中华绒螯蟹一龄性早熟和二龄成熟家系子一代成蟹阶段生长发育育性能的比较研究

王海宁，刘 青，3，吴旭干，2，姜晓东，肖起珍，成永旭,3

(1.上海海洋大学农业部淡水水产种质资源重点试验室，上海 201306；2.江苏省宿迁旭邦水产科技有限公司, 江苏泗洪 223900；3.上海海洋大学上海市教委水产动物遗传育种协同创新中心，上海201306)

中华绒螯蟹一龄性早熟和二龄成熟家系子一代成蟹阶段生长发育育性能的比较研究

王海宁1，刘 青1，3，吴旭干1，2，姜晓东1，肖起珍1，成永旭1,3

(1.上海海洋大学农业部淡水水产种质资源重点试验室，上海 201306；2.江苏省宿迁旭邦水产科技有限公司, 江苏泗洪 223900；3.上海海洋大学上海市教委水产动物遗传育种协同创新中心，上海201306)

中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)存在一龄性早熟和二龄正常成熟两种现象，为了解其后代养殖性能是否存在差异，本研究利用构建的一龄早熟家系和二龄正常成熟家系，评估了其子一代在成蟹养殖阶段的生长、存活率、产量、生殖蜕壳和性腺发育，结果显示：(1)正常家系的子一代在8月和10月的平均体重(70.45±18.62)g，(95.87±34.44)g高于早熟家系的平均体重(58.93±16.33)g，(95.56±25.26)g，甲壳长和甲壳宽在7、8和10月份，正常家系显著高于早熟家系，4-10月二龄正常成熟家系的特定增重率(SGR,(1.48±0.45)%/d)低于一龄早熟((1.65±0.12))%/d;(2)一龄性早熟家系完成生殖蜕壳的时间早于二龄正常家系，一龄性早熟家系在8月份的生殖蜕壳率为85%，高于正常家系(75%)，但两者的性腺指数和肝胰腺指数均无显著差异;(3)就最终养殖效果而言，尽管正常成熟家系子代的存活率和平均产量比早熟家系分别高出14%和17%，但两种家系间无显著差异。结果表明，河蟹二龄成熟家系子代在成蟹阶段的生长性能优于一龄早熟家系子代。

中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)；一龄性早熟；成蟹；生长发育

中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)俗称大闸蟹又称河蟹，是我国重要的水产经济动物。随着20世纪70年代人工育苗技术的突破，人工养殖规模不断扩大。2015年我国的成蟹养殖总产量达到了82.33万吨[1]。由于在人工育苗过程中近亲繁殖，采用小规格的亲本或者不同水系的亲本混用等原因，造成中华绒螯蟹(以下简称河蟹)的种质退化、苗种质量下降，导致扣蟹养殖成活率偏低、抗病和抗逆性能下降、养成规格普遍偏小以及早熟率升高[2-3]。目前自然界许多鱼类和甲壳动物中广泛存在着性早熟现象[4-6]。一龄性早熟是河蟹养殖中不可忽视的问题，河蟹的一龄性早熟(以下简称性早熟)会造成规格小，食用价值和经济价值较低,而且不能作为蟹种进行成蟹的养殖，因此会给河蟹的养殖带来严重的危害。

目前，关于河蟹性早熟的形成原因研究较多，主要是由内因和外因[7]共同决定，内因是其在长期进化过程中形成的自身遗传特点、种质混杂、性别[8-11]等；外因包括温度、光照、盐度、营养和养殖密度[12-16]等。但是目前尚不清楚河蟹的性早熟个体繁育的后代在成蟹养殖上与正常家系繁育的后代在成蟹阶段的差异性。本试验通过构建一龄早熟家系和二龄正常成熟家系(简称正常家系)成蟹阶段的养殖试验，综合评估两个家系子一代在成蟹阶段的生长发育、成活率、产量以及体重变化，为后续研究河蟹的生长发育以及性早熟的遗传特征提供参考资料。

1 材料与方法

1.1 试验设计与蟹种放养

本试验通过构建一龄早熟家系和二龄正常成熟家系，进行成蟹阶段的养殖试验，早熟家系为一龄早熟，在扣蟹阶段就已经发育成熟，用其做亲本进行繁殖，得到其子代，然后进行成蟹阶段的养殖试验。两个家系的扣蟹均来自上海海洋大学崇明基地经网箱培育的相应家系子代。成蟹池塘面积为 100 m2，扣蟹选取一龄性早熟和二龄正常家系繁育的子代，分为早熟组和正常组，每个组设置3个重复。选取6个面积相等的试验池塘放养(实际水面：长×宽×深=10.4 m×7.6 m×1.2 m)池塘的四周设60 cm高的防逃网防止试验蟹逃逸和混杂。每个试验池塘放养扣蟹100只(雌雄各半)，早熟家系的雌雄平均体重分别为(5.00±1.38) g和(5.54±1.55) g，正常家系的雌雄平均体重分别为(5.58±1.41) g和(5.73±1.08) g。扣蟹放养前用漂白粉对试验池塘进行消毒清塘，10～15 d 后在池塘内种植伊乐藻，用于给河蟹提供隐蔽场所和调节水质，伊乐藻每株距离为1.5 m，行距2 m。为了调控水质和控制野杂鱼，在每个试验池塘里同时放养5条体长10～15 cm 白鲢和3条体长3.5 cm的鳜鱼。

1.2 养殖管理

当水温上升到12 ℃以上开始投喂饲料，每天17∶00左右，每个试验池塘设置一个食台用来观察当天的吃食情况。根据放养时蟹的体重，日投饵率为蟹体重的3%～5%，按吃食情况和中间打样称量的体重增幅适当调整投喂量。根据水温和伊乐藻的生长情况逐渐提高水位，在伊乐藻生长茂盛的季节，适当清除过密的伊乐藻和加深水位，以免夜晚和阴雨天水体缺氧，夏季水位控制在1.0～1.2 m，在8-10月份，夜晚对养殖池进行底部增氧。在养殖期间，每7 d检测一次水质，包括pH、溶氧、氨氮以及亚硝酸盐等指标。10～15 d换水一次，每次换水量不超过总水量的30%。

1.3 数据收集

1.3.1 生长性能

分别于7、8及10月中旬从每个试验池塘随机捕捉雌雄各10只进行称重、测量并观察是否生殖蜕壳，河蟹是否完成生殖蜕壳的判别方法参照文献[17]，用电子天平(精确到0.01 g)称量体重，称重前用吸水纸吸干蟹体表的水分，用游标卡尺(精确到0.01 mm) 测量甲壳长和甲壳宽。性腺发育，在10月份从每口试验塘中随机取10只蟹(雌雄各半) ，精确称重后进行活体解剖，取出每只蟹的全部肝胰腺和性腺，用电子天平精确称重(精确到0.01 g) 后计算肝胰腺指数(HSI，%)和性腺指数(GSI，%)。根据公式计算增重率(WGR)、特定增重率(SGR)、肝胰腺指数(HIS)和性腺指数(GSI)。计算公式如下：

WGR=100%×(W2-W1)/W1

SGR=100%×(lnW2-lnW1)/(t2-t1)

HIS=肝胰腺重/体重×100%

GSI=性腺重/体重×100%

W1和W2分别为t1和t2天各家系的平均体重。

1.3.2 存活率及产量

试验于10月份结束，抓捕上岸蟹后，再干池后捕出剩余成蟹，统计每个试验池塘蟹的数量，称量体重、甲壳长以及甲壳宽。根据每个池塘回捕蟹的数量与放养的数量相比计算成活率，根据蟹的体重和实际水面积计算产量(g/m2)。

1.3.3 数据分析

数据采用平均值±标准误的形式来表示。采用SPSS 22软件对数据进行统计分析，用Levene方法进行方差齐次性检测，用t检验(Independent samplestT-test)检查早熟家系和正常家系各指标间的差异性，取P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 生长情况

两个家系在成蟹养殖阶段的体重变化见表1。在7月份的时候，一龄早熟和二龄正常家系的雄体有极显著差异性。8月份二龄正常的雌雄平均重量明显大于一龄早熟。在10月份最后起捕时，一龄早熟和二龄正常家系雌雄平均体重没有表现出显著性差异。一龄早熟和二龄正常家系甲壳长和甲壳宽雄体以及雌雄平均数在 4 月份、7 月份以及8 月份差异显著(表2、3)。4月份到10月份的WGR和SGR无显著差异，但是一龄早熟的雄体WGR大于二龄正常家系(图3)。

2.2 生殖蜕壳率和性腺发育情况

一龄早熟8月份9月份的生殖蜕壳率高于二龄正常家系，但没有表现出显著差异性(P>0.05)，10月份均完成生殖蜕壳，达到100%。一龄早熟的GSI和雄体的HSI均低于二龄正常家系，但两者没有显著差异性，结果参见表4。

表1 河蟹一龄性早熟和二龄正常家系子代在成蟹阶段的体重变化情况Tab.1 Changes of body weight of adult E.sinensis from one year precocious family and two year normally mature family during the second year culture stage g

注：同行数据右上方含“*”代表差异显著(P<0.05)。后表同。

表2 河蟹一龄性早熟和二龄正常家系子代在成蟹阶段的甲壳长变化情况Tab.2 Changes of carapace length of adult E.sinensis from one year precocious family and two year normally mature family during the second year culture stage mm

表3 河蟹一龄性早熟和二龄正常家系子代在成蟹阶段的甲壳宽变化情况Tab.3 Changes of carapace width of adult E.sinensis from one year precocious family and two year normally mature family during the second year culture stage mm

图1 河蟹一龄性早熟和二龄正常家系的增重率比较Fig.1 Comparison of WGR of one year precocious family and two year normally mature family表4 河蟹一龄早熟和二龄成熟家系子代在成蟹阶段的生殖蜕壳率、肝胰腺指数和性腺指数Tab.4 Reproductive rate hepatopancreas index and gonad index of adult E.sinensis from precocious family and normally mature family during the second year culture stage %

2.3 养殖性能

二龄正常家系的存活率、平均产量均高于一龄早熟，但是雌体的平均体重略低于一龄早熟。养殖性能结果见表5。

3 讨论

3.1 两种家系生产性能的比较

试验结果表明，正常家系的子代在平均产量、存活率和体重等指标上均优于一龄早熟家系的子代。其一可能是因为他们的亲本规格不同，早熟家系的父本和母本较正常家系规格较小，导致了后代在成蟹养殖阶段正常家系的各种指标优于早熟家系。在董鹏生等[18]的研究中发现在扣蟹阶段的养殖过程中，正常家系在生长上优于早熟家系。 其二可能是因为两个家系的遗传背景不同。 在生物学上，表型主要由环境和遗传因素两方面来决定。造成这种结果可能是因为两种家系不同的遗传特性。因该试验中，两种家系处于相同的环境中，大大降低了环境差异的影响，因此，遗传因素即其基因型不同可能造成了这种结果，因为在扣蟹的养殖阶段就发现了正常家系优于一龄早熟家系[18]。本试验是基于扣蟹养殖试验的基础上继续进行的成蟹阶段

表5 河蟹一龄早熟和二龄成熟家系子代在 成蟹阶段的养殖性能Tab.5 Culture performance of adult E.sinensis from precocious family and normally mature family during the second year culture stage

养殖试验，以比较其成蟹阶段的养殖性能。即使同为长江水系河蟹的二龄成熟家系，在相似的养殖条件下，各家系扣蟹的生长性能也存在一定的差异[19]。有研究证明不同种质的蟹会有不同的养殖性能，野生和人工繁育大眼幼体养成的扣蟹(蟹种)在成蟹养殖阶段，长江水系野生大眼幼体的养殖性能优于人工繁育大眼幼体[20]。这也表明了在养殖环境相同的情况下，遗传因素起到了决定性的作用。

最终正常家系的产量高于早熟家系，造成这种结果跟成活率有一定的关系，正常家系雌体的成活率(56.36%±14.43 %)显著高于早熟家系(44.24%±12.11 %)，且正常家系平均规格比早熟家系大。这两个因素造成早熟家系的产量低于正常家系。

3.2 两种家系完成生殖蜕壳的时间差异

试验发现，一龄早熟完成生殖蜕壳的时间早于二龄正常家系，由于养殖环境是相同的，每天投喂的饲料种类和投饵率基本一致，可排除水体盐度、温度以及饵料的不同造成成熟时间不同的原因。在8月份检测试验蟹生殖蜕壳情况时，正常家系的雄体3个池塘样品中仅发现1只完成了生殖蜕壳，而早熟家系则生殖蜕壳比例达到20 %，这可能与采集样品的数量略少有关，但是也在一定程度上反映了其发育慢于早熟家系。而在10月份打样，两个家系雌雄全部成熟，结果表明，在9月份为早熟家系关键时期，进一步研究应再减小打样时间间隔，更详细地掌握两种家系生殖蜕壳比例变化情况。另外，根据结果也提示河蟹生殖蜕壳时间与其种质有关[21]，之前有研究发现不同水系的河蟹，在扣蟹养殖阶段的性早熟率存在差异[11]。因此，推测不同家系的遗传特性不同，可能造成了成熟时间不同。有研究发现，长江水系的野生河蟹与养殖群体相比，在养殖群体全部完成生殖蜕壳时，野生群体完成率为92%。整体上，养殖群体的生殖蜕壳早于野生群体[21]。其他学者也证实了这一观点，杜晓燕等[4]对池养河蟹性早熟现象初步分析中得出了不同水系河蟹性早熟比例有显著差异，认为遗传因素是导致性早熟的主要原因。河蟹一龄性早熟相关的分子标记也陆续发现，一龄性早熟可能与遗传有关[22]。以上观点也可印证造成试验条件下成蟹早熟时间不同主要是其遗传差异造成的。

3.3 两种家系性腺和肝胰腺指数差异

一龄早熟GSI和雄体的HSI略低于正常家系。河蟹的性腺发育与肝胰脏变化有着极为密切的联系，性腺发育的能量主要由肝脏消耗提供[23-25]。雌蟹的GSI高于雄蟹，这也与之前的研究得出的结果一致[24]。虽然一龄早熟家系最后一次生殖蜕壳早于正常家系，但是可能后期因为遗传的因素其性腺发育慢于正常家系，造成了GSI低于正常家系。还有另外一种原因，在滕炜鸣等[25]的关于莱茵种群和长江种群子一代中华绒螯蟹性腺发育及相关生物学指数变化比较的研究中得出雌体肝胰腺中的干物质含量显著下降(P<0.05), 雄体肝胰腺中的干物质含量变化差异不显著(P>0.05)。

综上，一龄早熟家系子一代在成蟹阶段的性腺发育早于正常家系，但是其发育比正常家系慢。正常家系的生长性能优于性早熟家系，成活率、平均重量以及产量均高于一龄早熟家系。因此，早熟家系的子一代在成蟹阶段生长发育不如正常家系。

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(责任编辑：张潇峮)

Comparison of the growth and development of adultEriocheirsinensisbetween one year precocious family and two year normally mature family during the second year culture stage

WANG Hai-ning1, LIU Qing1,3, WU Xu-gan1,2, JIANG Xiao-dong1,XIAO Qi-zhen1,CHENG Yong-xu1,3

(1.KeyLaboratoryofFreshwaterAquaticGeneticResources,MinistryofAgriculture；ShanghaiOceanUniversity,Shanghai201306,China; 2.SuqianXubangFisheriesScienceandTechnologyLtd.Co.,Sihong, 223900,JiangsuChina;3.CollaborativeInnovationCenterofAquaticAnimalBreedingCenterCertificatedbyShanghaiMunicipalEducationCommission；ShanghaiOceanUniversity,Shanghai201306,China)

There are two phenomena inEriocheirsinensis, one year old precocious and two years old normal mature, but it is unclear that the difference in growth and development of the offspring.So, this study construct one year old precocious family(PF) and two years normally mature family(NF) to assess the growth, survival rate, yield, rate of reproductive molting and gonadal development of t the first offspring.The results showed that: (1)In August and October, the female and male average weight of NF (70.45±18.62)g,(95.87±34.44)g, respectively) was higher than the PF (58.93±16.33)g,(95.56±25.26)g,respectively), there was significant difference in carapace length, carapace width in July, August and October (P<0.05), from April to October, the NF was lower than PF in weight gain rate (WGR) and specific growth rate (SGR, 1.48±0.45)%/d,(1.65±0.12)%/d.(2)The PF finished reproductive molting earlier than the NF.In August, 85% offspring completed reproductive molting in sexual precocity family, higher than normal family (75%).But there was no significant difference in gonad index (GSI) and hepatopancreas index(HSI).(3) As far as the final culture efficient, the survival rate and final mean yield of NF were 14% and 17% higher than PF, respectively, but there was no significant difference between the two families.In summary, the NF was better than the PF.

Eriocheirsinensis; one year sexual precocity; adult Chinese mittern crab; growth and development

2016-11-19；

2017-03-02

国家“863”计划项目(2012AA10A409-5)；国家科技支撑计划(2012BAD26B04)；科技部科技型中小企业技术创新项目(14C26213201214)；上海市科学技术委员会项目(13231203504, 13DZ2280500)；上海高校水产学一流学科建设项目(沪教科2012-62)。

王海宁(1991-)，男，硕士研究生，专业方向为河蟹养殖和遗传育种的研究。E-mail:1738826774@qq.com

成永旭。E-mail:yxcheng@shou.edu.cn

S966.12

A

1000-6907-(2017)03-0084-06