蔡東億,閻希柱

(集美大學 水產(chǎn)學院,福建 廈門 361021)

雙齒圍沙蠶(Perinereis aibuhitensis)隸屬于環(huán)節(jié)動物門(Annelida)、多毛綱(Polychaeta)、游走目(Errantia)、沙蠶科(Nereididae)、圍沙蠶屬(Perinereis),極具經(jīng)濟價值。沙蠶是近海魚類喜食的餌料,其體色略帶發(fā)紅,具有極好的適口性和誘食性,被稱作“萬能釣餌”, 隨著世界范圍內(nèi)游釣業(yè)的興起,沙蠶的出口一直供不應求,價格居高不下。目前,眾多學者對雙齒圍沙蠶開展了多方面的研究[1-10]。

鹽度是影響水生生物生存、生長的重要環(huán)境因子,水體的鹽度影響其對滲透壓的調(diào)節(jié),進而影響其生理和生長。耗氧率和排氨率是沙蠶生理生態(tài)狀況的重要指標。沙蠶多棲息于潮間帶至淺海,這些區(qū)域因為降水、徑流以及人類活動影響,鹽度變化范圍較大。而鹽度的變化必然會對沙蠶產(chǎn)生脅迫反應,造成生理代謝的變化。目前,有關(guān)鹽度對雙齒圍沙蠶影響已有報道: 鄭忠明[11]等主要研究了鹽度對雙齒圍沙蠶成體變態(tài)的影響以及其對幼蟲發(fā)育的影響;王資生[12]等對雙齒圍沙蠶受精卵孵化及幼蟲的適宜鹽度進行了研究探索;朱豐錫[13]等研究,雙齒圍沙蠶在鹽度為 20～30時的成活率均在 90%以上,鹽度為10～35時的成活率在 61.7%～90%;蔣霞敏[14]等研究表明,雙齒圍沙蠶疣足幼蟲的適合鹽度為 15～28.3,最適鹽度為 21.6;而王玲[15]研究了溫度和體質(zhì)量對雙齒圍沙蠶的耗氧率和排氨率的影響,但有關(guān)鹽度對雙齒圍沙蠶耗氧率和排氨率的影響尚未見報道。

本研究探討了不同鹽度下(8、16、24、32、40、45)雙齒圍沙蠶耗氧率和排氨率的情況,以期為沙蠶生理能量學研究提供基礎(chǔ)資料,并為雙齒圍沙蠶養(yǎng)殖條件的優(yōu)化提供參考依據(jù),促進沙蠶資源的合理開發(fā)和利用。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗于2013年4月份進行,為期14 d。雙齒圍沙蠶購自海南三亞,挑選無損傷健康個體,海水洗去表面附著物,然后放在 24 h充氣的玻璃水族箱(40 cm×35 cm×15 cm)內(nèi)暫養(yǎng)。實驗所用的經(jīng)過沙濾的天然海水(包括暫養(yǎng)階段和實驗階段)取自集美大學海水養(yǎng)殖實驗場。

1.2 實驗方法

將雙齒圍沙蠶分放在6個水族箱(40 cm×35cm×15 cm)內(nèi)暫養(yǎng),每箱放20條,箱底鋪有經(jīng)20目篩選過的海沙5～7 cm,水深為15 cm,24 h充氣。暫養(yǎng)時間為10 d,暫養(yǎng)鹽度為21,期間投喂魚粉,投喂量為沙蠶體質(zhì)量 3%～5%。仿照海區(qū)潮汐的變化,每天更換海水 2次,每次換取海水為水族箱海水的 2/3,鹽度變化幅度＜3/d,逐漸過渡到8、16、24、32、40、45鹽度。達到實驗設(shè)計的鹽度后,使沙蠶適應 3 d,然后開始各項實驗。

1.2.1 雙齒圍沙蠶體濕質(zhì)量和干質(zhì)量的測定

每組取實驗沙蠶9尾,吸干體表水分后,逐條用BS224S型電子天平(精度: 0.0001 g)稱量濕質(zhì)量。實驗結(jié)果束后,樣品經(jīng)過 48 h 65℃烘干后,逐條用電子天平(精度: 0.0001 g)稱量干質(zhì)量。

1.2.2 雙齒圍沙蠶耗氧率和排氨率的測定

將禁食2 d后的雙齒沙蠶分別放入500 mL錐形瓶中進行實驗,瓶內(nèi)鋪2～3 cm經(jīng)450℃高溫灼燒4 h的海沙。實驗分為6組(8、16、24、32、40和45),每組設(shè)3個重復,每個重復放3條沙蠶,另外每組加一個空白對照瓶,內(nèi)鋪2～3 cm灼燒過的海沙(與其他錐形瓶一樣)。水加滿整個錐形瓶,蓋上保鮮膜,持續(xù)4 h之后用 DO-610型便攜式精密溶氧儀立即測定各實驗組溶解氧,并用次溴酸鈉氧化法測定水樣中氨氮含量,取 50 mL水樣到比色管中,加入適當試劑后,在UV-1600型紫外可見分光光度計下測量其543 nm處的吸光值。測量之后,根據(jù)標準曲線,算出氨氮的含量(mg)。實驗測得的水樣標準曲線為 y=2.9484x–0.0171,R2=0.9983。

1.2.3 耗氧率的計算

耗氧率R(mg/(g·h))計算公式為:

其中: Dt為實驗組水樣的溶解氧變化量(mg/L);D0為空白對照組水樣的溶氧變化量(mg/L);Vt為實驗瓶內(nèi)水的體積(L);V0為空白對照瓶內(nèi)水的體積(L);t為實驗時間(h);Wd為沙蠶干質(zhì)量(g)。

1.2.4 排氨率的計算

排氨率N(μmol/(g·h))計算公式為:

其中: Qt為實驗組水樣的氨氮變化量(μmol/L);Q0為空白對照水樣的氨氮變化量(μmol/L)。

1.2.5 O︰N比值的計算

O︰N比值計算公式為:

其中: R為耗氧率(mg/(g·h));N為排氨率(μmol/(g·h))。

1.2.6 統(tǒng)計方法

實驗結(jié)果采用SPSS17.0軟件進行方差分析和鄧肯氏多重比較,顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 雙齒圍沙蠶體的干質(zhì)量與濕質(zhì)量的關(guān)系

雙齒圍沙蠶干質(zhì)量與濕質(zhì)量的關(guān)系見圖1。經(jīng)回歸分析得干質(zhì)量(Wd,g)與濕質(zhì)量(Ww,g)的關(guān)系為:Wd=0.2925Ww0.8171(R2=0.7255,P＜0.05,n=54)。

方差分析表明,不同組別的干質(zhì)量之間均不存在顯著差異(P＞0.05)、濕質(zhì)量之間也均不存在顯著差異(P＞0.05)。

圖1 雙齒圍沙蠶的干質(zhì)量與濕質(zhì)量關(guān)系Fig.1 Relationship between dry weight and wet weight of Perinereis aibuhitensis

2.2 鹽度對雙齒圍沙蠶耗氧率的影響

不同鹽度下,雙齒圍沙蠶實驗后的耗氧率的情況見表1和圖2。

方差分析表明,鹽度對耗氧率的影響為顯著(F=4.272,P＜0.05)。

表1 不同鹽度下雙齒圍沙蠶的耗氧率和排氨率變化Tab.1 The oxygen consumption rate and ammonia-N excretion rate of Perinereis aibuhitensis at different salinity

圖2 雙齒圍沙蠶的耗氧率與鹽度關(guān)系Fig.2 Relationship between oxygen consumption rate of Perinereis aibuhitensis and salinity

由圖 2可看出,雙齒圍沙蠶的耗氧率隨著鹽度的變化而上下浮動,在鹽度為24～32以及40～45時是隨著鹽度的上升而增大,而在8～24以及32～40的鹽度范圍內(nèi),沙蠶的耗氧率隨著鹽度的上升而降低。8、16、32鹽度組與24、40、45鹽度組存在顯著性差異(P＜0.05),其他各組間差異不顯著(P＞0.05)。由圖2可以看出,在鹽度32時耗氧率達到最大值,在24～32及32～40鹽度區(qū)間,耗氧率的波動幅度較大。

2.3 鹽度對雙齒圍沙蠶排氨率的影響

不同鹽度下,雙齒圍沙蠶排氨率變化見表 1和圖3。由圖3可以看出,沙蠶的排氨率受鹽度的影響。在8～40時,雙齒圍沙蠶的氨氮排氨率隨著鹽度的升高呈現(xiàn)“U”形變化,在8～24時,排氨率隨著鹽度的上升而減小,在24～40鹽度下,排氨率與鹽度呈正相關(guān)。24、32鹽度組與8、40鹽度組存在顯著性差異(P＜0.05)與16、45鹽度組不存在顯著差異(P＞0.05),其他各組間差異不顯著(P＞0.05)。由圖3可以看出,在鹽度為24時,雙齒圍沙蠶的排氨率最低,為(0.10±0.02)μmol/(g·h)。當鹽度由 40升高到 45時,沙蠶的排氨率下降顯著。

圖3 雙齒圍沙蠶的排氨率與鹽度關(guān)系Fig.3 Relationship between ammonia-N excretion rate of Perinereis aibuhitensis and salinity

方差分析表明,鹽度對排氨率的影響為極顯著(F=6.469,P＜0.01)。

2.4 鹽度對雙齒圍沙蠶O︰N比值的影響

8～45鹽度條件下雙齒圍沙蠶的O︰N比值見表2。在 8鹽度和 40鹽度時的 O︰N分別為 34.72和13.30,遠小于鹽度16～32時的O︰N。在24～32區(qū)間,O︰N比值較大,且變化幅度小,在鹽度24時,O︰N比值達到峰值。當鹽度超過32時,O︰N比值急劇下降,在鹽度為45時O︰N比值又再次急劇升高。

表2 不同鹽度條件下雙齒圍沙蠶O︰N比值Tab.2 The O︰N ratio of Perinereis aibuhitensis at different salinity

3 討論

3.1 鹽度對耗氧率的影響

海水鹽度直接影響生物的新陳代謝。新陳代謝是有機體所表現(xiàn)的各種生命活動的基礎(chǔ),而耗氧率是動物新陳代謝的重要指標。在正常鹽度下,等滲點附近,生物體耗氧率最低,當鹽度下降或升高時,耗氧率增大[16]。Kinne[17]與 Remane[18]等研究報道了兩個沙蠶物種中存在明顯的滲透調(diào)節(jié)現(xiàn)象。劉勇[19]對長江口日本刺沙蠶的生物能量學進行了研究,采用雙因子方差分析,表明鹽度和體質(zhì)量均對耗氧率有顯著性的影響,同一鹽度條件下,日本刺沙蠶的耗氧率與體質(zhì)量成反比。小個體有較大的單位體質(zhì)量的表面積,有利于氣體交換,導致耗氧率較高,這種現(xiàn)象普遍存在于水生動物中[20]。

本研究表明,雙齒圍沙蠶的耗氧率隨著鹽度的波動而上下浮動,在8～32鹽度區(qū)間,24鹽度時最低,為(0.217±0.010)mg/(g·h),鹽度32時耗氧率達到最大值的原因可能是由于32最為接近于沙蠶的等滲點,外部環(huán)境較適宜,因此沙蠶較活躍,導致耗氧率偏高。當鹽度升高或下降,耗氧率增加。在 8～24及40～45鹽度區(qū)間,耗氧率隨鹽度的變化較平緩。這說明沙蠶具有一定程度的代謝調(diào)節(jié)能力,這種能力對動物具有重要的生態(tài)適應意義,此能力不僅局限于多毛類,在其他很多水生生物上也已經(jīng)得到了證實[21-22]。王玲[23]等對雙齒圍沙蠶晝夜代謝規(guī)律的研究表明,雙齒圍沙蠶在31鹽度、饑餓或飽食條件下的耗氧率隨著體質(zhì)量的增加而減小,其實驗 L組的個體最大,濕質(zhì)量達到(1.50±0.02)g,平均耗氧率為0.5019 mg /(g·h),變化范圍為(0.2313～0.8009)mg /(g·h)。本研究中,沙蠶的體質(zhì)量與之相比個體更大,相同鹽度下,本研究的耗氧率相比較小,這個結(jié)果與劉勇[17]采用日本刺沙蠶得出的沙蠶耗氧率與體質(zhì)量成反比結(jié)論是相符的。Liu[24]等研究了鹽度對日本刺沙蠶的代謝的影響,實驗設(shè)置的鹽度區(qū)間為 5～35,結(jié)果表明,鹽度對沙蠶的耗氧率影響顯著,5～35鹽度區(qū)間,耗氧率隨著鹽度的上升先下降后升高,與本研究中雙齒圍沙蠶的耗氧率的變化趨勢相似。

3.2 鹽度對排氨率的影響

動物生長的過程也是體內(nèi)氮積累的過程,可以通過氮生長的變化反映出來,即氮生長的變化趨勢與動物生長的變化趨勢是一致的[25]。水生動物氨氮變化的原因比較復雜,并且受到許多因素的影響,包括種類、餌料、鹽度、溫度等[26]。由圖 3可以看出,沙蠶的排氨率受鹽度的影響,兩者呈極顯著相關(guān)(F=6.469,P＜0.01)。在 8～40 鹽度條件下,沙蠶的排氨率隨著鹽度的上升呈先降低后增加的趨勢。在鹽度為24時,雙齒圍沙蠶的排氨率最低。劉勇[19]實驗所用的 L組沙蠶體質(zhì)量為(2.34±0.36)g,在 5～35鹽度區(qū)間的排氨率變化范圍為(0.002～0.058)mg/(g·h),本實驗所研究的沙蠶個體體質(zhì)量與王玲[15]等研究的L組沙蠶的個體體質(zhì)量相近,相對劉勇采用的沙蠶的個體體質(zhì)量較大,排氨率較小。但劉勇[19]文中排氨率隨著鹽度的上升呈先下降后升高的趨勢,在鹽度30達到最低,這樣一個變化總體趨勢與本研究結(jié)果的趨勢是一致的。

本研究表明,在鹽度為 24時排氨率最低,在鹽度為40時雙齒圍沙蠶的排氨率達到峰值。

3.3 鹽度對O︰N比值的影響

O︰N比值的變化與有機體所受到的環(huán)境壓力密切相關(guān),可作為生物體對環(huán)境壓力適應程度的一項指標[27]。O︰N比值變化表示的是生物在代謝過程中代謝底物的變化。O: N比值在3～16時,代謝底物主要為蛋白質(zhì);O︰N 比值在16～60時,代謝底物以蛋白質(zhì)和脂肪的混合物為主;O︰N 比值大于 60時,代謝底物主要為碳水化合物[19]。本研究在8～40鹽度區(qū)間,低鹽度(8)和高鹽度(40)時的O︰N比值分別為34.72和 13.30,遠小于鹽度 16～32時的 O︰N,說明在低鹽度(8)和高鹽度(40)時沙蠶的代謝底物以蛋白質(zhì)和脂肪占為主。16～32鹽度區(qū)間O︰N比值均高于60,說明此時沙蠶的代謝方式以碳水化合物代謝為主。而在24～32鹽度范圍內(nèi)O︰N比值較大,且變化幅度小,推測 24～32鹽度范圍較適宜雙齒圍沙蠶的生長和存活。45鹽度時 O︰N比值又升高,可能是因為沙蠶受到高鹽度脅迫,機體處于自我保護狀態(tài),此時的代謝以碳水化合物為主,以適應鹽度的變化。

3.4 雙齒圍沙蠶適宜的鹽度范圍

王資生[12]等的研究表明,雙齒圍沙蠶的適宜鹽度為23～35。在本研究中,當鹽度達到24～32時,雙齒圍沙蠶的耗氧率大幅度增加,而排氨率處于較低水平,O︰N比值維持在較高水平,說明在此鹽度范圍內(nèi),沙蠶代謝旺盛,積累大量蛋白質(zhì)用于生長,是沙蠶生長的適宜范圍。當鹽度超過 32,沙蠶的排氨率急劇升高,O︰N比值急劇下降,這說明沙蠶代謝底物中蛋白質(zhì)的比例增加,因此,可以推斷鹽度在32以上不利于沙蠶生長。并且在本研究暫養(yǎng)階段,24～32鹽度組的成活率為100%,而在45高鹽度組雙齒圍沙蠶成活率只有 65%,遠遠低于 24～32鹽度組的成活率。李信書[28]等的研究也表明,雙齒圍沙蠶對高鹽度的適應能力較差,鹽度大于45時對其生長有顯著影響。綜合本文耗氧率、排氨率及 O︰N比值的變化以及前述他人的研究資料,推測雙齒圍沙蠶適宜的鹽度范圍為24～32。

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