刺參的幼體發(fā)育與遺傳育種學(xué)研究.pdf

1、1．延遲初始投餌時(shí)間對刺參幼體生長、存活和發(fā)育的影響
　　設(shè)定不同的初始投餌時(shí)間，分析延遲初始投餌時(shí)間對刺參幼體的影響。實(shí)驗(yàn)組幼體的消化系統(tǒng)發(fā)育完全后立即投餌（投餌對照組）或者延遲24、48、72、108和120 h后投餌。當(dāng)延遲初始投餌在72 h內(nèi)，刺參幼體的生長速度可恢復(fù)到對照組水平；而當(dāng)延遲初始投餌超過72 h，幼體生長率明顯下降。第11天，投喂對照組的幼體發(fā)育至大耳階段的比例最高，為70.00％，其次是24、48和72 h

2、實(shí)驗(yàn)組，大耳幼體比例分別為35.00%、43.48%和41.67%。延遲初始投餌超過72 h的實(shí)驗(yàn)組大耳幼體比例均低于12.00%。當(dāng)延遲初始投餌為108和120 h時(shí)，大部分幼體發(fā)育停滯，在變態(tài)附著之前死亡。幼體附著數(shù)據(jù)表明延遲初始投餌超過48 h，幼體的附著率較低。經(jīng)計(jì)算得知，刺參幼體的饑餓耐受不可逆點(diǎn)是110.4 h。幼體的胃長和胃寬與體長或體寬之間的比例受饑餓影響顯著。為維持幼體的高生長率和正常發(fā)育，應(yīng)在刺參幼體的消化系統(tǒng)完善后

3、48 h內(nèi)投餌。
　　2．定期饑餓對刺參幼體生長、存活和發(fā)育的影響
　　分析了定期饑餓對刺參幼體的生長、存活和發(fā)育的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)定的饑餓總天數(shù)分別為2、4和6天。當(dāng)饑餓時(shí)間少于4天時(shí)，投餌后刺參幼體的生長率可恢復(fù)到對照組水平，但幼體的平均體長小于對照組。當(dāng)饑餓2天或4天時(shí)，各實(shí)驗(yàn)組大耳幼體的比例分別為23.33%、36.67%、30.00%和30.00%，高于饑餓6天時(shí)大耳幼體的比例（16.67%和6.67%）。饑餓對照組中

4、初耳幼體的比例為43.33%，中耳幼體的比例為56.67%，未觀察到大耳幼體。在第14天時(shí)，饑餓對照組幼體全部死亡，饑餓6天的實(shí)驗(yàn)組幼體成活率較低，僅為7.78%和28.89%。因此，為最大限度地提高成活率和維持幼體的正常發(fā)育，刺參耳狀幼體初期的饑餓時(shí)間應(yīng)少于6天。
　　3．不同投喂量對刺參幼體表型可塑性的影響
　　設(shè)定三個(gè)密度實(shí)驗(yàn)組（2000cells mL-1 day-1；15000cells mL-1 day-1；30

5、000cells mL-1 day-1），分析投餌量對刺參幼體發(fā)育和表型可塑性的影響。在投餌后第5和7天，低密度組幼體發(fā)育明顯滯后。主成份分析結(jié)果顯示，在第5天低密度組幼體與中高密度組幼體的形態(tài)差異主要?dú)w因于斜長和斜距，但是在第10天時(shí)各實(shí)驗(yàn)組之間的幼體形態(tài)無明顯差異。這些研究結(jié)果表明刺參幼體在餌料缺乏的條件下，雖然幼體發(fā)育滯后，但會增大纖毛帶的彎曲程度和相對長度，提高幼體的攝食效率。在第10天，各實(shí)驗(yàn)組的幼體發(fā)育比例無顯著差異，但中密

6、度組60%的幼體出現(xiàn)多于2個(gè)球狀體，而低密度和高密度組中僅占20%和30%。由此推斷，刺參幼體培育的最佳投餌密度應(yīng)為15000cells mL-1 day-1。
　　4．不同金屬離子和神經(jīng)遞質(zhì)因子對刺參幼體附著的影響
　　分析了4種金屬陽離子和8種神經(jīng)遞質(zhì)因子誘導(dǎo)刺參幼體附著的效果。研究結(jié)果顯示K+（10mM）、NH4+（0.1mM）、GABA（10-3M）、乙酰膽堿（10-5M）、L-DOPA（10-5M）、去甲腎上腺素（

7、10-5M）和多巴胺（10-7M和10-5M）對刺參幼體附著具有顯著性的誘導(dǎo)效果。其中，L-DOPA和多巴胺是最有效的化學(xué)誘導(dǎo)因子。濃度為10-5M的L-DOPA和多巴胺誘導(dǎo)的幼體附著率最高，分別為33%和40%，顯著高于對照組（7%）。然而，Ca2+、Mg2+、膽堿、5-羥色胺和腎上腺素在所有實(shí)驗(yàn)濃度下均沒有明顯的誘導(dǎo)效果。通過研究各種化學(xué)因子對刺參幼體附著的誘導(dǎo)效果，將為刺參的苗種生產(chǎn)提供有價(jià)值的基礎(chǔ)資料。
　　5．刺參的比較

8、線粒體基因組學(xué)研究：為不同體色刺參之間的遺傳關(guān)系提供新證據(jù)
　　為闡明三種體色刺參（紅色、青色和黑色）之間的遺傳關(guān)系，本研究測定了2個(gè)紅刺參和1個(gè)青刺參的線粒體全序列，并與GenBank數(shù)據(jù)庫已公布的其他8個(gè)刺參（2個(gè)紅刺參、2個(gè)黑刺參和4個(gè)青刺參）的線粒體全序列進(jìn)行比較。所有11個(gè)個(gè)體的線粒體基因組具有相同的基因組成（13個(gè)蛋白編碼基因，22個(gè)t-RNA和2個(gè)rRNA基因）和基因排列順序。除ND6和5個(gè)tRNA基因（tRNA-S

9、er(S2)，tRNA-Gln，tRNA-Ala，tRNA-Val和tRNA-Asp）編碼在L鏈以外，其余所有基因全部編碼在H鏈。比較基因組學(xué)分析結(jié)果顯示非編碼區(qū)突變率最高（7.36%），t-RNA突變率最低（0.99%）。在11條全序列的蛋白編碼區(qū)，總共檢測到386個(gè)單核苷酸堿基多態(tài)性位點(diǎn)（SNP）。11條全序列兩兩之間的平均遺傳距離為0.76%（p距離），而基于所有蛋白編碼基因獲得的11個(gè)個(gè)體兩兩之間的p距離為0.04-1.55%。

10、三種體色刺參線粒體基因組之間極低的分化水平充分證明了這三種體色刺參隸屬于同一個(gè)種Apostichopus japonicus。
　　6．中國刺參（♂）×日本紅刺參（♀）雜交子代的胚胎、幼體發(fā)育及幼參生長性狀的研究
　　本研究建立了中國刺參（♂）與日本紅刺參（♀）雜交組合，通過對雜交子代的胚胎發(fā)育進(jìn)行觀察，詳細(xì)描述了其胚胎及幼體各個(gè)階段的發(fā)育時(shí)序和形態(tài)特征，并比較在幼參培育期間雜交苗與中國刺參自交苗的生長和成活。結(jié)果表明，在2

11、0-22℃時(shí)，雜交子代發(fā)育至初耳幼體的時(shí)間為受精后24h38min，發(fā)育至中耳幼體的時(shí)間為72h8min，經(jīng)167h8min（約7天）發(fā)育至大耳幼體，到受精后第9天發(fā)育至樽形幼體。樽形幼體后期，纖毛環(huán)逐漸退化，浮游能力減弱，幼蟲由浮游轉(zhuǎn)至底棲生活。在幼參培育期間，受精后第38天至第51天，平均水溫為25.2℃，雜交幼參的體質(zhì)量特定生長率（SGR）為2.58%，而自交幼參的SGR略高，為3.03%；從受精后第51天至第80天，平均水溫達(dá)到

12、27.17℃，雜交幼參的生長速度減慢，SGR減小至0.66%，但平均體質(zhì)量明顯增加，到第80天達(dá)到0.34±0.035g，而自交幼參活動(dòng)能力減弱，攝食量明顯減少，SGR減小至0.08%，生長近于停滯，到第80天平均體質(zhì)量為0.19±0.034g。自交苗和雜交苗的成活率差異不顯著，分別為82.2%和73.9%。這表明，在高溫條件下雜交苗種比自交苗種生長優(yōu)勢明顯。
　　7．不同鹽度和培育密度對雜交幼體生長、存活和附著的影響
　　

13、分析了6個(gè)不同鹽度和5個(gè)培育密度對中國刺參和日本紅刺參雜交幼體的生長、存活和附著的影響。鹽度實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，受精后第5天，30‰和35‰鹽度組幼體成活率最高，分別為46.7%和40.0%。第2天至第5天，30‰鹽度組耳狀幼體的生長最快，到第5天平均體長達(dá)到最大值672.18μm；30‰鹽度組的幼體附著率最高，為17.8%，而15‰和20‰鹽度組中均沒有出現(xiàn)附著的稚參。培育密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，受精后第5天，0.1個(gè)/ml密度組的幼體成活率最高