不同光波长对三疣梭子蟹大眼幼体至Ⅱ期仔蟹期间存活和生长的影响

王绪杰，李晨龙，何 杰，彭莹莹，许文军，苏志星

(浙江海洋大学海洋与渔业研究所，浙江省海洋水产研究所，浙江舟山 316021)

光照作为一个环境生态因子，其强度、周期和波长等均可通过视觉效应、生物节律和神经内分泌等对动物机体造成影响[1-2]。迄今为止，有关光照对水生动物的存活、行为、生长、发育、繁殖、免疫和体组成等的影响已有较多报道，如罗永婷等[3-5]研究了光照对三疣梭子蟹Portunus trituberculatus的感光器官超微结构的影响，刘宇航等[6]研究了不同光照周期对叉尾斗鱼Macropodus opercularis仔鱼摄食节律的影响，HACHÉ，et al[7]报道了不同光照条件对美国红龙虾Homarus americanus幼体存活，生长和沉降行为的影响，欧黄思等[8]研究了光照对凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei幼体变态发育的影响，TIAN Hongyan，et al[9]研究了光照强度对团头鲂Megalobrama amblycephala幼鱼的生长、免疫应答、抗氧化能力和抗病性的影响，WANG Tao，et al[10]研究了光照强度对点带石斑鱼Epinephelus coioides生长、免疫反应、血浆皮质醇和脂肪酸组成的影响。

三疣梭子蟹因肉质鲜美，营养丰富等特点而广受消费者喜爱，其已成为我国重要的海水养殖品种。近年来，随着对三疣梭子蟹苗种繁育[11]、饲料开发[12-13]、病害防控[14-15]和养殖模式[16]等研究的深入，三疣梭子蟹的养殖技术资料被不断累积。在工厂化育苗中光照是一个重要且容易控制的环境因子，关于光照对三疣梭子蟹的影响已有相关报道，如王伟等[17]研究了光照强度对三疣梭子蟹幼体发育的影响，王馨等[18]研究了光照强度对三疣梭子蟹呼吸代谢的影响，王芳等[19]研究了光色对三疣梭子蟹幼蟹生长和能量收支的影响。但有关光照对三疣梭子蟹的影响的资料尚不够完善，其中未见关于三疣梭子蟹育苗中大眼幼体及Ⅰ期仔蟹等关键时期的最佳光照波长的报道。本文将通过对三疣梭子蟹存活率、蜕壳周期和特定增重率等指标与光波长关系的研究，以探索三疣梭子蟹工厂化育苗中大眼幼体及Ⅰ期仔蟹的最佳光波长，为三疣梭子蟹的工厂化育苗技术提升提供理论资料。

1 材料与方法

1.1 实验材料

本实验于2018年5月开展于浙江省海洋水产研究所西闪岛试验场。在三疣梭子蟹育苗期间，当池塘蟹苗发育到Ⅳ期蚤状幼体时，晚上用灯光诱捕蟹苗，带水将其运回实验室，暂养于长方体塑料桶(长×宽×高=67 cm×45 cm×35 cm)，暂养期间使用沉淀海水、水温26±2℃，不间断充气，投喂丰年虫无节幼体。待桶中大量幼体变态为大眼幼体时，开始正式实验。

1.2 实验方法

取18个透明塑料盒(直径=8.5 cm，高=12 cm)，分为6组，每组3个，各组塑料盒分别置于木板做成的暗盒内，将塑料盒和暗盒置于水池中，使塑料盒下方约1/4浸泡于水中(以保持各组水温相同)。暗盒顶部(距塑料盒水面 15 cm)分别装 1 个 1W 的 LED 灯珠，其波长分别为 A：365～370 nm、B：400～405 nm、C：450～455 nm、D：500～510 nm、E：600～605 nm、F：655～660 nm，实验期间每天 19：00 开灯，07：00 关灯。每个塑料盒中放养大眼幼体20只，每天06：00、14：00、22：00记录各塑料盒内蟹体的死亡情况和蜕皮情况，并清除死亡个体。每日07：00、19：00投喂丰年虫无节幼体，投喂量根据摄食情况而定。当大眼幼体变态为Ⅰ期仔蟹和Ⅱ期仔蟹时取样，用分析天平称量体重，并在Nikon SMZ800N解剖镜下测量各期仔蟹的甲宽。当所有幼蟹进入Ⅱ期仔蟹时结束实验。

1.3 数据处理

分别计算各组蟹体在一个蜕皮(壳)周期内的增重率(WGR)和体重特定生长率(SGR)，计算公式如下：

式中，WF为蜕皮(壳)结束后幼蟹的平均体重，WI为蜕皮(壳)前幼蟹的平均体重，t为蜕壳周期。

各实验数据均用平均值±标准差(Χ±S.D)表示，不同试验组数据间采用单因素方差分析，对检测达到显著的平均值用Duncan检验，方差分析和多重比较用SPSS19.0进行，在Excel 2013下绘制相关图表。

2 结果

2.1 不同光波长对三疣梭子蟹大眼幼体及Ⅰ期仔蟹存活率的影响

从图1可以看出，大眼幼体蜕皮至Ⅰ期仔蟹(M→C1)是一个形态发生巨大变化的过程，存活率较低，约为30%，各不同波长光照组之间没有显著差异(P>0.05)。Ⅰ期仔蟹蜕壳至Ⅱ期仔蟹期间(C1→C2)，除A组外，存活率较M→C1均有所升高，尤其是D组(60.74%)和E组(75.47%)存活率显著高于其它组(P<0.05)，各波长光照下C1→C2 的存活率由高到低依次为：E、D、B、F、C、A；实验期间没有观察到因自相残杀而死亡的个体。

图1 不同光波长下三疣梭子蟹大眼幼体及Ⅰ期仔蟹的存活率Fig.1 The survival rate of P.trituberculatuss megalopae and stageⅠpostlarvae with different wavelengths of light

2.2 不同光波长对三疣梭子蟹大眼幼体及Ⅰ期仔蟹蜕皮(壳)、生长的影响

如图2所示，实验期间三疣梭子蟹M→C1的蜕皮周期为2～3 d，各组间相比，C组和D组蜕皮周期较短，但显著差异不显著 (P>0.05)；C1→C2的蜕壳周期较 M→C1 长，基本为 5～6 d，相比之下，A组和C组蜕壳周期较短，D组和E组蜕壳周期较长，整体上各组间无显著差异(P>0.05)。

通过对实验期间不同光波长下三疣梭子蟹2次蜕皮(壳)前后体质量、甲宽的比较(表1)，发现M→C1蜕皮后各组蟹平均体重增加为蜕皮前的2～3倍；各组间相比，D组体重最小，C组体重最大，且A组与C组间差异显著(P<0.05)，而E组甲宽最小，F组甲宽最大。C1→C2蜕壳后A组体重最小，且显著小于其它组(P<0.05)，C组体重和甲宽均显著大于其它组(P<0.05)。从各实验组三疣梭子蟹两次蜕壳前后增重率可见 (图3)，M→C1蜕壳前后，C组增重率最大，但与其它组之间没有显著差异(P>0.05)。C1→C2蜕壳前后，C组增重率显著大于其它组(P<0.05)，另外，D组和E组增重率显著大于A组和B组(P<0.05)。

实验中三疣梭子蟹2次蜕皮(壳)前后体重特定生长率见图4。其中，M→C1蜕皮前后，C组特定生长率最大，显著大于A、B、D、E组 (P<0.05)；C1→C2蜕壳前后，C组体重特定生长率显著高于其它组。除此之外，F组体重特定生长率也较大，显著高于除C组和D组外的其他组，整体上，各实验组的增重率和特定生长率变化规律不一致。

图2 不同光波长下三疣梭子蟹大眼幼体及Ⅰ期仔蟹的蜕壳周期Fig.2 Molt cycle of P.trituberculatuss megalopae and stageⅠpostlarvae with different wavelengths of light

表1 不同波长光照下三疣梭子蟹大眼幼体及仔蟹的体重和甲宽Tab.1 The body weight and the length of the shell of P.trituberculatuss megalopae and postlarvae with different wavelengths of light

图3 不同光波长下三疣梭子蟹大眼幼体及Ⅰ期仔蟹蜕皮(壳)后的增重率Fig.3 The weight growth rate of P.trituberculatuss megalopae and stageⅠpostlarvae after molting with different wavelengths of light

图4 不同光波长下三疣梭子蟹大眼幼体及Ⅰ期仔蟹蜕皮(壳)后的特定生长率Fig.4 The specific growth rate of P.trituberculatuss megalopae and stageⅠpostlarvae after molting with different wavelengths of light

3 讨论

有关不同光波长对甲壳动物死亡率的影响报道较少，仅见凡纳滨对虾幼体在波峰波长为525 nm的绿光和435 nm蓝光下的存活率显著高于在625 nm的红光和580 nm的黄光下的存活率[8]。本实验结果表明不同光波长对三疣梭子蟹M→C1存活率没有显著影响，但C1→C2在500～510 nm和600～605 nm下的存活率显著高于其它光波长组，可能是因为三疣梭子蟹大眼幼体对不同颜色光的敏感度不高，也有可能是本实验中的不同光波长对其影响时间较短，对大眼幼体期的存活率未造成显著影响，而到了C1→C2期间，不同光波长的作用和影响逐渐体现出来。本研究中显示在500～510 nm和600～605 nm下的存活率较高，这与王芳等[19]发现在580 nm黄光照射下三疣梭子蟹食物转化效率最高的结果相似，推测这是由于三疣梭子蟹在这种波长的光照下，能够更好的累积足够的能量以存活，或者是因为在其他光照条件下三疣梭子蟹难以合成其生存需要的营养素导致的。另外，本实验结果显示整体上三疣梭子蟹大眼幼体的存活率比Ⅰ期仔蟹低，这与廖永岩等[20]的研究结果相似，作者认为一方面可能是因为大眼幼体本身比仔蟹处于生命更早期，对环境的适应能力更弱；另一方面，可能是因为M→C1蜕皮前后身体形态发生巨大变化导致了其死亡率较高，而C1→C2蜕壳前后不存在身体形态的变化。

三疣梭子蟹和其它甲壳动物一样，通过蜕壳实现体型增大和体质量增加，蜕壳周期和蜕壳后的增重率决定了其生长效率。甲壳动物的蜕壳生长受能量、营养和激素等多种机制调节[21]。本实验通过不同波长LED灯光照射三疣梭子蟹，通过测量其体重和壳长，计算其蜕壳周期、增重率和体重特定生长率来反映其生长状况。结果显示450～455 nm和500～510 nm光波长下大眼幼体的蜕皮周期较短，并且450～455 nm光波长下的特定生长率也显著高于其它组，这可能是因为在三疣梭子蟹大眼幼体期在450～455 nm波长的光照通过增强其摄食[19，22-23]和同化[19]或降低基础代谢[18]等进而增加营养累积促进蜕壳。

本研究结果显示，450～455 nm光波长下三疣梭子蟹的生长效率最高，这与王芳等[19]的研究结果：580 nm波长下三疣梭子蟹幼蟹生长效率最高不同，这可能是因为两个实验使用的蟹体处于不同的发育阶段(本实验是大眼幼体和Ⅰ期仔蟹，而王芳等的实验蟹为初始体重为21 g的幼蟹)，这说明不同发育时期的三疣梭子蟹对光照的敏感程度不同，即最佳光照条件不一致。

4 小结

本实验通过不同波长LED灯光照射三疣梭子蟹大眼幼体及Ⅰ期仔蟹研究了不同光波长对三疣梭子蟹幼体的存活及生长的影响，综合各项指标来看，波长为450～455 nm波长的光照对三疣梭子蟹大眼幼体及Ⅰ期仔蟹的存活及生长是最有利的。但光照是一个复杂的环境因素，三疣梭子蟹的生长也分多个阶段，将来的研究，可从不同波长组合光谱、光周期和光照强度等对三疣梭子蟹不同生长阶段的影响展开，从而为三疣梭子蟹繁育和养殖提供更全面的基础资料。