王欽貴,謝紹河,,梁飛龍,林偉財(.廣東紹河珍珠有限公司,廣東 汕頭 558;.廣東海洋大學(xué)珍珠研究所,廣東 湛江 5405)
褶紋冠蚌研究概況
王欽貴1,謝紹河1,2,梁飛龍2,林偉財1
(1.廣東紹河珍珠有限公司,廣東汕頭515822;2.廣東海洋大學(xué)珍珠研究所,廣東湛江524025)
摘要:本文介紹了褶紋冠蚌生物學(xué)特征、人工育苗、母蚌養(yǎng)殖、珍珠培育、遺傳分析和病害防治技術(shù)等研究概況,提出了研究建議。
關(guān)鍵詞:褶紋冠蚌;生物學(xué)特征;珍珠培育;遺傳分析
褶紋冠蚌(Cristaria plicata Leach)隸屬于軟體動物門(Mollusca)、瓣鰓綱(Lamellibranchia)、真瓣鰓目(Eulamellibranchia)、蚌科(Unionidae)、冠蚌屬(Cristaria),又名“雞冠蚌”、“湖蚌”等。褶紋冠蚌內(nèi)臟團(tuán)肥厚,適合在內(nèi)臟團(tuán)中植入較大規(guī)格珠核,培育大型有核珍珠;其次,褶紋冠蚌個體大,珍珠質(zhì)分泌速度快,外套膜寬廣,殼間距較大,適合培育大型附殼造型珍珠;培育的珍珠呈褶紋和長圓形,紅色或粉紅色,但珍珠質(zhì)量不及三角帆蚌,多作為藥材、保健品和化妝品的原料[1-4]。目前,我國褶紋冠蚌內(nèi)臟團(tuán)植核培育大型游離珍珠技術(shù)還處在實驗階段,現(xiàn)階段主要用于培育附殼造型珍珠。本文對褶紋冠蚌人工育苗、母蚌養(yǎng)殖、育珠和遺傳研究進(jìn)展等進(jìn)行綜述,詳細(xì)介紹附殼造型珍珠培育技術(shù),以期為褶紋冠蚌的開發(fā)利用提供參考。
1.1形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性
褶紋冠蚌(Cristaria plicata)呈不等邊三角形,貝殼膨脹,殼面為黃褐色、黑褐色、淡青綠色,殼內(nèi)珍珠層乳白色、鮭白色、淡藍(lán)色或七彩色,蚌殼長高寬的比例約為3∶2∶1,分布于黑龍江、吉林、河北、山東、安徽、浙江、江西、湖北、湖南等地,我國幾乎各地均有分布。其耐污水能力較強,棲息在泥沙底的河流、湖泊和溝渠中,適宜生長水溫10~30℃,最適24~28℃,pH值4.5~9.5,生長速度快,3年殼長可達(dá)30~35 cm,殼寬20~25 cm,厚度8~10 cm,體質(zhì)量1.5 kg,一般壽命十幾年,最長達(dá)80年以上[1,5-6]。
褶紋冠蚌以單細(xì)胞藻類、有機碎屑和植物殘片為食,消化系統(tǒng)由唇瓣、口、食道、胃、腸、直腸和肛門組成,消化道管壁上有許多皺褶,黏膜上皮主要為纖毛柱狀細(xì)胞,在唇瓣、食道、胃、腸和直腸有少量黏液細(xì)胞,纖毛和黏液細(xì)胞在食物運輸中起主要作用,消化腺為復(fù)管狀腺,腺管上皮有消化細(xì)胞和嗜堿性細(xì)胞,消化細(xì)胞內(nèi)含許多囊泡和顆粒[7]。
1.2繁殖生物學(xué)
褶紋冠蚌雌雄異體,生殖腺由濾泡、生殖管和生殖輸送管組成,性腺發(fā)育分為增殖期、生長期、成熟期、排放期和休止期。性成熟年齡一般為3~4年,個體懷卵量20萬~30萬粒,每年有二次繁殖期,分別為3—4月和10—12月,每次排卵2~3次,成熟的雄蚌性腺外觀呈白色,針刺后有白色漿液流出,雌性為黃色,針刺后有顆粒狀物流出。鄧道貴等[8-9]研究表明,褶紋冠蚌繁殖期形成直徑約65~70 μm球形精子球,容納2 300多個精子,精子全長40~43 μm,由頭部、中段和鞭毛三部分組成,頭部為子彈頭形,長約2.6 μm,直徑1.5 μm,內(nèi)含細(xì)胞核;中段長約0.6 μm,最大直徑約1.8 μm;鞭毛長約37~40 μm;頂體退化。田津方等[10]研究發(fā)現(xiàn),褶紋冠蚌具有雌雄同體和性轉(zhuǎn)化現(xiàn)象,在武漢南湖生長的褶紋冠蚌體長5 cm開始出現(xiàn)性別分化,體長約10 cm性腺成熟。
褶紋冠蚌人工育苗包括親蚌的選擇和培育、鉤介幼蟲的采集、寄生鉤介幼蟲的寄主魚培育、稚蚌培育等步驟。繁殖過程為雄蚌將成熟的精子排到水體中,借助入水管的水流進(jìn)入雌蚌的鰓腔與卵子相遇而受精,受精卵在雌體鰓腔內(nèi)發(fā)育成為鉤介幼蟲。鉤介幼蟲發(fā)育成熟后脫離母蚌,再寄生到黃顙魚、鳙魚、鰱魚等魚的鰭條、鰓絲和皮膚上,吸收魚體的營養(yǎng)發(fā)育為幼蚌,然后自動脫離魚體,進(jìn)入水底泥中生長,直到性成熟[1,11]。褶紋冠蚌母蚌的養(yǎng)殖包括稚蚌培育、幼蚌培育等過程,養(yǎng)殖水域要求沒有工、農(nóng)業(yè)污染,符合蚌體生長的理化指標(biāo),養(yǎng)殖方式采用“魚蚌混養(yǎng)”的生態(tài)養(yǎng)殖模式,以及科學(xué)的管養(yǎng)技術(shù)措施[1,12]。嚴(yán)維輝等[13]在開放型和封閉型水體中進(jìn)行了三角帆蚌和褶紋冠蚌的生長對比試驗,三角帆蚌在兩種水體中的生長速度差異不顯著,而褶紋冠蚌在水質(zhì)肥沃、餌料食物豐富的封閉型水體中生長速度顯著高于開放型水體??梢?,選擇餌料生物比較豐富的水域進(jìn)行褶紋冠蚌養(yǎng)殖,不但可以充分利用輕度污染的肥沃水資源,還可以促進(jìn)褶紋冠蚌的快速生長。
3.1附殼珍珠培育概況
我國在13世紀(jì)就成功進(jìn)行了河蚌養(yǎng)殖佛像珍珠實驗,現(xiàn)代大型附殼珍珠的養(yǎng)殖則始于20世紀(jì)60年代,生產(chǎn)方法是采用一定的技術(shù)措施在珍珠貝的貝殼珍珠層上固定各種形狀的模核,育珠貝(蚌)外套膜分泌珍珠質(zhì)沉積在模核上形成各種象形珍珠。培育淡水象形珍珠的河蚌主要為褶紋冠蚌,模核(像模)材質(zhì)為鋁、鉛、鋅、合成樹脂、塑料、蠟、蚌殼等[1-4]。國外附殼珍珠養(yǎng)殖研究比國內(nèi)晚600多年,1890年,日本的御木本辛吉借鑒中國河蚌養(yǎng)殖佛像附殼珍珠的方法,在馬氏珠母貝(Pinctada martensii)的貝殼與外套膜之間放入半球形珠核,于1893年培育出半圓附殼珍珠,1896年獲得專利權(quán)[1,14]。
國內(nèi)附殼珍珠的研究主要集中在模核材質(zhì)、手術(shù)部位、養(yǎng)殖籠具和育珠時間等方面[15-17]。附殼珍珠培育使用的模核有硬質(zhì)模核和軟質(zhì)模核兩種,但都具有不足之處。硬質(zhì)模核上刻畫的線條和圖紋容易造成育珠蚌外套膜受傷,導(dǎo)致育珠蚌成活率低、成珠率低。其次,育珠蚌貝殼具有一定的弧度,硬質(zhì)材質(zhì)的模核不易與貝殼珍珠層緊密結(jié)合,脫核率高,模核和貝殼之間所形成的空隙容易沉積污泥等異物,成珠質(zhì)量差。第三,使用軟質(zhì)模核,因貝殼的弧度會造成附殼造型珍珠變形,珍珠形狀差。針對附殼造型珍珠培育存在的優(yōu)質(zhì)珍珠比率低,效益差的狀況,謝紹河發(fā)明了由硬質(zhì)里模和軟質(zhì)外模組成的復(fù)合造型模核,將軟、硬兩種材質(zhì)的優(yōu)點結(jié)合在一起,有效提高了手術(shù)蚌的成活率和成珠率,大幅度提高了優(yōu)質(zhì)珍珠比率[17]。
3.2附殼珍珠培育技術(shù)
培育附殼象形珍珠使用的褶紋冠蚌,貝齡3~5年,殼長16~20 cm。手術(shù)時間以水溫18~20℃的春秋兩季為宜,此時蚌體分泌珍珠質(zhì)機能旺盛,珍珠上層快。如手術(shù)期間水溫過低,珍珠上層慢;水溫過高,蚌體手術(shù)后容易感染。手術(shù)前將精選的手術(shù)蚌洗刷干凈,在清水中暫養(yǎng)1 d,換水2~3次,讓蚌體排除體內(nèi)污泥及糞便等。利用1%濃度的高錳酸鉀溶液浸泡消毒5~10 min,然后將蚌體固定在手術(shù)臺上,開殼加塞,用1%濃度的高錳酸鉀溶液沖洗殼內(nèi)污物,再用海綿輕輕將外套膜邊緣部分的黏液擦去。用小片針將外套膜輕輕挑起,向深處剝離外套膜肌與蚌殼聯(lián)合處,剝開的寬度與模核寬度相當(dāng),寬度過大容易引起外套膜收縮,手術(shù)后污物容易進(jìn)入,寬度過小,模核不能順利送入到預(yù)定位置。然后一手用送片針挑起剝離的外套膜,一手夾住涂有黏合劑的模核小心送到預(yù)定位置使模核緊貼殼面。根據(jù)模核大小,每蚌可黏貼1~2個模核,如黏貼2個,模核間距應(yīng)保持2 cm以上[1,16-17]。
3.3外套膜珍珠(無核、有核)培育技術(shù)
1958年,我國現(xiàn)代珍珠之父熊大仁教授[18]成功進(jìn)行了淡水無核珍珠培育實驗,然后將技術(shù)推廣到十幾個省、市和自治區(qū),開創(chuàng)了我國淡水無核珍珠培育工作。江蘇省蘇州水產(chǎn)研究所用1~2年褶紋冠蚌進(jìn)行無核珍珠培育實驗,結(jié)果表明細(xì)胞小片的切取部位和接種位置影響到珍珠質(zhì)量[19]。任海等[20]進(jìn)行了褶紋冠蚌優(yōu)質(zhì)珍珠的培育研究,認(rèn)為1~2齡母蚌培育珍珠質(zhì)量較好。杜曉東等[21]指出褶紋冠蚌珍珠囊上皮細(xì)胞由植入的細(xì)胞小片外表皮細(xì)胞分裂增殖而來,珍珠囊上皮細(xì)胞在不同的發(fā)育時期合成不同的蛋白質(zhì)。羅夢良等[22]在褶紋冠蚌外套膜進(jìn)行大型珍珠培育實驗,培育出43 mm,重21 g的擬全包被超大型珍珠。邱安東等[23]研究表明,褶紋冠蚌骨珠珍珠囊表皮細(xì)胞合成和分泌珍珠前體物質(zhì)的能力較光珠的強,因此,骨珠的形成速度比光珠快,光珠和骨珠珍珠囊表皮細(xì)胞合成和分泌蛋白質(zhì)的差異決定了光珠和骨珠的形成,光珠和骨珠珍珠囊表皮細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征可作為檢驗和預(yù)測人工培育珍珠質(zhì)量的細(xì)胞學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。張元培等[24]研究表明,三角帆蚌(母本)與褶紋冠蚌(父本)雜交的子一代具有較好的育珠性能。李應(yīng)森等[25-26]研究了河蚌外套膜無核再生珠和有核再生珠培育技術(shù)。褶紋冠蚌外套膜植片和植核培育的無核珍珠和有核珍珠質(zhì)量不如三角帆蚌,因此價格低,其育珠研究資料比較少,內(nèi)臟團(tuán)植核培育正圓游離珍珠技術(shù)研究則更加缺乏。
生物群體的遺傳多樣性是評價生物資源狀況的一個重要依據(jù),羅文等[27]采用RAPD和同工酶凝膠電泳的方法分析了三角帆蚌和褶紋冠蚌的遺傳多樣性,結(jié)果表明,三角帆蚌的遺傳多樣性比褶紋冠蚌豐富,兩群體的親緣關(guān)系比較接近,EST和LDH同工酶在褶紋冠蚌外套膜及內(nèi)臟團(tuán)組織中的表達(dá)比三角帆蚌的復(fù)雜,兩種組織相比較則為內(nèi)臟團(tuán)中的表達(dá)比外套膜復(fù)雜。α2M在動物先天性免疫中起著重要的作用,胡寶慶等[28]進(jìn)行了褶紋冠蚌alpha2巨球蛋白(α2M)基因的分子克隆及序列分析,指出褶紋冠蚌和三角帆蚌α2M基因具有78%的一致性,相似性為85%。Yang等[29]研究了褶紋冠蚌過氧化氫酶的克隆、識別和蛋白質(zhì)特性,指出褶紋冠蚌過氧化氫酶氨基酸序列和動物、植物和細(xì)菌具有顯著的同源性。胡曉娟等[30]用RT-PCR方法分析了α2M基因mRNA在褶紋冠蚌中不同組織的表達(dá)以及在嗜水氣單胞菌刺激后血細(xì)胞的表達(dá)變化,表明α2M是褶紋冠蚌基礎(chǔ)免疫系統(tǒng)的重要組成部分。韓慶等[31]研究了洞庭湖褶紋冠蚌不同組織SOD同工酶,表明不同組織SOD同工酶的表達(dá)存在差異,表現(xiàn)出明顯的組織特異性。過氧化物還原酶6具有谷胱甘肽過氧化物酶和磷脂酶A2的雙重活性,在機體抗氧化保護(hù)及肺表面活性物質(zhì)代謝中有重要作用,胡寶慶等[32]研究了褶紋冠蚌過氧化物還原酶6基因的克隆及原核表達(dá),發(fā)現(xiàn)過氧化物還原酶6基因cDNA全長1 617 bp,編碼218個氨基酸。謝彥海等[33]進(jìn)行了褶紋冠蚌熱休克蛋白(HSP70)cDNA的克隆及mRNA在不同組織的表達(dá)研究,表明HSP70cDNA全長為2664 bp,編碼638個氨基酸組成的蛋白質(zhì),在血液、外套膜、鰓、閉殼肌和肝胰腺中均能檢測到HSP70的基因表達(dá),經(jīng)熱休克或病原菌刺激后,蚌體各組織中HSP70 mRNA的表達(dá)顯著增加。劉曉妮等[34]用RACE-PCR方法從褶紋冠蚌血液中克隆出硫氧還蛋白(Trx)的cDNA,指出褶紋冠蚌硫氧還蛋白(Trx)的cDNA全長1 169 bp,開放閱讀框長度318 bp,編碼105個氨基酸。預(yù)測空間結(jié)構(gòu)由5個β折疊和4個α-螺旋組成,α-螺旋包圍β折疊形成緊密的球形。
寄生蚌螨是淡水貝類的主要寄生蟲,文春根等[35]進(jìn)行了褶紋冠蚌寄生蚌螨的群落結(jié)構(gòu)研究,認(rèn)為彎弓蚌螨是巢湖的絕對優(yōu)勢種,太湖的優(yōu)勢種是丫紋蚌螨,次優(yōu)勢種為彎弓蚌螨,鄱陽湖的優(yōu)勢種是Unionicola spp.,次優(yōu)勢種為彎弓蚌螨,3個湖泊寄生蚌螨相似程度較低。吳丹等[36-37]指出褶紋冠蚌經(jīng)嗜水氣單胞菌感染后,血清中各種抗氧化指標(biāo)的變化幅度比肝胰腺大,利用柱狀黃桿菌對褶紋冠蚌進(jìn)行注射感染,超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶的活性及谷胱甘肽、過氧化氫、丙二醛的含量變化比肝胰腺的變化大。Xie等[38]研究了褶紋冠蚌血細(xì)胞的形態(tài)和吞噬能力,認(rèn)為褶紋冠蚌血細(xì)胞分為顆粒細(xì)胞和無顆粒細(xì)胞兩類,隨著水溫的升高血細(xì)胞數(shù)量顯著增加,水溫對血細(xì)胞的吞噬能力具有重大影響。吳浩彬等[39]對鄱陽湖地區(qū)4種蚌螨在褶紋冠蚌內(nèi)的生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊進(jìn)行研究表明,彎弓蚌螨種群數(shù)量最大,丫紋蚌螨種群數(shù)量最?。粡澒鲵脱炯y蚌螨在外鰓分布最多,簇刺蚌螨在內(nèi)鰓分布最多,敏捷蚌螨在斧足上分布較多;彎弓蚌螨時間生態(tài)位寬度值最大,敏捷蚌螨最?。淮卮贪鲵c彎弓蚌螨時間生態(tài)位重疊值最大;4種螨對資源的競爭可能集中在時間上,彎弓蚌螨較適宜在褶紋冠蚌內(nèi)生存??咕氖巧矬w內(nèi)經(jīng)誘導(dǎo)產(chǎn)生的一類小分子陽離子抗菌活性肽,具有強力的抗菌作用,防御素是抗菌肽家族中最具代表性的亞家族,直接作用于病原體細(xì)胞膜,因此靶細(xì)胞不會對其產(chǎn)生抗性,不會產(chǎn)生抗藥性和毒副作用。王鶴等[40]分析褶紋冠蚌防御素基因全序列,三級結(jié)構(gòu)預(yù)測顯示為一個α螺旋和兩個β折疊片組成,形成典型的CSαβ結(jié)構(gòu);嗜水氣單胞菌刺激后,各組織的防御素基因表達(dá)均有變化,血液組織在12 h達(dá)到最大表達(dá)量,外套膜和肝胰腺組織在12 h表達(dá)量有下降,鰓組織24 h達(dá)到最低。
我國目前生產(chǎn)淡水無核珍珠和有核珍珠的育珠蚌主要為三角帆蚌,而褶紋冠蚌主要用于培育附殼造型珍珠。褶紋冠蚌具有生長速度快、環(huán)境適應(yīng)力強等優(yōu)點,為了充分利用褶紋冠蚌的育珠產(chǎn)能,豐富育珠品種,應(yīng)加強對褶紋冠蚌游離珍珠培育技術(shù)的研究,重點解決其珍珠表面多瑕疵和珠光暗淡等問題,提高褶紋冠蚌培育游離珍珠的優(yōu)質(zhì)珠率,以進(jìn)一步提升國內(nèi)淡水珍珠養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)效益。
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中圖分類號:S966.23
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號:1004-2091(2016)07-0051-04
doi:10.3969/j.issn.1004-2091.2016.07.010
收稿日期:(2015-09-07)
作者簡介:王欽貴(1985-),男,主要研究方向為珍珠養(yǎng)殖與加工.E-mail:xsh5760288@126.com
Progress on the culture of pearl mussel Cristaria plicata
Wang Qingui1,Xie Shaohe1,2,Liang Feilong2,Lin Weicai1
(1.Guangdong Shaohe Pearl Co.Ltd,Shantou Guangdong 515822,China;
2.Pearl Research Institute,Guangdong Ocean University,Zhanjiang Guangdong 524025,China)
Abstract:The biological characteristics,artificial breeding,pearl mussel culture,pearl production,genetic analysis,and disease control techniques of pearl mussel Cristaria plicata were presented,and research suggestions were proposed.
Key words:Cristaria plicata;biological characteristics;pearl production;genetic analysis