孵化溫度影響中華鱉孵出幼體表型特征和幼體的早期生長

吳義蓮，許雪峰

中華鱉（Pelodiscus sinensis）是一種經(jīng)濟(jì)鱉類，中華鱉在我國廣泛分布，除新疆、西藏和青海外，其它各省均有分布。中華鱉在我國用于食物、寵物和保健品的開發(fā)具有較為悠久的歷史[1]，每年的消耗量以萬噸計(jì)。野外中華鱉在毫無節(jié)制的開采下已不多見，這就促成了過去幾十年中華鱉人工養(yǎng)殖業(yè)的蓬勃發(fā)展[2]。

對(duì)于卵生爬行動(dòng)物而言，卵孵化成功率的高低是中華鱉養(yǎng)殖企業(yè)能否快速擴(kuò)繁、提高效益的關(guān)鍵因素。因此，怎樣提高孵化成功率是中華鱉養(yǎng)殖業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題之一[3-5]。爬行動(dòng)物已有的研究表明，在極端的溫度下，爬行動(dòng)物的胚胎不能發(fā)育完全[6]。低溫延緩或滯留胚胎發(fā)育，但通常對(duì)胚胎發(fā)育產(chǎn)生較小或沒有致死效應(yīng)，然而極端高溫可能導(dǎo)致胚胎畸形率和死亡率大幅度增長[7-8]。在后代可存活的溫度范圍內(nèi)，較高溫度可導(dǎo)致胚胎發(fā)育較快，因此，縮短了胚胎發(fā)育周期。中華鱉的早期研究表明孵化溫度影響孵化成功率和孵出幼體表型[9-13]。在24 - 34℃范圍內(nèi)，孵化期隨著溫度的升高而減少，但是其孵化成功率卻降低，甚至導(dǎo)致孵出畸形幼體[9-13]。但是短期將卵至于極端溫度卻不影響孵化成功率和幼體的表型。

中華鱉養(yǎng)殖業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的另一個(gè)問題是孵出幼體質(zhì)量如何影響其后續(xù)的生長。盡管孵化溫度可使得胚胎發(fā)育的速度達(dá)到最大，但通常不會(huì)使后代表型達(dá)到最佳。很多的研究表明，爬行動(dòng)物胚胎所經(jīng)歷的熱環(huán)境對(duì)幼體表型特征有精細(xì)地影響，包括個(gè)體大小、形態(tài)、能量?jī)?chǔ)存、行為和胚后生長[12]。

在本研究中，我們?cè)O(shè)置了5個(gè)溫度孵化中華鱉卵，檢測(cè)溫度對(duì)孵出幼體表型特征和后續(xù)生長的影響，研究結(jié)果對(duì)中華鱉養(yǎng)殖企業(yè)優(yōu)化孵化程式以獲得優(yōu)質(zhì)種苗和擴(kuò)繁有著重要意義。

1 材料與方法

1.1 雌體繁殖和卵孵化

實(shí)驗(yàn)用中華鱉卵于2012年5月中旬至6月初取自全椒養(yǎng)殖場(chǎng)。本研究共收集了41窩501枚中華鱉卵，平均窩卵重和平均窩卵數(shù)分別為36.3±1.4g和 12.2±0.5枚。

實(shí)驗(yàn)設(shè)置了21、24、28和32℃四個(gè)恒定溫度和一個(gè)自然波動(dòng)溫度孵化中華鱉卵。所有卵在入孵前根據(jù)卵動(dòng)植物極的形態(tài)初步檢測(cè)其是否受精，未受精卵不用于卵孵化，在總共501枚卵中共有140枚為未受精卵。孵化期以產(chǎn)卵結(jié)束開始至幼體出殼為止。根據(jù)研究的經(jīng)驗(yàn)，32℃部分幼體在孵化期末時(shí)采用人為輔助方式破殼。孵化成功率以孵出的幼體數(shù)除以總卵數(shù)來計(jì)算。

1.2 幼體飼養(yǎng)和幼體形態(tài)特征測(cè)量

幼體孵出后，在2小時(shí)內(nèi)用Mettler天平測(cè)量幼體的濕重（精確到g），孵出幼體的背甲長、背甲寬和腹甲寬用Mitutoyo數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量，剪趾標(biāo)記，以備后續(xù)識(shí)別，然后釋放到全椒養(yǎng)殖場(chǎng)飼養(yǎng)幼體。在第一個(gè)越冬季前（11月中旬）測(cè)量飼養(yǎng)幼體的體重、背甲長、背甲寬和腹甲寬，以檢測(cè)孵化溫度對(duì)生活史特征的影響。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)在作參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析之前，分別檢驗(yàn)其正態(tài)性（Kolmogorov-Smirnov test）和方差同質(zhì)性（F-max test）。經(jīng)檢驗(yàn)，部分的原始數(shù)據(jù)須要經(jīng)過ln轉(zhuǎn)化以后才能用于參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析。用卡方檢驗(yàn)、單因子方差分析（one-way ANVOA）、單因子多變量方差分析（one-way MANVOA）和Tukey’s 檢驗(yàn)比較等統(tǒng)計(jì)方法來處理和比較相應(yīng)的數(shù)據(jù)。描述性統(tǒng)計(jì)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，顯著性水平設(shè)置為 α= 0.05。

2 結(jié)果

2.1 孵化溫度對(duì)孵出幼體形態(tài)特征的影響

孵化溫度影響中華鱉的孵化期（Kruskal-Wallis ANOVA, H(4,N=277)= 245.90,P＜ 0.001），孵化期隨著溫度的升高呈非線性變短（圖1）。21、24、28、32（℃）和波動(dòng)溫度的孵化成功率分別為 63.2% (60/95)、58.8% (40/68)、67.6% (50/74)、62.9% (61/97)和 83.5% (66/79)，五個(gè)溫度的孵化成功率差異不顯著（卡方檢驗(yàn)， χ2= 5.52,df= 4,P＞ 0.23）。五個(gè)溫度下入孵卵，卵重沒有差異（one-way ANOVA,F4,408= 0.93,P= 0.45），然而，孵化溫度影響孵出幼體的濕重、幼體的背甲寬和腹甲寬（one-way ANOVA, allP＜ 0.001），但不影響孵出幼體的背甲長（F4,271= 1.32,P=0.26）。波動(dòng)溫度孵化的幼體較其它溫度在濕重、背甲寬和腹甲寬上要?。ū?）。

表1 中華鱉孵出幼體形態(tài)特征描述性統(tǒng)計(jì)值

2.2 孵化溫度對(duì)孵出幼體早期生長的影響

來源于21、24、28、32（℃）和波動(dòng)溫度孵化的幼體在第一個(gè)越冬季前的存活率分別為76.7%、75.0%、78.0%、73.8%和62.1%，存活率差異不顯著（卡方檢驗(yàn)， χ2= 2.22,df= 4,P＞0.69）。然而，體重、背甲長、背甲寬和腹甲寬在第一個(gè)越冬季前差異顯著（one-way ANOVA, allP＜ 0.01），較低溫度孵出（21和24℃）的幼體比較高溫度（28、32℃和波動(dòng)溫度）的幼體體重輕，背甲長、背甲寬和腹甲寬?。═ukey’s test, allP＜0.0001）。對(duì)體重、背甲長、背甲寬和腹甲寬進(jìn)行多變量方差分析表明，不同溫度來源的幼體形態(tài)特征差異顯著（one-way MANOVA, Wilks λ = 0.34,F4,16= 15.78,P＜ 0.01）（表 2）。

表2 中華鱉幼體第一個(gè)越冬季前形態(tài)特征描述性統(tǒng)計(jì)值

3 討論

已有的研究表明孵化溫度對(duì)胚胎發(fā)育具有不同的作用效力，高溫能加快爬行動(dòng)物胚胎發(fā)育的速率，但卻會(huì)導(dǎo)致胚胎致畸或死亡[13-15]。與其他很多對(duì)爬行動(dòng)物研究結(jié)果的報(bào)道一樣，在卵孵化過程中，中華鱉的胚胎所經(jīng)歷的孵化熱環(huán)境影響孵化成功率、孵化期和幼體的大小。孵化期隨著孵化溫度的升高而變短，32℃胚胎發(fā)育最快，而21℃最慢（圖1）。與其他研究不同的是，溫度不影響孵化成功率。然而，在實(shí)驗(yàn)過程中，高溫（32℃）和低溫（21℃）孵化的中華鱉幼體通常不能自行破殼。本研究中，由于我們?cè)诮咏囟囟确趸谙迌?nèi)采用了人為輔助的方式幫助中華鱉幼體破殼，造成了不同溫度孵化成功率差異不顯著。因此，研究結(jié)果并不與其他已有的研究相悖[9-13]。溫度影響孵出幼體的表型特征，本研究中，波動(dòng)溫度孵出的幼體大小較其它恒定溫度小，表明在中華鱉卵孵化中，較大溫度范圍的波動(dòng)對(duì)幼體大小沒有有益的影響（表1），我們的結(jié)果與其他已有的研究一致[13]。

圖1 孵化溫度對(duì)孵化期的影響數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示

胚胎較早孵出意味著距越冬期更長，適宜于幼體早期生長的時(shí)間也越長，因此，孵化期可能是一個(gè)與個(gè)體生長適合度有關(guān)的特征。本研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在第一個(gè)越冬季前，來源于較高溫度的幼體比較低溫度的幼體要大（表2）。究其原因，較高溫度早孵出的幼體至第一個(gè)越冬季前有更長的時(shí)間（約一個(gè)月）攝入更多的能量用于生長，所以個(gè)體相對(duì)較大。大多數(shù)動(dòng)物的個(gè)體大小與適合度相關(guān)[16-18]，然而，實(shí)驗(yàn)室和養(yǎng)殖業(yè)在食物資源豐富、熱環(huán)境及其它生物和非生物適合的情況下，孵化環(huán)境對(duì)孵出幼體大小的效應(yīng)在長時(shí)間幼體后期的生長上常不容易檢測(cè)得到，中華鱉的早期研究已表明孵化溫度誘導(dǎo)的幼體大小的變異對(duì)幼體的后期生長沒有顯著的影響[12]。本研究發(fā)現(xiàn)波動(dòng)溫度孵化出的后期幼體的存活率在數(shù)值上較其它溫度低，這一結(jié)果也佐證了波動(dòng)溫度孵化中華鱉卵并不比恒定溫度有優(yōu)勢(shì)[15]。

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