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水中钙浓度对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)蜕皮和生长的影响及生理生态学机制

侯纯强  
【摘要】:本研究以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)稚虾为实验材料,通过一系列室内养殖实验,研究了水中钙离子浓度对凡纳滨对虾蜕皮、生长和能量收支及组织离子含量和酶活力的影响。主要研究结果如下: 1低钙浓度波动对凡纳滨对虾稚虾蜕皮、生长及能量收支的影响 在实验室条件下,研究了不同Ca~(2+)浓度波动幅度对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)稚虾蜕皮、生长和能力收支的影响。实验在玻璃缸内进行,实验对虾的初始体质量为(1.459±0.006)g,实验用水为人工海水,盐度为30,水温(25.0±0.5)℃,实验设Ca~(2+)浓度恒定360mg·L~(-1)为对照组(C360),四个不同的Ca~(2+)波动幅度分别为60 mg·L~(-1),120 mg·L~(-1),180 mg·L~(-1)和240 mg·L~(-1),即分别为C300,C240,C180和C120处理组,波动周期为4 d,实验持续40 d,主要实验结果如下:(1)不同Ca~(2+)浓度处理下,对虾的蜕皮率存在一定的差异。其中,C120组对虾的蜕皮率最高,达(11.0±0.5)%.d~(-1),显著高于其他处理组(P0.05),而其他处理组之间差异不显著(P0.05);(2)不同Ca~(2+)浓度处理下,对虾的特定生长率(SGR)由大到小依次为:C360 C300 C240 C180 C120,其中,C120组对虾的特定生长率显著低于其他处理组(P0.05),而其他处理组之间的差异未达到显著水平(P0.05);(3)不同Ca~(2+)浓度处理下,对虾的摄食率(FI)差异不显著,而对虾的食物转化效率(FCE)存在一定的差异。其中,C120组对虾的食物转化效率最低,显著低于其他处理组(P0.05),而其他处理组对虾之间差异不显著(P0.05);(4)不同Ca~(2+)浓度波动对凡纳滨对虾稚虾的生长能、排粪能和蜕皮能占摄食能的比例影响显著(P0.05)。实验结果表明,水中Ca~(2+)浓度波动幅度过大会刺激对虾蜕皮,但一定程度上会影响对虾的生长。 2节律性添加钙对凡纳滨对虾稚虾蜕皮、生长和能量收支的影响 研究了海水中节律性添加钙对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)稚虾蜕皮、生长和能量收支的影响。凡纳滨对虾稚虾的初始湿体重为(1.202±0.006)g。实验以盐度为30的自然海水(Ca~(2+)浓度为385mg·L~(-1))为对照组(C385),通过添加分析纯CaCl_2节律性调节海水中Ca~(2+)浓度由385mg·L~(-1)分别至591、803、1155和2380mg·L~(-1),即分别为C591、C803、C1155和C2380四个处理组。主要实验结果如下:(1)与对照组相比,节律性添加钙能显著提高对虾的蜕皮率(P0.05);(2)C591和C803两组对虾的特定生长率(SGR)和摄食率(FI)显著高于其余各组(P0.05);(3)实验各组对虾在食物转化效率(FCE)方面均无显著性差异(P0.05);(4)节律性添加钙对对虾的生长能、呼吸能、排泄能和蜕皮能占摄食能的比例影响显著(P0.05)。实验结果表明:在本实验条件下,适宜的节律性地添加钙能促进对虾的蜕皮和生长,并且根据SGR和钙离子浓度波动幅度所做的回归方程,建议在对虾养殖过程中节律性地增加自然海水中钙离子浓度295mg·L~(-1)以提高对虾的生长速度。 3盐度波动条件下钙离子浓度恒定对凡纳滨对虾稚虾蜕皮、生长及能量收支的影响 研究了海水盐度波动条件下保持钙离子浓度恒定对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)稚虾蜕皮、生长和能量收支的影响。凡纳滨对虾稚虾的初始湿体重为(0.525±0.002)g。实验过程中对照组(S0)所用海水的盐度保持为30(Ca~(2+)浓度为385mg·L~(-1))不变;处理组S5和S5C,S10和S10C,S15和S15C,S20和S20C的盐度波动幅度分别为5,10,15和20;S5,S10,S15和S20处理组(盐度波动组)的Ca~(2+)浓度随着盐度的改变而变化,而通过添加分析纯CaCl_2在实验过程中一直保持S5C,S10C,S15C和S20C处理组(钙恒定组)的海水Ca~(2+)浓度恒定为385 mg·L~(-1)不变。主要实验结果如下:(1)盐度波动组对虾的特定生长率(SGR)无显著性差异(P0.05);但在钙恒定组中S15C和S20C处理组对虾的特定生长率(SGR)显著性高于S5C处理组和S0对照组的对虾(P0.05);(2)由t-test的结果可以看出,S15处理组与S15C处理组(P=0.012)对虾之间以及S20处理组与S20C处理组(P=0.013)对虾之间的特定生长率(SGR)有显著性差异(P0.05);(3)S15C和S20C处理组对虾用在生长上的能量比例分别显著性高于S15和S20处理组对虾(P0.05),同时对虾用在呼吸上的能量比例又分别显著性低于S15和S20处理组对虾(P0.05)。实验结果表明:在本实验条件下,相对于盐度恒定组(对照组)和盐度波动组,在盐度波动幅度较大的情况下保持钙恒定可以促进对虾的生长。 4低盐度条件下钙离子浓度对凡纳滨对虾稚虾存活率和生长的影响 在实验室条件下,测定了低盐度水平不同钙离子浓度对凡纳滨对虾稚虾存活率和生长的影响。实验用水由去离子水配置而成,通过添加CaCl_2调节钙离子浓度。存活率实验在0.5,5和10三个盐度水平下分别设(1,5,10和15mg·L~(-1))处理组,(5,15,25和35mg·L~(-1))处理组和(5,20,35和50mg·L~(-1))处理组,实验过程中对虾(初湿体重为1.395±0.158g)蜕皮一次以上。实验结果表明低盐度条件下钙离子浓度能显著提高凡纳滨对虾的存活率。生长实验在“淡水”(S1)条件下进行,实验设5,15 ,25,50和100 mg·L~(-1)五个钙离子水平处理组,分别用C5、C15、C25、C50和C100表示,结果表明:(1)C50和C100处理组的对虾蜕皮率显著高于其余处理组(P0.05);(2)C15处理组对虾的特定生长率(SGR)和食物转化效率(FCE)显著高于C5处理组(P0.05);(3)实验各组对虾的摄食率(FI)差异不显著(P0.05);(4)C15处理组对虾用在生长上的能量比例显著高于C5处理组(P0.05),同时用在呼吸上的能量比例又显著低于C5处理组(P0.05)。因此,在内陆低盐度(包括淡水)条件下养虾时,应充分考虑钙离子对其存活率和生长的影响,以期获得良好的养殖结果。 5水中钙离子浓度对凡纳滨对虾稚虾在不同蜕皮周期时不同组织Ca、Mg、K和P含量的影响 本实验研究了水中钙离子浓度对凡纳滨对虾稚虾外骨骼、血淋巴、肝胰脏和肌肉等各组织在不同蜕皮时期时Ca、Mg、K和P含量的影响。本实验将对虾的蜕皮周期分为五个不同的时期:蜕皮后期前期(A期),蜕皮后期后期(B期),蜕皮间期(C期)和蜕皮前期前期(D期),蜕皮前期后期(E期)。实验用水为人工海水,盐度为30,五个不同的Ca~(2+)浓度分别为360、300、240、180和120 mg·L~(-1),即分别为C360、C300、C240、C180和C120处理组。蜕皮周期对离子含量的影响:血淋巴中Ca含量在E期时显著高于A期(P0.05),血淋巴和肝胰脏中Mg含量从A期到C期不断降低;肝胰脏中Ca含量在蜕皮间期C期时最高,但血淋巴中P含量和肝胰脏中K、P含量在各蜕皮周期中均无显著性差异(P0.05);肌肉中P和Mg含量在A期、B期和E期时显著高于C期和D期(P0.05);壳中Ca和Mg含量的组织是对虾的外壳,而且壳中Ca和Mg含量在C期和D期时最高,在刚蜕完皮后的A期最低。水中钙离子浓度对离子含量的影响:血淋巴、肝胰脏和壳中Ca含量随着水中钙离子浓度的降低而降低,而壳中Mg、K和P的含量却随着水中钙离子浓度的降低却不断升高。而且研究发现壳中Ca含量( y )和水中钙离子浓度( x )存在线性的关系:y=-0.0014x~2+0.836x-49.615(R~2=0.8651,P=0.0000)。本实验的结果说明凡纳滨对虾稚虾各组织Ca、Mg、K和P含量受蜕皮周期和水中钙离子浓度的显著影响。 6水中钙离子浓度对凡纳滨对虾Na~+-K~+-ATPase活力、碳酸酐酶活力和钙网蛋白表达的影响 本实验研究了水中不同钙离子浓度对凡纳滨对虾Na~+-K~+-ATPase、碳酸酐酶活力和钙网蛋白表达的影响。实验中五个处理组的Ca~(2+)浓度分别为120 mg·L~(-1),240 mg·L~(-1),360 mg·L~(-1),600 mg·L~(-1)和1200 mg·L~(-1),即分别为C120,C240,C360, C600和C1200实验组,C360组为对照组。研究结果表明:1.水中钙离子浓度对对虾鳃中的Na~+-K~+-ATPase活力无显著性影响(P0.05);2. C120和C1200处理组对虾碳酸酐酶活力虽然与对照组相比无显著性差异(P0.05),但却显著低于C600处理组(P0.05);3.对虾肝胰脏中钙网蛋白基因在RNA水平的表达量最低,鳃次之,肌肉中表达量最高。水中钙离子浓度最低的C120处理组对虾的钙网蛋白基因在RNA水平的表达量在鳃和肌肉中均显著低于C360对照组(P0.05);虽然高钙浓度处理组C600和C1200对虾鳃中钙网蛋白基因在RNA水平的表达量显著低于对照组(P0.05),但在肌肉中钙网蛋白基因在RNA水平的表达量却并无显著性差异(P0.05)。


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