盐度对罗氏沼虾生长和性别分化的影响

邬育龙，戴习林*，周梦颖，蒋 飞，孔嘉明

(1.水产科学国家级实验教学示范中心(上海海洋大学)，上海 201306；2.农业部淡水水产种质资源重点实验室(上海海洋大学)， 上海 201306；3.水产动物遗传育种中心上海市协同创新中心，上海 201306；4. 上海申漕特种水产开发公司，上海 201516)

【研究意义】罗氏沼虾(Macrobrachiumrosenbergii)原产于西太平洋-东南亚地区，具有生长周期短，环境适应性强，抗病性强，营养丰富，肉质鲜嫩等优点。我国大陆于20世纪70年代末引入且人工繁育成功后，先后在两广和江浙沪等地开展规模养殖，养殖面积逐年增加，现已经成为我国重要的淡水养殖经济虾类[1-3]。但随着养殖业的发展，近几年在生产中表现出的性早熟、生长缓慢等现象日渐加剧，已严重影响罗氏沼虾养殖业的持续健康发展[4-5]。而影响虾类生长、存活和性腺发育的因素较多，如盐度、水温、饲养密度、水质、病害等[6]。【前人研究进展】杜学芳[7]认为凡纳滨对虾在8～30的盐度范围内，性腺虽均可发育成熟，但盐度为30时成熟型雌虾比例最高，且盐度较高时雄虾精荚发育成熟明显快于低盐度条件；魏微等[8]研究表明水体盐度升高可引起1秋龄中华绒螯蟹血淋巴中Ca2+含量及雌二醇水平升高，从而促进中华绒螯蟹性早熟。吴旭干等[9]发现盐度显著影响中华绒螯蟹性腺发育，在实验第15、30和45天时，低盐度海水组雌蟹卵巢指数显著高于淡水组雌蟹，但雄蟹的性腺指数差异不明显。蒋湘等[10]还报道了盐度显著影响日本囊对虾的生长及存活，养殖水体盐度范围为1.7 %～3.2 %时，日本囊对虾的生长速率快，存活率高，饵料系数低。【本研究切入点】同时有资料报道，甲壳类动物的遗传决定机制具有原始性，处于进化早期阶段，虾蟹类的性别是由性染色体和环境因素共同决定，而罗氏沼虾即可生活于半咸水，也可生活于淡水水域中，因此光照、水温、盐度等理化环境因素均可影响其性别分化[11-12]，但目前关于盐度对罗氏沼虾性别分化影响的报道鲜见。【拟解决的关键问题】因此本文通过在不同盐度条件下的罗氏沼虾幼虾养殖试验，比较分析幼虾生长、存活率及第二性征，以探讨罗氏沼虾的性别分化和生长与盐度之间的关系，以期为罗氏沼虾的养殖生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验用虾

试验虾为罗氏沼虾幼虾，来自同一育苗池，属于同一家系(上海养殖群体)，无性早熟背景，淡水驯养约两周后，剔除极大和极小个体(盐度 0.3，水温 24.0 ℃)。随机选取 60 尾，吸干体表水分，游标卡尺测量体长和电子天平称量体质量，试验虾初始平均体长为(1.54±0.11) cm，平均体质量为(0.07±0.02)g。

1.2 试验水槽与试验用水

试验水槽是室内水泥池(3.50 m×7.15 m×1.10 m)，试验用水为经漂白精消毒无余氯的自然河水，盐度为 0.3，pH 7.8。

1.3 盐度梯度与调整

试验设计5个水平，分别是0.3(淡水)、3.0、6.0、9.0、12.0，每水平设 4个重复，每池放养120尾(4.8尾/m2)，试验周期 80 d。试验池初始水均为河水，试验虾入池后，除盐度 0.3(淡水)组外，其余各池逐步添加育苗用人工海水(盐度12.0，其中Na+4.2 g/L,Ca2+200 mg/L，Mg2+400 mg/L，K+190 mg/L)，每日盐度提升千分之三至目标盐度，初始水温为24.0 ℃，连续3 d用热水管道加温并维持至29.5 ℃，试验水槽随机化安排，随机选取试验虾全数计数入池。

1.4 饲养管理

1.5 数据收集

每日定时观察各试验池中幼虾的性别分化及性腺发育情况，每10 d随机抽检不少于60尾的试验虾，测量体长与体质量，区分雌雄和检查性腺发育状况，试验虾抽检后继续饲养。试验50 d时移池，统计存活虾数量，测量体长及体质量，区分雌雄，80 d时统计存活虾数和测量体长与体质量。

罗氏沼虾雄虾的生殖孔位于头胸甲第五步足基部，雌虾的生殖孔位于头胸甲第3对步足基部。雌虾性腺发育程度分为3个类型：M型(已成熟型，腹部已形成抱卵腔，包括抱卵虾和未抱卵虾)、C型(性腺近成熟型，头胸甲内出现膨大的橙黄色卵巢)、I型(性腺未发育型，所有剩余雌虾)。

1.6 数据处理

试验数据采用Excel 2010 整理，R3.50 作单因素方差分析和卡方检验，新复极差法均值多重比较。特定生长率、肥满度采用下列公式计算：

特定生长率(SGR， %/d)=[(lnWt-lnW0)/t]×100 %

肥满度(CF，g/cm3)=(Wt/Lt，g/cm3)×100 %

式中：W0和Wt分别为试验虾初始和第t天体质量(g)，Lt为第t天试验虾体长平均值(cm)，t为试验天数(d)

2 结果与分析

2.1 盐度对罗氏沼虾存活及生长的影响

试验开始后50 d，各试验组罗氏沼虾体长增长率基本随着盐度的升高而降低(表1)，盐度0.3组10～50 d期间各时段沼虾体长分别比同时期盐度12组长约 4.5 %、12.7 %、21.0 %、22.1 %、32.2 %，养殖10 d时，各组沼虾体长间无显著差异；养殖20 d时，盐度9.0与12.0组沼虾体长显著小于盐度0.3组(淡水组，P<0.05)，但与盐度3.0与盐度6.0组无差异(P>0.05)；养殖30与 40 d 时，盐度0.3与盐度3.0组沼虾体长显著大于其余组(P<0.05)，盐度12.0组显著小于其余组(P<0.05)；养殖50 d 时，盐度0.3组沼虾体长最大，显著大于其余组，盐度3.0、6.0次之，显著大于剩余两组，盐度0.3组沼虾体长分别比其余组多增长8.4 %、9.8 %、38.0 %、32.2 %；而至80 d时，盐度0.3、3.0、6.0组沼虾体长相互间已无差异，显著大于其余两组，盐度0.3组沼虾体长比盐度9.0、12.0组沼虾生长快8.2 %、8.3 %。同时盐度对体质量、特定生长率的影响类同于体长(表 2)，而对存活和单位产量的影响则明显表现为盐度越高成活率与单产越低(P<0.05)，盐度0.3组成活率与单位产量分别是89.2 %与50.6 g·m-2，约是盐度12.0组的1.5与1.9倍。但50与80 d时各组沼虾的肥满度间不存在差异(P>0.05)，盐度不影响沼虾肥满度。比较80 d沼虾体长范围，盐度0.3组沼虾最大个体体长为10.14 cm，而盐度6.0及以上组沼虾最大个体体长小于10 cm，盐度0.3与3.0组体长小于6 cm的沼虾百分比分别是11.9 % 与10.1 %，盐度12.0组则是23.0 %，盐度0.3与3.0组体长大于9 cm的沼虾百分比分别是8.2 %与9.6 %，而盐度9.0组仅为0.6 %。

表1 试验组罗氏沼虾的平均体长

表2 各试验组养殖结果

图1 罗氏沼虾体质量增速与试验天数的关系曲线Fig.1 The curve of body weight gain rate and experiment days of giant freshwater prawn

2.2 盐度对罗氏沼虾体质量与试验天数关系的影响

回归求得各组L(平均体长，cm)-D(试验天数，d)线性关系方程(α=0.05)与W(体质量，g)-L幂函数关系方程(α=0.05)，微分前者代入后者后的W-D关系方程，得体质量增速(Vw，g·d-1)与D的关系方程(图1)，可看出试验周期内，体质量增速与试验天数间也表现为幂函数关系。图1显示，盐度0.3～6.0组曲线较接近，基本聚为一组，而盐度9.0与12.0组曲线接近，聚为一组，但明显远离前者。再微分图1中Vw-D方程，得体质量增速加速度(aw，g·d-2)与D的关系方程，代入D可得到各试验天数的体质量增速加速度值(表3)，比较发现，各盐度组罗氏沼虾的aw随养殖天数的增加而逐步增大，盐度0.3～6.0组间aw较接近，盐度9.0、12.0组间的aw较接近，且盐度0.3组的aw与盐度12.0组aw的比值逐步降低。

表3 试验组罗氏沼虾体质量增速加速率

表4 已性别分化罗氏沼虾体长状况

表5 抱卵虾与未产过卵虾的体长

2.3 盐度对罗氏沼虾性别分化和性腺发育的影响

分析不少于30尾已性别分化罗氏沼虾体长情况，由表4可看出，盐度越高，雌雄虾最小个体体长和平均体长越小，盐度12.0组最小，与盐度9.0组无差异(P>0.05)，盐度0.3组最大，与盐度3.0与盐度6.0组无差异(P>0.05)，但与高盐度组(12.0，9.0)存在显著差异(P<0.05)。同时发现，雌雄虾最小个体体长均小于3.00 cm，平均体长3.10～3.66 cm，同盐度组内，雄虾最小个体体长和平均体长大于雌虾。盐度9.0与盐度12.0组的罗氏沼虾性别分化晚于其余低盐度组，养殖20 d时，盐度0.3组已有约30 %的虾性别分化，而高盐度组(9.0、12.0)未见性别分化虾；养殖30 d时，盐度0.3与盐度3.0组观察到的虾全部性别分化，而其余组还可见较多未性别分化虾；养殖40 d时，各试验池中观察到的所有试验虾全部完成性别分化。

图2 试验组3种性腺发育状态罗氏沼虾百分比Fig.2 The percentage of giant freshwater prawn with ovarian development stage in each experiment group for 80 days culturing

分析不少于30尾抱卵虾与性腺未成熟雌虾体长情况，由表5和图2可发现，抱卵虾平均体长随着盐度升高而增大，而性腺未成熟罗氏沼虾平均体长随着盐度升高而减少，盐度12.0组抱卵虾平均体长最大为8.08 cm，显著大于其余组，盐度9.0组次之，盐度0.3组最小，与盐度3.0、6.0组间无差异，盐度0.3组未抱过卵虾平均体长最大，显著大于其余组，盐度12.0组最小。各盐度组间，抱卵虾与未抱过卵虾最小个体体长表现出与平均体长近似的规律。图2显示，已性成熟M型雌虾百分率随着盐度升高而降低，盐度0.3组最高为50.7 %，盐度12.0组最低为2.4 %，而性腺未发育I型雌虾百分率呈现与M型相反的规律，盐度12.0组约71.4 %，盐度9.0组次之，其余组I型占比21.2 %～28.3 %，相互间无差异，显著小于前两组，而性腺近成熟的C型虾在雌虾中所占百分比与盐度关系不显著。

罗氏沼虾的雌性百分比均呈现出随着盐度升高(图3)，雌性比例越高的规律，所有试验池雌虾数量均大于雄虾数量，但卡方检验结果表明，试验末所有试验池雌雄性别比符合1∶1的理论值(P>0.05)，可见盐度对性别比基本无影响。

图3 罗氏沼虾雌性率Fig.3 The female rate of giant freshwater prawn in each experiment group

3 讨 论

3.1 盐度对罗氏沼虾存活及生长的影响

水生动物体液渗透压等于外界时，水体盐度可称为等渗点。水体盐度高于或低于等渗点，水生动物需消耗能量平衡体内的渗透压，偏离越远，耗能相对越多[13-17]。潘鲁清等[18]报道了不同盐度条件下，日本囊对虾仔虾的存活率及生长速度间存在显著差异，适宜盐度范围是15～35；张瑞标等[19]认为盐度显著影响中国明对虾的生长及存活率，在盐度23的水体中生长最佳。本试验结果与此类报道结果一致，认为盐度也显著影响罗氏沼虾的生长存活，且盐度越高成活率越低，试验虾都能蜕壳生长，可见广盐性罗氏沼虾可通过调节自身体液渗透压适应不同盐度。在试验盐度范围内，前50 d，盐度对罗氏沼虾的生长抑制效应是随盐度的升高和养殖周期的延长而越显著，淡水最适宜罗氏沼虾生长。但50 d后，盐度6.0及以下组沼虾体长间不存在差异，盐度12.0组沼虾体长日均增长值为0.053 cm/d，与淡水组的0.058 cm/d基本一致，不同于前50 d，0.057 cm/d的日均增长值显著低于淡水组的0.085 cm/d，且此期间盐度3.0组的日均增长值0.076 cm/d，高于淡水组，也不同于前50 d，低于淡水组。同时前50 d淡水组日均死亡率为0.11 %，明显低于其余4组的0.27 %、0.40 %、0.62 %与0.65 %，50 d后淡水组日均死亡率0.18 %，虽仍低于其余4组的0.22 %～0.35 %，但离差的程度已明显缩小，由此可见，试验50 d后，盐度对沼虾生长的影响不同于前50 d，究其原因，可能与沼虾密度有关，密度低生长速度快，存活率高[20]；也有可能与沼虾繁殖有关，此阶段罗氏沼虾多数个体体长大于5 cm，已初步进入性腺发育阶段，而罗氏沼虾是降海性繁殖虾类[21]，此可能引起罗氏沼虾渗透压调节、体内代谢发生剧烈变化，以适应繁殖需要，针对此还需作进一步研究探讨。

3.2 盐度对罗氏沼虾性别分化和性腺发育的影响

观察发现盐度0.3条件下，罗氏沼虾在养殖15 d后，开始出现性别分化，而盐度12条件下养殖25 d后，才出现第二性征个体，性别分化的日龄随盐度的升高而增加，规格随盐度的增加逐步变小。但多数罗氏沼虾出现第二性征时的体长为2.4～4.0 cm，虽然在性别分化时，盐度低，沼虾性别分化规格大，但生长日龄小，而盐度高，沼虾规格小，但日龄增加了。因此试验认为此与密度对罗氏沼虾性别分化影响的报道一致[22]，即罗氏沼虾幼虾的性别分化与其生长日龄和体长规格都有关，规格是第一要素，生长日龄是第二要素，罗氏沼虾体长只要达到性别分化规格时，就蜕皮发育为雌雄虾，当生长受到抑制时，在生长日龄的持续累积作用下，体长达到一定规格，即使比较小，也会出现第二性征，试验结果表明盐度升高，已性成熟雌虾百分率降低，性腺未发育雌虾百分率升高，此可能也与雌虾规格有关。同时试验表明盐度越高，规格越小；而不同盐度下雌虾性腺已发育规格则没有表现出与性别分化一样明显的规律，盐度高，抱卵沼虾规格反而大，此可能与罗氏沼虾是降海性繁殖虾类有关。

4 结 论

本研究表明盐度显著影响罗氏沼虾生长，性别分化及性腺发育，不同于前50 d，试验50 d后盐度对罗氏沼虾幼虾可能不存在生长抑制效应，对存活的影响也下降，罗氏沼虾性别分化的日龄及规格受盐度影响，而其性别分化与生长日龄和体长规格都有关，规格是首要因素，生长日龄是次要因素，因此可以认为罗氏沼虾性早熟现象不宜表述为较少的生长日龄出现性别分化,性早成熟，而以生长缓慢，性别分化和性成熟个体小型化更为适宜。