虾夷扇贝种贝促熟期饵料贡献率研究

田甲申，李多慧，王 摆，鹿志创，乔 壮，韩家波

( 1. 辽宁省海洋水产科学研究院，辽宁省海洋生物资源和生态学重点实验室，辽宁 大连 116023；2. 大连市水产研究所，辽宁 大连 116019； 3.大连花园口渔港监督，辽宁 大连 116023 )

虾夷扇贝种贝促熟期饵料贡献率研究

田甲申1，李多慧2，王 摆1，鹿志创1，乔 壮3，韩家波1

( 1. 辽宁省海洋水产科学研究院，辽宁省海洋生物资源和生态学重点实验室，辽宁 大连 116023；
2. 大连市水产研究所，辽宁 大连 116019； 3.大连花园口渔港监督，辽宁 大连 116023 )

应用稳定同位素技术检测了促熟期间虾夷扇贝种贝不同组织及7种投喂饵料的碳、氮稳定同位素比值。结果显示，饵料的δ15N变化为2.584‰～7.230‰，跨度为4.646‰；δ13C变化为-24.701‰～-16.365‰，跨度为8.336‰。雌性种贝各组织的δ13C由高到低依次为：闭壳肌、外套膜、性腺、鳃；雄性的为：闭壳肌、外套膜、鳃、性腺。采用IsoSource线性混合模型对7种饵料的贡献率进行了分析，结果发现，投喂饵料对促熟期雌、雄种贝的饵料贡献率基本一致；饵料对促熟期雌、雄种贝性腺发育的贡献率存在显著差异，对雄性性腺发育的平均贡献率由高到低依次为：湛江叉鞭金藻(20.5%)、鸡蛋黄(20.2%)、酵母(14.3%)、小新月藻(13.8%)、青岛大扁藻(12.1%)、盐藻粉(11.0%)、螺旋藻粉(8.1%)；对雌性性腺发育的平均贡献率由高到低依次为：鸡蛋黄(45.0%)、湛江叉鞭金藻(22.3%)、酵母(8.2%)、小新月藻(7.8%)、青岛大扁藻(6.7%)、盐藻粉(5.9%)、螺旋藻粉(4.1%)。试验结果表明，雌、雄种贝性腺发育期的营养需求存在差异。上述研究结果有助于合理制定虾夷扇贝种贝促熟期的饵料投喂策略。

虾夷扇贝；碳氮稳定同位素；贡献率；不同组织

虾夷扇贝(Patinopectenyessoensis)属软体动物门、瓣鳃纲、翼形亚纲、珍珠贝目、扇贝科、虾夷扇贝属，原产于日本北部及俄罗斯远东地区的沿海，属于冷水性双壳贝类[1]。自1980年引入我国后，关于虾夷扇贝的人工育苗和增养殖技术已开展了大量的研究工作[2]，如顾成柏等[3-4]对虾夷扇贝育苗技术进行了研究，姜成嘉认为饵料是虾夷扇贝种贝发育的物质基础，饵料的种类和数量对性腺发育起着至关重要的作用，在投喂硅藻的基础上加投金藻、代饵，能有效补充性腺发育营养的不足，且饵料越杂，育苗效果越好[2]，但种贝性腺发育过程中对不同饵料的吸收利用情况尚不清楚。

近年来，稳定同位素技术已广泛应用于海洋生态系统的研究中，为海洋生物食性、食物网结构特征、生物间的营养关系等问题提供了一条捷径[5-6]。相对于传统胃含物分析法，稳定同位素技术可以评估摄食生物的相对贡献比例及所消耗食物中被吸收的成分，可以反映生物体长期的食物来源[7-8]。目前，利用稳定同位素技术开展了凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)、海蜇(Rhopilemaesculentum)、魁蚶(Anadarabroughtonii)等生物食物贡献率的研究工作[8-10]。而有关虾夷扇贝种贝促熟期饵料贡献率的研究尚未见报道。笔者应用稳定同位素技术测定了虾夷扇贝种贝促熟期间雌雄各组织及投喂饵料的碳、氮稳定同位素比值，比较几种饵料对雌雄种贝的饵料贡献率。研究结果有助于合理制定虾夷扇贝种贝促熟期的饵料投喂计划。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用虾夷扇贝取自辽宁省海水养殖引育种中心。雄性和雌性种贝的壳长、壳宽、壳高、体质量分别为(108.37±4.67) mm、(104.93±3.15) mm、(28.86±2.04) mm、(158.73±15.79) g和(109.14±5.08) mm、(107.13±4.76) mm、(28.09±2.26) mm、(154.58±24.43) g。

1.2 方法

1.2.1 试验设计和日常管理

试验期间，雌雄种贝分别饲养在30 m3的水池内，饲养密度为20枚/m3，每日倒池1次，每2 h投喂1次，投喂量以出现10～30 min空饵时间为宜。投喂湛江叉鞭金藻(Dicrateriazhanjiangensis)、小新月藻(Closteriumvenus)、青岛大扁藻(Platymonashelgolandica)和熟鸡蛋黄、破壁酵母、盐藻粉及螺旋藻粉(经200目筛绢网过滤)，7种饵料的日投喂量分别为：11.3 g/m3、7.3 g/m3、0.4 g/m3、13.1 g/m3、1.2 g/m3、0.6 g/m3和1.0 g/m3。饲养45 d随机采集性成熟雌雄种贝各10枚。采集促熟期第1 d、第20 d及第45 d的所有饵料样品。种贝性成熟后收集种贝的配子，获得受精率为95%，胚胎发育至D形幼虫比率为80%。

1.2.2 样品处理

虾夷扇贝取性腺、鳃、外套膜和闭壳肌等组织样品，饵料样品分别经预灼烧过的Whatman GF/F玻璃纤维滤膜过滤，所有样品放置于烘箱内60 ℃烘干至恒等质量。虾夷扇贝各组织及鸡蛋黄经玛瑙研钵充分研磨后与其他饵料样品直接用于δ15N测定。虾夷扇贝各组织及鸡蛋黄用脱脂溶液(甲醇∶氯仿∶水=2∶1∶0.8)浸泡除脂[11]，用超纯水水洗，再烘干至质量恒等，经玛瑙研钵研磨后，与其他饵料样品用于δ13C测定。

1.2.3 碳氮稳定同位素测定

所有样品在辽宁省海洋水产科学研究院稳定同位素实验室进行测定。稳定同位素质谱仪为菲尼根Flash 2000 HT型元素分析仪和菲尼根Delta V Advantage同位素比率质谱仪相连而成测定δ15N、δ13C，稳定C、N同位素的自然丰度表示为：

δX=([R样品/R标准]-1)×103

式中，X代表13C或15N。R代表13C/12C或15N/14N。δ13C是相对于PDB标准的自然丰度，δ15N是相对空气中氮气的丰度[12]。每个样品测定3个平行样，每测定5个样品后插测1个标准样。δ15N和δ13C精密度<±0.15‰。

1.2.4 饵料贡献率的计算

采用IsoSource线性混合模型[13]计算7种饵料δ13C对虾夷扇贝组织的贡献率。计算时按照指定的增量范围叠加运算出饵料所有可能的百分比组合(和为100%)，每一个组合的加权平均值与混合物(消费者)实际测定的同位素值进行比较，对于给定忍受范围内(±0.1‰)的组合认定为可行解。在所有可行解中，对每种饵料贡献百分比的出现频率进行分析，得到饵料生物的平均贡献率及贡献区间。

1.3 数据处理

研究结果用平均值±标准差表示。采用SPSS 16.0软件进行数据处理和分析，在P<0.05的置信区间，采用双因素方差分析法对虾夷扇贝同一组织不同性别之间，同一性别不同组织之间的δ15N和δ13C进行差异分析。

2 结 果

2.1 饵料的δ15N和δ13C

试验期间投喂的7种饵料的δ15N和δ13C见表1。经t检验发现，第1 d、第20 d及第45 d同种饵料的δ15N、δ13C无显著性差异(P>0.05)，这与促熟期间所投喂各种饵料来源相同有关。7种饵料的δ15N变化为2.584‰～7.230‰，跨度为4.646‰；δ13C变化为-24.701‰～-16.365‰，跨度为8.336‰。

表1 虾夷扇贝饵料的δ15N和δ13C ‰

2.2 虾夷扇贝各组织的δ15N和δ13C

虾夷扇贝各组织的δ15N和δ13C见表2，雄性种贝δ15N最大的组织为闭壳肌(9.983±0.054)‰，其次为外套膜(9.694±0.050)‰，最小的组织为鳃(8.652±0.029)‰；雌性种贝δ15N最大的组织为闭壳肌(9.552±0.024)‰，其次为外套膜(9.455±0.130)‰，最小的组织为鳃(7.983±0.068)‰。雄性种贝δ13C最大的组织为闭壳肌(-17.957±0.084)‰，其次为外套膜(-18.545±0.036)‰，最小的组织为性腺(-19.996±0.064)‰；雌性种贝δ13C最大的组织为闭壳肌(-17.960±0.078)‰，其次为外套膜(-18.070±0.042)‰，最小的组织为鳃(-18.984±0.074)‰。闭壳肌的δ13C在雌雄种贝间无显著性差异(P>0.05)，其他同一组织的δ15N和δ13C在雌雄种贝间存在差异显著(P<0.05)，不同组织同一性别间的δ15N和δ13C存在显著差异(P<0.05)。

表2 虾夷扇贝各组织的δ15N和δ13C ‰

注：不同大写字母表示同一组织雌雄间δ15N和δ13C差异显著(P<0.05)；不同小写字母表示同一性别不同组织间δ15N和δ13C差异显著(P<0.05).

2.3 7种饵料对雌、雄种贝的饵料贡献率

根据虾夷扇贝闭壳肌及饵料的δ13C，采用IsoSource软件计算饵料对促熟期雌雄种贝的饵料贡献率。由图1和表3可见，促熟期7种饵料对雌、雄种贝的饵料贡献率基本一致，无性别差异。鸡蛋黄的饵料平均贡献率最高均为59.2%，依次为湛江叉鞭金藻(17.0%)、酵母(5.9%，6.0%)、小新月藻(5.7%)、青岛大扁藻(4.9%，4.8%)、盐藻粉(4.3%)、螺旋藻粉(3.0%)。

图1 7种饵料对虾夷扇贝雌雄种贝的饵料平均贡献率

%

2.4 7种饵料对雌、雄种贝性腺发育的贡献率

由图2和表3可见，7种饵料对促熟期雌、雄种贝性腺发育的贡献率存在显著的性别差异。7种饵料对雄性性腺的平均贡献率由高到低依次为：湛江叉鞭金藻(20.5%)、鸡蛋黄(20.2%)、酵母(14.3%)、小新月藻(13.8%)，青岛大扁藻(12.1%)、盐藻粉(11.0%)、螺旋藻粉(8.1%)；对雌性性腺的平均贡献率由高到低依次为：鸡蛋黄(45.0%)、湛江叉鞭金藻(22.3%)、酵母(8.2%)、小新月藻(7.8%)、青岛大扁藻(6.7%)、盐藻粉(5.9%)、螺旋藻粉(4.1%)。

图2 7种饵料对虾夷扇贝雌雄性腺发育的平均贡献率

3 讨 论

动物各组织的同位素比值反映的是机体代谢、生长、蛋白质物质组成、同位素路径和食物来源共同作用的结果，所以高代谢率的组织较低代谢率的组织更能较快的反映同位素比值的变化，从而反馈出动物的摄食状况[14]。Tieszen等[15]用同位素转化率解释了不同组织同位素比值的差异，认为长爪杀鼠(Merinnesunguiculatus)不同组织δ13C的差异与其转化率不同有关。Macneil等[16]发现黄豹鱼(Prionaceglauca)肝脏δ15N转化率是肌肉的两倍，软骨组织最低。对锦鲤(Cyprinuscarpio)氮同位素转化率的研究发现，鳍肉的转化率最快，半衰期仅为6.1 d，其次是血液和肝，肌肉的转化率最低，半衰期最长，为18.4 d，鳍肉和血液同位素分析可作为锦鲤食性转变快速追踪的手段[14]。本研究结果显示，虾夷扇贝各组织的δ15N从大到小依次为：闭壳肌、外套膜、性腺、鳃；雌性种贝各组织的δ13C由大到小依次为：闭壳肌、外套膜、性腺、鳃，雄性的为：闭壳肌、外套膜、鳃、性腺。与曾庆飞等[14-16]研究得出性腺、鳃组织的δ15N和δ13C值低于闭壳肌的结果一致。白富进[17]研究发现近江牡蛎(Ostrearivularis)闭壳肌的δ15N和δ13C值最富集，依次为鳃、外套膜、内脏团。促熟期虾夷扇贝雌、雄种贝各组织间δ15N和δ13C值的差异，可能与不同组织代谢速率有关。

关于贝类的食性研究，国内外学者通过胃含物分析法已开展了一些研究工作，如Mikulich等[18]镜检了虾夷扇贝的消化道内含物得到近150种藻类、浮游动物和有机碎屑等，认为藻类是其主要的食物来源。栉孔扇贝(Chlamysfarreri)和虾夷扇贝等贝类主要以摄食硅藻为主，还兼食小型原生动物及有机碎屑等[19-20]。本研究采用稳定同位素技术分析获得了7种饵料对促熟期虾夷扇贝种贝的饵料贡献率，反映了整个促熟期间雌、雄种贝对饵料吸收利用情况，可为海洋贝类的人工繁育和摄食生态提供基础数据。

姜成嘉[2]认为饵料是虾夷扇贝种贝发育的物质基础，饵料的种类和数量对种贝的性腺发育起着至关重要的作用，种贝促熟期间投喂以小新月菱形藻(Nitzschiaclosteriumf.minutissima)、三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)为主，金藻(Isochrysissp.)、扁藻(Platymonassp.)、螺旋藻粉、鸡蛋黄、酵母粉等为辅，能有效补充性腺发育营养的不足。本研究中的饵料种类与其投喂的种类相似，都是以投喂鸡蛋黄达到强化营养的目的。李晓东[21]研究发现鸡蛋黄中的总脂肪含量为30%～33%，其中，真脂含量约为20%，磷脂类约10%，以及少量的固醇和脑琼脂等。Bray等[22]认为，脂类在动物生殖中具有重要的作用，尤其是高度不饱和脂肪酸，不仅作为一种能量来源，而且是其卵黄合成和胚胎发育所必需的，能为性腺的发育和胚胎发育提供必需营养成分，如脂肪酸、卵磷脂和某些激素的前体物质等，可促进亲体性成熟、卵黄发生和胚胎发育，提高孵化率[23]。袁春营等[24]研究发现，卵磷脂的添加会显著提高中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)雌蟹的卵巢指数、卵母细胞直径、卵巢及肝胰腺总脂含量。李庆华等[25]研究发现以鲜鸡蛋等为饵料对大菱鲆(Scophthalmusmaximus)亲鱼性腺进行强化，卵子质量明显提高。张颖等[26]在施氏鲟(Acipenserschrenckii)后备亲鱼强化培育中通过添加卵磷脂的量改善了性腺发育状况，提高了施氏鲟的繁殖性能。本研究发现7种饵料对雌、雄种贝性腺发育的贡献率存在显著差异，其中，鸡蛋黄在雌性性腺中的贡献率为45.0%，显著高于雄性(20.2%)，表明在雌、雄种贝性腺发育过程中的营养需求存在差异。本文研究结果为合理制定虾夷扇贝种贝促熟期的饵料投喂策略提供参考。

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DietContributionProportionduringBroodstockMaturationinJapaneseScallopPatinopectenyessoensis

TIAN Jiashen1, LI Duohui2, WANG Bai1, LU Zhichuang1, QIAO Zhuang3, HAN Jiabo1

( 1. Key Laboratory of Marine Biological Resources and Ecology in Liaoning Province, Liaoning Ocean and Fisheries Science Research Institute, Dalian 116023, China; 2. Dalian Fisheries Research Institute, Dalian 116019, China; 3. The Supervision Office of Fishery Port of Huayuankou of Dalian, Dalian 116023, China )

The carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N) stable isotope values were investigated in different tissues in Japanese scallopPatinopectenyessoensisand 7 diets during broodstock maturation. The results demonstrated that δ15N value in diets was ranged from 2.584‰ to 7.230‰ while the counterpart in δ13C ranged from -24.701‰ to -16.365‰. The maximal value of δ13C was observed in adductor muscle, followed by mantle, gonad and gill in female broodstock, while in male broodsotck the difference was only between gill and goand. Then, the 7 diets′contribution to Japanese scallop were analyzed by the application of IsoSource linear multiple models. The results showed that there was similar in the contribution proportion between male and female broodstock fed diets; the difference in diets contribution proportion between male and female gonads was significant difference during the broodstock maturation. The maximal contribution proportion for the male gonad was algaDicrateriazhanjiangensis(20.5%), followed by egg yolk (20.2%), yeast powder (14.3%), algaClosteriumvenus(13.8%), algaPlatymonashelgolandica(12.1%), algaDunaliellasalinapowder (11.0%) and algaSpirulinapowder (8.1%). The maximal contribution proportion for the female gonad was egg yolk (45.0%), followed byD.zhanjiangensis(22.3%), yeast powder (8.2%),C. venus (7.8%),P.helgolandica(6.7%),Dunaliellasalinapowder (5.9%) andSpirulinapowder (4.1%). The results showed that there was difference in nutritional requirement between male and female scallop during the gonad maturation. Moreover, these findings could be beneficial for making strategy for feeding Japanese scallop during broodstock maturation.

Patinopectenyessoensis; carbon and nitrogen stable isotope; contribution proportion; multiple tissue

10.16378/j.cnki.1003-1111.2017.06.005

S968.31

A

1003-1111(2017)06-0722-06

2016-10-31；

2017-02-06.

“十二五”农村领域国家科技计划项目(2013BAD23B01); 辽宁省海洋与渔业厅科研项目(201609).

田甲申(1983-), 男,助理研究员, 硕士; 研究方向:水产养殖. E-mail:tianjiashen@163.com. 通讯作者:韩家波(1962-), 男, 研究员；研究方向：海洋生态保护. E-mail：jbhan@sina.com.