方格星虫中培苗对温度、盐度和干露的耐受性试验
2016-12-20林景超刘旭佳沈夏霜吴雪萍周于娜潘奕达黄国强
林景超,刘旭佳,沈夏霜,吴雪萍,周于娜,潘奕达,黄国强,潘 英,3
( 1.广西海洋研究所 广西海洋生物技术重点实验室,广西 北海 536000;2.广西大学 动物科学技术学院,广西 南宁 530004;3.广西高校水生生物健康养殖与营养调控重点实验室,广西 南宁 530005 )
方格星虫中培苗对温度、盐度和干露的耐受性试验
林景超1,2,刘旭佳1,沈夏霜2,吴雪萍2,周于娜2,潘奕达2,黄国强1,潘 英2,3
( 1.广西海洋研究所 广西海洋生物技术重点实验室,广西 北海 536000;2.广西大学 动物科学技术学院,广西 南宁 530004;3.广西高校水生生物健康养殖与营养调控重点实验室,广西 南宁 530005 )
研究了方格星虫中培苗对盐度突变、温度突变和盐度渐变、温度渐变及干露的耐受性。试验结果表明,方格星虫中培苗耐受盐度的范围比较广泛,为10~45,适宜的盐度为15~40;适宜温度为15~30 ℃,对低温有较强的耐受力。方格星虫中培苗在低温保湿干露48 h未发生死亡,大量死亡集中在72~96 h。根据试验结果可知,方格星虫中培苗对环境的适应性较强,耐温、耐盐范围较广,且具有较强的耐干露能力,便于苗种运输。
方格星虫;中间培育;苗种;盐度;温度;干露;耐受性
方格星虫(Sipunculusnudus)属星虫动物门、星虫纲、方格星虫目、星虫科、方格星虫属,又名裸体方格星虫或光裸星虫。方格星虫为世界广布种,在我国沿海广泛分布[1],是广西盛产的海珍品种之一。其肉质脆嫩,味道鲜美,营养和药用价值较高,深受人们喜爱[2]。但近年来,由于过度采捕、环境污染等原因导致方格星虫的资源量日趋减少,因此开发利用方格星虫具有广阔的市场前景。
目前,国内外关于方格星虫的分类[3]、生理[4]、生态[5]及繁殖生物学[6-10]、遗传多样性[11-13]、人工育苗及养殖技术[14-17]、毒性试验[18-19]、摄食消化[20-22]以及营养生理[23-25]等方面的研究已有诸多报道,而方格星虫对环境因子的耐受性研究报道较少。仅见方格星虫海球幼体[26-27]与成体[28-29]对温度、盐度耐受性的研究报道。笔者研究方格星虫中培苗对盐度、温度变化及干露的耐受力,不仅在生态理论上有重要意义,对苗种运输、增养殖海区和放苗时间选择等生产操作也具有现实指导作用。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验用方格星虫于2013年6-8月采自广西海洋研究所竹林海水养殖试验基地,为经过90~100 d池塘中间培育的人工苗种。试验前,挑取活力好、体表无损伤的方格星虫中培苗,平均体长(2.96±0.05) cm,平均体质量(0.56±0.05) g,放在200 L聚乙烯塑料桶中暂养1 d,少量投饵,微充气。试验用水为沙滤自然海水,盐度30,暂养温度28 ℃。
1.2 试验方法
每个试验组设置厚度为1 cm的纯沙底质,与中培池塘的底质相似,试验时使粉粒混合均匀处理。分别进行盐度突变、盐度渐变、水温突变、水温渐变和耐干露试验。
盐度试验在控温条件下进行,保持室温28 ℃,用盐度30的沙滤海水加海水晶或洁净淡水调节盐度。温度试验各试验组用养殖系统冷暖机(上海海圣公司,变化幅度± 1 ℃)、数显式电热恒温水浴锅HH-2(国华电器有限公司,变化幅度± 0.2 ℃)和冰柜BC/BD-266AZB(合肥美菱股份有限公司,变化幅度± 2 ℃)调控。
试验期间不投饵、不充气。试验中观察记录星虫虫体活力、应对反应和成活率。方格星虫的死亡标准:方格星虫吸水极度膨胀或者破裂失水,用玻璃棒刺激身体不收缩则判定为死亡。试验方法参考文献[30]。
1.2.1 盐度突变耐受试验
盐度设5、10、15、20、25、30、35、40、45、50,共10个梯度。取30个2 L聚乙烯塑料盆,分别内装1 L不同盐度海水。每盆各放入10条方格星虫,观察96 h,计数各组死亡和存活个体数。试验期间每12 h观察记录方格星虫在不同盐度下的适应情况并更换一次相同盐度海水。每组设3个平行组。
1.2.2 盐度渐变耐受试验
盐度试验用容积为2 L的聚乙烯塑料盆,每个盆内装不同盐度的1 L沙滤自然海水,各放入星虫10条,每隔12 h分别将星虫迅速移到另一个设置好盐度的塑料盆内,盐度渐升组的梯度分别为30、35、40、45、50,盐度渐降组的梯度分别为30、25、20、15、10、5。记录每12 h后的死亡和成活个体数。每组盐度设置3个平行试验。
1.2.3 温度突变耐受试验
水温设5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 ℃,共10个梯度,用塑料盆内盛自然海水刚好没过方格星虫体表,调节至所需温度后每组各放入方格星虫10条,连续观察96 h,每隔12 h记录星虫在不同温度下的反应及成活个体的活力。每一温度均设置3个平行试验。
1.2.4 温度渐变耐受试验
升温组的温度设置为28、30、35、40、45、50 ℃,降温组的温度设置为28、25、20、15、10、5 ℃。塑料盆内盛刚好没过方格星虫体表的自然海水,各放入方格星虫10条,自室温(28 ℃)每隔12 h将星虫分别迅速移至另外一个设置好温度的塑料盆内,并记录每12 h后的死亡个体数。每一温度均设置3个平行组。
1.2.5 耐干露试验
将各试验组放置于海圣养殖系统冷暖机中,分别在20、30 ℃水浴保持温度,并用矿泉水瓶扎小孔每2 h进行洒水保湿,湿度保持100%。将平均体长2.96 cm的方格星虫中培苗分成12组,10条/组,每组设置3个平行。在控温、遮荫条件下,将12组的6组中3组做高温干露(30 ℃),另3组做高温保湿干露(30 ℃);另外6组中,3组做低温干露(20 ℃),3组做低温保湿干露(20 ℃)。每隔12 h观察记录,统计死亡个体数,试验后观察成活个体的活力。
1.3 数据处理与统计分析
试验结果(成活率和死亡率)均以百分数表示为平均值±标准差。同一时间不同处理间或同一处理不同时间的成活率和死亡率均以单因素方差分析进行统计分析,对成活率和死亡率<30%或成活率和死亡率>70%的百分比数据进行反正弦转换后的单因子方差分析,并对不同处理间的数据进行多重比较,以P< 0.05作为差异显著的标准。数据的统计分析采用SPSS 11.0。
2 结果与分析
2.1 对盐度突变的耐受性
方格星虫对盐度的耐受范围很广。盐度从30突变为15、20、25、35、40时,方格星虫都可适应盐度的改变,成活率均为100%,即在盐度突变幅度不大时,星虫均能正常生存,反应正常,钻沙迅速、体表皮肤弹性好。随着盐度突变幅度增大,方格星虫的成活率呈降低趋势。当盐度突变为10,刚开始星虫有应激扭动的反应,但仍可以迅速钻沙,随着时间的推移星虫活动能力减弱,虫体逐渐吸水膨胀变得粗大、体表皮肤弹性减弱、体色变白,但大多数星虫还未死亡,成活率为96.7%;盐度突变为5时,星虫全部膨大甚至破裂而死亡。盐度突变为45时,刚开始星虫出现微弱的应激扭动,随着时间的推移其活动严重减弱,虫体逐渐失水萎缩、体表皮肤弹性很差、体色变深,但大多数尚未死亡,成活率为93.3%;盐度突变50时,星虫全部失水死亡。利用直线内推法求得96 h 半致死盐度上限为47.8(图1)。
图1 不同突变盐度下方格星虫的成活率注:不同上标字母表示数值之间差异显著(P<0.05).下同.
2.2 对盐度渐变的耐受性
在盐度变化的幅度和速率较小时,方格星虫在12 h内能正常生存的盐度适应范围很广,为10~45,成活率为100%(表1)。盐度由10渐变至5的过程中,方格星虫全部吸水膨大,最后破裂死亡,死亡率为100%。盐度由45渐变至50的过程中,半数方格星虫虫体出现大量失水萎缩,体色变白,体表弹性差,成活率50%。当盐度高于50时方格星虫身体逐渐失水萎缩死亡,死亡率达100%。
表1 不同渐变盐度下方格星虫的成活率
注:不同上标字母表示数值之间差异显著(P<0.05).下同.
2.3 对温度突变的耐受性
方格星虫对温度突变的耐受性见图2。由图2可知,方格星虫中培苗对温度突变的耐受性较强。当水温由室温28 ℃突变为25、20、15、10 ℃时,96 h方格星虫的成活率均为100%;这一现象也与代悦等[29]的观察结果相似。温度突变为10 ℃组的方格星虫在96 h后全部吸水膨大,存活率为100%,再放回28 ℃常温海水中,75%的方格星虫能正常钻沙,受到刺激后,应激反应强。温度突变为5 ℃组的方格星虫6 h后全部吸水极度膨大,生命力微弱,12 h后全部死亡。由室温28 ℃突变至30、35 ℃时,96 h后星虫成活率均为100%,但在35 ℃组中试验星虫表现出运动加快,钻沙速度加快的不适应症状。当水温突变为40 ℃时,方格星虫应激反应强烈,表现为快速钻入沙中,未达96 h已全部失水萎缩死亡。水温突变到45 ℃时,表现更为强烈,不到8 h已全部死亡。试验中观察发现,各组中以15~25 ℃组星虫的活力最好,适宜温度为15~30 ℃。求得96 h 急性半致死温度上限为37.5 ℃。
图2 不同突变温度下方格星虫的成活率
2.4 对温度渐变的耐受性
方格星虫对温度渐变的耐受性见表2。水温由常温28 ℃每隔12 h逐渐升至30、35 ℃的升温渐变组中,方格星虫平均成活率均为100%。当温度达到40 ℃时,方格星虫活力减弱,出现死亡,存活率50%。温度达到45 ℃时,方格星虫全部死亡。由28 ℃每隔12 h逐渐降至25、20、15、10 ℃的降温渐变组中,星虫没有死亡,成活率均为100%。当温度降至5 ℃时,方格星虫全部极度膨大死亡。
表2 不同渐变温度下方格星虫的成活率
2.5 耐干露能力
在控温、遮荫条件下,方格星虫对干露的耐受性试验结果见图3、图4。由图3可见,高温干露12、24 h的死亡率分别为70%、100%。而高温保湿干露24 h未发生死亡,36、48 h和60 h的死亡率分别为6.7%、60%和100%,大量死亡集中在48~60 h。可见方格星虫中培苗对高温干露的耐受性很差,容易因体表散热蒸发失水死亡,而高温条件下保湿干露可较不保湿多存活24 h。
图3 高温保湿与高温干露条件下不同时间方格星虫的死亡率
图4 低温保湿与低温干露条件下不同时间方格星虫的死亡率
由图4可知,低温干露36 h 未发现星虫死亡,48 h和60 h星虫的死亡率分别为10%和100%,方格星虫大量死亡时间集中在60 h。而低温保湿干露48 h,方格星虫并未发生死亡,60、72、84 h和96 h的死亡率分别为6.7%、33.3%、83.3%和100%,方格星虫大量死亡集中在72~96 h。即在低温保湿干露条件下,方格星虫中培苗可存活2 d,钻沙正常。
3 讨 论
环境是生物生存的载体,海洋生物对环境的适应能力受许多环境因子的综合影响,它们共同影响其幼体发育、生长、成活和繁殖。其中温度和盐度是海洋环境中两个最主要的因子,对方格星虫在滩涂中生存具有重要影响。
3.1 盐度对方格星虫成活率的影响
试验结果表明,方格星虫中培苗对盐度适应范围较广,在盐度为10~35时,具有较高的存活率。与盐度突变相比,盐度渐变情况下能够提高方格星虫对高盐度的耐受力。结合方格星虫对盐度变化刺激的反应和试验后成活个体的钻沙能力情况可得出初步结论,在广西沿海方格星虫的最适盐度为20~35,这与方格星虫在规模化人工育苗中成虫的适宜盐度21~42、浮游幼虫的正常生长发育适宜盐度24~36基本一致[15-16]。方格星虫这种对盐度变化的耐受性与其生存的近岸沙质和沙泥质滩涂生境受潮汐淹没期和干露期周期性影响而剧烈变动相适应,在双齿围沙蚕(Perinereisaibuhitensis)[30]、强壮箭虫(Sagittacrassa)[31]、可口革囊星虫(Phascolomaesculenta)[32]、嘉庚蛸(Octopustankahkeei)[33]等近岸盐度多变环境中生活的种类对盐度的适应也有类似的情况。
有研究[27-28]表明,方格星虫海球幼体对盐度的耐受性在温度26~27 ℃时,48 h幼体正常发育的盐度为24~36(生存盐度为17~47);而星虫成体适应盐度为6~57,最适盐度为21~42;其对高盐度耐受力相当惊人,能耐受45~57,而耐受低盐却表现出十分脆弱,这可能与成体栖息环境相关。广东湛江地区光裸星虫成体[29]突变盐度下的较为适应的盐度为10~35,渐变盐度下为5~45,最适盐度环境为15~30。说明星虫在不同生长发育阶段多能适应较广的盐度范围,相比较而言,星虫成体对盐度的耐受范围更广。
3.2 温度对方格星虫成活的影响
水温是影响方格星虫生长发育与生存的另一个重要因素[15,26-29],温度对方格星虫浮游期海球幼体发育和附着变态起着关键性作用[26],季节温度对方格星虫海区中间培育存活率也具有一定的影响[17]。温度过高或过低也会导致方格星虫的新陈代谢减弱,进而导致其生长迟滞,严重时还会导致其死亡。本研究表明,方格星虫中培苗最适宜的生存温度为15~35 ℃,其对低温有较强的耐受性,而对高温的耐受力较弱,这与其生境和生活方式相适应。
有关研究表明[15,26-29],方格星虫幼虫和成体对温度、盐度突变的耐受性也较强。方格星虫海球幼体对温度,尤其是低温的耐受能力较强[27];成体对低温有很强的耐受性[28-29],适应温度为0~40 ℃,最适温度为16~34 ℃。而星虫忍耐高温能力相对低温而言要弱得多,说明星虫耐高温能力比低温差。高温对星虫体的体液、细胞、器官组织结构功能具有极大破坏力[28]。
与方格星虫成虫适应温盐度范围相比较,中培苗耐受温盐的范围均低于成虫,可能是因为成虫的生长发育在温度和盐度经常大幅变动的滩涂中完成,对温度和盐度变动的耐受能力得到提高。
3.3 方格星虫对干露的耐受力
方格星虫中培苗在一定条件下对干露耐受能力较强。在控温、遮荫条件下,方格星虫对高温(30 ℃)干露的耐受性较差,容易因体表散热蒸发失水死亡,高温干露条件下存活不超过12 h;但在低温(20 ℃)保湿干露条件下,方格星虫中培苗可存活2 d,至试验结束时方格星虫均能钻沙,生存正常,这对于今后方格星虫中培苗的运输和存储极为有利。
4 小 结
综上所述,方格星虫是一种广温性广盐性的海洋性物种,中培苗对养殖环境具有较强的适应性。中间培育是方格星虫人工苗种养成不可缺少的阶段,保持环境因子的稳定是提高方格星虫池塘中间培育阶段苗种的生长及成活率的重要影响因素。
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ToleranceofJuvenilePeanutWormSipunculusnudustoTemperature,SalinityandDesiccation
LIN Jingchao1,2,LIU Xujia1,SHEN Xiashuang2,WU Xueping2,ZHOU Yuna2,PAN Yida2,HUANG Guoqiang1,PAN Ying2,3
( 1.Guangxi Key Laboratory of Marine Biotechnology,Beihai 536000,China; 2.College of Animal Science and Technology,Guangxi University,Nanning 530004,China; 3.Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory of Aquatic Healthy Breeding and Nutrition Regulation,Nanning 530005,China )
The tolerance of juvenile peanut wormSipunculusnudusto abrupt and gradual changes in salinity and temperature,and desiccation was studied during the intermediate culture.It was found that the peanut worm tolerated salinity extensively from 10 to 45,with suitable salinity ranging from 15 to 40.The suitable water temperature was changed from 15 ℃ to 30 ℃,with high tolerance to low temperature.There was no mortality in the peanut worm exposed to low temperature and desiccation for 48 h,but mass mortality were found in the peanut worm exposed to desiccation for 72—96 h.The findings indicate thatS.nudusis a eurythermal and euryhaline species near coastal regions,and strong competence to stand desiccation,with convenient for long distance transport.
Sipunculusnudus;intermediate culture;seedling;salinity;temperature;desiccation;tolerance
10.16378/j.cnki.1003-1111.2016.03.013
S968.9
A
1003-1111(2016)03-0267-05
2015-08-08;
2015-10-08.
广西科学研究与计划开发计划项目(桂科攻14121006-2-5);广西海洋生物技术重点实验室开放基金资助项目(GLMBT-201403).
林景超(1991-),男,本科生;研究方向:海洋无脊椎动物增养殖.E-mail:415923580@qq.com.通讯作者:潘英(1968-),女,教授,博士后,博士生导师;研究方向:海洋无脊椎动物遗传育种与增养殖.E-mail:yingpan@gxu.edu.cn.