1龄性早熟中华绒螯蟹早熟性状遗传能力的研究

郑 岩，梁 芳，耿 丹，李 杨，刘 胥

( 盘锦光合蟹业有限公司，辽宁省中华绒螯蟹育种重点实验室，辽宁 盘锦 124200 )

中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)属节肢动物门、甲壳纲、十足目、方蟹科、绒螯蟹属，别称河蟹、大闸蟹，在我国主要分布于长江水系、辽河水系、瓯江水系三大淡水水系中，是我国淡水渔业的重要经济养殖品种。

我国中华绒螯蟹从蟹苗繁育、蟹种培育、成蟹养殖、成蟹加工再到出口创汇形成了稳固的产业链，已成为各地农业增收、农(渔)民致富的重要途径之一[1]。而在蟹种培育阶段，1龄性早熟问题一直以来都是阻碍产业发展的顽疾，这种蟹在第二年成蟹养殖阶段成活率极低，有研究报道，用性早熟蟹种养殖成蟹死亡率可达60%～90%[2]。养殖者都将其作为养殖过程中的淘汰对象，广大学者则关注其发生机理，以降低其产生为研究目标。早期的研究多从外在因素入手，认为环境因素如温度、盐度和管理因素如养殖密度、饲料精度等是影响中华绒螯蟹1龄性早熟的原因，并且可以从这些方面着手降低性早熟比例。如何正侃等[3]研究认为，单一的饲料会增加性早熟的比例，可以通过提高养殖密度，增加植物性饵料占比等措施降低蟹种性早熟比例；张列士等[4]分析3年的样本数据认为，盐度、温度和营养是促使中华绒螯蟹当年性早熟的原因；章星明[5]研究认为，长期高温、营养过剩是造成幼蟹早熟的主要原因，降低性早熟比例要从环境、饲料等多方面采取措施；朱雅珠等[6]提出，可以通过调控饲料中胆固醇的含量控制1龄性早熟的比例。近些年来随着技术的发展，研究者偏重于从中华绒螯蟹自身内部寻找原因。如杜晓燕等[7]通过研究积温和营养对辽蟹和沪蟹性早熟的影响后认为，遗传是导致性早熟的主要原因；魏薇等[8]研究中华绒螯蟹血淋巴中的钙离子和雌二醇水平后认为，外界因素影响体内激素水平和离子水平的变化是中华绒螯蟹性早熟的内在生理原因；张佳鑫等[9]发现，性早熟蟹Y-器官中一些基因表达上调；李海燕等[10]研究发现，性早熟个体存在种质退化现象，认为种质退化是导致性早熟的原因。然而限于技术水平，中华绒螯蟹1龄性早熟的原因尚无确切论断，多种因素综合作用导致性早熟是被广泛认可的观点，顾景龄等[11]就指出，盐度高、积温高、体内有细菌、饲料过精、种质退化等多种原因会导致蟹种的性早熟，预防要综合考虑，需从多方面着手。

笔者选取选育过程中突变的性早熟比例较高的家系，采用家系内自交的方式连续繁育，以期找出性早熟这一性状的遗传规律，为降低性早熟比例和合理利用性早熟提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验用蟹及养殖管理

试验用早熟蟹、选育蟹取自盘锦光合蟹业有限公司育种基地，在育种车间培育至大眼幼体即蟹苗供试验使用，非选育蟹蟹苗购自盘锦个体孵化场。蟹苗规格为1.5×105～1.6×105只/kg。

3种蟹苗同时在稻田围隔系统中进行养殖。围隔有效面积40 m2，围隔内按照行距30 cm、株距20 cm栽种水稻，每个围隔投放蟹苗2500只。每个家系养殖3个围隔。养殖周期自6月上旬投放蟹苗入围隔开始，至10月上旬围隔起捕结束。根据水稻生长水深由10 cm逐渐加至20 cm后保持不变，定期换水，监测水质指标，保持溶解氧≥5 mg/L，氨氮≤1 mg/L。养殖期间全程投喂配合饲料。使用RC-4水温记录仪记录养殖期间水温，温度探头位于稻田垄间离地5 cm处，水温每30 min记录1次。

1.2 养殖性能测定

2015年10月从选育家系中挑选1龄性早熟个体作亲本随机交配获得23个F1家系；2016年F1亲本产出幼体得到F1代蟹苗，经过1个养殖周期选择F1代中早熟比例达到80%以上的家系采用家系内自交的方式获得5个F2代家系；2017年F2亲本产出幼体得到F2代蟹苗，经过1个养殖周期选择F2代中早熟比例达到80%以上的家系采用家系内自交的方式获得4个F3代家系；2018年F3亲本产出幼体得到F3代蟹苗，经过1个养殖周期后F3代各家系早熟比例低于1%；试验结束。

分别于2016年、2017年、2018年10月上旬完成所有围隔试验蟹的回捕，分别对每个围隔中得到的扣蟹和早熟蟹进行计数、称量质量。1龄性早熟的判断参考文献[2]的方法：一看腹部，正常蟹种，不论雌雄，腹部狭长且略呈三角形，性早熟雌蟹腹部变圆且周围密生绒毛；二看交接器，正常蟹种，交接器为软管状，性早熟雄蟹的交接器为坚硬的骨质化管状体；三看绒毛，正常蟹种螯及步足的绒毛短且稀疏，性早熟蟹种绒毛长、稠密且颜色较深。

1.3 数据分析

试验数据通过Excel 2007整理，使用SPSS 26.0进行分析。

P=n1/n2×100%

RT=n2/n×100%

RK=n3/n×100%

RZ=n4/n×100%

式中，P为早熟比例(%)，RT为总回捕率(%)，RK为扣蟹回捕率(%)，RZ为早熟蟹回捕率(%)，n1为早熟蟹数量(只)，n2为回捕蟹数量(只)，n3为回捕扣蟹数量(只)，n4为回捕早熟蟹数量(只)，n为投放蟹苗数量(只)。

2 结 果

2.1 3代早熟蟹扣蟹养殖结果比较

3个世代的早熟蟹养殖结果见表1。扣蟹规格F3与F1差异显著(P<0.05)，早熟蟹规格3个世代之间差异不显著。扣蟹回捕率F2与F1差异不显著，F3与F1、F2差异显著(P<0.05)。早熟比例F2与F1差异不显著，且F2稍高，F3与F1、F2差异显著(P<0.05)，F3远小于F1、F2。早熟蟹回捕率F2与F1差异不显著，且F1稍高，F3与F1、F2差异显著(P<0.05)，F3远小于F1、F2。说明早熟这一性状在1次自交后有所降低，连续2次自交后迅速降低。

表1 3代早熟蟹养殖结果统计

养殖积温F3最高，F1次之，F2最低，这与3代的早熟蟹回捕率没有对应关系(表2)，所以可以认为本试验中温度的高低对3代早熟蟹的早熟比例没有明显影响。

2.2 3代早熟蟹养殖性能相关性

对早熟蟹养殖性状进行相关性分析(表3)，早熟蟹回捕率与扣蟹规格极显著正相关(P<0.01)，与扣蟹回捕率、总回捕率极显著负相关(P<0.01)，扣蟹规格与扣蟹回捕率、总回捕率极显著负相关(P<0.01)，扣蟹回捕率与总回捕率极显著正相关(P<0.01)，早熟比例与扣蟹规格、早熟蟹规格、早熟蟹回捕率极显著正相关(P<0.01)，与扣蟹回捕率、总回捕率极显著负相关(P<0.01)。

表2 3代早熟蟹养殖期间水温统计

表3 3代早熟蟹养殖性状间的相关系数

2.3 早熟蟹扣蟹养殖结果与同期选育蟹和非选育蟹比较

以同期选育蟹和非选育蟹养殖结果平均值为参考对早熟蟹养殖结果进行单样本t检验，结果见表4～表6。

表4 早熟蟹F1与同期选育蟹和非选育蟹生物性能的比较

表5 早熟蟹F2与同期选育蟹和非选育蟹生物性能的比较

表6 早熟蟹F3与同期选育蟹和非选育蟹生物性能的比较

扣蟹规格F1与同期选育蟹差异不显著，与同期非选育蟹差异极显著(P<0.01)，非选育蟹规格较大。早熟蟹规格F1与同期选育蟹差异显著(P<0.05)，选育蟹较大，与同期非选育蟹差异不显著，非选育蟹较大。扣蟹回捕率F1与同期选育蟹差异极显著(P<0.01)，选育蟹较高，与同期非选育蟹差异极显著(P<0.01)，F1较高。早熟蟹回捕率F1与同期选育蟹差异极显著(P<0.01)，F1较高，与同期非选育蟹差异极显著(P<0.01)，非选育蟹较高。

扣蟹规格F2与同期选育蟹差异不显著，与非选育蟹差异显著(P<0.05)，F2较大。早熟蟹规格F2和同期选育蟹差异不显著，与同期非选育蟹差异显著(P<0.05)，F2较大。扣蟹回捕率F2与同期选育蟹和同期非选育蟹差异极显著(P<0.01)，F2较低。早熟蟹回捕率F2与同期选育蟹和同期非选育蟹差异极显著(P<0.01)，F2较高。

扣蟹规格F3与同期选育蟹差异不显著，与同期非选育蟹差异极显著(P<0.01)，非选育蟹较大。早熟蟹规格F3与同期选育蟹差异不显著，与同期非选育蟹差异显著(P<0.05)，F3较大。扣蟹回捕率F3同期选育蟹和非选育蟹差异极显著(P<0.01)，非选育蟹最低，选育蟹最高。早熟蟹回捕率F3与同期选育蟹和非选育蟹差异极显著(P<0.01)，F3最低，非选育蟹最高。

3 讨 论

3.1 非遗传因素对1龄性早熟的影响

通常认为，高积温、高盐度和高精饲料是容易引起中华绒螯蟹1龄性早熟的主要外在因素。能够导致性早熟的具体积温数值尚未见明确报道，通常认为，积温越高越易性早熟。笔者监测了3年的养殖水温，统计结果并不符合这一通常的认知结果，早熟蟹回捕率中，早熟蟹一直下降，选育蟹先升后降，非选育蟹先降后升，并且升降幅度也没有规律。推测认为：一是积温高低不是引起性早熟的主要原因；二是由于水稻的遮光作用，养殖环境水温始终处于一个相对稳定的温度水平，不足以诱发性早熟产生，这一观点尚需试验验证。常规水稻生长对盐度有严格的要求，所以本试验3年的养殖水体盐度始终在1以下，参照魏薇等[8]的结论，本试验中盐度不是引起性早熟的原因。并且本试验3年养殖使用的是同一品牌的配合饲料，该饲料蛋白含量为23%，在河蟹饲料里属于较低水平，所以饲料的因素也可以排除。因此可以认为本试验中性早熟是由遗传因素引起的。

3.2 遗传对1龄性早熟的影响

本试验中早熟蟹回捕率F1到F2有所降低，F2到F3则极速降低，以至于试验终止。分析认为，这与本试验采用家系内自交繁育的方法有关，家系内自交是近交的一种方式。马大勇等[12]研究指出，近交能够清除遗传负荷，有害基因会在近交中被清除，而1龄性早熟被普遍认为是有害的；殷悦等[13]的研究表明，位于MIH基因内含子上一个SNP位点与中华绒螯蟹性早熟之间存在显著相关性。所以推测遗传是导致1龄性早熟的主要因素，并且得出，与1龄性早熟相关的基因，比较容易通过近交清除。所以经过2次自交，清除掉大部分和1龄性早熟相关的基因后F3整体的养殖性能大幅度提高，表现为扣蟹回捕率的大幅度提高，与之紧密相关的总回捕率也大幅度提高。

杜晓燕等[7]通过对不同地理品系中华绒螯蟹之间1龄性早熟的比较，认为遗传是导致性早熟产生的主要原因，但经验显示，不同地理品系中华绒螯蟹之间在养殖性能上存在比较明显的差异；羊茜等[14-15]研究发现，不同水系的蟹种在养殖性状上会表现出较大的差异。笔者选用来自同一个选育群体的性早熟蟹，并在相同条件下进行养殖，消除地域差异的影响后，得出了相同的结论。但是本试验只在宏观的养殖性能方面进行了试验，未能涉及到基因水平，所以推测中华绒螯蟹1龄性早熟主要由遗传决定，至于具体由哪些基因决定，基因的作用机理，以及基因和环境因素的相互作用还需要进一步试验研究。

3.3 1龄性早熟的预防与应用

根据养殖经验，回捕率越低，绝对养殖密度越低，收获的中华绒螯蟹的规格越大。本试验结果显示，养殖群体中正常扣蟹规格、早熟蟹规格均与养殖群体回捕率显著负相关，完全符合这一经验。而群体回捕率与早熟比例显著负相关，理论上证明了1龄性早熟不利于扣蟹养殖的经验，支持了养殖人员采取措施降低性早熟的做法。早熟比例与扣蟹规格和早熟蟹规格均显著正相关，推测是由于早熟影响使得扣蟹和早熟蟹总量较少，绝对养殖密度较低，在养殖区域获得饵料等生长资源的难度降低，存活的扣蟹和早熟蟹更容易长大。所以适当增加养殖密度来降低1龄性早熟比例是比较容易实施且效果明显的方法，但是也要注意扣蟹规格和回捕率高度负相关，应避免过高的密度影响扣蟹规格。

笔者发现，经过连续2代自交后，试验早熟蟹1龄性早熟这一性状快速衰退至消失，其正常后代的养殖性能与选育蟹逐渐趋同并且优于非选育群体，而非选育蟹则存在较大的波动。分析认为，在天然的中华绒螯蟹种群内存在着各种不利于养殖的基因，人工繁育养殖是一个基因抽样的过程，不同的基因组合会表现出不同的养殖性能。非选育群体人为干预程度低，所以非选育群体养殖性能表现不稳定。选育是人为的保留有益基因剔除有害基因的过程，本试验结果表明，自交可以快速清除早熟这一有害基因，对于群体而言这又可以看作是纯化有益基因的过程，所以选育群体的养殖性能会稳步提高。可见，选育是提升中华绒螯蟹种质，降低早熟比例的有效途径。

王海宁等[16]研究表明，在成蟹养殖阶段，1龄性早熟家系保留了一定的早熟特性，生殖蜕壳早于正常家系，但是其生长性能不如正常家系。朱王玲等[17]研究发现，1龄早熟F1个体亦可以生长至2龄正常成蟹规格，说明早熟蟹可以合理利用。所以推测通过1龄性早熟自交后代和正常2龄成熟蟹杂交，可在提早生殖蜕壳达到早上市的同时保留正常蟹优良性状，是解决中华绒螯蟹集中大规模上市影响效益的一个途径，是把有害因素转变成有益因素的一个思路，有待于进一步研究。

4 结 论

中华绒螯蟹1龄性早熟主要由遗传引起，1龄性早熟对中华绒螯蟹种群不利，可以通过自交的方法快速消除。调控养殖密度是有效的预防1龄性早熟的方法。选育是提升中华绒螯蟹种质、降低1龄性早熟比例的有效途径。