5個不同地理群體仿刺參的高溫耐受力及養(yǎng)殖性能評估

李曉英，張冬冬，2，徐夢雪，3，陳百堯，安 健，伏光輝，董志國

（1.江蘇海洋大學(xué)海洋科學(xué)與水產(chǎn)學(xué)院，江蘇省海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇連云港 222005；2.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海 201306；3.南通市水產(chǎn)技術(shù)推廣指導(dǎo)站，江蘇南通 226007；4.連云港市海洋與漁業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心，江蘇連云港 222005）

仿刺參（Apostichopus japonicus）隸屬于棘皮動物門（Echinodermata），海參綱（Holothuroidea），楯手目（Aspidochirotida），刺參科（Stichopodidae），仿刺參屬，又名刺參，是一種名貴的海產(chǎn)品，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值［1-4］。隨著人們生活水平的改善，依靠山東、遼寧和河北傳統(tǒng)的野生捕撈難以滿足日益增長的市場需求，因此發(fā)展海水池塘養(yǎng)殖顯得尤為重要。

溫度是限制仿刺參分布范圍、成活和生長的主要生態(tài)因子［5-8］。仿刺參具有夏眠（水溫升高到22～26℃）和冬眠（水溫低于3℃后）的生理特性［8］，其適宜的生長溫度為10 ～20℃之間［9］。北方夏季池塘水位低，水溫超過仿刺參耐熱極限，往往造成其大規(guī)模死亡。因此，深入開展耐高溫仿刺參良種選育及其相關(guān)技術(shù)研究勢在必行［10-11］。近些年，陸續(xù)有學(xué)者發(fā)現(xiàn)仿刺參紅色系［12］、“高抗1號”［13］、“東科1號”［14］以及中韓雜交子一代［15］在耐高溫方面具有一定優(yōu)勢；也有學(xué)者嘗試北參南移［16］，以便減少山東和遼寧主養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖壓力和資源消耗，增加推廣面積以期滿足市場產(chǎn)量需求。然而，針對我國5個主要養(yǎng)殖區(qū)的仿刺參群體在室內(nèi)同一條件下耐高溫性比較尚未見報(bào)道。

江蘇連云港擁有得天獨(dú)厚的天然海域和廣闊的海水池塘，平山島附近海域也是野生仿刺參在我國自然分布的南線［1］。有學(xué)者嘗試在連云港進(jìn)行仿刺參工廠化人工育苗［17］，但是有關(guān)仿刺參的苗種引進(jìn)和本地化池塘養(yǎng)殖鮮見報(bào)道。鑒于此，本文旨在研究仿刺參不同群體對高溫耐受力的差異性，以篩選高溫耐受力較強(qiáng)的群體，為仿刺參在連云港本地池塘養(yǎng)殖和南方海域的科學(xué)養(yǎng)殖提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

5個不同地理群體仿刺參親本分別取自于蓬萊（PL）、膠南（JN）、東營（DY）、大連（DL）和昌黎（CL）5個地區(qū)養(yǎng)殖場，用網(wǎng)撈取后迅速裝入加冰袋的泡沫箱中運(yùn)輸至連云港贛榆佳信水產(chǎn)開發(fā)有限公司，放入150 L的白色PVC海水塑料桶中室內(nèi)黑暗條件下暫養(yǎng)5 d，桶中放置波紋板，便于仿刺參附著。隨后參考安健等［17］方法進(jìn)行人工繁殖苗種供實(shí)驗(yàn)使用，孵化溫度維持在18 ～20℃。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 不同溫度對不同仿刺參群體存活影響

根據(jù)往年夏季高溫天連云港海水池塘水溫主要集中于27～32℃的實(shí)際情況，本實(shí)驗(yàn)共設(shè)置28、29、30、31、32℃5個溫度梯度，旨在覆蓋本養(yǎng)殖區(qū)水溫高溫變化的主要階段。每個梯度設(shè)3個平行，每個平行分別放置5個群體苗種，規(guī)格為（0.04±0.03）g，每個群體取30個個體，分別用網(wǎng)袋裝好放置于同一實(shí)驗(yàn)桶中。用加熱棒將海水溫度逐漸升高成不同梯度，防止溫度突然過高影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，每天固定一桶溫度不變，其余各組均每天升高1℃，如第一桶28℃保持不變，其余4桶均升至29℃，第二天保持第二桶29℃不變，其余3桶升至30℃，依次類推。5 d后溫度梯度達(dá)到實(shí)驗(yàn)設(shè)置后持續(xù)充氣暫養(yǎng)3 d開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，各試驗(yàn)組的鹽度為25，pH為7.9～8.2。實(shí)驗(yàn)周期為2013年8月7日—2013年8月14日共計(jì)7 d，每天記錄死參數(shù)量并及時(shí)撈出、換水。此外，每天上午和下午各投喂一次飼料（43%鼠尾藻粉、40%海泥、15%玉米蛋白、1%礦物質(zhì)組成）直至仿刺參飽食，7 d結(jié)束后計(jì)算幼參的死亡率。

1.2.2 池塘相同養(yǎng)殖條件下不同仿刺參群體生長差異

實(shí)驗(yàn)時(shí)間為2013年6月至2014年6月，從連云港贛榆佳信水產(chǎn)開發(fā)有限公司將PL、JN、DY、DL和CL 5個群體的繁殖仿刺參苗種［體質(zhì)量為（0.04±0.03）g，體長值因極低不作計(jì)量］運(yùn)輸至連云港市海珍品增養(yǎng)殖試驗(yàn)場。所有苗種均事先在塑料箱中暫養(yǎng)30 d，再隨機(jī)分裝并吊養(yǎng)在5只大小為60 cm×40 cm×30 cm的長方體網(wǎng)箱內(nèi)，在同一口塘內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)殖，以減少環(huán)境效應(yīng)影響。每天上午8點(diǎn)和下午4點(diǎn)定時(shí)投喂自配飼料（43%鼠尾藻粉、40%海泥、15%玉米蛋白、1%礦物質(zhì)組成）。實(shí)驗(yàn)期間，分別于2013年8月13日（50日齡）、2013年11月22日（150日齡）、2014年3月7日（250日齡）和2014年6月17日（350日齡）從每個群體中隨機(jī)抽取40個仿刺參個體，測量其體長和體質(zhì)量，其中用于計(jì)算平均日增重量樣本數(shù)為40個，而計(jì)算不同日齡體長和體質(zhì)量生長性狀樣本數(shù)為30個。體長采用游標(biāo)卡尺和直尺測量，精確到0.01 mm；體質(zhì)量用電子稱稱量，精確到0.01 g。測量前，先將仿刺參從網(wǎng)箱中取出放在干凈光滑的桌面上，待其自然伸展時(shí)測量體長，之后用吸水紙將仿刺參體表的水分吸干，放置于電子天平上稱量質(zhì)量，記錄所測量的每只仿刺參的體長和體質(zhì)量。稱完后，立刻放回網(wǎng)箱中繼續(xù)養(yǎng)殖。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)所采用的各指標(biāo)的計(jì)算公式如下：

存活率（%）=N2/N1×100%

平均日增重量（g·d-1）=W/t

式中，N2為最終存活數(shù)，N1為取樣樣本數(shù)；W為仿刺參終體重，t為養(yǎng)殖天數(shù)。

不同群體對高溫的耐受力實(shí)驗(yàn)，將溫度轉(zhuǎn)化為自然對數(shù)，將仿刺參的死亡率轉(zhuǎn)化為概率單位，參考范超晶等［15］方法建立死亡率（Y）與溫度（X）之間的簡單線性回歸方程，以120 h半致死溫度為耐溫依據(jù)，來比較5群體耐高溫的差異性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件處理，運(yùn)用單因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncan多重比較，以P＜0.05作為差異顯著水平標(biāo)志。運(yùn)用非線性估計(jì)對實(shí)驗(yàn)中的各種變量進(jìn)行回歸統(tǒng)計(jì)和相關(guān)分析。數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差方式展示。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對不同地理群體仿刺參幼體存活的影響

如表1所示，5個群體仿刺參在不同高溫下存活率存在較大差異。PL、DY和CL的成活率均在29℃時(shí)達(dá)到最高，其后隨溫度升高而下降；而JN和DL群體在28℃時(shí)存活率最高，整體上也隨溫度升高呈下降趨勢。28℃時(shí)，5個群體間成活率無顯著性差異（P＞0.05）；29℃時(shí)，DL群體存活率顯著低于其他4個群體（P＜0.05）；30℃時(shí)，JN和DL群體顯著低于其余3個群體；而直至31℃時(shí)，各試驗(yàn)組的存活率明顯下降，CL、DY、PL 3個群體間成活率無顯著性差異，但顯著高于JN和DL（P＜0.05）；32℃時(shí)，DY和JN群體存活率顯著高于DL和CL（P＜0.05），與PL差異不顯著。

由表2可見，5個群體的半數(shù)致死溫度（ULTs50）相差不大，均在31.5～31.9℃之間。其中，JN群體半致死溫度值最高為31.9℃，DL次之，DY和PL均為31.6℃，CL群體最低，為31.5℃。

2.2 池塘相同養(yǎng)殖條件下不同仿刺參群體生長差異

2.2.1 仿刺參體長生長比較

如表3所示，不同地理群體仿刺參的體長均呈逐漸增長的趨勢。幼體養(yǎng)殖50日齡時(shí)PL群體顯著大于JN、DY和DL群體（P＜0.05），與CL群體差異不顯著；150日齡時(shí)，PL群體仍顯著大于DL群體（P＜0.05），但與JN、DY和CL群體差異不顯著；到250日齡時(shí)，PL和DL群體均顯著大于JN和CL群體（P＜0.05），與DY群體差異不顯著；350日齡時(shí)，PL、JN、DY和DL 4個群體間體長趨于接近，都顯著大于CL群體（P＜0.05）。整體上，3月到6月（250～350日齡），5個群體仿刺參體長均出現(xiàn)較快增長趨勢。

1.依法決策工作的“專家組”。公職律師為稅務(wù)系統(tǒng)行政決策提供法律咨詢意見，通過擔(dān)任法律顧問等方式，對稅收征管改革、稅收執(zhí)法服務(wù)、重大違法案件處理等提出合理的法律意見，促進(jìn)稅務(wù)機(jī)關(guān)依法治稅。

表1 不同溫度對5個仿刺參群體存活率影響（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）Tab.1 Survival rates of five groups of Apostichopus japonicus juveniles at different temperatures（mean±SD）

表2 5個不同群體仿刺參死亡率-溫度回歸關(guān)系及半數(shù)致死溫度Tab.2 Temperature regress relation and values of ULTs50 of five different Apostichopus japonicus groups

2.2.2 仿刺參體質(zhì)量生長比較

50～350日齡，PL、JN、DY、DL和CL 5個群體的仿刺參體質(zhì)量呈現(xiàn)快速增長的趨勢（表4）。幼體50日齡時(shí)，CL群體體質(zhì)量最高且顯著高于JN和DY（P＜0.05），與PL和DL群體無顯著性差異；150日齡時(shí)，PL和CL群體體質(zhì)量仍較大但5個群體之間無顯著性的差異（P＞0.05）。250日齡時(shí)，PL群體體質(zhì)量依舊最高，DL次之，兩群體無顯著差異，但顯著高于JN、CL（P＜0.05），JN、CL兩群體無顯著性差異，DY與其他4個群體無顯著性差異；350日齡時(shí)，DY和DL兩個群體體質(zhì)量最大，相互間無顯著性差異（P＞0.05），但顯著高于其他3個群體（P＜0.05）。從整個生長周期來看，DY和DL群體前期（50～150日齡）生長較慢，但后期（250 ～350日齡）生長迅速，而CL趨勢與之相反。

2.2.3 生長速度差異比較

50～350日齡，5群體日增重量呈現(xiàn)先下降后上升趨勢，350日齡時(shí)各群體日增重量均達(dá)到最高值（圖1）。5群體在50日齡和150日齡時(shí)日增重量無顯著性差異（P＞0.05）；250日齡時(shí)，JN群體日增重量最低，且顯著低于PL群體（P＜0.05）；350日齡時(shí)，DY和DL群體日增重量顯著高于其余3群體（P＜0.05）。

表3 5個仿刺參群體不同生長期體長（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）Tab.3 Body length of Apostichopus japonicus juveniles in different stages（mean±SD） （mm）

表4 5個仿刺參群體不同生長期體質(zhì)量（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）Tab.4 Body weight of Apostichopus japonicus juveniles in different stages（mean±SD） （g）

3 討論

3.1 不同群體仿刺參不同高溫下存活率比較

同種生物的不同地域分布特點(diǎn)往往導(dǎo)致其在適應(yīng)環(huán)境的同時(shí)對溫度會產(chǎn)生不同耐受力，這在許多物種中都有發(fā)現(xiàn)［18-19］。HOCHACHKA和SOMERO［20］研究表明當(dāng)水溫超過仿刺參耐受極限，往往導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生復(fù)雜生理反應(yīng)從而引起熱致死。本研究中，PL、DY和CL群體的成活率均在29℃時(shí)達(dá)到最高，而JN和DL群體在28℃時(shí)最高。這說明不同群體對溫度具有不同的耐受性，且個體間也存在較大的耐受差異性。這種不同地理群體仿刺參對高溫耐受性不同導(dǎo)致死亡率的差異性在低溫刺激下同樣存在［21］。溫度超過32℃時(shí)，山東的PL、JN和DY 3群體存活率相近，為32% ～36%，而最北的兩個群體DL和CL存活率僅為26%，這也說明不同緯度地理群體對高溫耐受性的差異顯著。本研究中5群體在32℃高溫刺激下存活率都低于趙歡等［22］報(bào)道的80%（高溫定向選育群體）和56.7% （未經(jīng)選育煙臺野生群體）。造成這種差異的原因一方面可能是因?yàn)檫x擇的實(shí)驗(yàn)對象來源和規(guī)格不同；另一方面可能因?yàn)橼w歡等［22］采用先升溫至30℃暫養(yǎng)5 d再每日升溫0.5℃至32℃，給予刺參30℃至32℃較長的適應(yīng)期，而本研究直接從28℃以每日升溫1℃至32℃，兩種方法對刺參的溫度適應(yīng)強(qiáng)度不同導(dǎo)致了不同結(jié)果。

刺參對溫度耐受性具有可塑性，并與其經(jīng)歷的溫度和馴化程度有關(guān)［9］。MENG等［23］將刺參在高溫和低溫下先進(jìn)行馴化30 d再進(jìn)行熱致死脅迫實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)高溫馴化組的半數(shù)致死溫度（ULTs50：31.8℃）高于低溫馴化組（ULTs50：30.9℃）。這種耐熱性的差異主要是因?yàn)榇虆sp70基因參與體內(nèi)表達(dá)差異導(dǎo)致。高溫馴化組的刺參經(jīng)過熱應(yīng)激，其體內(nèi)的Hsp70基因在轉(zhuǎn)錄、翻譯以及穩(wěn)定性水平上均顯著高于低溫馴化組［16，23］?？梢姡L期的高溫馴化可以提高刺參的高溫耐受性。本研究中5個群體半數(shù)致死溫度（ULTs50）為31.5～31.9℃，與MENG等［23］高溫脅迫實(shí)驗(yàn)半數(shù)致死溫度為31.8℃和王青林［16］研究發(fā)現(xiàn)的高溫馴化半數(shù)致死溫度為31.5～32.1℃幾乎一致。此外，就半致死溫度而言，對高溫的耐受力最強(qiáng)的為JN群體（ULTs50：31.9℃），最弱的為CL群體（ULTs50：31.5℃）。這種群體差異性可能是因?yàn)?個群體中，JN群體分布靠南，緯度最低，經(jīng)過長時(shí)間較高溫度馴化與適應(yīng)，其對于高溫的耐受力最強(qiáng)；而CL群體分布位于較北端，緯度較高，長期處于略微低溫馴化中，因此其對高溫的耐受能力較弱。這種不同地理群體高溫耐受性差異，在花鱸（Lateolabrax maculatus）［24］、 凡 納 濱 對 蝦 （Litopenaeus vannamei）［25］和 皺 紋 盤 鮑 （Haliotis discus hannai）［26］等其他物種中也有相應(yīng)報(bào)道。今后的選育工作中，可以充分利用不同群體耐高溫特性和熱歷史能改變刺參致死溫度上限相結(jié)合，優(yōu)選耐高溫地理群體，通過雜交和引入到南方累代養(yǎng)殖提高其適溫上限，不斷迭代選育出耐高溫的品系［13］。

3.2 5群體仿刺參相同養(yǎng)殖環(huán)境中的生長性能比較

日增重量是反映水產(chǎn)動物增長速度的一項(xiàng)重要指標(biāo)［31-32］。5群體在50日齡和150日齡時(shí)，日增重量整體上低于250和350日齡時(shí)。這主要因?yàn)?0日齡和150日齡剛好處于夏季和冬季，筆者2013年在連云港試驗(yàn)池塘實(shí)際養(yǎng)殖過程中測得夏季水溫多數(shù)為28～31℃，其中也曾出現(xiàn)數(shù)十天的罕見連續(xù)高溫日。水溫超過32℃，仿刺參紛紛進(jìn)入夏眠狀態(tài)，部分仿刺參和水產(chǎn)動物甚至出現(xiàn)死亡，而冬季水溫大部分為0～4℃，也是仿刺參冬眠溫度范圍。因此，作者推測夏季和冬季日增重量低可能是仿刺參分別進(jìn)入夏眠和冬眠狀態(tài)，攝食和新陳代謝減少，所以生長遲緩［8，21，33］。仿刺參在250日和350日齡時(shí)（3～6月）生長速度較快，因?yàn)榇穗A段的水溫范圍基本為10～20℃為主，是仿刺參生長的最適溫度范圍［34-35］。DY和DL兩群體此階段日增重量也較大，說明該階段本地池塘水溫和鹽度可能正好符合兩群體的最適生長條件，有利于兩群體發(fā)揮生長較快的優(yōu)勢。

4 小結(jié)

1）依據(jù)半致死溫度而言，對高溫的耐受力最強(qiáng)的為JN群體（ULTs50：31.9℃），最弱的為CL群體（ULTs50：31.5℃）；31℃和32℃時(shí)，DY和PL群體存活率均較高。

2）池塘養(yǎng)殖周期為350日齡時(shí)，DY群體不論體長還是體質(zhì)量以及日增重量，都具有較高的優(yōu)勢。

因此，考慮到存活率及生長性能，優(yōu)先推薦仿刺參DY群體在連云港本地池塘養(yǎng)殖。