刺參(Apostichopus japonicus)個(gè)體生長(zhǎng)差異的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文詳述了個(gè)體生長(zhǎng)差異的研究進(jìn)展及青刺參和紅刺參的比較研究進(jìn)展,并通過一系列的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析了導(dǎo)致刺參個(gè)體生長(zhǎng)差異如此之大的原因。研究結(jié)果總結(jié)如下:
　　 1.不同放養(yǎng)密度和初始規(guī)格對(duì)刺參個(gè)體生長(zhǎng)差異的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)置5、10、20、30、40、50頭/100L6個(gè)密度處理(分別記為D5、D10、D20、D30、D40和D50),實(shí)驗(yàn)持續(xù)50d;之后,再將實(shí)驗(yàn)刺參分為大、中、小3個(gè)規(guī)格處理(分別記為H、M和L)和1個(gè)3個(gè)規(guī)格混合處理

2、(記為HET)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)50d。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,(1)在食物持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)的情況下,D5～D30范圍內(nèi)刺參隨放養(yǎng)密度的增大其個(gè)體生長(zhǎng)變異也增大,但當(dāng)密度大于D30后其個(gè)體生長(zhǎng)變異不再明顯增加。刺參密度與生長(zhǎng)的關(guān)系符合阿利氏群聚原則,D20是刺參最佳的放養(yǎng)密度,此密度下刺參平均生長(zhǎng)率最大,其蛋白和脂肪積累也最多。(2)刺參具有明顯的社會(huì)等級(jí)行為,優(yōu)勢(shì)者的大個(gè)體(H)抑制了劣勢(shì)者較小個(gè)體(M和L)的生長(zhǎng),劣勢(shì)者較小個(gè)體甚至?xí)霈F(xiàn)負(fù)生長(zhǎng)。(3)出現(xiàn)

3、較大個(gè)體生長(zhǎng)變異刺參群體,在將大規(guī)格的刺參分離出去后,中等個(gè)體M會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)補(bǔ)償現(xiàn)象,面較小的個(gè)體L會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)退嘗現(xiàn)象。較小個(gè)體的刺參活動(dòng)減少,攝食率明顯減小,用于生長(zhǎng)的能量比例減小,而用于呼吸和排泄的能量比例增大。(4)混合規(guī)格處理HET的刺參個(gè)體生長(zhǎng)變異超過70％,其是密度、社會(huì)等級(jí)行為和遺傳三類因素共同作用的結(jié)果,而且遺傳因素大于社會(huì)等級(jí)行為因素的作用。
　　 2刺參個(gè)體生長(zhǎng)差異的生理學(xué)研究。研究了小個(gè)體刺參在大個(gè)體刺參存在

4、情況下生長(zhǎng)、呼吸和排泄、Na+/K+-ATPase、丙酮酸激酶和己糖激酶活性的變化。實(shí)驗(yàn)首先將2000頭4～6g的刺參在2200L的大水槽中飼養(yǎng)60d,這些飼養(yǎng)的刺參出現(xiàn)明顯的個(gè)體差異,之后,再將實(shí)驗(yàn)刺參分為大、中、小3個(gè)規(guī)格處理(分別記為H、M和L)和1個(gè)3個(gè)規(guī)格混合處理(記為HET)。4種處理實(shí)驗(yàn)60d后刺參又出現(xiàn)個(gè)體分化,大規(guī)格組中出現(xiàn)大規(guī)格刺參(Hb)和小規(guī)格刺參(Hs),中規(guī)格刺參組中出現(xiàn)大規(guī)格刺參(Mb)和小規(guī)格刺參(Ms)

5、、小規(guī)格刺參組中出現(xiàn)大規(guī)格刺參(Lb)和小規(guī)格刺參(Ls),混合規(guī)格組刺參分為大中小三種規(guī)格(HETb,HETm和HETs)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在食物持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)及大規(guī)格刺參“脅迫”下,小規(guī)格刺參的特定生長(zhǎng)率均出現(xiàn)負(fù)值,相應(yīng)的耗氧率和排氨率顯著低于大規(guī)格刺參(P＜0.05)。同時(shí),在大規(guī)格刺參“脅迫”下,小個(gè)體刺參在生理功能上呈現(xiàn)出顯著的變化,如Na+/K+-ATPase活力顯著升高(P＜0.05),己糖激酶和丙酮酸激酶活力顯著下降(P＜0

6、.05),小個(gè)體刺參糖酵解作用被抑制,能量代謝降低,生長(zhǎng)受到抑制。然而,在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中并沒有觀察到大個(gè)體刺參對(duì)小個(gè)體刺參明顯的攻擊行為,因此這種“脅迫”作用對(duì)小個(gè)體刺參的生理功能造成顯著的影響。
　　 3單個(gè)體飼養(yǎng)條件下刺參的個(gè)體生長(zhǎng)差異。刺參養(yǎng)殖群體通常具有異常大的個(gè)體生長(zhǎng)變異,本研究通過個(gè)體隔離飼養(yǎng)方法,排除了社會(huì)等級(jí)行為和放養(yǎng)密度等因素的影響,探討刺參個(gè)體生長(zhǎng)差異如此大的原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過100d的隔離飼養(yǎng),刺參個(gè)

7、體之間在生長(zhǎng)上出現(xiàn)明顯的個(gè)體差異,它們的個(gè)體特定生長(zhǎng)率相差近3倍(0.40％～1.01％),其體重變異系數(shù)從12.04％擴(kuò)大至40.51％。刺參初始體重與其后繼生長(zhǎng)、攝食率和食物轉(zhuǎn)化效率具有密切的正相關(guān)性(P＜0.05)。能量概算表明,初始體重較小的個(gè)體呼吸消耗的能量比例更高一些(個(gè)體間差異近4倍),用于生長(zhǎng)的能量比例更少一些(個(gè)體間差異近2倍)。群體飼養(yǎng)條件下刺參的CV小于單獨(dú)隔離飼養(yǎng)條件下的CV這一事實(shí)表明,群體飼養(yǎng)的刺參個(gè)體間的相

8、互作用也影響著刺參的個(gè)體生長(zhǎng)變異。本研究證實(shí),刺參個(gè)體間存在顯著的生物學(xué)差異,這是其群體生長(zhǎng)變異很大的主要原因,這為刺參養(yǎng)殖品種的選育奠定了理論基礎(chǔ)。在刺參養(yǎng)殖實(shí)踐中,適當(dāng)控制刺參的放養(yǎng)密度并經(jīng)常性地進(jìn)行規(guī)格分級(jí)對(duì)于提高養(yǎng)殖群體的平均生長(zhǎng)速度和規(guī)格均一性將會(huì)是十分有效的。
　　 4社會(huì)等級(jí)因素對(duì)刺參生長(zhǎng)差異的影響。實(shí)驗(yàn)初始刺參依大、小兩種規(guī)格分成2類,即大規(guī)格刺參(H)體重為10～12g,小規(guī)格刺參(L)體重為3～4g。按大規(guī)格

9、與小規(guī)格分配比例分為5個(gè)處理組,即大規(guī)格刺參:小規(guī)格刺參分為2:18、4:16、6:14、8:12、10:10頭/槽,分別記為B、C、D、E和F組,對(duì)照組為20頭小規(guī)格刺參,記為A組。結(jié)果表明,刺參表現(xiàn)為明顯的線性等級(jí)制度,即H規(guī)格刺參處在第一等級(jí)(dominant)、L-big規(guī)格處在第二等級(jí)(Lb)和L-small規(guī)格處在第三等級(jí)(subordinate,Ls)。隨著占主導(dǎo)地位的優(yōu)勢(shì)者大個(gè)體(H)刺參數(shù)量的增多,劣勢(shì)者較小個(gè)體(Ls

10、)的攝食、生長(zhǎng)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),出現(xiàn)生長(zhǎng)退嘗現(xiàn)象。在沒有大個(gè)體(H)刺參“脅迫”下,對(duì)照組(A)中Lb規(guī)格刺參的SGR最高,達(dá)到1.25％d-1,顯著高于各處理組(P＜0.05)。H和L規(guī)格刺參的體重變異系數(shù)實(shí)驗(yàn)過程中存在顯著的差異,且體重變異系數(shù)與時(shí)間呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),對(duì)照組A的變異系數(shù)最高,達(dá)到61.40％。刺參的體組成存在一定的變化規(guī)律,隨著H規(guī)格刺參數(shù)量的增加,Lb和Ls規(guī)格刺參的粗脂肪和粗蛋白含量減少,而粗灰分含量增

11、加。本研究的結(jié)果表明,在刺參養(yǎng)殖過程中,通過定期規(guī)格分級(jí)可減輕大個(gè)體刺參對(duì)小個(gè)體刺參的“脅迫”作用,有利于保證規(guī)格的均一性,進(jìn)而提高刺參養(yǎng)殖的生產(chǎn)效率。
　　 5社會(huì)等級(jí)因素存在下刺參個(gè)體生長(zhǎng)差異的生理學(xué)研究。通過測(cè)定社會(huì)等級(jí)行為下優(yōu)勢(shì)個(gè)體和劣勢(shì)個(gè)體刺參的呼吸排泄、代謝酶和消化酶的變化,分析等級(jí)制度脅迫下不同等級(jí)刺參的生理響應(yīng)模式。實(shí)驗(yàn)初始刺參依大、小兩種規(guī)格分成2類,即大規(guī)格刺參(H)體重為10～12g,小規(guī)格刺參(L)體重為

12、3～4g,按大規(guī)格與小規(guī)格的分配比例分為5個(gè)處理組,即大規(guī)格刺參:小規(guī)格刺參為2:18、4:16、6:14、8:12、10:10頭/槽,分別記為B、C、D、E和F組,對(duì)照組為20頭小規(guī)格刺參,記為A組。結(jié)果表明,在生理功能上刺參表現(xiàn)為明顯的線性等級(jí)制度,即H規(guī)格刺參處在第一等級(jí)(dominant,H)、L-big規(guī)格處在第二等級(jí)(Lb)和L-small規(guī)格處在第三等級(jí)(subordinate,Ls)。刺參耗氧代謝的等級(jí)高低順序?yàn)?H規(guī)格

13、＞Lb規(guī)格＞Ls規(guī)格,隨著等級(jí)脅迫的增強(qiáng),Lb和Ls規(guī)格刺參的代謝率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。高等級(jí)刺參(H、Lb)的代謝生理和消化生理活躍,表現(xiàn)為較高的代謝酶活力(丙酮酸激酶、己糖激酶、乳酸脫氫酶、乳酸含量和ATP含量)和消化酶活力(蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活力),低等級(jí)刺參(Ls)在高等級(jí)刺參的“脅迫”下,其代謝生理和消化生理紊亂,表現(xiàn)為代謝酶和消化酶活力的顯著降低(P＜0.05)。等級(jí)制度下刺參生理機(jī)制的研究結(jié)果表明,通過規(guī)格分級(jí)可減輕由社會(huì)

14、等級(jí)因素引起的生理功能脅迫,有益于減小個(gè)體間的生長(zhǎng)差異。
　　 6單養(yǎng)和群養(yǎng)下紅刺參和青刺參個(gè)體生長(zhǎng)差異。比較研究了單養(yǎng)和群養(yǎng)下紅刺參和青刺參的生長(zhǎng)、攝食和能量分配,并對(duì)紅、青刺參的個(gè)體生長(zhǎng)變異進(jìn)行了比較。青刺參和紅刺參先分成2個(gè)飼養(yǎng)組,即單養(yǎng)組(A)和群養(yǎng)組(B),養(yǎng)殖60d后再進(jìn)行4個(gè)處理,即一直單養(yǎng)組(Aa)、一直群養(yǎng)組(Bb)、單養(yǎng)后群養(yǎng)組(Ab)和群養(yǎng)后單養(yǎng)組(Ba),再養(yǎng)殖60d。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,多數(shù)處理中紅刺參的生長(zhǎng)

15、快于青刺參(P＜0.05),其主要原因是紅刺參的攝食率高,攝食能中用于呼吸的比例(R/C)較低;多數(shù)處理中紅刺參與青刺參的攝食能用于排泄的比例(U/C)差異不顯著(P＞0.05),但前者攝食能中未吸收的能量比例(F/C)高于后者;紅刺參的體重變異系數(shù)(CV)顯著低于青刺參(P＜0.05)。本實(shí)驗(yàn)中刺參個(gè)體單養(yǎng)方式(Aa)消除了動(dòng)物個(gè)體間的“脅迫”作用,致使其個(gè)體的平均生長(zhǎng)速度快于群養(yǎng)組(Bb)。個(gè)體單養(yǎng)處理的刺參仍表現(xiàn)出較大的個(gè)體變異,

16、而且一直群養(yǎng)Bb與一直單養(yǎng)Aa的刺參的體重變異系數(shù)的差值小于它們一直單養(yǎng)的體重變異系數(shù),表明造成刺參生長(zhǎng)變異的遺傳因素大于個(gè)體間“脅迫”因素。刺參個(gè)體體重變異大的處理其平均生長(zhǎng)速度較慢。本研究表明,在刺參養(yǎng)殖生產(chǎn)中適時(shí)進(jìn)行規(guī)格分級(jí)有助于提高生產(chǎn)量,對(duì)刺參進(jìn)行選育具有良好的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。
　　 7單養(yǎng)和群養(yǎng)下紅刺參和青刺參個(gè)體生長(zhǎng)差異的生理學(xué)研究。本文通過測(cè)定單養(yǎng)和群養(yǎng)下紅刺參和青刺參體壁和肌肉束的丙酮酸激酶(PK)、己糖激酶(HK

17、)、乳酸脫氫酶(LDH)、乳酸含量(LD)和蘋果酸脫氫酶(MDH)活性,以分析紅、青刺參能量代謝的生理響應(yīng)機(jī)制。結(jié)果表明:不同處理的紅刺參體壁和肌肉束中的PK、HK和MDH酶活性均高于青刺參,在Ab處理中表現(xiàn)為差異顯著(P＜0.05),但紅、青刺參肌肉束中的LDH酶活力差異不顯著(P＞0.05),而且在紅、青刺參的體壁中均未檢測(cè)出LDH酶;分組后(Ab組和Ba組)的紅刺參的LDH酶活力高于沒分組(Aa組和Bb組),青刺參的酶活力變化與紅