皺紋盤鮑三元雜交苗種制備與養(yǎng)成

李加琦 , 劉 曉 , 劉光謀 , 林壯炳

(1. 中國科學(xué)院 海洋研究所, 山東 青島266071; 2. 中國科學(xué)院大學(xué), 北京100039; 3. 國家海產(chǎn)貝類工程技術(shù)研究中心, 山東 榮成 264316; 4. 廣東省汕頭市水產(chǎn)技術(shù)推廣中心站, 廣東 汕頭515041)

皺紋盤鮑(Haliotis discus hannaiIno)主要分布于西北太平洋海域, 在我國分布于遼東與山東半島近岸[1], 是鮑科動(dòng)物中最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的種類之一。我國在20世紀(jì)70年代突破皺紋盤鮑的人工繁殖技術(shù)[2],從80年代初開始人工育苗和養(yǎng)殖生產(chǎn)[3-4], 經(jīng)過30年的發(fā)展, 形成了龐大的養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè), 目前在山東、遼寧、福建甚至廣東都有人工養(yǎng)殖。2010年, 我國共生產(chǎn)鮑苗50億粒、成品鮑5.65萬t, 養(yǎng)殖面積1.5萬ha[5], 其中皺紋盤鮑占據(jù)主要份額。

我國皺紋盤鮑養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展得益于種質(zhì)和養(yǎng)殖工藝的提高。其中種質(zhì)改良最具影響力的事例當(dāng)屬從國外引進(jìn)經(jīng)過選育的皺紋盤鮑與我國的野生皺紋盤鮑進(jìn)行雜交制種[6]。此后, 從日本、韓國引進(jìn)雄性種鮑與我國本土養(yǎng)殖的皺紋盤鮑雌體交配制備雜交或回交苗種一直是我國北方皺紋盤鮑苗種生產(chǎn)中廣泛采用的策略。但由于養(yǎng)殖區(qū)域的不斷擴(kuò)展、新的養(yǎng)殖模式、設(shè)施的應(yīng)用, 推出新的制種技術(shù)將有助于我國皺紋盤鮑養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。近年來, 我們嘗試了以皺紋盤鮑的雜交F1作為母本, 與經(jīng)過連續(xù)選育的第三方親本進(jìn)行雜交以制備三元雜交苗種的研究, 本文報(bào)告初步研究結(jié)果。

1 材料與方法

1.1 親本來源及雜交策略

參與構(gòu)建三元雜交的母本是尋山漁業(yè)集團(tuán)總公司2004年繁育的雜交鮑(WJ)子1代, 該雜交組合的母本系山東威海桑溝灣野生鮑的群體繁育后代(W),父本為引種自日本的皺紋盤鮑(J)。

三元雜交的父本是在汕頭養(yǎng)殖并選育了 3代的皺紋盤鮑選育群體“S”。S選育群體是從山東青島引種到汕頭的皺紋盤鮑的群體繁育后代。自1998年11月引種到汕頭后, S群體一直在廣東汕頭市南弘海珍品有限公司進(jìn)行陸上全人工養(yǎng)殖, 并由該公司連續(xù)繁殖了3代, 本研究所用親本系2003年繁殖的第三代。S群體的特點(diǎn)是對(duì)高水溫有較好的耐受性。

對(duì)照組的雙親分別是桑溝灣野生鮑的群體繁育后代(W)和當(dāng)年從日本新引進(jìn)的皺紋盤鮑(J)。

1.2 繁殖與養(yǎng)成

苗種繁育工作于2008年4月13日在山東榮成海洋珍品育苗場(chǎng)進(jìn)行, 按常規(guī)工藝進(jìn)行種鮑促熟、催產(chǎn)、受精、孵化和采苗[7], 繁育期間所有操作注意隔離, 避免組間污染。催產(chǎn)獲得足夠的配子后, 將每組所有母本所產(chǎn)的卵子混合, 從每組所有父本中分別取精子混合后對(duì)相應(yīng)的卵子受精。受精后60 h, 將后期面盤幼蟲投放到1 m×9 m的水泥池中采苗。6月中旬, 培育約60 d后將幼鮑剝離, 統(tǒng)計(jì)剝離階段的苗種數(shù)量。剝離后的幼鮑, 用20 cm×35 cm的瓦片作附著基在池底散養(yǎng), 每天投喂人工配合餌料, 每天清理池底的殘餌和糞便。在8月27日和10月20～22日分別對(duì)4月和6月齡幼鮑進(jìn)行2次篩分, 按殼長將幼鮑分為不同規(guī)格分別培育, 篩分的同時(shí), 統(tǒng)計(jì)存活率、測(cè)量殼長等生長速度指標(biāo)。10月23日用活水車將苗種運(yùn)往福建寧德長春鎮(zhèn)海區(qū)越冬。越冬期間, 幼鮑裝籠吊養(yǎng)于魚排上, 投喂海帶。2009年5月1日運(yùn)回山東威海, 進(jìn)入養(yǎng)成階段的培育。

本研究共采用 2種方式養(yǎng)成。第一種是筏架吊養(yǎng)方式, 在榮成桑溝灣進(jìn)行: 2009年5月置于養(yǎng)殖籠中掛養(yǎng)在桑溝灣的浮筏之上, 此后按常規(guī)生產(chǎn)工藝投喂海帶并定期清理殘餌與籠具; 2009年11月20日, 將 19月齡養(yǎng)殖鮑取回到陸地, 清理存活個(gè)體殼面的附著生物, 然后測(cè)量生長有關(guān)的參數(shù)、并統(tǒng)計(jì)存活個(gè)體總數(shù), 然后再次按殼長不同區(qū)分規(guī)格后重新裝到新的養(yǎng)殖籠中送往海區(qū)養(yǎng)殖。第二種養(yǎng)殖方式,在青島市嶗山區(qū)王哥莊的圍堰養(yǎng)鮑池中進(jìn)行全生態(tài)養(yǎng)殖, 養(yǎng)殖期間不投喂餌料, 鮑以附著基上自然生長的海藻為食, 藻床主要由石莼組成, 2010年10月取樣測(cè)量殼長、全濕重等指標(biāo)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

三元雜交 WJ-S組與對(duì)照組間在各生長階段的殼長、殼寬和全濕重及日均生長速率的差異顯著性采用SAS 9.0的單因素方差分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 皺紋盤鮑三元雜交苗種與養(yǎng)成階段度夏期間的存活率

皺紋盤鮑三元雜交WJ-S組與對(duì)照組WJ-F1的剝離幼鮑數(shù)量及其在幼鮑和成鮑 2個(gè)階段的度夏存活率見表1, 其中, 幼鮑度夏存活率指2008年10月下旬運(yùn)往福建進(jìn)行越冬培育之前統(tǒng)計(jì)的存活幼鮑數(shù)與6月份剝離時(shí)所得幼鮑總量之間的比值; 成鮑度夏存活率指在2009年5月至11月在榮成桑溝灣浮筏吊養(yǎng)期間的存活率。由表1可見, 剝離后至運(yùn)往福建越冬前, 三元雜交WJ-S組的存活率達(dá)68.13%, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)照組 WJ-F1的 41.53%; 同時(shí), 在進(jìn)入養(yǎng)成期后, WJ-S組的度夏存活率為95.20%, 也高于對(duì)照組的89.97%。

表1 苗種數(shù)量和度夏存活率Tab. 1 Amounts of abalones and their survival rates during over-summering

2.2 皺紋盤鮑三元雜交與對(duì)照組的生長速度比較

在受精后10～130 d期間分別測(cè)定三元雜交WJ-S組和 WJ-F1對(duì)照組幼體與幼鮑的平均殼長, 每個(gè)階段每組測(cè)量100個(gè)個(gè)體, 結(jié)果如表2所示。由表2可見, 在測(cè)量的7個(gè)早期發(fā)育階段, 三元雜交WJ-S組子代的殼長均高于WJ-F1對(duì)照組, 在第10, 80及130 d,WJ-S組的殼長平均值顯著高于WJ-F1組(p＜0.05)。在受精后130 d, WJ-S組及對(duì)照組幼鮑的平均殼長分別達(dá)到17.9 mm和16.32 mm, 日均殼長增長率分別達(dá)到 137.70 μm/d 和 125.52 μm/d, 表明 WJ-S 三交組合早期階段幼鮑的殼長增長速度高于WJ-F1對(duì)照組。

表2 皺紋盤鮑三元雜交與對(duì)照組在早期階段的殼長及日均生長速率Tab. 2 Shell length, daily growth rate of WJ-S and WJ- F1 at early developmental stage

將WJ-S組和對(duì)照組的1齡苗種放養(yǎng)在青島嶗山的圍堰養(yǎng)鮑池中, 18個(gè)月后分別測(cè)定WJ-S組和對(duì)照組的殼長、殼寬和全濕重, 統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)WJ-S組與對(duì)照組之間的生長參數(shù)的差異顯著性, 結(jié)果見表3。在青島嶗山海區(qū)經(jīng)過18個(gè)月的養(yǎng)殖, WJ-S組平均殼長達(dá)到了7.6 cm, 全濕重近50 g。即2009年5月投放的苗種, 在次年的10月即已達(dá)到商品規(guī)格。而且, WJ-S組的殼長、殼寬和全濕重等指標(biāo)均極顯著大于對(duì)照組, WJ-S組的全濕重較對(duì)照提高了16.3%。

表3 皺紋盤鮑三元雜交與對(duì)照組在嶗山進(jìn)行 18個(gè)月生態(tài)養(yǎng)殖的生長指標(biāo)Tab. 3 Growth parameter of WJ-S and WJ-F1 after cultured in cofferdam pond for 18 months in Laoshan, Qingdao

2.3 皺紋盤鮑三元雜交組與對(duì)照組幼鮑與成鮑的規(guī)格分布

2008年8月、10月及2009年11月分別對(duì)4月齡、6月齡苗種階段和19月齡養(yǎng)成階段的WJ-S 和對(duì)照組 WJ-F1進(jìn)行篩分, 統(tǒng)計(jì)所得不同規(guī)格子代的比率見表4。從幼鮑和養(yǎng)成階段的3次篩分結(jié)果可見三元雜交 WJ-S組的大規(guī)格苗種比例顯著高于對(duì)照WJ-F1組, 小規(guī)格子代的比率則顯著低于對(duì)照組。到養(yǎng)成階段, 差異尤其顯著——在生長至 19個(gè)月齡,即進(jìn)入養(yǎng)成 7個(gè)月后, WJ-S的大規(guī)格和特大規(guī)格(＞5 cm)子代之和達(dá)到總數(shù)的 63.32%, 而WJ-F1組僅31.13%; 相反, WJ-S組的小規(guī)格(＜4 cm)個(gè)體比率僅為4.80%, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)照WJ-F1組的15.06%。上述結(jié)果表明, 從培育130 d到19 個(gè)月, WJ-S組子代的平均規(guī)格顯著大于 WJ-F1組, 說明三元雜交的交配策略有效提高了皺紋盤鮑的優(yōu)質(zhì)苗種比率。

表4 WJ-S與WJ-F1子代在不同生產(chǎn)階段的規(guī)格與比率Tab. 4 The proportion of different size cohort at three culturing stages

3 討論

3.1 皺紋盤鮑的三元雜交制種技術(shù)

選育和雜交迄今仍然是種質(zhì)改良的最有效途徑。在遺傳背景具一定差異的2個(gè)群體間進(jìn)行雜交, 直接利用其雜交優(yōu)勢(shì), 這種制種方法稱二元雜交或經(jīng)濟(jì)雜交, 廣泛應(yīng)用于種植業(yè)和畜牧業(yè)。近10多年來, 不同地理群體間的簡單經(jīng)濟(jì)雜交在我國的皺紋盤鮑苗種生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用[8-9], 產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

除二元雜交外, 國內(nèi)外在家禽和畜類生產(chǎn)中都非常普遍地采用三元或四元雜交種。由于引入了第三方親本, 三元雜交子代可融合A, B, C三方親本的優(yōu)勢(shì)性狀, 更有利于提高生產(chǎn)性能。本研究以皺紋盤鮑中國威海人工繁殖的(W)群體與日本群體(J)的雜交子代WJ為母本, 與經(jīng)過耐高溫選育的S群體再次進(jìn)行雜交, 成功制備了皺紋盤鮑的三元雜交苗種(W×J)×S并進(jìn)行了養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)。繁育與養(yǎng)殖對(duì)比結(jié)果表明, 較之于同期繁育的二元雜交對(duì)照群體 WJ-F1,皺紋盤鮑的WJ-S三元雜交子代具有生長速度快、優(yōu)質(zhì)苗種比例高、高水溫階段存活率高等性狀優(yōu)勢(shì)。表明, 皺紋盤鮑的三元雜交制種方法可行, 并有實(shí)際應(yīng)用前景。

3.2 S群體的參與提高了皺紋盤鮑三元雜交子代的耐高溫性能

S群體自從引種至廣東汕頭后, 在汕頭南弘海珍品有限公司養(yǎng)殖了10年、繁育了3代, 每年夏季均需面對(duì)一個(gè)階段較高水溫(28～30℃)的脅迫, 因此該選育群體已具有較強(qiáng)的高水溫耐受性。本研究以S群體作為父本參與構(gòu)建的皺紋盤鮑 WJ-S三元雜交子代在苗期和養(yǎng)成期的 2次度夏存活率均顯著高于對(duì)照, 表明由于S選育群體的參與, 提高了子代苗種對(duì)高水溫的適應(yīng)能力。

3.3 皺紋盤鮑中國群體與日本群體的雜交F1作為三元雜交的母本

在貝類育苗生產(chǎn)中, 需要大量的母本, 皺紋盤鮑也不例外。自1997年引進(jìn)日本鮑與我國皺紋盤鮑雜交培育苗種大獲成功以后, 引種-雜交的制種模式迅速在我國北方推廣。這種制種策略在種鮑方面的投入成本相對(duì)較低并操作簡單, 僅需要從國外引進(jìn)少量的雄性親體即可滿足生產(chǎn)需要, 因此流行很快,普及率很高。但隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展, 我國土著的、沒有經(jīng)過雜交的皺紋盤鮑原種變得十分稀缺。相反, 從本世紀(jì)初開始, 我國有眾多的廠家以皺紋盤鮑中國群體作為母本與日本群體雜交生產(chǎn)雜交苗種, “雜交鮑”的養(yǎng)殖遍及我國南北沿海, 因此中國群體與日本群體的雜交后代反倒更容易獲取。在本研究中, 我們將雜交子 1代作為母本應(yīng)用到三元雜交制種中, 使原有的雜交鮑得到較好的利用, 同時(shí)也在一定程度上解決了皺紋盤鮑母本來源等問題。

3.4 皺紋盤鮑三元雜交制種技術(shù)的評(píng)價(jià)

本研究首次報(bào)道了我們?cè)诎櫦y盤鮑三元雜交苗種制備與養(yǎng)成方面的研究結(jié)果, 為皺紋盤鮑的雜交制種提供了新的思路。初步的養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)表明, 該三元雜交組合(WJ-S)適宜籠養(yǎng)或海區(qū)放養(yǎng), 在青島嶗山海域全生態(tài)養(yǎng)殖 18個(gè)月的 WJ-S組已達(dá)商品規(guī)格,全濕重較生產(chǎn)對(duì)照組提高了 16.3%, 表明在生產(chǎn)上通過三元雜交策略制備皺紋盤鮑苗種不僅技術(shù)上可行, 而且證明WJ-S這個(gè)組合已具應(yīng)用價(jià)值。

但本研究開發(fā)的 WJ-S三元雜交組合在冬季低水溫階段并未表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì), 這可能與 S群體自從引種到汕頭后再未經(jīng)歷過低的水溫環(huán)境有關(guān)。選用新的、綜合性能更好的選育群體, 經(jīng)過組配實(shí)驗(yàn)構(gòu)建新的雜交組合, 有望建立綜合生產(chǎn)性能更強(qiáng)的三元雜交制種技術(shù)。

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