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单环刺螠幼体生长及摄食强度的研究

更新时间:2016-07-05

单环刺螠Urechis unicinctus俗称海肠,主要分布于俄罗斯、日本、朝鲜和中国渤海湾等,是中国北方沿海泥沙岸潮间带下区及潮下带浅水区底栖生物的常见种,其中,山东胶东地区是中国单环刺螠的最大产地[1]。单环刺螠肉质鲜美,富含蛋白质、氨基酸和微量元素,具有良好的营养保健价值,自古以来是中国、日本和朝鲜沿海的名贵海鲜食品[2]。现代分子生物技术学研究也发现,从单环刺螠体壁中提取的多肽类物质和酶类物质具有增强机体免疫力、抗肿瘤和溶血栓等功用[4-6],以单环刺螠为材料提取生物活性物质用于疾病防治有可能成为未来的研究方向。

近年来,由于海岸工程及海洋工程建设、渔业生态环境污染、过度捕捞等原因,单环刺螠资源衰退趋势比较明显。据渔业部门统计,2012年烟台单环刺螠的年产量在750 t左右,但仍无法满足市场需求,从2011到2013年,3年间其价格从每千克20多元涨到140元[3]。由于其较高的经济价值、潜在的药学价值,加之对野外资源的过捕,促进了中国单环刺螠增养殖业的发展。如山东、辽宁等地对单环刺螠的繁育[7]、池塘养殖[8-9]、增殖放流[10]进行了较多开创性的工作,但对单环刺螠的摄食生理学研究甚少,目前,急需此方面的基础研究以指导实践生产。本试验中,探究了不同饵料、海水盐度、温度对单环刺螠幼体增重率、清滤率和滤食率的影响,旨在为单环刺螠工厂化养殖提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用单环刺螠幼体购自东方海洋牟平云溪基地,规格为1000头/500 g。带水运至实验室后放入底部铺沙的水族箱中暂养。试验用水取自烟台开发区,经沉淀过滤后使用,暂养期间不间断充气,定时投饵清污。

微绿拟球藻Nannochloropsis sp.、三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum 购自烟台海融生物技术有限公司,低温保存;螺旋藻粉(300 目)购自神康藻业公司。

众所周知,加热工序的耗能占整个轧制过程耗能的70%之多,所以在实际生产中对加强对加热温度的控制可以显著的降低轧制过程的吨钢能耗,降低钢铁的轧制成本,帮助企业节约资金成本。同时,过多的投入燃料或者加热温度过高,不仅仅造成能源的直接浪费,还将造成炉体设备损坏、产生过烧等加热缺陷,维修设备以及产品报废都将造成额外的浪费。鉴于上述两个方面,合理的控制温度可以有效的节省企业的资金投入。

1.2 方法

1.2.1 幼螠质量的测定 采用带水称重法,称重前将幼螠表面的泥沙冲洗干净后静置于托盘内,待幼螠全部处于收缩状态,自然排出直肠和肛门囊内的水分后,将幼螠置于盛水的容器内称重。

CR=V×(ln Ct - ln Ctf)/(N×t),

增重率=(终末总质量-初始总质量)/初始总质量。

1.2.3 幼螠清滤率和滤食率的测定与计算 在实验室暂养两月后,对Ⅰ组幼螠进行滤水率和摄食率的测定。在每个试验桶(6 L)内加等量经消毒冲洗干净的沙子,厚度为10 cm,再加过滤海水4 L,每桶内随机放入规格相近的Ⅰ组10只幼螠,以消除幼体规格不同对试验结果的影响。

温度试验中,设置15、20、25、30 ℃ 4个温度组,采用500 W加热棒加热,将每桶放入培养箱内水浴保温,温差控制在±0.5 ℃。

通过本次论坛的开展,与会专家就“大学图书馆的重塑之道”达成了以下共识:当前图书馆不仅面临急剧变化的社会环境以及用户需求的挑战,而且也面临图书馆内部管理上的挑战,对此,需要转变工作思维方式,积极面对变化、拥抱变化,不断自我调整,以应对挑战。其次,图书馆服务于学校的教、学、研,图书馆的管理运作应与学校的定位与发展战略相契合,图书馆的发展理念应与学校发展理念保持高度一致。此外,要加强校内外机构的合作,合作是图书馆实现转型的重要抓手之一。

盐度试验中,用海水晶或淡水调整盐度,设置 20、24、28和32 4个盐度组,每组设3个平行。

将试验幼螠放入各小桶内,驯养一周,定时定量投喂微绿拟球藻藻液,等量充气,定期清污换水。测定前对单环刺螠幼体进行饥饿处理24 h,再等量投喂微绿拟球藻藻液。另设一个对照组(不加幼螠)以确定藻类的沉降速率和增长速率,其他条件不变。试验期间不间断充气,以保证有充足的氧气并使饵料悬浮均匀。先测定饵料微绿拟球藻的初始密度,2.5 h结束时(在2.5 h内幼螠未产生粪便),从每个试验桶中取50 mL溶液固定保存于冰箱(4 ℃)中,用于测定饵料的终止密度。

在评价过程中需要消除评价指标间的相关性,并进行降维。本文根据研究时间的有限性及数据的可得性,对青岛市78家医养结合型养老服务机构数据进行因子分析,将评价指标进行降维。

单因素方差分析表明,盐度对单环刺螠幼体的清滤率和滤食率有显著性影响(P<0.05)。从表2可见:在试验盐度范围内时,清滤率和滤食率随盐度升高均呈先升高后降低的变化趋势;当盐度为28时,清滤率和滤食率均最高,分别为(262.16±3.90)mL/(ind.·h)和(123.41±0.740)×104cells/(ind.·h),且显著高于其他盐度组(P<0.05);各盐度组间清滤率和滤食率均有显著性差异(P<0.05)。

1.2.2 不同投喂方式对幼螠生长的影响试验 将幼螠随机平均分为3个处理组,每组设置3个平行,保证幼螠质量相当;Ⅰ组仅投喂微绿拟球藻Nannochloropsis sp.,Ⅱ组投喂2/3微绿拟球藻和1/3螺旋藻Spirulina,Ⅲ组投喂1/2微绿拟球藻和1/2三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum Bohlin。各处理组每日早晚各投喂一次,保证总投饵量相当。其他条件及日常管理均相同,饲养两个月后测定各组幼螠终末体质量,并计算增重率:

FR=CR×[(Ctf -Ct)/ (ln Ctf - ln Ct)]。

其中: CR为清滤率或滤水率[mL/(ind.·h];FR为滤食率[cells/(ind.·h];C0为试验开始时水样中浮游植物的密度(cells/mL);Ctft时试验组中浮游植物的密度(cells/mL); Ctt时对照组中浮游植物的密度(cells/mL);V为试验水样体积(mL);N为水样中试验个体总数(ind.);t为试验培养时间(h)。

当微绿拟球藻浓度为2.35×105~7.34×107cells/mL时,在波长680 nm处检测微绿拟球藻浓度(X)与吸光值(Y)间有良好的线性关系,其拟合方程为Y=0.225X-0.0201 (R2 =0.9997)。

1.2.4 微绿拟球藻浓度的测定 参考涂波等[11]测定微小绿藻浓度的方法,在波长680 nm处测定不同浓度微绿拟球藻的吸光值,以清海水为标准液,用血球计数板计数微藻浓度(至少记数3次),利用Excel 2010软件拟合微藻浓度与吸光值之间的一元线性回归方程。测定试验前后水样的吸光度,再根据方程求出试验前后微绿拟球藻的浓度。

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1.3 数据处理

采用Excel 2010软件对试验数据进行统计分析,采用SPSS 16.0软件对试验数据进行单因素方差分析(One-Way ANOVA)和Duncan 多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同饵料对幼螠生长的投喂效果

各组单环刺螠幼体试验前后体质量及两个月后的增重率统计结果见表1。单因素方差分析表明,饵料对幼螠的体质量和增重率有显著性影响(P<0.05)。多重比较结果表明:投喂微绿拟球藻+三角褐指藻混合饵料和微绿拟球藻+螺旋藻粉混合饵料的两个试验组幼螠的增重率显著高于单纯投喂微绿拟球藻试验组幼螠(P<0.05),但两个混合饵料投喂组间幼螠的增重率无显著性差异(P=0.17)。

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表1 试验前后幼螠体质量及增重率

Tab.1 Body weight and weight gain rate of juvenile echiuran worm at the beginning and end of the experiment

组别group 初始体质量/ginitial body weight试验末体质量/gfinal body weight增重率weight gain rateⅠ50.18±0.04a85.46±1.09a0.70±0.02aⅡ50.17±0.10a111.50±1.10bc1.22±0.02bcⅢ50.19±0.11a113.14±0.65bc1.25±0.01bc

注:同列中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05),标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05),下同

Note:The means with different letters within the same column are significant differences at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same column are not significant differences, et sequentia

2.2 藻液浓度测定结果

综合以上工况组合并考虑新老路基和路面结构层的安全系数,将该新老路基的差异沉降控制标准值减小至0.5%,此时对应的处理方案如表4所示。

2.3 盐度对幼螠清滤率和滤食率的影响

采用饵料浓度差减法测定清滤率和滤食率,主要通过对比摄食和对照瓶中饵料浓度的差异来研究幼体的摄食。 摄食强度按大森信等[12]提出的公式计算:

表2 盐度对幼螠淸滤率和滤食率的影响

Tab.2 Effects of salinity on the clearance rate (CR) and filtering rate (FR) of juvenile echiuran worm

盐度salinity清滤率CR/(mL·ind.-1·h-1)滤食率 FR/(104 cells·ind.-1·h-1)2043.28±0.99a37.56±2.11a2468.02±2.27b52.84±1.45b28262.16±3.90d123.41±0.74d32208.79±4.87c115.52±1.27c

相关性分析结果显示,盐度与清滤率和滤食率间均呈正相关,盐度对清滤率的相关系数为0.836,对摄食率的相关系数为0.888,清滤率与滤食率间的相关系数为0.994。可见,盐度是影响单环刺螠摄食的重要生态因子。

2.4 温度对幼螠清滤率和滤食率的影响

单因素方差分析表明,温度对幼螠的清滤率、滤食率有显著性影响(P<0.05)。从表3可见:在试验设定温度范围内,滤水率和摄食率随水温的升高均呈先升高后降低的变化趋势;当温度为20 ℃时幼螠的清滤率最高,为(251.33±10.16) mL/(ind.·h),温度为25 ℃时幼螠的滤食率最高,为(159.11±4.35)×104 cells/(ind.·h),这表明,水温20~25 ℃是幼螠适宜的滤食温度;20 ℃、25 ℃时,幼螠的清滤率和摄食率与低温15 ℃、高温30 ℃时均有显著性差异(P<0.05),这也说明温度20~25 ℃是单环刺螠幼体的最佳摄食温度。

表3 温度对幼螠清滤率和滤食率的影响

Tab.3 Effects of seawater temperature on the CR and FR of juvenile echiuran worm

水温/℃temperature清滤率CR/(mL·ind.-1·h-1)滤食率 FR/(104 cells·ind.-1·h-1)1580.07±6.68a70.63±0.78a20251.33±10.16b130.19±5.33b25218.60±3.07b159.11±4.35b30155.27±12.17a83.19±2.11a

3 讨论

3.1 混合投喂可以促进幼螠的生长

本研究中,利用单纯绿藻和混合藻(粉)(绿藻与三角褐指藻混合、绿藻与螺旋藻混合)两种方法进行投喂,结果发现,投喂混合藻(粉)幼螠的增重率明显高于投喂单独藻类。微绿拟球藻和三角褐指藻混合投喂起着营养互补的作用,可以明显促进水产动物的生长。螺旋藻粉在水产养殖方面已经得到广泛的应用,不仅能促进养殖动物的生长、摄食,还具有增强机体免疫力、提高幼体存活率和改善品质与体色等效果[13]。因此,在今后单环刺螠人工配合饲料的研发中可适当添加螺旋藻粉。

表1可知,甲醇(100%甲醇)溶液做提取剂,苦杏仁苷平均加标回收率98.32%~107.99%,野黑樱苷平均加标回收率107.58%~117.60%,说明纯甲醇溶液能同时提取出样品中的苦杏仁苷和野黑樱苷两种物质。同时证实了 2.2.1中低甲醇含量的提取液中由于水的存在,使部分苦杏仁苷降解为野黑樱苷,如图 6,低含量甲醇溶液中野黑樱苷含量最高,苦杏仁苷含量最低,而纯甲醇提取液中只有苦杏仁苷,说明此样品中只含有苦杏仁苷成分。

孙涛等[14]对单环刺螠摄食节律的研究中,所用饲料为粉末状商品配合饲料,也说明悬浮的饲料颗粒可被单环刺螠滤食。因此,在进行单环刺螠的池塘增养殖时,不仅要重视池塘中多种有益藻类和小型浮游动物的培养,在不影响水质的条件下,还可以适当补充一些营养全面、口径合适的颗粒类饲料,溶于水后进行泼洒投喂。

管世铭《韫山堂诗集》涉及面极广,不仅有对朝廷重大历史事件的记载,也有对民生疾苦的反映。他的组诗《甲寅扈跸泺阳,往返恭纪六首》记录了乾隆五十九年(1794年)泺阳因暴雨引发水灾的事件,反映了天灾给百姓带来的巨大苦难,体现了诗人对民生的关切之情。该组诗其一云:

3.2 分光光度计法测定藻类浓度的可行性

本研究中利用血球计数板测定了微绿拟球藻的原始浓度,再采用分光光度计法测定不同浓度藻类的吸光值。结果发现,在一定的浓度范围内,吸光值与藻液浓度呈一元线性回归关系,可拟合得到一元线性回归方程,用该方程可以快速计算藻液的浓度。如果直接用血球计数板进行藻类浓度的计数,这种方法虽相对直接,但存在主观误差,需要多次计数消除。由于研究过程中同时计数的样品较多,如果采用这种方法会耗费大量时间,结果也容易受到藻液沉降的影响。涂波等[11]的试验表明,680 nm波长处可以准确灵敏测定小球藻的藻液吸光值,因此,在研究单环刺螠摄食强度时利用分光光度计法进行藻类浓度的测定,这种方法操作简便、快捷,而且由于操作时间短,可以有效避免藻液沉降、繁殖、死亡对藻液浓度测定的影响。

3.3 盐度和温度对幼螠摄食的影响

单环刺螠生活在潮间带及潮下带沙质海底的“U”形管道内,由于受海水涨落的影响,单环刺螠对盐度和温度有较大的耐受性。李诺等[15]研究表明,单环刺螠生活的温度范围为-2~31 ℃,盐度范围为15~36。王力勇等[16]对体质量67~115 g的单环刺螠进行耐受性研究表明:单环刺螠在水温为20~26 ℃时,状态正常、摄食旺盛;对盐度的适宜范围为19~35,当盐度低于19或高于35时,摄食量均明显降低。在本试验设置的盐度温度范围内,单环刺螠均未出现明显的应激反应或死亡,说明单环刺螠对温度和盐度具有广泛的适应性。

清滤率和滤食率是反映水生生物摄食生理变化的动态指标,本研究表明,盐度和温度的变化对单环刺螠的清滤率和滤食率均有显著影响。盐度影响动物体的渗透压,温度影响动物体内消化酶的活性。几乎对所有的滤食贝类[17-19]、水蚤[20-21]、刺参[22]、迈氏软苔虫[23]、中国对虾[24]的摄食生理研究发现,在适宜的温度、盐度范围内,清滤率和滤食率随温度、盐度的升高而增加,当达到一定值后,随着温度、盐度的升高,其清滤率和滤食率不再升高反而下降。可见,盐度和温度是影响水生生物摄食活动重要的物理因子。

包永波等[25]认为,盐度和温度对滤食性贝类摄食生理生态的影响显著。滤食性贝类纤毛摆动的频率和温度成正比,这是导致摄食率变化的主要原因。单环刺螠吻的表面密生纤毛并形成许多纵行皱壁,相邻皱壁构成半管状的食物沟,由于纤毛摆动形成的水流将食物颗粒沿食物沟导入口内[26]。在本试验水温范围内,低温(15 ℃)和高温(30 ℃)时的清滤率(80.07±6.68、155.27±12.17)均显著低于20、25 ℃时(251.33±10.16、218.60±3.07)。从基本概念上分析,清滤率是指滤食性生物在单位时间内滤食悬浮总颗粒物时所滤过的水体积[17],它更大程度上与滤食生物滤器纤毛的摆动频率有关。因此,从本研究结果可以推测,温度变化影响单环刺螠吻部纤毛摆动的频率,进而影响水流速度,对幼螠摄食单胞藻类的滤食率产生影响。

包永波等[25]在探讨盐度对滤食贝类摄食活动的影响中认为,低盐环境导致贝类关闭贝壳或水管,降低与外界的水流交换,保护机体不受低盐度造成的伤害,引起贝类滤水和摄食活动的下降;高盐环境中,贝类自身的调节能力不能平衡海水渗透压的改变,从而引起滤水和摄食活动的下降。在本试验设置的低盐(盐度为20、24)和高盐(盐度为32)环境下,幼螠的清滤率和滤食率显著低于盐度28时。因此,在不适的盐度条件下,单环刺螠也有类似于贝类的保护机制。作者在本实验室内也观察到,在正常情况下,单环刺螠吻部翻卷的频率为每分钟28±2次,在高盐或低盐的水环境条件下,吻翻卷的频率降为20次以下。这说明,盐度不适可以明显降低吻翻卷的频率,从而引起清滤率和滤食率的降低。

郑岩等[27] 的研究发现:单环刺螠幼螠生存水温不能超过31.6 ℃,否则会导致幼螠死亡;幼螠生存的盐度为13.8~35.9,适宜盐度为20.8~35.2。本研究表明,在盐度为20~28,温度为15~25 ℃时,幼螠清滤率和滤食率随盐度、温度增加而增加,本试验中未进行温度和盐度对幼螠摄食交叉影响研究,但也从另一侧面验证了单环刺螠幼体摄食的最适盐度为28,最适水温为20~25 ℃。

虽然影响摄食生理的因素较多,比如研究对象个体规格、饵料种类及其浓度、海水的pH值等,但作为一种新的养殖品种,人们对单环刺螠的摄食生理学还未开展系统的研究,本试验结果可以为单环刺螠的池塘养殖技术提供一定的参考。

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常林瑞,李世顺,崔庆奎
《大连海洋大学学报》2018年第03期文献

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