日本醫(yī)蛭早期發(fā)育階段的生長性能與生長模型分析

魯增輝　石萍　游華建

摘要[目的]研究日本醫(yī)蛭的生長性能及生長發(fā)育規(guī)律。[方法]對(duì)人工繁育的日本醫(yī)蛭攝食習(xí)性及生長性能進(jìn)行了分析，并利用Logistic、Gompetz、Von Bertallanffy 3種非線性生長模型對(duì)日本醫(yī)蛭體重生長情況進(jìn)行曲線擬合。[結(jié)果]日本醫(yī)蛭的特定生長率隨生長時(shí)間的延長而逐漸下降，幼蛭孵化后4 d喂食，生長率達(dá)到最高（10.99%/d），日本醫(yī)蛭的體重隨著投喂次數(shù)、日齡、攝食量的增加呈現(xiàn)上升趨勢。3種生長曲線模型均能較好地?cái)M合日本醫(yī)蛭的生長曲線，其中以Gompertz曲線的擬合度最好（R2=0.999）。[結(jié)論]曲線模型對(duì)日本醫(yī)蛭生長曲線的擬合和分析是可行的。通過生長曲線的擬合分析可及時(shí)掌握日本醫(yī)蛭的生長發(fā)育規(guī)律，發(fā)現(xiàn)飼養(yǎng)管理中存在的問題。

關(guān)鍵詞日本醫(yī)蛭；生長性能；生長曲線；模型

中圖分類號(hào)R931.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2018）25-0075-03

Analysis of Growth Performance and Fitting Growth Curve of Hirudo nipponia in Early Developmental Stage

LU Zenghui1，2，SHI Ping1，2，YOU Huajian1，2 et al

（1.Chongqing Academy of Chinese Materia Medica，Chongqing 400065；2.Chongqing Subcenter of National Resource Center for Chinese Materia Medica，China Academy of Chinese Medical Science，Chongqing 400065）

Abstract[Objective] To study the growth performance and growth laws of Hirudo nipponia.[Method] The feeding habit and growth performance of H.nipponia in artificial breeding were analyzed.And the growth situations of H.nipponia were fitted and analyzed by using three nonlinear regression models（Logistic，Gompertz and Von Bertalanffy）.[Result] The specific growth rate of H.nipponia gradually declined with the increase of time，the highest specific growth rate reached 10.99%/d when H.nipponia larvae were fed after hatching 4 d.The body weight of H.nipponia increased with the feeding number ，dayage and feeding amount.Three growth curve models all could fit the growth curve of H.nipponia better，and the fitting degree of Gompertz curve model was the best（R2=0.999）.[Conclusion]The curve models were feasible for fitting the growth curve of H.nipponia.The growth laws of H.nipponia could be grasped timely by fitting the growth curves.

Key wordsHirudo nipponia；Growth performance；Growth curve；Model

日本醫(yī)蛭（Hirudo nipponia Whitman，1886）是中國藥典（2015年版）收錄的唯一吸食動(dòng)物血液的水蛭藥材基源，含有迄今為止發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)凝血酶天然抑制劑水蛭素[1-2]，具有極好的抗凝、抗血小板聚集作用，此外還能改善微循環(huán)、改善腦部缺氧、抗纖維化及抑制腫瘤細(xì)胞等作用，臨床上廣泛用于腦血栓、冠心病、腦水腫等的治療[3]。用新鮮日本醫(yī)蛭冷凍、干燥、研磨成粉末的脈血康膠囊具有抑制血小板聚集、調(diào)節(jié)血脂、減低血液粘稠度、降低三酰甘油及膽固醇等作用，對(duì)心腦血管疾病具有良好的治療作用[4-6]。目前日本醫(yī)蛭棲息地大面積縮減，野生水蛭資源量急劇下降，規(guī)?；娜斯ゐB(yǎng)殖是挽救這一寶貴中藥資源直接有效的途徑[7]。然而，關(guān)于日本醫(yī)蛭人工養(yǎng)殖生長性能尚未見報(bào)道，不利于日本醫(yī)蛭集約化養(yǎng)殖工作的開展。

動(dòng)物養(yǎng)殖生長曲線的分析和擬合是研究養(yǎng)殖動(dòng)物生長發(fā)育規(guī)律的重要手段，目前養(yǎng)殖動(dòng)物生長上常用Logistic、Gompetz、Bertallanffy 3種生長曲線模型擬合[8-10]。通過對(duì)動(dòng)物生長曲線的擬合分析，不僅可以動(dòng)態(tài)了解動(dòng)物的生長過程、預(yù)測動(dòng)物的生長規(guī)律，而且可以指導(dǎo)飼養(yǎng)管理，為選育適合不同要求的動(dòng)物品種提供依據(jù)。筆者對(duì)日本醫(yī)蛭早期發(fā)育階段生長性能與生長曲線模型進(jìn)行了研究，以期為日本醫(yī)蛭的集約化養(yǎng)殖提供基礎(chǔ)資料。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料試驗(yàn)所用日本醫(yī)蛭幼蛭均為重慶市中藥研究院藥用動(dòng)物研究組長期飼養(yǎng)，人工繁殖、孵化獲得的個(gè)體。未攝食初孵幼蛭養(yǎng)殖于自制養(yǎng)殖玻璃容器，水量為200 mL，養(yǎng)殖用水為充分曝氣的自來水。每隔1 d換水1次，單次換水量為200 mL。自然水溫為18～25 ℃，溶解氧（DO）≥5 mg/L，pH為（7.0±0.2），光照∶黑暗周期控制在12 h∶12 h。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1特定生長率及餌料系數(shù)。

根據(jù)投喂餌料量、生長時(shí)間等，計(jì)算特定生長率（SGR）和餌料系數(shù)（FCR）。

SGR=（lnW2-lnW1）/t×100%（1）

FCR=A/（W2-W1）（2）

式中，W1為初始體質(zhì)量（g）；W2為終末體質(zhì)量（g）；t為養(yǎng)殖時(shí)間（d）；A為飼料投喂量（g）。

1.2.2擬合曲線模型。采用3種常用的生長模型，即Logistic模型、Gompertz模型和Von Bertalanffy模型，模型表達(dá)式及相關(guān)參數(shù)見表1。其中，A為極限生長量，k為瞬時(shí)相對(duì)生長率，B為調(diào)節(jié)參數(shù)，t為日齡。

2結(jié)果與分析

2.1日本醫(yī)蛭的生長性能

日本醫(yī)蛭歷經(jīng)卵期孵化后，體重隨著日齡的增加及投喂頻率的增高而迅速生長。由表2可知，隨著喂食次數(shù)及生長周期的增加，日本醫(yī)蛭的特定生長率隨生長時(shí)間的增長而逐漸下降，幼蛭孵化后4 d喂食，特定生長率最高（10.99%/d），其次為14、24 d，均達(dá)到9.16%/d。34、44 d特定生長率相對(duì)較低，分別為7.47%/d和1.25%/d。隨著日齡及投喂次數(shù)的增加，日增重率逐漸增大，從第1次喂食到第5次喂食后，日增重率增加近10倍。4 d日本醫(yī)蛭餌料系數(shù)為1.99，14、24、34 d餌料系數(shù)相近，分別為2.11、2.08和2.09，44 d餌料系數(shù)最高，為3.57。

2.2投喂次數(shù)、日齡、攝食量對(duì)日本醫(yī)蛭體質(zhì)量的關(guān)系

由表3可知，

人工養(yǎng)殖日本醫(yī)蛭攝食量及體重隨投喂次數(shù)、日齡的增加呈現(xiàn)上升趨勢。日本醫(yī)蛭幼蛭攝食量，在前2次喂食期間無顯著差異。隨著投喂次數(shù)及日齡的增加，攝食量大幅度增加，試驗(yàn)組間存在顯著差異（P<0.05）。日本醫(yī)蛭首次喂食后平均體重為（0.020±0.013）g，投喂1次和2次日本醫(yī)蛭的體重?zé)o顯著差異。隨投喂次數(shù)的增加，日本醫(yī)蛭的體重顯著增加（P<0.05）。攝食5次后，日本醫(yī)蛭的平均體重達(dá)到（0.377±0.170）g，即能達(dá)到性成熟，可用于作為第2年繁殖用的親蛭。

回歸分析表明，在日本醫(yī)蛭早期發(fā)育階段，日本醫(yī)蛭體重與投喂次數(shù)呈冪函數(shù)增長，其回歸方程為y=0.017 9 x1.858 5（R2=0.989 8）；日本醫(yī)蛭體重與生長日齡呈二次函數(shù)增長關(guān)系，其回歸方程為y=0.000 2 x2+0.001 3 x+0.009（R2=0.997 9）。日本醫(yī)蛭的體重與攝食量存在冪函數(shù)增長關(guān)系，其回歸方程為y=0.995 9x1.032 5（R2= 0.997 9）。

2.3生長方程

Logistic、Gompertz和Von Bertalanffy 3種生長曲線模型對(duì)日本醫(yī)蛭的生長發(fā)育規(guī)律進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬的擬合參數(shù)估計(jì)值及擬合度（R2），結(jié)果見表4。從表4可以看出，Gompertz和Von Bertalanffy曲線模型能很好地模擬日本醫(yī)蛭幼蛭的生長曲線，擬合度均在0.99以上。其中，Gompertz曲線模型的擬合度最好，達(dá)到0.999，高于VonBertalanffy和Logistic模型。

用Gompertz和Von Bertalanffy模型擬合的日本醫(yī)蛭幼蛭各日齡體重值與實(shí)際曲線均較為吻合，但Gompertz模型擬合精度更高，在估計(jì)日本醫(yī)蛭早期體重方面更優(yōu)。3種曲線的擬合生長值與實(shí)際生長值曲線的生長曲線走勢見圖1。從圖1可以看出，Logistic擬合生長曲線與實(shí)際生長曲線偏離較大，說明Logistic生長曲線并不適宜于擬合日本醫(yī)蛭早期發(fā)育階段的體重。

3討論與結(jié)論

3.1日本醫(yī)蛭的生長性能

關(guān)于水蛭生長性能方面的文獻(xiàn)報(bào)道較少，主要集中于菲牛蛭[11]、寬體金線蛭[12]、南美水蛭[13]等少數(shù)物種。該研究首次報(bào)道了日本醫(yī)蛭生長性能研究，并分析了特定生長率及餌料系數(shù)等數(shù)據(jù)，為開展規(guī)?；毡踞t(yī)蛭人工養(yǎng)殖奠定基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)日本醫(yī)蛭體重增加速度較快，呈現(xiàn)跳躍式生長，與已報(bào)道的其他水蛭相一致[13-14]。幼蛭孵化后4 d喂食，生長率能高達(dá)10.99%/d，喂食5次后日本醫(yī)蛭的平均體重是喂食1次平均體重的19倍左右。初孵日本醫(yī)蛭在攝食5次后即能達(dá)到性成熟，平均體重為（0.377±0.170） g，單個(gè)體生物量遠(yuǎn)低于已報(bào)道的菲牛蛭[15]、歐洲醫(yī)蛭[16]、寬體金線蛭[17]。生物量小加上自身繁殖效率低下[18]，是限制日本醫(yī)蛭藥材產(chǎn)量的兩個(gè)重要因素。

該研究發(fā)現(xiàn)日本醫(yī)蛭生長初期，攝食量較小，平均攝食量為（0.022±0.013） g，生長卻十分迅速，餌料系數(shù)也相應(yīng)較小，而第5次喂食后餌料系數(shù)明顯增加，可能與日本醫(yī)蛭本身生長發(fā)育特點(diǎn)有關(guān)，也可能與第5次喂食期間外界環(huán)境溫度降低有所關(guān)聯(lián)。日本醫(yī)蛭的體質(zhì)量與投喂次數(shù)、日齡、攝食量均有較大關(guān)系，回歸方程分別為y=0.017 9x1.858 5（R2=0.989 8）、y=0.000 2x2+0.001 3 x+0.009（R2=0.997 9）和y=0.995 9x1.032 5（R2= 0.997 9）。因此，日本醫(yī)蛭規(guī)模化養(yǎng)殖過程中，應(yīng)該充分考慮投喂次數(shù)、日齡、攝食量等因素的影響。

3.2日本醫(yī)蛭最適生長方程比較日本醫(yī)蛭生長發(fā)育3種模型中，Gompertz曲線模型以及Von Bertalanffy曲線模型均能較好的吻合日本醫(yī)蛭早期發(fā)育階段的實(shí)際生長曲線，擬合生長方程分別為Y=0.964e-4.829exp（-0.037x）（R2=0.999）和Y=2.602（1-0.876e-0.014x）3（R2=0.998），其中以Gompertz曲線模型最佳。Gompertz模型曲線擬合結(jié)果表明日本醫(yī)蛭早期發(fā)育階段曲線拐點(diǎn)時(shí)間分別為42.558 d，即在日本醫(yī)蛭早期發(fā)育在43 d達(dá)到生長拐點(diǎn)，拐點(diǎn)體重為0.355 g，體重增長速度從越來越快變?yōu)樵絹碓铰ogistic模型擬合生長曲線與實(shí)際生長曲線有較大偏差，說明Logistic生長曲線并不適宜于擬合日本醫(yī)蛭早期發(fā)育階段的體重。

該研究運(yùn)用Logistic、Gompertz、Von Bertalanffy 3種模型對(duì)日本醫(yī)蛭早期發(fā)育階段生長曲線擬合及分析，為及時(shí)了解日本醫(yī)蛭的生長發(fā)育規(guī)律提供了參考。在實(shí)際規(guī)?；B(yǎng)殖中，可以根據(jù)模擬生長模型對(duì)日本醫(yī)蛭的生長趨勢進(jìn)行預(yù)測，也可以根據(jù)不同的生長發(fā)育階段提供不同的營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足其生長發(fā)育需要，用以提高日本醫(yī)蛭的生產(chǎn)性能，滿足日本醫(yī)蛭藥材的市場巨大需求。

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