中韩刺参(Apostichopus japonicus)杂交子一代高温与盐度耐受性比较

刺参(Apostichopus japonicus)中国群体(C)和刺参韩国群体(K)进行完全的双列杂交,得到4个交配组合C(♀)×C(♂)、K(♀)×K(♂)、K(♀)×C(♂)和C(♀)×K(♂).各交配组合的子一代刺参在16℃、盐度为31的海水中暂养7d,然后转移到温度或盐度按以下4种方式改变的实验海水中:1)实验海水温度以1℃/h的速率上升;2)刺参被转移到梯度的高温海水(27℃、28℃、29℃、30℃和31℃)中;3)实验海水的盐度以2 psu/h的速率上升或者下降;4)刺参被迅速转移到梯度的高盐度(36、38、40、42和44)或者低盐度(21、19、17、15、13和11)的海水中.统计单个实验中刺参的存活率.结果显示,温度渐升时,C(♀)×C(♂)和C(♀)×K(♂)组的最高存活温度(Survival temperature maximum,STMax)显著高于K(♀)×K(♂)组,C(♀)×C(♂)和C(♀)×K(♂)组刺参存活率为50％时的温度(50％ critical temperature maximum,50％CTMax)显著高于其他2组(P＜0.05).温度突升时,两杂交组的半数致死高温(Median lethal temperature,LT50)高于韩国自交组,但低于中国自交组.单因素方差分析显示,盐度渐升时,C(♀)×K(♂)组的半数致死高盐(50％ critical salinity maximum,50％CSMax)显著高于韩国自交组(P＜0.05).盐度渐降时,K(♀)×C(♂)组的半数致死低盐(50％ critical salinity minimum,50％CSMin)显著低于K(♀)×K(♂)组(P＜0.05).盐度突降时,K(♀)×C(♂)组的耐受盐度下限(Lower salinity tolerance limit,LSTL)显著低于K(♀)×K(♂)组(P＜0.05).研究表明,中韩杂交刺参在温度和盐度耐受性方面有一定的杂种优势,意味着通过杂交育种,刺参的抗逆性能得到有效改善.     

魁蚶(Scapharca broughtonii)中国群体与韩国群体杂交子一代的生长和存活比较

以魁蚶(Scapharca broughtonii)中国群体(C)和韩国群体(K)为材料,进行了4个组合的杂交和自交实验,分析了各实验组的受精率、孵化率、幼虫和稚贝的生长、存活以及杂交子一代的杂种优势.结果显示,4个组的受精率和孵化率均较高(80％以上);自交组的受精率略高于杂交组,但孵化率无显著差异.在幼虫期,KK组和KC组的壳长平均值大于CK组和CC组,但存活率和变态率无显著差异;在稚贝期,KK组和KC组的壳长平均值也均大于CK组和CC组,但CC组和CK组的保苗率比KC组和KK组高.综合分析比较表明,杂交KC组的杂种优势率在幼虫期和稚贝期的壳长生长上均表现为正值,在稚贝期的存活率方面也表现为正值,杂交KC组结合了两群体的部分优良性状,是理想的育种材料.     

魁蚶中国与韩国群体杂交子一代生长比较

开展魁蚶中国群体和韩国群体的正反杂交试验,建立了中国群体♀×韩国群体♂(中韩正交群体)、中国群体♀×中国群体♂(中国群体)、韩国群体♀×中国群体♂(中韩反交群体)、韩国群体♀×韩国群体♂(韩国群体)4个群体。稚贝出池后在海区(N 35°32′41.85″,E 119°41′29.49″)常规笼养,分别在4、5、7、9、11、13月龄取样,分析其生长、存活及杂种优势。研究结果显示,中韩正交群体壳长、壳高、壳宽和湿质量的杂种优势变化趋势一致:前期杂种优势率随着日龄的增长而持续增大,到11月龄时最高,13月龄又明显下降。11月龄壳长、壳高、壳宽和湿质量的杂种优势率分别为7.73%、4.80%、8.84%和27.44%,其中湿质量的杂种优势最为显著;中韩反交群体4个性状在7月龄和11月龄的杂种优势率基本为正值,最高值为2.61%。中韩正交群体和中韩反交群体存活率的杂交优势率均为正值,分别为5.89%和4.15%,中韩正交群体杂交优势略高于中韩反交群体。综合分析表明,中韩正交群体在生长性状和存活率上存在明显的杂种优势,是一种理想的育种材料。研究结果可为魁蚶种质资源的开发利用和杂交育种提供理论支撑和技术参考。     

饥饿胁迫对刺参(Apostichopus japonicus)免疫和生长的影响

为了探究饥饿胁迫对刺参免疫和生长的影响,在11?13℃条件下,研究体质量为(20±0.15) g的刺参在不同时间(0、10、20、30、40、50、60 d),饥饿胁迫对体腔液中酸性磷酸酶(ACP)活性、溶菌酶(LZM)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、呼吸爆发(RB)活性、吞噬活性以及对刺参体质量、脏壁比、存活率的影响。研究结果表明,随着饥饿时间的延长,刺参体腔液中的ACP活性、LZM活性呈现降低的趋势,饥饿60 d后,比初始值分别下降47.06%、17.57%;SOD活性、RB活性和吞噬活性呈现出先上升后下降的趋势,分别在饥饿胁迫第20、20、10天时达到最高值依次为32.88、0.328、1.35 U/ml,其后显著下降,第60天时显著低于初始值,分别下降27.87%、38.08%、53.43%;其体质量在第60天时为初始体质量的68.08%,呈现负生长;脏壁比逐渐增大,第60天时为0.56,显著高于初始值0.44 (P<0.05)。随着存储营养物质的消耗,刺参体质量损失率增加,存活率下降,存活率与体质量损失率之间存在着y = ?0.0354x2+0.4354x 99.117的函数关系,呈二次曲线线性负相关。研究结果显示,饥饿时刺参通过消耗体内的营养物质来满足机体需要,长期的饥饿有可能降低刺参的免疫能力,直接影响刺参的健康和生长。     

不同分子量壳聚糖对刺参(Apostichopus japonicus Selenka)生长和免疫功能的影响

以初始体重为(6.77±0.01)g的仿刺参(Apostichopus japonicus Selenka)为实验对象,在基础饲料中添加1％不同分子量的壳聚糖,分子量分别为35 kDa和400 kDa,进行为期56d的养殖实验,研究低分子壳聚糖(LMWC)和高分子壳聚糖(HMWC)对仿刺参生长和免疫相关酶活性的影响.结果显示,不同分子量的壳聚糖对仿刺参的生长均有促进作用,且LMWC能显著促进刺参的特定生长率(SGR)(P＜0.05).饲料中添加不同分子量壳聚糖,刺参体腔细胞中的总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性比对照组均显著增高(P＜0.05).LMWC可显著增强刺参体腔细胞中酸性磷酸酶(ACP)活性(P＜0.05),并能提高碱性磷酸酶(AKP)和一氧化氮合酶(NOS)活性.HMWC对刺参体腔细胞中AKP和NOS活性均有显著增强作用(P＜0.05).研究表明,在刺参饲料中添加一定量的壳聚糖,对其生长和相关免疫酶活性有促进作用.     

海星棘皮投喂仿刺参(Apostichopus japonicus Selenka)的效果

在饲料中添加海星棘皮,与两组商品饲料分别投喂体重为5.0–6.7 g的仿刺参(Apostichopus japonicus Selenka),进行60 d养殖试验,研究其对仿刺参平均增重率(AWGR)、特定生长率(SGR)、饲料系数(FCR)、摄食率(FR)和蛋白表观消化率(APD)的影响。结果显示,各组仿刺参生长良好,成活率无显著差异(P>0.05);60 d时,各组仿刺参的AWGR和SGR变化趋势相同,由高到低依次为市售2组、海星组、市售1组;海星饲料组仿刺参的FCR最低,与其他两组间差异不显著(P>0.05);海星饲料组与市售1组的FR间差异不显著(P>0.05),与市售2组FR间有显著差异(P<0.05);海星饲料组仿刺参的饲料转化率(FE)明显高于其他两组(P<0.05);海星饲料组仿刺参的APD最高,为67.28%,与市售1组的APD差异显著(P<0.05)。研究表明,添加海星棘皮可以较好地促进仿刺参的生长和提高饲料的利用,可添加到仿刺参幼参饲料中用作饲料源。     

青、白刺参(Apostichopus japonicus)体壁营养成分的比较分析

通过对相同养殖环境条件下,青、白刺参(Apostichopus japonicus)体壁中营养成分(粗蛋白、粗脂肪、多糖、脂肪酸、氨基酸、微量元素等)的测定,比较两种剌参的营养品质与价值.结果显示,青、白刺参的出皮率,体壁中的水分、多糖和灰分含量差异显著(P＜0.05),粗蛋白和粗脂肪差异不显著(P＞0.05).青、白刺参体壁中均检测出20种主要脂肪酸,脂肪酸总量和多不饱和脂肪酸(PUFA)的含量差异不显著(P＞0.05),而青刺参饱和脂肪酸(SFA)含量显著高于白刺参,单不饱和脂肪酸(MUFA)含量显著低于白刺参(P＜0.05).MUFA中青刺参的花生四烯酸(AA)和二十二碳六烯酸(DHA)含量均显著低于白刺参(P＜0.05).青、白刺参体壁中检测出17种氨基酸,必需氨基酸(EAA)、鲜味氨基酸(FAA)和药效氨基酸(DAA)的含量均无显著差异(P＞0.05).青刺参体壁中天冬氨酸和精氨酸含量均显著低于白刺参(P＜0.05).青刺参体壁中Mn和Cr的含量显著低于白刺参(P＜0.05).重金属元素Pb、Cd、Hg、As的含量均符合相关食品卫生标准.综合评价认为,相同养殖环境条件下,白刺参的出皮率、多糖含量、脂肪酸中不饱和脂肪酸含量、AA和DHA的相对百分含量、氨基酸中天冬氨酸和精氨酸含量以及微量元素中Mn和Cr含量均优于青刺参.     

低盐环境对3种规格刺参(Apostichopus japonicus)幼参生长与消化酶活力的影响

为探明低盐环境中刺参幼参各生长阶段的消化酶活力变化,采用实验生态学方法,测定了低盐(16、18、20、22、24)环境中3种规格,体质量分别为(28.37±3.21) g、(7.52±1.25) g、(2.03±0.68) g的刺参幼参生长和肠道蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活力。结果显示,3种规格刺参特定生长率变化趋势一致,随盐度升高而升高。盐度16时,特定生长率最低,与对照组差异显著(P<0.05),刺参身体不能正常自然伸展,多数个体匍匐在水槽底部,几乎不摄食;盐度31时,特定生长率最高。在盐度16?24范围内,刺参消化道内蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活性变化趋势一致,随盐度的升高而升高;盐度24时,蛋白酶活性均达到最高水平,与对照组差异不显著(P>0.05),小规格刺参肠道蛋白酶活性在盐度20、22时无显著差异(P>0.05);盐度20、22、24实验组淀粉酶活性无显著差异(P>0.05),中规格刺参淀粉酶活性在盐度22升至24时出现显著增高(P<0.05);大规格刺参肠道脂肪酶活性在盐度20升至22时出现显著增高(P<0.05),小规格刺参在盐度升至24时脂肪酶活性出现显著增高(P<0.05);当盐度高于24时3种消化酶活性随盐度升高而降低。     

发酵豆粕替代藻粉对刺参(Apostichopus japonicus)生长及体组成的影响

为研究发酵豆粕替代藻粉对刺参(Apostichopus japonicus)生长及体组成的影响,以发酵豆粕分别替代基础饲料中的藻粉及鱼粉藻粉混合物(2:15),配制9组等氮实验饲料,饲喂初始体重为17.7 g左右的刺参幼参70 d.结果显示,随替代藻粉比例的升高,实验刺参的增重率及特定生长率先升后降(P＜0.05);随替代混合物比例的升高,D8、D9组增重率及特定生长率显著低于前3组(P＜0.05),但前3组之间无显著差异(P＞0.05);替代藻粉降低了体壁粗脂肪含量(P＜0.05);替代混合物降低了粗灰分含量(P＜0.05);替代藻粉降低了体壁甘氨酸、蛋氨酸及半胱氨酸含量(P＜0.05),提高了苯丙氨酸和组氨酸含量(P＜0.05);替代混合物降低了丝氨酸、苏氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、赖氨酸及组氨酸含量(P＜0.05),提高了精氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸及半胱氨酸含量(尸＜0.05);替代藻粉降低了体壁Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Cr、Mn及Pb含量(P＜0.05);替代混合物降低了Ca、Mg、Zn、Cu、Cr及Pb含量(P＜0.05),提高了Fe及Mn含量(P＜0.05).以增重率为评价指标,经SAS REG曲线拟合,发酵豆粕替代藻粉的最佳比例为29.75％;经SAS NLIN曲线拟合,替代46.46％的鱼粉藻粉混合物对刺参生长无显著影响.     

投喂频率对刺参(Apostichopus japonicus)生长、体成分组成和能量收支的影响

在实验室条件下,对刺参(Apostichopus japonicus)在不同投喂频率条件下的生长、体成分组成和能量收支进行研究。实验设置4个投喂频率处理,分别每天投喂1(F1组)、2(F2组)、3(F3组)、4(F4组)次,共进行40 d。结果表明,F3组和F4组的刺参生长最快,其末体重均显著大于F1组和F2组(P0.05)。投喂频率越高,刺参的摄食量越大,F4组摄食量越高,为3.67 g/(d·ind),F3组和F4组刺参的摄食量均显著高于F1组和F2组(P0.05),但F3组和F4组没有显著差异(P0.05)。饵料转化率随投喂频率的增加而增加。其中,F4组的饵料转化率最高,为9.70%,而消化率却随投喂频率的增加而降低。投喂频率对刺参主要体成分组成影响不大。从各处理的能量收支方程来看,F1组和F2组的粪能占摄食能的比例显著低于F3组和F4组(P0.05),但占摄食能的比例均超过了50%,其呼吸能占摄食能的比例显著高于F3组和F4组。本研究表明,室内养殖刺参每天投喂3次最佳,排泄能和呼吸能较高可能是导致F1组生长不佳的主要原因。     

刺参与红鳍东方鲀的生态混养效果

为了丰富海参池塘养殖的混养种类,实验对刺参和红鳍东方鲀的生态混养效果进行了研究。结果显示,经过100 d的混养实验,红鳍东方鲀平均日增重率为1.07 g/d,特定生长率为4.06%/d,混养组与单养组红鳍东方鲀没有显著差异;但混养条件下刺参的生长状况显著优于单养条件下刺参的生长状况。与红鳍东方鲀混养组刺参平均日增重率为(0.11±0.04)g/d,特定生长率为(0.67±0.20)%/d。单养组刺参平均日增重率为(0.04±0.02)g/d,特定生长率为(0.35±0.19)%/d。研究表明,刺参池塘混养红鳍东方鲀模式下,红鳍东方鲀在正常快速生长的同时,可以有效促进刺参的生长,研究结果可以为刺参池塘的生态复合养殖提供参考依据。     

穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)饲喂对刺参(Apostichopus japonicus)幼参生长、体成分及消化酶的影响

为了探究穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)替代鼠尾藻(Sargassum thunbergii)饲喂刺参(Apostichopus japonicus)幼参的效果,探讨了穗花狐尾藻添加量依次为0(对照)、15%(A1)、30%(A2)、45%(A3)和60%(A4)的5种饲料对刺参幼参[(1.66±0.61) g]生长、体成分和消化酶活性的影响。结果显示,A4组刺参的增重率(GR)显著高于其他4个组(P<0.05),刺参成活率最高,达到了97.78%;A4组刺参的粗蛋白含量最高(50.92%),显著高于A0、A1和A2组(P<0.05);A3组刺参的淀粉酶活力最高(0.83 U/g prot),显著高于A0、A1与A2组(P<0.05);A4组刺参的蛋白酶活力最高(1.62 U/g prot),显著高于其他4个组(P<0.05)。结果显示,穗花狐尾藻能够促进刺参生长。因此在刺参饲料中添加穗花狐尾藻,以替代资源日益匮乏的鼠尾藻是经济可行的。     

HMG(High-Mobility Group Box Protein)在刺参(Apostichopus japonicus)肠道再生期间的表达情况分析

运用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)技术,测定了一种核酸内非组蛋白类蛋白HMG(High-mobility group box protein)在刺参肠道再生第30分钟、1、2、6小时、1、3、7天的mRNA表达情况,结果显示,再生第6小时之前,表达量与正常刺参肠道相比无显著变化,再生第1–7天,其表达量显著高于对照组,并于第7天达到最大值。采用免疫荧光技术,分析测定了HMG在刺参肠道再生各时期的蛋白表达情况,结果显示,再生第2、6小时,HMG蛋白荧光信号弱,仅在浆膜层和黏膜层有少量分布;再生第1–7天,HMG蛋白荧光信号逐渐增强,再生第1天的HMG荧光主要分布在浆膜层和肌肉层,再生第3天和第7天的荧光信号最强,各层均有分布。结合HMG在其他物种组织修复再生中的作用,推测HMG可使免疫系统识别损伤信号,启动修复再生功能,调控细胞外基质(ECM)成分的降解与生成,诱导干细胞迁移、分化,并可能在伤口愈合阶段过后参与细胞免疫。     

刺参(Apostichopus japonicus)重要经济性状相关SNP标记的验证分析

本研究在前期构建的刺参(Apostichopus japonicus)高密度遗传连锁图谱和QTL分析的基础上,筛选出26个与体长、体重、体宽、棘刺总数、抗病力相关的SNP位点,设计出可用于HRM检测的SNP扩增引物13对。在扩大群体中利用HRM小片段法对这13个刺参重要经济性状相关的候选SNP位点进行分型和多态性检测,并结合扩大群体的相关性状数据进行了QTL位点验证。多态性结果显示,13个位点中有3个单态性位点,其余10个多态性位点中有3个位点为低等位多态性,7个位点为中等位多态性。10个多态性位点的最小等位基因频率(MAF)介于0.016(SNP113)~ 0.332(SNP160)之间,平均值为0.173;各位点的观测杂合度(Ho)介于0.031(SNP113)~0.818(SNP9)之间,平均值为0.433;期望杂合度(He)介于0.031(SNP113)~0.834(SNP9)之间,平均值为0.402;多态信息含量(PIC)介于0.030(SNP113)~0.393(SNP160)之间,平均为0.248,有6个位点偏离Hardy- Weinberg平衡。QTL验证结果表明,SNP40和SNP160位点为与生长(体长、体重、体宽)相关的位点,各位点的优势基因型分别为SNP40(CC)和SNP160(AA);SNP88、SNP112和SNP126这3个位点为与抗病力相关的位点,各位点的优势基因型为SNP88(CC)、SNP112(AA)和SNP126(TT)。基于这5个位点构建生长和抗病二倍型,发现二倍型K1(CC AA TT)抗病力最强,S1(CC AA)、S3(CC AC)在生长方面优势显著,相关研究结果可为分子标记辅助育种在生产中应用提供基础数据。     

刺参受精及早期胚胎发育过程的细胞学观察

采用HOECHST 33258染色荧光显微方法,对刺参成熟未受精卵以及受精过程中精子入卵、极体排放、雌雄原核的形成与结合、早期卵裂以及多精入卵等细胞学进行了研究。结果显示,刚产出的刺参成熟未受精卵呈圆形,核相处于第一次成熟分裂中期;在水温22~23 ℃、盐度29条件下进行受精,受精后12 min,完成第一次成熟分裂,释放第一极体;受精后20 min,大部分受精卵完成第二次成熟分裂,放出第二极体。受精后35 min,雌、雄原核开始在卵中央发生染色体联合;受精后80 min,部分受精卵完成第一次卵裂,受精后100 min,部分受精卵完成第二次卵裂。刺参在受精过程中存在极少数的多精入卵现象。     

Pb2+和Cd2 对刺参幼参的急性毒性及其富集

采用静水试验法,研究了Pb2+(0.1、0.25、0.5、1.0、2.5、5.0 mg/L共6个浓度梯度)与Cd2+(0.2、0.4、0.8、1.0、2.5、5.0 mg/L共6个浓度梯度)对刺参幼参的急性毒性,并分析了其在幼参体内的富集状况。研究表明,幼参死亡率随暴露时间和Pb2+、Cd2+浓度增加总体呈升高趋势,而附壁率则反之。暴露于两组低浓度Pb2+的幼参死亡率差异不显著(P0.05),其他组死亡率均随暴露时间和Pb2+浓度增加而显著升高;最高浓度组在72 h时死亡率已达100%,在24 h时其附壁率低至6.7%,与其他浓度组差异均显著(P0.01)。暴露于Cd2+的幼参在72 h后的死亡率比48 h内明显升高,96h时0.8 mg/L浓度组的幼参死亡率即达100%;暴露于Cd2+的幼参附壁率均较低。Pb2+和Cd2+对幼参的安全浓度分别为0.061、0.018 mg/L。随着水体中Pb2+和Cd2+浓度的增加,幼参体内的重金属含量和累积速率均呈升高趋势,但富集系数呈波动性变化,幼参对Cd2+的富集系数和累积速率均高于Pb2+。结果表明,Cd2+对幼参的急性毒性作用强于Pb2+,且幼参对Cd2+的富集能力明显强于Pb2+。本研究将为阐明刺参在生态环境修复中的作用提供理论依据,并为刺参健康养殖与食用安全提供重要参考。