刺参(Apostichopus japonicus)个体生长差异的影响因素及其调控机制
本文详细综述了动物个体生长差异的影响因素及其调控机制的研究进展,并通过一系列的室内养殖实验从密度、社会等级、物理接触、化学信息素等各个方面分析刺参产生巨大个体生长差异的原因,初步揭示其调控机制。研究结果总结如下: 1密度和物理接触对刺参个体生长差异的影响。本文通过养殖密度和物理隔离结合的实验,揭示物理接触对刺参生长的影响。实验设置8个处理组,每个处理设4个重复。1、3、5、7组为分隔单养组,养殖密度分别为1、2、4、6头/40L;2、4、6、8组为群养组,养殖密度分别为2、4、6、8头/40L,实验持续60 d。实验结果显示,随着养殖密度的增大群养刺参的生长变异系数随之增大,实验结束时2组(2头/40L)刺参的变异系数最低,为25.02％,显著低于4、6、8组(P＜0.05)。随着养殖密度的增大刺参的平均生长率显著降低,体壁中的粗蛋白和粗脂肪也有所下降,摄食能用于生长的比例(G/C)显著下降。在高密度处理组(4、6头/40L)中,群养刺参的平均生长率与相同密度的分隔单养刺参的平均生长率差异不大,但前者的生长变异系数(分别为57.95％和60.42％)显著大于后者的生长变异系数(分别为37.80％和35.75％)。高密度下群养与隔离单养刺参间生长变异系数差值(分别为20.15％和24.67％)小于单养刺参的生长变异系数(32.67％),表明本实验中刺参间物理接触的影响小于刺参个体间的遗传差异的影响。实验结果证明,高密度下刺参的生长变异主要受物理接触和遗传因素的影响,而刺参的生长除受刺参个体间的物理接触、遗传因素的影响外,还可能存在化学因素的作用。 2密度和物理接触对刺参生理功能的影响。本文通过密度和物理隔离结合的实验,研究了密度和物理接触对刺参生长、消化酶活力和代谢水平的影响。实验设置8个处理组,每个处理设4个重复。1、3、5、7组为分隔单养组,养殖密度分别为1、2、4、6头/40L;2、4、6、8组为群养组,养殖密度分别为2、4、6、8头/40L,实验持续60 d。结果显示,在食物稳定过量供应的条件下,刺参的生长率随养殖密度的增大而降低。同时,随着养殖密度的增大,刺参的耗氧率、排氨率、消化酶活力和代谢酶活力均降低。较高的养殖密度下(4、6头/40L),分隔单养组与其同密度群养组相比表现出了较高的生长率和代谢水平,但还没有形成显著性差异。结果证明,高养殖密度会对刺参生理上产生胁迫作用,并最终对刺参的生长产生负面影响。刺参间的物理隔离可以显著降低刺参个体生长差异,但其对刺参的生长率和消化代谢水平没有显著影响。 3不同规格和物理接触对刺参个体生长差异的交互影响。本研究通过社会等级和物理隔离结合的实验,揭示社会等级因素影响刺参个体生长差异的机制。实验依据大、中、小不同规格刺参分为3个处理组,即大规格:小规格为1:3头/缸(B组);中规格:小规格为3:3头/缸(M组);小规格:小规格为6:3头/缸(S组)。根据养殖方式的差异将B、M、S组刺参再分别分为3组,即完全混养组,大(中、小)小刺参分隔饲养组和单个刺参分隔单养组,分别记为B1,B2,B3;M1,M2,M3:S1,S2,S3组,每组设4个重复,实验持续60天。结果显示,混养组中小规格刺参受到大规格和中规格刺参的胁迫作用,B1和M1组小规格刺参的特定生长率低于S1组(图4-1),体重变异系数高于S1组。混养组刺参的生长率低于分隔饲养组和单养组刺参,个体生长变异高于分隔饲养组和单养组刺参,B组、M组和S组刺参分隔单养组和混养组体重变异系数的差值分别为16.42％,14.68％和13.72％,均差异显著(P＜0.05)。实验结果证明,优势个体能通过社会等级作用抑制劣势小个体刺参的生长,增大个体间的生长差异,是刺参间产生个体生长差异的重要原因。物理隔离可以有效的减轻优势大个体刺参对小个体刺参生长、能量分配和体组成方面的抑制作用,降低个体生长差异。 4不同规格和物理接触对刺参生理功能的影响。本研究通过社会等级和物理隔离结合的实验,揭示社会等级因素和物理接触对刺参生理功能的影响。实验依据大、中、小不同规格刺参分为3个处理组,即大规格:小规格为1:3头/缸(B组):中规格:小规格为3:3头/缸(M组);小规格:小规格为6:3头/缸(S组)。根据养殖方式的差异将B、M、S组刺参再分别分为3组,即完全混养组,大(中、小)小刺参分隔饲养组和单个刺参分隔单养组,分别记为B1,B2,B3;M1,:M2,M3;S1,S2,S3组,每组设4个重复,实验持续60天。结果显示,混养条件下小规格刺参受到大规格和中规格刺参的社会等级胁迫作用,B1组和M1组的消化酶活力和代谢酶活力显著低于S1组。不同规格处理组中,分隔单养组的消化酶活力和代谢酶活力均高于分隔饲养组和混养组。结果表明,优势大个体刺参可以通过社会等级作用对劣势小个体刺参消化生理和代谢水平产生胁迫作用,物理隔离可以有效的减轻优势大个体刺参对小个体刺参生理上的胁迫作用。 5密度胁迫对刺参个体生长差异的影响和内分泌反应分异。本研究通过比较不同密度群体中大个体与小个体刺参的体腔液皮质醇水平、体生化组成和能量分配等的变化,探讨了密度胁迫对刺参个体生长变异的影响机制。实验共设5个处理,即2、4、8、16、32头/40L,分别记为D2、D4、D8、D16和D32。每个处理设4个重复,实验持续60d。结果表明:密度不是通过水质恶化或饵料竞争加剧对实验刺参产生影响,而是自身作为一个环境胁迫因素对实验刺参个体生长变异产生影响;随养殖密度胁迫强度增加刺参个体生长变异增大,D16和D32处理的体重变异系数可达77％;各处理中的大个体刺参间体液皮质醇含量差异不大,但显著高于相应处理中小个体刺参皮质醇含量(P＜0.05),且小个体刺参的皮质醇含量随养殖密度的增加而显著升高;尽管密度增加会使所有受试刺参的体液乳酸增加、葡萄糖下降,但受到大个体胁迫的小个体刺参的乳酸和葡萄糖变化更大。本实验表明,拥挤胁迫可通过刺激部分劣势刺参个体体腔液皮质醇水平升高,加速刺参体内的能量消耗,改变其摄食能的分配模式,并最终对生长和体组织生化组成产生负面影响。 6密度和物理接触对不同规格刺参生长和生理功能的影响。本研究设计了养殖密度和物理隔离结合的实验,通过比较不同处理组刺参群体中大个体与小个体刺参体腔液皮质醇水平、消化酶水平和代谢酶水平的变化,揭示密度胁迫和物理接触对刺参个体生长变异的影响机制。实验共设6个处理组,每个处理设4个重复。1、3、5组为群养组,养殖密度分别为2、4、8头/40L;2、4、6组为分隔单养组,养殖密度分别为2、4、8头/40L,实验持续60 d。实验结果显示,随着养殖密度的增大群养刺参的生长变异系数随之增大,平均生长率显著降低,但密度对分隔单养组刺参的个体生长差异没有影响。密度对大规格刺参皮质醇水平没有影响,小个体刺参皮质醇水平随养殖密度的增大显著升高。密度增大会使所有受试刺参的乳酸含量增加,葡萄糖含量、消化酶活力、己糖激酶活力和丙酮酸激酶活力下降,但小个体刺参的变化幅度更大。分隔单养组刺参体内皮质醇和乳酸水平低于其同密度群养组,葡萄糖含量、消化酶和代谢酶活力均高于其同密度群养组。该结果表明,密度胁迫通过刺激部分劣势小个体刺参内分泌系统引起体腔液皮质醇水平升高,加速刺参体内的能量消耗,抑制小个体刺参营养物质的吸收和能量摄入,降低小个体刺参的代谢水平,最终对生长产生负面影响。物理隔离有效地减轻了优势大个体刺参对小个体刺参生理上的胁迫作用,减小养殖群体内的个体生长变异。 7限定食物资源下密度对刺参个体生长的影响。本实验研究限定食物资源下密度对刺参生长的影响。实验共设6个处理,密度梯度为2、4、8、12、16、20头/40L,分别记为D2、D4、D8、D12、D16和D20,每个处理设4个重复。实验结果显示:随着养殖密度的增大刺参个体生长变异随之增大,特定生长率显著降低。同时,刺参的摄食率、食物转化率、摄食能用于生长的比例(G/C)、体壁中的粗蛋白含量和能量含量均随密度增大呈现下降的趋势。40天后,D8组大个体刺参的生物量最大,以此为基准继续养殖,D12,D16、D20、D4组达到基准生物量的时间依次延长,分别为45、54、58、61天。实验结束时,D8组大个体刺参的生物量最大,D16和D20组大个体刺参的生物量低于初始生物量。因此,在食物资源有限的条件下,放养密度过大会降低刺参的平均生长率,增大个体生长差异,使刺参达到商品规格的时间延长,甚至会降低单位面积产量;过低放养密度可有效促进刺参生长,降低个体生长差异,但其单位面积产量(生物量)较低。
刺参;个体生长差异;物理接触;社会等级;调控机制
中国海洋大学
博士
水生生物学
董双林
2012
中文
S968.9
133
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）