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《中国科学院研究生院(海洋研究所)》 2013年
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刺参生态苗种繁育关键技术原理研究与应用

邱天龙  
【摘要】:生态苗种是一种基于生态学原理,充分利用自然环境条件,采用高效设施和生态增养殖模式,通过科学管理而生产出的优质健康苗种。本文围绕刺参(Apostichopus japonicus)生态苗种繁育技术原理研究这一主线开展了一系列基础研究工作。通过分析刺参产业发展现状、苗种生产现状,找出了刺参产业发展中存在的苗种质量问题。刺参生态苗种繁育模式与传统模式相比在生产成本、苗种质量上都具有很大的优越性,因而发展潜力巨大。本文在总结前人关于刺参繁殖生物学、苗种繁育技术原理相关研究工作的基础上,研究了生态苗种繁育相关的设施参数和关键技术原理,得出的主要研究结果如下: 1.揭示了刺参早期发育形态结构与功能特征。刺参幼虫从受精卵到稚参体形大小经历了两次先变小后增大的过程。刺参整个生活史中身体投影面积最小的阶段为两细胞期,直径仅为130~140μm;幼虫第二次体形变小为五触手幼虫期,其身体最小投影面积直径约200~220μm,自五触手幼虫以后刺参体形不断增大。刚完成变态的五触手幼虫既能附着也能游动,且其运动能力在浮游幼虫各期中为最快(~2.6mm/s),是刺参幼虫选择附着基的最关键时期,其快速的游动能力为其在短时间内选择合适的附着基提供了保障。第二、三管足生出以前,口触手是主要的运动和摄食器官,发达的“C”形骨片是口触手能够灵活弯曲的结构基础,第一管足由于只有“T”形骨片而缺少“C”形骨片因而不能灵活运动,具有锚定作用,迁移能力弱。随着第二、三管足长出,稚参的运动迁移能力增强,口触手作为运动器官的功能退化,演变为专一的摄食器官。 2.研究了关键环境因子对刺参苗种生长发育的影响。刺参胚胎发育的生物学零度为8.87±0.63°C,在此温度以上随温度的升高生长发育速度加快,19~21°C为最适生长温度。当温度高于25°C时,浮游幼虫存活率显著降低,在31°C条件下一周后幼虫全部死亡,幼虫在低于最适温度条件下死亡率并没有明显增高,但随着温度的降低畸形胚的比例会增加。 刺参幼虫生长发育的最适盐度为31,在该盐度下幼虫的运动活力最好(0.64±0.06mm/s);刺参幼虫变态附着的盐度阈值上下限分别为38和23,同时也是幼虫保持良好运动活力的盐度阈值;长期的低盐或高盐度水平对刺参幼虫的生长和发育不利的,然而短时间的低盐刺激或可提高幼虫的运动活力,增强幼虫的环境适应能力。 自然海区的悬浮颗粒物造成的浊度(通常150mg/l)不足以对刺参幼虫造成致命的伤害,因而并非是导致刺参幼虫浮游期存活率低的原因。海水中的悬浮物,尤其是其中的有机组分(有机碎屑和微生物等)在一定程度上补充了刺参浮游幼虫的饵料来源,对幼虫的生长和变态附着有一定的促进作用。 月湖表层沉积的淤泥能够促进刺参的生长,尤其是在冬季水温低的情况下,以海泥为饵料的幼参可以在低于5°C的条件下实现体重的净增长。而自然海区的泥底质上几乎没有刺参分布主要是受到海流的影响。在没有附着基的泥沙和泥底质海区,大于5cm/s的流速即能导致幼参被海流冲走,因而海流是进行刺参底播增殖时必须考虑的重要环境因素,人工附着基或天然遮蔽物是在开放海域进行刺参增殖的首要前提。 3.探讨了养殖方式对刺参苗种生长差异的影响。不同养殖方式能够通过改变群体空间分布格局而影响不同规格幼参的生长,而对于减小个体间生长差异作用不明显。造成刺参个体间规格差异的原因主要是遗传因素,由遗传因素所决定的个体间食物转化效率(FCE)的不同是造成生长差异的主要来源,这种差异水平会因养殖方式、养殖密度所引起的个体间相互作用和环境条件变化而不同。 4.查明了设施关键参数。刺参幼体培育和中间培育用的网衣规格参数研究表明:在设施内投放亲参产卵,需要网衣孔径在130μm以内;在设施内培育浮游幼虫,网衣孔径应小于0.7倍幼虫体宽和200μm (五触手幼虫的身体直径)中的较小值;如果投放变态附着后的稚、幼参则可以通过测量稚、幼参口咽部石灰环的大小确定不同培育阶段的适宜网衣规格,幼参无法逃出孔径与其石灰环直径相当的网孔。 5.提出了荣成月湖刺参资源修复建议。通过投放亲参和投放幼参进行刺参资源增殖的实验来看,在月湖这种潮差大、水深浅、环境因子波动较剧烈的特殊生境中,通过增殖规格3.25g/ind的幼参进行资源修复是最优的途径。然而,冬季海草退化后的月湖海床适宜刺参生活的附着基大量减少,海流对幼参的附着和存活的影响增大,补充投放人工附着基有利于刺参生长,但是考虑到月湖的水深及景观需要,投放附着基的方法有待商榷。 综上所述,在生态苗种繁育选址时应避开受降雨影响盐度变化剧烈的海区,而温度、浊度的变化对刺参浮游幼体培育阶段影响较小。胚胎发育早期通过卵径、幼虫活力和幼虫体腔囊发育情况相结合可以预测苗种的质量。在确定网衣规格时应根据苗种培育的不同阶段选择适宜的网衣。底播规格可能因不同环境而有所不同,苗种底播区域应当先期投放附着基,在没有附着基的开放海区不适宜投放刺参苗种进行增养殖。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S968.9

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