长江、黄河和辽河水系野生中华绒螯蟹子三代成蟹养殖性能和性腺发育的比较研究

周永昌 姜晓东 成永旭 吴旭干

(1 上海海洋大学，水产科学国家级实验教学示范中心，上海 201306；2 上海海洋大学，农业农村部淡水种质资源重点实验室，上海 201306；3 上海海洋大学，水产动物遗传育种中心上海市协同创新中心，上海 201306)

中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)俗称毛蟹、河蟹、大闸蟹，隶属于节肢动物门、甲壳纲、十足目、方蟹科、绒螯蟹属，是我国最重要的经济蟹类之一。中华绒螯蟹在中国分布范围较广，在长江、黄河、辽河、瓯江、闽江和图们江等流域均有分布，其中长江流域中华绒螯蟹在池塘养殖条件下具有生长速度快、成蟹规格大品质高等优点，是我国最主要的养殖群体[1]。由于长期的地理隔离，不同地理种群中华绒螯蟹存在明显的养殖性能和遗传多样性差异。比如，高纬度地区的野生和池塘养殖中华绒螯蟹由于环境温度较低，其生殖蜕壳时间通常早于低纬度地区，因此成蟹的生长期较短，平均体质量较小[2]。本课题组于2013年底将长江、黄河和辽河水系野生蟹种引进到长江流域进行池塘养殖、种质资源评价和优异种质挖掘利用，进行了一系列的比较研究。研究结果表明，上述3个水系的野生中华绒螯蟹在生长性能、性腺发育[3]、营养品质[4-5]、形态特征[6]以及遗传多样性[7]等方面均存在明显差异。

为进一步了解不同水系野生中华绒螯蟹繁育数代后子代的生长性能和生殖蜕壳时间差异，本课题组在相同条件下进行辽河、黄河和长江水系野生中华绒螯蟹人工繁殖并养殖至第三代(G3)，评价3个水系的G3在成蟹阶段的生长性能、生殖蜕壳、性腺发育和最终养殖性能(成活率、平均体质量和饲料系数)的差异，以期为中华绒螯蟹种质资源评价、新品种培育和环境适应性研究提供基础资料。

1 材料和方法

1.1 蟹种来源与养殖条件

3个水系的子三代(G3)蟹种均来自上海海洋大学崇明产学研基地，为2013年10—11月采集的辽河、黄河和长江水系野生亲本所繁育，至2019年已繁育至子三代(G3)成蟹阶段。本试验于2019年2—12月在崇明上海海洋大学基地进行，选用12口室外池塘(长10.4 m，宽7.6 m，水深1.2 m)进行养殖试验(每个水系4口平行池塘)，每口池塘四周设有30 cm高的防逃围板，以防止试验蟹逃逸或野杂蟹进入。每口试验池塘放养扣蟹100只(雌、雄各半)，蟹种初始放养规格见表1。

表1 不同水系蟹种初始放养体质量

1.2 养殖管理

2018年12月底使用漂白粉(每口池塘15 kg)对试验池塘进行消毒和清塘，2周后在池塘内种植伊乐藻供中华绒螯蟹隐蔽，伊乐藻株距为1.5 m，行距为2 m。2019年2月10日在各池塘中放入不同水系蟹种，当池塘日平均水温达到13 ℃以上时开始投喂配合饲料，饲料粒径大小为2.2 mm，早期每2～3 d投饲1次，投喂时间为17:00左右，投喂方式为全池泼撒。当水温高于21 ℃时，改为每日投饲1次，阴天适当减少投喂量，雨天不投饲。投饲量为中华绒螯蟹总体质量的0.5%～5.0%，并根据水温和残饲情况进行调整。养殖期间根据池塘水质情况采取适量的调控措施以维持良好水质，合理控制池塘内伊乐藻的密度，既要防止水草过少不利于中华绒螯蟹隐蔽栖息，又要防止伊乐藻过密造成水体缺氧，影响中华绒螯蟹的正常生长和发育。每周使用试剂盒测定水质1次，监测每口池塘水体的氨氮、亚硝酸盐和pH等指标。试验期间保持水体pH 在7.0～9.0、DO>3 mg/L、氨氨<0.4 mg/L、亚硝酸盐<0.15 mg/L。每半个月消毒1次，并合理使用EM菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌等微生物制剂对水质、底质进行调控。7—10月夜间采用微孔增氧设施进行池塘底部增氧，防止缺氧影响中华绒螯蟹摄食和生长。

1.3 数据采集

1.3.1 生长情况

分别于5月25日、7月25日、9月25日和11月25日从每口池塘随机采集雌、雄个体各20～30只进行称量，称量前先用干毛巾擦干蟹体表水分。根据每次采样结果计算雌、雄个体的增重率(WGR)和特定增长率(SGR)，计算公式[8]如下。

增重率(%)= 100×(Wt-Wt-1)/Wt-1

(1)

特定生长率(%/d)= 100×(lnWt-lnWt-1)/D

(2)

式(1)～(2)中，Wt指第t月蟹的平均体质量(g)，Wt-1指第t-1月蟹的平均体质量(g)，D为采样的间隔时间(d)。

1.3.2 生殖蜕壳和性腺发育情况

自7月25日开始，每隔15 d左右从每口池塘分别采样雌、雄个体各15只，根据外部特征判断其是否已经完成生殖蜕壳，据此统计雌、雄个体完成生殖蜕壳的比例。雄体主要依据交接器是否突出和硬化、大螯绒毛覆盖面积和长度、壳是否为青色等来判断；雌体主要依据腹脐形状、腹脐绒毛长度和壳的颜色等来判断。

当其中1个种群雌体或雄体生殖蜕壳比例达到50%以上后，每隔15 d对3个种群的雌体或雄体进行解剖，并按照各个种群生殖蜕壳比例取样，每个种群雌、雄成蟹各采样8只个体(每口池塘取样雌、雄蟹各2只)，精确称量后进行活体解剖，取出每只蟹的全部肝胰腺和性腺，用电子天平精确称量(精确到 0.001 g)后，计算肝胰腺指数(HSI)和性腺指数(GSI)，计算公式如下。

肝胰腺指数(%)=肝胰腺质量/体质量×100

(3)

性腺指数(%)=性腺质量/体质量×100

(4)

1.3.3 养殖性能

试验于12月10日停止，随后排干试验池塘,捕出剩余的中华绒螯蟹，统计每口池塘中存活的雄体和雌体的数量并称量。然后根据每口池塘捕获雌、雄个体的总体质量计算最终成蟹的平均规格，并据此计算成活率和单位产量。参照He等[9]的方法，对最终捕获的所有成蟹按体质量进行规格分级，并统计3个种群成蟹各规格区间所占比例。雄蟹分为6级：<120.00 g、120.00 ～144.99 g、145.00 ～169.99 g、170.00 ～194.99 g、195.00 ～219.99 g、≥220.00 g；雌蟹分为5级：<90.00 g、90.00 ～104.99 g、105.00 ～119.99 g、120.00 ～134.99 g、≥135.00 g。根据试验期间投喂的饲料计算饲料系数(FCR)，计算公式如下。

饲料系数=消耗饲料总质量/(最终产出蟹总体质量-最初放养扣蟹体质量)

(5)

1.4 数据分析

所有数据采用“平均值±标准误”表示。采用SPSS 26.0软件对试验数据进行统计分析，用Levene法进行方差齐性检验，当数据不满足齐性方差时对百分比数据进行反正弦或者平方根处理，采用单因子ANOVA对试验结果进行方差分析，采用Turkey法进行多重比较；当数据转换后仍不满足齐性方差时，采用Games-Howell非参数检验对多重比较[10]。取P<0.05为差异显著，在GraphPad Prism软件上绘制相关图表。

2 结果

2.1 生长性能

3个水系的G3在成蟹阶段的体质量变化情况如图1所示。虽然长江水系雌、雄个体在5月份的平均体质量低于辽河和黄河群体，但其在养殖中后期(7—11月)的平均体质量整体高于另外2个群体，且11月份长江水系雄蟹的平均体质量显著高于辽河群体(P<0.05)。黄河水系中华绒螯蟹在7—11月间的平均体质量一直居于长江水系和辽河水系之间。

3个水系的G3在成蟹阶段的增重率(WGR)见图2。大多数月份3个水系G3的WGR差异不显著，仅长江水系雄体在5—7月和9—11月两个时间段的WGR显著高于辽河水系(P<0.05)。3个水系群体特定生长率(SGR)的变化趋势与WGR类似，其中长江水系雄体仅5—7月份的SGR显著高于辽河群体(P<0.05)(见图3)。

2.2 生殖蜕壳率和性腺发育

图4为3个水系G3在成蟹养殖阶段的生殖蜕壳率变化情况。由图4可以看出，成蟹生殖蜕壳大多集中在8月中下旬至9月上旬。无论雌体和雄体，3个水系中华绒螯蟹在各个采样时间点的生殖蜕壳率由高到低依次为：辽河>黄河>长江。就雄体而言，8月15日时长江水系蟹尚未发现完成生殖蜕壳的个体，而黄河和辽河水系蟹的生殖蜕壳率达10%左右，并且辽河水系蟹的生殖蜕壳率显著高于黄河水系(P<0.05)。此外，辽河水系在8月30日的生殖蜕壳率显著高于其余2组(P<0.05)。就雌体而言，7月25日时长江水系群体尚未发现完成生殖蜕壳的个体，而黄河和辽河水系的生殖蜕壳率在2%左右。8月30日3个水系生殖蜕壳率均已超过80%，9月15日前后3个水系群体均已基本完成生殖蜕壳。

3个水系中华绒螯蟹性腺发育期间的性腺指数(GSI)和肝胰腺指数(HSI)的变化情况见图5和图6。不论雌体和雄体，3个水系中华绒螯蟹的性腺指数均为：长江水系<黄河水系<辽河水系，其中辽河雌体在10月20日的性腺指数显著高于长江水系。各组之间肝胰腺指数的差异较小，仅黄河水系在10月20日时的肝胰腺指数显著低于辽河水系(P<0.05)。

2.3 最终养殖性能

3个水系中华绒螯蟹的最终成活率、平均体质量、单位产量及饲料系数见表2。在平均体质量方面，不论雄体、雌体还是整体平均体质量，均为长江水系>黄河水系>辽河水系，且长江水系雄体和整体平均体质量显著高于辽河水系(P<0.05)；就成活率而言，各组之间差异较小，雄体成活率均在52.50%左右，雌体成活率均在47.00%左右。各水系之间的最终单位产量与平均体质量相一致，即长江水系>黄河水系>辽河水系，但各水系之间无显著性差异(P>0.05)。在饲料系数方面，辽河和黄河水系高于长江水系，但各组之间无显著性差异(P>0.05)。

表2 3个水系中华绒螯蟹G3在成蟹养殖阶段的最终平均规格、成活率、单位产量及饲料系数

3个水系中华绒螯蟹的最终规格分布如图7所示。就雄体而言，长江水系主要分布于120～220 g规格区间内，黄河水系主要分布于145～195 g规格区间内，辽河水系主要分布于120～220 g规格区间内。此外，辽河水系蟹体质量<145 g的比例显著高于长江和黄河水系，长江水系在145～170 g规格区间内的比例显著低于黄河水系，而>195 g规格的比例显著高于黄河水系和辽河水系(P< 0.05)。就雌体而言，辽河水系蟹体质量主要分布于90～120 g规格区间内，黄河水系<90 g规格的比例显著较低，而120～135 g规格的比例显著较高(P<0.05)。长江水系在90～105 g规格区间的比例显著较低，而>135 g规格的比例显著较高(P< 0.05)。

3 讨论

由于我国各大流域在水温、水流、盐度、食物、生存空间以及生物群落等方面均存在差异，各流域野生中华绒螯蟹在长期的地理隔离下已分化出不同的生长性状[11]。就我国中华绒螯蟹养殖区域较为集中的长江、黄河以及辽河流域而言，长江流域由于温度适宜、环境条件优越，该地区中华绒螯蟹往往生长周期长，成蟹最终规格较大；而黄河和辽河流域因温度较低，导致中华绒螯蟹生长周期较短，性腺发育早，最终规格较小[12]。在前期的研究中，课题组将黄河和辽河水系野生蟹种(G0)移至长江水系进行成蟹养殖，并与长江流域本土野生蟹种的养殖性状作比较，结果显示，3个水系的野生中华绒螯蟹生长性状差异明显，具体表现为：长江水系雄、雌个体最终平均体质量分别比辽河水系高24.61%和10.11%，而辽河水系雄、雌个体的最终性腺指数均显著高于长江水系个体[3]。本试验中，黄河水系和辽河水系野生中华绒螯蟹在长江流域人工繁殖3代后仍一定程度上保留着最终规格较小且性腺发育提前的特性，但长江水系G3雄、雌个体的最终平均体质量仅比辽河水系高出11.59%和8.33%，明显低于G0个体之间的生长性能差异。此外，就性腺发育而言，3个水系G3雌体存在显著差异，而3个水系G3雄体最终性腺指数的差异较小。这些结果均表明，虽然3个水系G3个体在成蟹阶段的养殖性能和性腺发育仍存在差异，但组间差异明显小于G0原代。

环境条件和饵料状况是影响中华绒螯蟹生长性状的重要因素[13-14]。本研究中，3个水系的野生亲本经过人工繁育并养殖3代后，野生原代在自然环境中所特有的生长性状差异明显减小，说明自然水域与人工池塘环境条件的差异可能导致3个水系G3个体的生长性状趋同[15-16]。之前对该物种的研究同样表明，生存环境对其表观性状影响较大，比如先前的研究中，辽河、黄河和长江水系野生扣蟹和成蟹的头胸甲形态特征均存在显著差异[6，17]，但是3个水系野生中华绒螯蟹在长江流域繁育并养殖一代后，其形态学差异基本消失[18]。同样的，虽然长江流域野生和池塘养殖蟹种的形态学差异较大，但由于这些形态特征差异在选育过程中逐渐消失，因而形态学特征不能作为中华绒螯蟹良种选育的可靠指标[19]。此外，野生生态系统中天然饵料的丰富度和可食用性有限，不同水域的天然饵料资源情况也各异，而3个水系G3个体在池塘养殖过程中主要以配合饲料为食，不存在敌害生物和饥饿胁迫，这可能是导致3个水系G0和G3差异情况不同的另一个因素[20-21]。

综上所述，3个水系野生中华绒螯蟹人工繁育第3代在成蟹养殖阶段同样存在生长性状差异，但组间差异已明显小于3个水系的野生原代。3个水系野生中华绒螯蟹进一步繁育后的生长性状差异有待后续研究探明。