能力強于紅色系。高溫下(20、24℃)紅色系仿刺參的生長略快于青色系，但還未達到統(tǒng)計學顯著程度(P>0.05)。8～24℃仿刺參的耗氧率(Oxygen consumption rate，OCR)與溫度呈倒鐘形關系，在16℃時最低，隨著溫度的升高或降低OCR都變大。較高的耗氧率意味著消耗較多營養(yǎng)物質(zhì)用于呼吸代謝，故降低了將餌料轉(zhuǎn)化成自身組織的比重，導致FCE降低。在16℃時紅色系仿刺參的能量分配方程：100C=

14、6G+42F+3U+49R，青色系仿刺參的能量分配方程為：100C=6G+45F+3U+46R。從該方程中可以發(fā)現(xiàn)仿刺參用于生長能的比例占總能量比例較低，而排糞能和呼吸能(90％)的變化主導著青刺參和紅刺參的能量收支模式。16℃時仿刺參用于生長能的比例(G/C)最高(6％)，溫度升高或降低時，仿刺參用于生長能的比例都將降低。從提高能量利用效率(G/C)和餌料轉(zhuǎn)化效率(FCE)看，最適仿刺參生長的水溫為16～18℃。
　　 4本文

15、通過綜合討論紅色系仿刺參與青色系的形態(tài)、生態(tài)學、遺傳學等特征，分析紅色系仿刺參生物學分類位置以及其在中國近海海區(qū)的養(yǎng)殖前景。現(xiàn)有研究結(jié)果充分表明紅色系與青色系仿刺參應均為同一物種的亞種。紅色系仿刺參為仿刺參的一個亞種具體表現(xiàn)為：①形態(tài)隔離：腹部體色存在顯著差異，而且這種差異表現(xiàn)為穩(wěn)定的遺傳性，即子代個體可以通過遺傳親體而繼承體色；②生態(tài)隔離：本論文的研究結(jié)果表明紅色系仿刺參在生態(tài)上與青色系逐漸生態(tài)隔離，低溫、低鹽下紅色系仿刺參的生長較青

16、色系仿刺參顯著緩慢，表明紅色系仿刺參不適宜在低溫低鹽海水中棲息；③地理隔離：紅色系仿刺參在自然海區(qū)的分布范圍較青色系存在顯著區(qū)別，主要分布在日本的九州、四國、本州的受黑潮暖流影響的水文較穩(wěn)定的高溫高鹽的太平洋內(nèi)灣，而青色系則遍布北緯35-44°的西北太平洋淺海；④基因變異與生殖兼容：青色系仿刺參個體同紅色系個體可以進行雜交，即表明兩者可以進行基因交流，即兩個色系間并未形成生殖隔離。作為仿刺參的兩個不同色系的群體，具有穩(wěn)定的遺傳性，但他們

17、之間并未達到生殖隔離，不管他們體形差異多大，仍然為一個物種，因此青色系與紅色系仿刺參可以界定為仿刺參的兩個亞種。生產(chǎn)實踐證明經(jīng)過累代繁殖，仿刺參親體種質(zhì)退化，子代個體抗逆能力弱、個體小型化、生產(chǎn)性能低。為提高子代個體基因雜合度，增強對不良環(huán)境的適應力，通過雜交育種培育品質(zhì)優(yōu)良、抗逆性強、生長快的新品種，因此紅色系仿刺參引入中國具有重要意義。且本實驗結(jié)果表明紅色系仿刺參能夠適應中國近海的溫度鹽度等水質(zhì)因子，可以在中國近海開展大規(guī)模養(yǎng)殖。只