流水對克氏原螯蝦分布、生長、攝食和幾種免疫相關(guān)酶活性的影響

濮雪寅，孟祥龍，王彭越，黃成

（1.南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.江蘇省淡水水產(chǎn)研究所，江蘇 南京 210017）

克氏原螯蝦Procambarus clarkii 原產(chǎn)于北美洲，現(xiàn)已廣布我國各地，成為一種重要的淡水養(yǎng)殖對象。生物和非生物（如陽光、溫度和水等）生態(tài)因子顯著影響克氏原螯蝦的行為、生長和發(fā)育。鄧慧芳[1]研究了不同光照條件對克氏原螯蝦生長發(fā)育的影響；Suzanne 等[2]研究了5 種溫度下螯蝦的攝食及營養(yǎng)吸收的差異；李庭古[3]發(fā)現(xiàn)，鹽度為0～6 時,螯蝦成活率較高,生長較快,餌料系數(shù)較低。但目前有關(guān)水流對克氏原螯蝦行為和生長發(fā)育的影響卻罕見報道。戴習(xí)林等[4]研究發(fā)現(xiàn)，靜水環(huán)境不利于凡納濱對蝦Litopenaeus vannamei 的增長、增重和存活，水平水流促進了對蝦生長和存活。王茂林等[5]研究發(fā)現(xiàn)，水流刺激影響三疣梭子蟹Portunus trituberculatus 幼蟹的運動行為和代謝。本試驗通過研究靜水和流水對克氏原螯蝦生長、攝食以及幾種免疫相關(guān)酶活性的影響，試圖探究這兩種環(huán)境下克氏原螯蝦的分布規(guī)律，以豐富克氏原螯蝦行為學(xué)內(nèi)容。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗用240 尾克氏原螯蝦，平均體質(zhì)量（22.44±4.41）g，平均體長（7.9±0.5）cm，來自江蘇省淡水水產(chǎn)研究所。試驗用水引自河道排灌水，水溫28.3℃，pH7.6，溶解氧含量為6.4 mg/L，飼料為蝦蟹配合飼料，產(chǎn)品編號Q31/0117000178C001-2015。試驗用水泵功率20 W，揚程1.2 m，流量1200 L/H。試驗池為2 m×2 m 的正方形水泥池（圖1），池深約1.3 m，平均水深18 cm，坡度4%。池正中用240 mm×115 mm×53 mm 的標(biāo)準(zhǔn)磚塊圍成約1.44 m×1.44 m 的正方形區(qū)域（I-Inside 區(qū)），外圍則為O 區(qū)（O-Outside 區(qū)），角落處留出足夠螯蝦自由進出的空隙。

1.2 方法

本試驗于2018 年8 月13 日—9 月5 日在江蘇省淡水水產(chǎn)研究所揚中基地進行，共計24 d。試驗池分為兩組：試驗組在水泥池對角位置各放置一臺潛水泵，形成順時針流水（F 組），對照組為靜水（S組）。每組6 個水泥池，3 個池為雌蝦，3 個池為雄蝦，每池20 尾螯蝦。水泥池中的O 區(qū)和I 區(qū)各放置一個直徑110 mm、高15 mm 的圓形餌料臺。每個餌料臺中投放10 g 飼料，每2 d 的下午2 點收集餌料臺中的殘餌，重新投放餌料。將殘餌統(tǒng)一放置陰涼通風(fēng)處晾干24 h 后稱重。每天8:30、12:30、14:30 和20:30 采用點取樣法（point sampling）觀察記錄每個水泥池內(nèi)螯蝦的分布情況。

圖1 試驗用水泥池示意圖Fig.1 Schematic diagram of a cement pond during the experiment

1.3 數(shù)據(jù)處理

各組克氏原螯蝦的分布情況用分布概率差（DDR）表示，計算公式如下：

內(nèi)外分布率差（%）=（Ni-No）/（Ni-No）×100，

其中，Ni為I 區(qū)內(nèi)螯蝦的數(shù)量，No為O 區(qū)內(nèi)螯蝦的數(shù)量。

相對體質(zhì)量增長率（%）=[Wt-W0]/W0×100，

相對體長生長率（%）=[Lt-L0]/L0×100，

肥滿度（%）=W/L3，

其中，W 為螯蝦體質(zhì)量，L 為螯蝦體長，Wt為螯蝦初始體質(zhì)量，W0為螯蝦末體質(zhì)量，單位均為g；Lt為螯蝦初始體長，L0為螯蝦末體長，單位均為cm。

攝食量（g）=20-20×[（Wc-Ww）/Wc]，

其中Wc為對照組餌料臺中剩余餌料重量，Ww為試驗組餌料臺中剩余餌料重量，單位均為g。

試驗結(jié)束時，將螯蝦送至南京建成生物工程研究所檢測：肝胰腺和血清中的超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性及丙二醛含量（MDA）；腸道中胰蛋白酶（Trypsin）、脂肪酶（LPS）和淀粉酶（AMS）活性。

使用SPSS24.0 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析和多重比較。其中內(nèi)外分布概率差組內(nèi)檢驗采用配對T 檢驗分析顯著性，組間檢驗采用獨立樣本T 檢驗進行顯著性分析；其余數(shù)據(jù)則均用獨立樣本T 檢驗分析顯著性。顯著水平為0.05，極顯著水平為0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 克氏原螯蝦的存活率和時空分布

不同時間克氏原螯蝦在I 區(qū)和O 區(qū)的分布率概率差見表1。兩組螯蝦的存活數(shù)和死亡數(shù)的2×2列聯(lián)表的卡方檢驗結(jié)果見表2。

由表1 可知，兩組螯蝦白天均極顯著地選擇O區(qū)，夜晚均極顯著地選擇I 區(qū)。8:30 和20:30 時兩組螯蝦組間的分布不同：8:30 時F 組O 區(qū)內(nèi)螯蝦分布率顯著低于S 組，20:30 時F 組O 區(qū)內(nèi)螯蝦分布率極顯著低于S 組，即無論早或晚，克氏原螯蝦在流水外圍空間分布均顯著低于對應(yīng)的靜水的外圍空間。由表2 可見，F(xiàn) 組螯蝦存活率顯著小于S 組，即流水顯著降低了螯蝦的存活率。

2.2 克氏原螯蝦體質(zhì)量和體長絕對增長、攝食量及餌料系數(shù)

由表3 可知，兩組克氏原螯蝦的體質(zhì)量和體長絕對增長、攝食量以及餌料系數(shù)之間無顯著差異（P＞0.05），即流水環(huán)境對于螯蝦的生長沒有顯著影響。由表4 可知，雖然兩組螯蝦的平均體質(zhì)量、平均體長、體質(zhì)量增加率和體長增長率之間并沒有差異，但F 組克氏原螯蝦的體質(zhì)量和體長變異系數(shù)均小于S 組，餌料系數(shù)顯著小于S 組，即流水環(huán)境下螯蝦的規(guī)格更加整齊，同樣攝食量下增長的體質(zhì)量更多。

表1 兩組克氏原螯蝦在不同時間點內(nèi)外分布率差（DDR）及顯著性檢驗Tab.1 Distribution difference（DDR）and significance test of red swamp crayfish in the two groups at different sampling time

表2 兩組克氏原螯蝦存活數(shù)的2×2 列聯(lián)表卡方檢驗結(jié)果Tab.2 Chi-square test results of 2 × 2 contingency table for survival of red swamp crayfish Procambarus clarkii in the two groups

表3 試驗?zāi)﹥山M克氏原螯蝦平均體質(zhì)量（Wt）、平均體長（Lt）、體質(zhì)量增加率（RW）、體長增長率（RL）、肥滿度（）以其及顯著性檢驗Tab.3 Mean body weight（Wt）,mean body length（Lt）,body weight gain rate（RW）,growth rate in body length（RL）,and condition factor（CF）,and significance test in red swamp crayfish Procambarus clarkii in the two groups at the end of the experiment

2.3 克氏原螯蝦生理生化指標(biāo)

由表5 可知，F(xiàn) 組螯蝦肝臟內(nèi)超氧化物歧化酶的活性顯著高于S 組（P＜0.05），過氧化氫酶活性極顯著高于S 組（P＜0.01），F(xiàn) 組螯蝦血清內(nèi)CAT 活性顯著高于S 組（P＜0.05），丙二醛的含量顯著低于S組（P＜0.05），即流水環(huán)境下螯蝦的抗氧化還原能力提高，減少了代謝廢物的產(chǎn)生。由表6 可知，F(xiàn) 組螯蝦腸道內(nèi)的脂肪酶活性極顯著高于S 組（P＜0.01），即流水環(huán)境可以提高螯蝦體內(nèi)脂肪酶的活力。

3 討論

3.1 流水環(huán)境對克氏原螯蝦分布格局的作用與意義

本試驗中，兩組螯蝦白天均顯著分布于O 區(qū)，可能與光照有關(guān)。水泥池有一定的深度，O 區(qū)一直存在陰影。觀察發(fā)現(xiàn)，不論哪個區(qū)域的螯蝦都幾乎全部處于陰影中，可見光照對螯蝦分布的影響作用遠(yuǎn)大于流水?？耸显r有趨觸習(xí)性。Lamprea 等[6]研究發(fā)現(xiàn)，大小螯蝦均選擇陰影加上趨觸信號。黃成等[7]的研究同樣發(fā)現(xiàn)，陰影可減少克氏原螯蝦之間的損傷，體質(zhì)量增長速度加快。而早晚時刻（8:30和20:30）弱光或無光，此時流水的影響開始體現(xiàn)，克氏原螯蝦在流水的影響下趨于靜水區(qū)域，這與謝文星等[8]的研究發(fā)現(xiàn)克氏原螯蝦具有趨水性結(jié)果相反，可能是本試驗中的流水為順時針的循環(huán)流水，與自然界中的單向流水不同，水中所包含的化學(xué)信號的豐富度也有差別所導(dǎo)致。

螯蝦之間互相識別的機制包括視覺信號、觸覺信號、化學(xué)信號。Francesca 等[9]研究表明：美洲螯龍蝦Homarus americanus 通過視覺識別同類，認(rèn)出相對熟悉的同類。Zulandt 等[10]試驗發(fā)現(xiàn)：尿液是克氏原螯蝦之間傳遞信息的一種重要的化學(xué)信號。水作為一種環(huán)境因子，不僅直接影響克氏原螯蝦的行為和生長發(fā)育，還通過流動形式改變水中化學(xué)信號的分布，影響克氏原螯蝦之間的社會行為。F 組螯蝦存活率顯著低于S 組，有可能是水流沖擊應(yīng)激，亦有可能是流水改變了克氏原螯蝦用于標(biāo)記領(lǐng)域而釋放的尿液分布，使O 區(qū)長期處于混亂無秩序的狀態(tài)，從而在早晚無光和弱光時間內(nèi)流水組螯蝦在I區(qū)的密度大于靜水組，間接壓縮了螯蝦的生存空間，增加了競爭強度，導(dǎo)致存活率下降。

表4 兩組克氏原螯蝦平均總攝食量（AFC）、體質(zhì)量增加量（△W）、體長增長量（△L）、變異系數(shù)（CV）以及餌料系數(shù)（FC）的顯著性檢驗Tab.4 Total food consumption（AFC）,weight gain（△W）,body length increase（△L）,coefficient of variation（CV）and food conversion ratio（FC）and significance test in red swamp crayfish Procambarus clarkii in the two groups

表5 兩組克氏原螯蝦肝胰腺（H）和血清（S）的理化指標(biāo)及顯著性檢驗Tab.5 Analysis and significance test of physical and chemical indices in hepatopancreas and serum of red swamp crayfish Procambarus clarkii in the two groups

表6 兩組克氏原螯蝦腸道（I）的理化指標(biāo)及顯著性檢驗Tab.6 Analysis and significance test of physicochemical indicators in intestinal tract（I）of red swamp crayfish Procambarus clarkii in the two groups

3.2 流水環(huán)境對克氏原螯蝦生長發(fā)育的影響

不同環(huán)境因素影響克氏原螯蝦的生長發(fā)育。戴習(xí)林等[4]研究表明，水平流速在2.78 mm/s 時，體長1～3 cm 的凡納濱對蝦生長速率和體質(zhì)量增重率最大。肖鶴鳴等[11]研究發(fā)現(xiàn)，隨著養(yǎng)殖密度的增大，克氏原螯蝦的終末體質(zhì)量逐漸減少。馬太效應(yīng)是指“強者愈強，弱者愈弱”的現(xiàn)象[12]。本試驗中，流水環(huán)境對螯蝦的生長沒有顯著影響，但流水組螯蝦的變異系數(shù)小于靜水組，這是因為流水改變了水中固有的領(lǐng)域空間資源分布，使其相對均勻化，避免了馬太效應(yīng)的產(chǎn)生。王陳路等[13]發(fā)現(xiàn)，克氏原螯蝦也存在領(lǐng)域所有權(quán)現(xiàn)象。流水環(huán)境下沒有明確的領(lǐng)域劃分，每只螯蝦獲得的資源相對均等，增長率也相對均一。綜上可知，流水有利于養(yǎng)殖出規(guī)格齊整的螯蝦；流水組螯蝦的餌料系數(shù)顯著小于靜水組，即流水環(huán)境下幸存螯蝦增長同樣的體質(zhì)量所消耗的餌料更少，經(jīng)濟效益更高。

3.3 流水環(huán)境對克氏原螯蝦生理生化指標(biāo)的影響

肝胰腺具有類似于脊椎動物肝臟、胰腺和腸道的許多功能[14]。正常血液指標(biāo)值能反映物種的屬性和正常生理狀態(tài)[15]。SOD、CAT、MDA 均是用于衡量動物機體內(nèi)抗氧化功能的代表性指標(biāo)，其中SOD 作為生物體內(nèi)清除活性氧反應(yīng)的第一個抗氧化酶,與水生生物的免疫水平密切相關(guān)，對于增強吞噬細(xì)胞防御能力和整個機體的免疫功能具有重要作用[16]，常被用于環(huán)境因子脅迫的潛在指標(biāo)[17,18]。CAT 能將H2O2轉(zhuǎn)化成水，是動物體內(nèi)重要的抗氧化酶，能減輕活性氧自由基對機體細(xì)胞的氧化損傷[19]?？耸显r組織中脂質(zhì)過氧化物MDA 含量可以反映機體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的程度，間接反映出細(xì)胞損傷狀況和程度[20,21]。本試驗中，流水組螯蝦的肝胰腺SOD、CAT及血清CAT 活性均顯著高于靜水組螯蝦，且血清MDA 含量也顯著低于靜水組，意味著流水環(huán)境能夠淘汰相對較弱的螯蝦，增強幸存者的免疫力；肝胰腺的指標(biāo)也從側(cè)面證明流水環(huán)境下幸存螯蝦消化能力更強，解釋了餌料系數(shù)低的原因。

甲殼動物體內(nèi)碳水化合物含量很少，一般不作為能量物質(zhì)，主要以脂肪為能源物質(zhì)[22,23]。流水組螯蝦腸道內(nèi)AMS 和Trypsin 活性與靜水組無顯著差異，但LPS 活性極顯著高于靜水組（P＜0.01），即流水環(huán)境下螯蝦能量消耗量高于靜水組螯蝦，刺激了其脂肪酶活力上升。

本試驗僅對兩種環(huán)境因子做了研究，而未設(shè)計不同梯度來研究最適流速，尚需進一步探究。