温度和饵料种类对彩色金黄水母（Chrysaora colorata）螅状体生长发育的影响

周强，王云忠，齐继光，王玮，李达

（青岛海洋科技馆，山东 青岛 266003）

近年来，观赏性水母人工繁育的研究受到极大关注。在众多观赏性水母中，刺胞动物门（Cnidaria）钵水母纲（Scyphomedusae）旗口水母目（Semaeostomeae）游水母科（Pelagiidae）金黄水母属（Chrysaora）的彩色金黄水母（俗称紫海刺）是各大海洋馆科普展示的主要品种之一。彩色金黄水母主要通过有性繁殖和无性繁殖来维持或扩大水母种群数量，而出芽生殖、足囊生殖、横裂生殖等无性繁殖方式是该物种提高种群数量的重要方式。虽然彩色金黄水母早已进入大众视野，但现阶段有关该物种的人工繁育研究较少，针对该物种人工保种的研究数据整理尚不完善，并未构建完善其饵料营养体系，且研究多集中于形态学、分类学和系统发育学领域[1]。目前，在人工条件下，主要通过水母螅状体横裂释放碟状体来获得更多的水母成体，因此，针对该水母螅状体生长条件及繁殖机制研究尤为重要。近年来，对水母的研究主要集中于造成水母暴发事件的几个物种，如同为钵水母纲观赏性水母的海月水母（Aurelia aurita）[2-9]和海蜇（Rhopilema esculenta）[10-17]，研究侧重于探讨环境因子对水母螅状体种群数量变化的影响等。在诸多外界因素中，温度条件和饵料水平是直接制约水母螅状体种群数量变化的关键因素[18-23]。本文选取了钵水母纲旗口水母目的彩色金黄水母螅状体为试验对象，结合目前该水母人工繁育现状及其在天然海域分布特点设置实验条件，初步探讨了温度梯度和饵料营养水平对其水母螅状体生长发育的影响，旨在为进一步开展钵水母纲观赏性水母螅状体长期保种繁育研究提供一定数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

彩色金黄水母螅状体采自青岛海洋科技馆，取其长势良好大小均等的水母螅状体（出芽生殖后48 h）作为试验对象。每个试验组7 只，培养在1 L 的玻璃烧杯中。试验用水为青岛即墨鳌山湾的砂滤海水，盐度（33±1），pH8.0，亚硝态氮含量小于0.02 mg/L，总氨氮含量小于0.05 mg/L。试验饵料分别为卤虫（Artemia）无节幼体、凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）、安氏伪镖水蚤（Pseudodiaptomus annandalei Sewell）。安氏伪镖水蚤、卤虫无节幼体为青岛水族技术协同创新研究中心人工孵化培养，凡纳滨对虾（活体）采购于市场。

1.2 方法

根据饵料种类及营养成分特点，选取卤虫无节幼体、凡纳滨对虾、安氏伪镖水蚤3 种常见饵料。卤虫无节幼体组以每个水母螅状体每次摄食10 只卤虫无节幼体的量为准[24]。凡纳滨对虾组和安氏伪镖水蚤组的水母螅状体摄入饵料量，以10 只卤虫无节幼体湿重等重的量为准。为确保每个水母螅状体能够充分摄食，采用特制滴管和解剖针将饵料轻轻移到水母螅状体口盘边缘的触手处。实验设15℃、20℃和25℃3 个温度梯度。实验前将全部水母螅状体培养在智能光照生化培养箱黑暗培养。每组设3个平行，每天上午10：00 定时投喂一次，投喂4 h 后全部换水。试验周期为60 d。与以往研究不同的是,此次试验对新增水母螅状体不做任何处理。

1.3 指标测定及数据分析

实验期间，观察并记录水母螅状体的状态，包括水母螅状体横裂数、总螅状体数、出芽量、出芽水母螅状体数、释放碟状体数等。每天用显微镜（Olympus SZX16）观察水母螅状体的无性繁殖行为及生长，定期（每10 d 一次）测量水母螅状体柄径大小作为生长指标。柄径指口面观圆周最大水平面的直径长，不为圆形时取直径最大值与最小值的和的平均值。观察发生出芽生殖和横裂生殖释放碟状体的试验组，计算其出芽生殖和横裂生殖两种无性繁殖方式所占比重变化。试验数据用平均数±标准差（Mean±SD）表示，用Excel 软件对数据进行处理，用SPSS 软件对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同温度和饵料种类对彩色金黄水母螅状体柄径生长的影响

卤虫无节幼体组中，15℃下和20℃水母螅状体柄径生长趋势差异显著（P＜0.05）；15℃下和25℃下水母螅状体柄径生长趋势差异显著（P＜0.05）；20℃下和25℃下水母螅状体柄径生长趋势差异极显著（P＜0.01）（图1）。

图1 卤虫无节幼体组不同温度下螅状体柄径日生长变化Fig.1 Daily growth of the diameter of manubrium atdifferent temperatures in Artemia nauplii group

3 个温度条件下，凡纳滨对虾组水母螅状体柄径生长趋势差异不显著（P＞0.05）（图2）。

图2 凡纳滨对虾组不同温度下螅状体柄径日生长变化Fig.2 Daily growth of the diameter of manubrium at different temperatures in Penaeus vannamei group

15℃和20℃下安氏伪镖水蚤组中水母螅状体柄径生长趋势差异极显著（P＜0.01）；15℃和25℃下水母螅状体柄径生长趋势差异显著（P＜0.05）；20℃和25℃下水母螅状体柄径生长趋势差异极显著（P＜0.01）（图3）。

图3 安氏伪镖水蚤组不同温度下螅状体柄径日生长变化Fig.3 Daily growth of the diameter of manubrium at different temperatures in P.annandalei Sewell group

15℃下，卤虫无节幼体组和凡纳滨对虾组水母螅状体柄径生长趋势差异不显著（P＞0.05）；卤虫无节幼体组和安氏伪镖水蚤组水母螅状体柄径生长趋势差异极显著（P＜0.01）；凡纳滨对虾组和安氏伪镖水蚤组水母螅状体柄径生长趋势差异极显著（P＜0.01）（图4）。

图4 15℃下不同饵料组螅状体柄径日生长变化Fig.4 Daily growth of the diameter of manubrium in different groups at 15℃

20℃下，卤虫无节幼体组和凡纳滨对虾组水母螅状体柄径生长趋势差异显著（P＜0.05）；卤虫无节幼体组和安氏伪镖水蚤组水母螅状体柄径生长趋势差异极显著（P＜0.01）；凡纳滨对虾组和安氏伪镖水蚤组水母螅状体柄径生长趋势差异极显著（P＜0.01）（图5）。

图5 20℃下不同饵料组螅状体柄径日生长变化Fig.5 Daily growth of the diameter of manubrium in different groups at 20℃

25℃下，卤虫无节幼体组和凡纳滨对虾组水母螅状体柄径生长趋势差异不显著（P＞0.05），其中凡纳滨对虾组水母螅状体柄径大于卤虫无节幼体组；卤虫无节幼体组和安氏伪镖水蚤组水母螅状体柄径生长趋势差异极显著（P＜0.01）；凡纳滨对虾组和安氏伪镖水蚤组水母螅状体柄径生长趋势差异极显著（P＜0.01）。试验持续到25～30 d 时，各组水母螅状体柄径均停止生长（图6）。

图6 25℃下不同饵料组螅状体柄径日生长变化Fig.6 Daily growth of the diameter of manubrium in different groups at 25℃

2.2 温度水平和饵料种类对水母螅状体的影响

25℃下卤虫无节幼体组、25℃下凡纳滨对虾组、20℃下安氏伪镖水蚤组和25℃下安氏伪镖水蚤组均未发生横裂的水母螅状体。各组中仅15℃下安氏伪镖水蚤组未出现出芽生殖现象，其余各组均启动了出芽生殖。20℃下卤虫无节幼体组的总螅体数多于其他各组。仅3 组横裂释放了碟状体，分别是15℃下卤虫无节幼体组、20℃下卤虫无节幼体组和15℃下安氏伪镖水蚤组，其中15℃下卤虫无节幼体组释放碟状体数量最多，15℃下安氏伪镖水蚤组仅释放了少量的碟状体（表1）。

表1 不同温度水平和不同饵料组间水母螅状体无性繁殖数据统计对比Tab.1 Comparison of data on the asexual reproduction in polyps under diffenent temperature and bait style

实验过程中，在同时出现出芽和横裂生殖两种无性生殖方式的组中，15℃下凡纳滨对虾组和20℃下卤虫无节幼体组水母螅状体发生横裂生殖比重均小于出芽生殖，20℃下凡纳滨对虾组水母螅状体发生横裂生殖和出芽生殖的数量相当，15℃下卤虫无节幼体组水母螅状体发生横裂生殖比重大于出芽生殖。15℃下凡纳滨对虾组中，水母螅状体易启动出芽生殖，且所占比重要高于20℃下。而卤虫无节幼体组中，15℃下水母螅状体启动横裂生殖比重要高于20℃下（图7）。

图7 4 组水母螅状体同时出现出芽生殖和横裂生殖所占比重Fig.7 The ratio of the number of spitted and budding polyzoids in 4 groups

15℃和20℃下，3 个饵料组中水母螅状体均启动横裂生殖，并产生了不同长度的裂节，但只有凡纳滨对虾组产生裂节后渐渐消失，并未释放出碟状体。25℃下，3 个饵料组直到试验结束均未发生横裂。15℃下凡纳滨对虾组水母螅状体最先出现裂节并进入横裂间期，且横裂间期持续时间最长，最终仅横裂释放较少数量的碟状体。20℃下凡纳滨对虾组水母螅状体进入横裂间期产生裂节，但未进入横裂期，随着时间的推移，直到裂节消失也未释放碟状体。安氏伪镖水蚤组水母螅状体仅在15℃下启动横裂生殖，横裂前期持续时间最长，横裂间期持续时间最短（图8）。

图8 各组水母螅状体横裂前期、横裂间期和横裂期所用时间对比Fig.8 Comparison of the time spent in the prophase,interphase and transverse fissure period of the polyps of each experimental group

3 讨论

3.1 温度和饵料种类是影响彩色金黄水母螅状体生长的关键因素

大量研究都证实水温和饵料对钵水母纲水母螅状体生长发育具有重要影响[25,26]。其中，温度对钵水母纲水母种群生存影响最为关键。保种在10～20℃之间时，海月水母螅状体的成活率达83%以上[2,3]，验证了海月水母具有较强的广温性特点。Lju 等[9]研究认为，持续高温（＞20℃）会导致海月水母螅状体裂解死亡。而本试验发现，彩色金黄水母螅状体与海月水母螅状体适温性略有不同。在20℃下，彩色金黄水母螅状体柄径生长率较高，其他温度下水母螅状体生长较为缓慢且个体较小。试验进行到第26 d 时，25℃下凡纳滨对虾组出现了螅状体解体死亡现象，第37 d 卤虫无节幼体组水母螅状体开始死亡，而安氏伪镖水蚤组直到试验结束未发生死亡现象，可适当考虑在人工保种条件下，双重调控彩色金黄水母螅状体的温度和饵料来提高各个生长阶段的种群数量。Ishii 等[5]在饵料营养水平研究中发现，当饵料水平降低时，不利于水母螅状体的生长发育。试验过程中发现，卤虫无节幼体组和凡纳滨对虾组水母螅状体个体较大、生长速率较快，而安氏伪镖水蚤组水母螅状体个体较小、生长速度较慢，这可能由于在摄入同等饵料量的前提下，安氏伪镖水蚤作为鲜活饵料较卤虫无节幼体和凡纳滨对虾营养水平较低，并未积累过多的能量进行横裂生殖和出芽生殖。但值得关注的是，直到实验结束，安氏伪镖水蚤组的各组都保持着100%的成活率，这说明彩色金黄水母螅状体的存活期与摄食饵料种类存在某种程度上一定关系。25℃下卤虫无节幼体组和凡纳滨对虾组至试验中期（第30 d 左右）水母螅状体逐渐解体死亡。3 种饵料组显示，水母螅状体处于适宜温度条件下摄食量较大、柄径生长较快。长期高温下会抑制水母螅状体正常的生命活动，同时伴有进食后饵料外排现象。因此，满足了适宜温度和摄食充分两个条件，对水母螅状体个体生长发育意义重大。这与Thein 等[26]和孙明等[21,22]开展的钵水母纲水母螅状体生长繁育受温度和饵料共同作用和影响的结论相似，同时也间接地验证了温度和饵料是影响彩色金黄水母螅状体存亡的关键因素。选择卤虫无节幼体作为饵料，可在短期内通过水母螅状体横裂释放碟状体来扩大彩色金黄水母种群数量，但在人工长期保种中，可选择凡纳滨对虾和安氏伪镖水蚤等其他桡足类作为水母螅状体的日常辅助饵料，以保障生物自身生理性能的稳定，实现最大可能延长水母螅状体的存活时间。这对该物种的长期保存及防止种质退化具有一定意义。

3.2 温度水平和饵料种类对彩色金黄水母螅状体横裂生殖影响较大

横裂生殖是钵水母纲水母通过无性繁殖扩大种群数量的重要方式之一。在环境因子对水母生长发育影响研究中，已证实了温度和营养水平是决定水母螅状体启动横裂生殖的最重要因素[10,11,21-23]。付志璐和王一兵[27]深入研究了温度对水母螅状体的横裂开始时间（或预横裂时间）、横裂率和横裂持续时间的影响，证实了高温度下海月水母螅状体横裂持续时间较短，在较低温度下持续时间较长。本试验发现，温度为15℃时，3 个饵料组中彩色金黄水母螅状体均出现了横裂期；20℃时只有卤虫无节幼体组出现横裂期，而凡纳滨对虾组直到横裂间期结束也未释放碟状体，安氏伪镖水蚤组未出现横裂；25℃时，3 个饵料组均未启动横裂生殖，这也再次证明了温度是决定水母螅状体进行横裂生殖及横裂时间持续长短的主要因素，同时，不同种类的饵料对螅状体启动横裂生殖也起到了关键作用。Holst[25]研究发现，当水温从5℃升到10℃时，金黄水母（Chrysaora hysoscella）和海月水母两种水母种群中水母螅状体数量占有较高的比例，而同等温度条件变化下，霞水母属（Cyanea）种类种群数则释放较多数量的碟状体。这与本试验中卤虫无节幼体组和安氏伪镖水蚤组中得出的升温有利于促进螅状体出芽生殖结论较为相似。但本试验中发现，升温（25℃）后彩色金黄水母螅状体并未进行横裂生殖，这与Lju 等[9]认为高温（＞20℃）下海蜇螅状体会通过产生更多数量的碟状体，以及Holst[25]研究的相对升温对霞水母属释放碟状体具有积极影响规律存在明显差异。研究结论的不同可能与不同水母对水温的要求差异较大有关，亦或是在不同种类水母螅状体启动横裂生殖存在一个明确的温度分界线。正如Zhang 等[14]认为，当达到了一定温度条件水母螅状体才可启动横裂机制，如海蜇螅状体温升至13℃以上时才开始横裂产生碟状幼体，但并不是持续升高温度就会提高水母螅状体启动横裂生殖的几率。在本试验的3 个温度下，只有25℃下各组水母螅状体均未发生横裂，20℃下卤虫无节幼体组水母螅状体释放横裂碟状体数多于15℃下。由此可见，15℃和20℃下升温可以促进彩色金黄水母螅状体横裂释放大量碟状体，以提高种群数量，但当温度达到一定的临界值时，水母螅状体停止横裂生殖[14]。还有研究表明[23]，水母螅状体个体的大小与其横裂出的碟状体数量密切相关。本试验也证实了此观点，15℃和20℃下卤虫无节幼体组水母螅状体横裂前期与其它组对比个体较大，其横裂释放碟状体数量远多于其他各组。

饵料种类对水母种群数量变化影响较大，饵料条件好有利于通过横裂生殖扩大种群数量[3,6]，但当饵料营养水平匮乏时，横裂体通常节盘数较少或是单节盘[28,29]。本试验发现，卤虫无节幼体组水母螅状体横裂体节盘数较多，且释放的碟状体数最多，而凡纳滨对虾组虽然产生了裂节但并未横裂更多数量的碟状体。安氏伪镖水蚤组也仅仅横裂了很少的碟状体且裂节较少。试验证明3 种饵料对彩色金黄水母螅状体繁育的影响明显不同。野生水母螅状体多吸附于基质或海底礁岩，营固着生活方式，属杂食性海洋生物，而金黄水母属的种类均是广食性肉食动物[30]。桡足类可以作为水母及其螅状体的优质饵料，用于开展实验室水母饵料营养研究[31]，这在一定程度上弥补了现阶段人工保种条件下，新产生的水母螅状体个体较小无法摄食卤虫无节幼体的不足。本试验显示，水母螅状体对卤虫无节幼体和凡纳滨对虾鲜虾肉粒的摄食效果和生长状况优于安氏伪镖水蚤组，这说明前两者作为主要摄食饵料更容易在短期内达到机体营养积累的目的。值得注意的是，25℃下试验结束时安氏伪镖水蚤组水母螅状体均未死亡，成活率高于其他两种饵料组（同温条件），且出芽生殖和横裂生殖发生几率较小，这对于水母螅状体人工长期保种具有一定的积极影响。在试验进中还发现，卤虫无节幼体组水母螅状体横裂期的裂节呈深紫色，安氏伪镖水蚤组水母螅状体横裂期裂节呈浅紫色，凡纳滨对虾组水母螅状体裂节呈乳白色，3 个饵料组水母螅状体体色色差相差较大，这可能与所摄食饵料自身的颜色有关。

3.3 温度条件和饵料种类决定着彩色金黄水母螅状体出芽生殖和横裂生殖交替发生

出芽生殖也是彩色金黄水母提高种群密度的一种重要方式。研究表明[16]，温度的改变影响水母螅状体的出芽生殖。在适宜生长的水温下，升温对大多数温带种水母的出芽生殖具有积极影响。同时，饵料水平也制约水母螅状体无性繁殖的方式。Willcox 等[4]研究发现：海月水母螅状体在温度较高、饵料营养丰富时，主要通过水母螅状体的出芽生殖来补充种群数量。在适宜生长条件下，水温升高到26℃时，海月水母螅状体出芽生殖效率也达到最高[23]。本试验中发现，不同饵料及温度条件下各组发生了出芽生殖现象。同一饵料组在不同温度条件下，各组水母螅状体虽然均发生出芽生殖现象，但横裂率与出芽率比值差异较大：低温下有利于水母螅状体横裂释放碟状体，如卤虫无节幼体组15℃和20℃下相较而言，其水母螅状体横裂率大于出芽率；高温下则有利于水母螅状体启动出芽生殖，如卤虫无节幼体组15℃和20℃下，水母螅状体进行出芽生殖的几率均大于横裂生殖。因此，当幽冥金黄水母（Chrysaora melanaster）螅状体进行出芽和横裂两种无性生殖方式时，温度将决定着哪种生殖方式发生几率更大，这与王楠[32]关于海月水母螅状体出芽和横裂生殖之间能量分配主要受温度调控的理论相似。本试验中，同一温度下，不同饵料种类影响幽冥金黄水母螅状体出芽生殖的发生。15℃下，凡纳滨对虾组的水母螅状体出芽生殖和横裂生殖发生几率大小规律与15℃下卤虫无节幼体组截然相反。试验过程中，同一温度下不同饵料组中，各组水母螅状体初次出现出芽生殖现象所需时间也略有不同。20℃下，卤虫无节幼体组第14 d 体最先出现出芽生殖，凡纳滨对虾组是在第15 d，安氏伪镖水蚤组是第27 d。摄食卤虫无节幼体及凡纳滨对虾的水母螅状体更容易发生出芽生殖。Han 等[26]研究也表明，当饵料水平高时海月水母螅状体可通过出芽生殖产生更多的水母螅状体，而当营养不足时能加快诱导海月水母螅状体横裂释放碟状体，但不利于水母螅状体种群的增长[18]。因此，水母螅状体进行出芽生殖和横裂生殖时均需要前期的能量积累并达到某种阈值方能实现。

3.4 结论

人工保种状态下，温度和饵料种类决定彩色金黄水母螅状体无性繁殖种群数量。安氏伪镖水蚤和凡纳滨对虾均可作为鲜活饵料用于彩色金黄水母螅状体人工繁育。选择卤虫无节幼体作为饵料，短期内可通过横裂释放大量碟状体来增加种群数量。可阶段性地选择安氏伪镖水蚤作为活体饵料，以达到延长水母螅状体个体生命周期及预防种质资源恶化的目的。适宜生长温度下，高温抑制彩色金黄水母螅状体的横裂生殖和出芽生殖，而低温则更有益于水母螅状体启动无性繁殖方式；在相对高温条件下，摄食不同饵料种类的水母螅状体生长发育无差异，但在低温下，不同饵料组则差异较为明显。