曼氏无针乌贼胚胎发育生物学零度和有效积温的研究第7卷第3期2011年6月南方水产科学SouthChinaFisheriesScienceV01.7.No.3Jun.,:2011doi:10.3969/j.issn.2095一o78o.2011.03.008曼氏无针乌贼胚胎发育生物学零度和有效积温的研究张建设,迟长凤,吴常文(浙江海洋学院海洋科学学院,浙江省海洋养殖装备与32程技术重点实验室,浙江舟山316004)摘要:通过室内恒温培育试验和数理统计方法,研究了曼氏无针乌贼(Sepiellamaindroni)受精卵发育的生物学零点温度,有效积温及胚胎发育的温度系数(Q.).结果表明,曼氏无针乌贼受精卵发育的生物学零点温度为(6.48±0.44)oC;受精卵发育为初孵幼体的有效积温为(396.914-2.81)oC?d;18.0~24.0℃为曼氏无针乌贼胚胎发育的最适温度范围.关键词:曼氏无针乌贼;胚胎发育;生物学零度;有效积温中图分类号:S917.4文献标志码:A文章编号:2095—0780一(2011)03—0045—05 Biologicalzerotemperatureandeffectiveaccumulated temperatureforembryonicdevelopmentofSepiellamaindroniZHANGJianshe,CHIChangfeng,WUChangwen(KeyLab.ofZhejiangProvincialMarineCulturingEquipmentsandEngineeringTechnolog y;CollegeofMarineSciences,ZhejiangOceanUniversity,Zhoushan316004,China)Abstract:Byusingmathematicalstatisticsmethodandconductingindoorincubationatconst anttemperature,wedeterminedthebio—logicalzerotemperature,effectiveaccumulatedtemperatureandtemperaturecoefficient(Q 10)forthedevelopmentofzygotesofSepiellamaindroni.Theresultrevealsthatthebiologyzerotemperatureforthedevelopmentofzygote sofS.maindroniis(6.48±0.44)oC, andtheeffectiveaccumulatedtemperatureatwhichthezygotesdevelopintoearlyjuvenilesis (396.91±2.81)oC?d.Theoptimum hatchingtemperaturefortheembryonicdevelopmentofmaindroniis18.0~24.0℃. Keywords:Sepiellamaindroni;embryonicdevelopment;biologicalzerotemperature;effec tiveaccumulatedtemperature曼氏无针乌贼(Sepiellamaindroni)俗称墨鱼,日本无针乌贼等,属头足纲(Cephalopoda),乌贼目(Sepioidea),乌贼科(Sepiidae),无针乌贼属(Sepiella),曾是中国"四大海产"之一乌贼的重要组成部分,浙江省历史上最高年产量6×10t.由于过度捕捞和环境破坏,自2O世纪9O年代以来,渔业资源量明显衰减,濒临灭绝.随着浙江海洋学院和宁波大学相继突破曼氏无针乌贼的人工育苗技术,其人工养殖在国内逐步展开.收稿日期:资助项目:作者简介:自2O世纪60年代起,许多专家学者对曼氏无针乌贼的分布,资源,繁殖生物学,增殖等方面做了大量工作,分子生物学,养殖生理生态学的研究也有初步报道,但尚未见有关曼氏无针乌贼胚胎发育的生物学零度和有效积温的研究.笔者在曼氏无针乌贼胚胎发育观察结果基础上,借助数理统计学方法,探讨了曼氏无针乌贼生物学零度和有效积温,为深入认识曼氏无针乌贼的繁殖和发育习性,提升其人工育苗技术,完善育苗2010—12-20;修回日期:20114)1-29国家自然科学基金项目(31001109);国际科技合作项目(2009DFB20290);海洋渔业科学与技术浙江省重中之重学科开放课题(20100119)张建设(1979一),男,讲师,博士,从事海洋生物基础研究.E—mail:********************.an南方水产科学第7卷工艺提供理论依据,并为曼氏无针乌贼的养殖产业化发展乃至资源的恢复奠定基础.l材料与方法1.1材料该研究所用曼氏无针乌贼受精卵于2009年5月20日采自浙江省岱山县大海洋生态渔业有限公司,受精卵为当日产出,产出时水温20.1℃.1.2方法试验在自制可控生态试验水槽中进行,水槽主体为玻璃材料,具自动冷热温控,所用海水取自舟山定海海域,经沉淀砂滤,盐度25.8~28.0,pH7.8~8.1.孵化过程中微充气,使水体中P(溶解氧)保持在5mg?L以上,P(氨氮)为0.2mg?L以下,每2d换水1次,换水量100%,光照为室内自然光,光照强度3130~800Ix.试验以等温度问距设置15.0℃,18.0℃,21.0℃,24.0℃,27.0℃,30.0℃和33.0℃7个梯度.将采集的曼氏无针乌贼受精卵分别放于设定好温度的水槽中,每组100粒受精卵,用充气泵微充气.在乌贼孵化过程中记录孵化时问,出膜时差,统计孵化率和幼体在一定时间内(24h和48h)的成活率.孵化时间为50%的幼体孵化出膜所用的时间;出膜时差为第一尾仔乌贼孵化出膜至最后一尾孵化出膜的时间间隔.每个温度梯度设3个平行.1.3试验数据的处理1.3.I胚胎发育生物学零度和有效积温计算运用K=N(—C)公式(其中,K为有效积温,Ⅳ为发育所需时间,为生境温度值,c为生物学零度)及直线回归方法,以50%的卵孵化出幼体所用时间为标准,计算曼氏无针乌贼胚胎发育生物学零度和受精卵发育至孵出乌贼的有效积温(℃?d).计算公式:—v2一()K=n∑71一∑∑'_J.一r—n∑俨一(∑).其中为发育速度,V=1/N;为数据组数,该研究温度梯度数11,=7.试验数据用MicrosoftExcel2003和SPSS13.0软件处理,试验相关数据用"平均数±标准差" (X±so)表示.1.3.2胚胎发育的温度系数(Q.)计算Q.=(Ho/Ha)'一式中Q.值代表温度每升高l0℃时胚胎发育速度加快的倍数,风和分别表示温度和时的孵化时间D7].2结果与分析2.1不同温度对受精卵孵化的影响在试验设置的温度范围内曼氏无针乌贼的受精卵均可进行孵化,随着温度的升高孵化时间逐渐缩短,从(46.7±1.78)d缩短为(15.0±0.00)d;出膜间隔的变化情况与孵化时问有一致的趋势,随着温度的升高而逐渐缩短,从(IO.7±0.89)d缩短为(3.3±0.44)d.在试验设置的温度范围内曼氏无针乌贼受精卵的孵化率和成活率均有一定差异,随着温度的升高,孵化率先升高后降低,在24℃时孵化率最高为(89.67±1.11)%;在18.0—27.0oC温度范围内完全孵化后24h和48h的成活率维持较高的水平,其他温度梯度值的乌贼成活率稍低(表1).方差分析表明,在18.0~27.0℃范围内曼氏无针乌贼卵的孵化率,孵化后24h和48h成活率均无显着差异(P>0.05),而33.0℃试验组与其他组问均有极显着差异.2.2胚胎发育生物学零度和有效积温根据胚胎发育生物学零度和有效积温计算公式,将试验观察和计算数据整理后列出曼氏无针乌贼受精卵发育生物学零度及有效积温计算表(表2).进一步计算可从理论上得出曼氏无针乌贼受精卵发育至初孵乌贼的有效积温为(396.91±2.81)℃?d,胚胎发育的生物学零度为(6.48-t-O.44)℃.根据K=N(—C),代人C=6.48℃对试验结果进行检验(表2).各温度下胚胎发育的有效积温结果与396.91℃?d差异均不显着(t=0.127,P>0.05),可认为将曼氏无针乌贼胚胎发育生物学零度定为(6.48±0.44)℃,将有效积温定为(396.91±2.81)℃?d是适宜的.第3期张建设等:曼氏无针乌贼胚胎发育生物学零度和有效积温的研究47 表2曼氏无针乌贼受精卵孵化有效积温的检验Tab.2Testofeffectiveaccumulatedtemperaturefor embryonicdevelopmentofS.maindroni2.3胚胎发育的Q.理论上采用胚胎发育速度的Q.来定量表示某一温度范围内温度变化对胚胎发育速度的影响.不少研究表明,当Q.在2附近时,这一温度范围就是胚胎发育的最适温度范围.曼氏元针乌贼胚胎发育的Q.在18.0—24.0℃范围内为1.990,最接近于2,可认为是曼氏无针乌贼胚胎发育的最适范围(表3).3讨论胚胎发育阶段是生物体的敏感阶段,温度,盐度等都是影响海洋变温动物胚胎发育的重要环境因素.胚胎发育需要在适宜的温度条件下进行,不同的生物种类胚胎发育要求的温度条件不同,对温度的适应范围也有很大差异.STEPHEN等研究了章鱼(Octopuspallidus)受精卵发育和温度的关系,水温11—22oC条件下受精卵91d孵化为仔稚幼体;徐实怀等研究了人工养殖条件下真蛸(0.vulgaris)的胚胎发育,水温18.2~28.3oC时真蛸幼体经过20~42d孵化出膜.此研究结果表明,曼氏无针乌贼受精卵在15.0~33.0℃都可进行孵化,孵化时间为15.0~46.7d.由于曼氏无针乌贼尚不能进行人工授精,笔者采用同一天产出的卵作为研究对象,曼氏元针乌贼受精卵孵化时问较长,表3曼氏无针乌贼胚胎发育各温度范围的Q..Tab.3Temperaturecoefficient(Qlo)ofembryonicdevelopmentofmaindronatdifferenttem peratures南方水产科学第7卷受精卵采用随机分组,消除了受精时间不一致对结果的影响.李星劫等¨研究表明,在最低水温l6℃,最高水温22℃,平均19.6oC条件下曼氏无针乌贼从受精卵产出到稚乌贼孵化出共约28—35d,与文章研究结果基本一致.由于种类不同,海洋变温动物胚胎发育生物学零度和有效积温也不同,而且受到亲体所处的环境温度及其生理状态的影响J.在其他因素一致的条件下,该研究得出曼氏无针乌贼受精卵发育的生物学零度为(6.48±0.44),受精卵发育至乌贼仔稚幼体的有效积温为(396.91±2.81)℃?d.唐逸民等]在研究温度对曼氏无针乌贼卵孵化的影响时表明,胚胎发育过程中各阶段的平均水温与所经历天数的乘积基本为一个常数,自然海区孵化的为524—608oC?d.采用平均水温与所经历天数的乘积的计算方法,养殖曼氏无针乌贼的值为495—700.5℃?d,两者的结果有一定程度的吻合.胚胎发育的Q.作为评价某一温度区间内水温变化影响胚胎发育速度的指标,其在2左右表明培育温度比较适宜,Q.过高或过低表明温度偏离适宜范围,将导致发育速度异常.该研究结果表明,18.0—24.0℃下胚胎发育的孵化率和成活率等较高,这与胚胎发育的Q.指标显示结果相一致.因此,实践中可确定在此温度范围孵化能取得较高的孵化率,而且孵化的仔乌贼生存能力较强,对于提高育苗成活率很有利.蒋霞敏等_1分析了温度对野生和养殖曼氏无针乌贼卵孵化的影响表明,养殖乌贼卵在l9~25℃下孵化率最高,与此研究结果相符,但高于33℃和低于l7℃均不能孵化,与此研究结果不一致,这可能与养殖卵的质量有关.文章采用K:N(一c)公式计算所得的曼氏无针乌贼的生物学零度为理论值,因此,有关曼氏无针乌贼胚胎对低温和高温的耐受能力还需进一步研究.曼氏无针乌贼产卵类型为一次连续产卵,目前,曼氏无针乌贼的体外人工授精技术还不成熟,苗种繁育都是在人工养殖条件下自然产卵受精.由于个体性腺发育的一致性较低,曼氏无针乌贼养殖群体的产卵期可持续30d以上,大量集中产卵的时间也持续15d左右,这给曼氏无针乌贼的规模化幼体培育带来一定难度.文章研究结果预示可根据曼氏无针乌贼胚胎发育与温度的相关性,在适宜范围内设定培育温度,可调控受精卵的发育速度,使仔稚幼体的出膜时间趋于一致,从而实现苗种的规模化繁育.参考文献:[1]常抗美,吴常文,吕振明,等.曼氏无针乌贼胚胎发育与人工育苗技术的研究[J].浙江海洋学院:自然科学版,20o9,28(3):257—263.CHANGKangmei,WUChangwen,LOZhenming,eta1.Studyon embryodevelopmentandartificialbreedingofSep/e//amaindroni [J].JZhcjiangOceanUniv:NaturalScience,2009,28(3):257—263.(inChinese)[2]张炯,卢伟成.曼氏无针乌贼SepiellamaindwndeRochebrune繁殖习性的初步观察[J].水产,1965,2(2):35—4_4. 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