孫以康,李美帥,陳四清,邊力,劉永勝,常青
(1.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院,上海 201306;2.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室海洋漁業(yè)科學(xué)與食物產(chǎn)出過程功能實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 266071;3.煙臺市海洋經(jīng)濟(jì)研究院,山東 煙臺 264006)
中華蛸(Octopus sinensis)[1-3]俗稱“八爪魚”、“章魚”、“母豬章”和“紅章”等,主要分布于溫帶、亞熱帶和熱帶海域,是我國南方重要經(jīng)濟(jì)物種[4~6]。中華蛸肉細(xì)味美,蛋白質(zhì)含量高,可生食也可制成干品,有補(bǔ)血益氣、收斂生肌的藥用價(jià)值,作為海味和滋補(bǔ)品深受人們喜愛,在日本、韓國有更大市場,是重要的出口產(chǎn)品[7-10]。近幾年,大量捕撈及生態(tài)環(huán)境的不斷惡化,中華蛸資源量衰減,不能滿足市場需求[11,12]。但中華蛸生長周期短、生長速度快、食物轉(zhuǎn)化率高和產(chǎn)卵量大,極具養(yǎng)殖潛力[13,14]。目前,中國、日本等國家已開始中華蛸人工養(yǎng)殖技術(shù)的研究。
蛸類產(chǎn)卵后雌蛸守護(hù)卵群,用漏斗不斷給卵群噴水,清理卵群表面雜物,確保卵群有充足的氧氣,護(hù)卵期間雌蛸幾乎不離開卵群,攝食量極少,往往因消耗過大等原因而死亡[15,16]。中華蛸繁育時(shí),個(gè)別親蛸經(jīng)常在護(hù)卵期間意外死亡或離開孵化巢,失去親體看護(hù)的受精卵孵化率極低,大多會出現(xiàn)腐敗死亡。有研究表明,在無親蛸看護(hù)下受精卵發(fā)育10 d左右便會滋生霉菌和原生動物停止發(fā)育[17,18]。中華蛸受精卵在無親體看護(hù)下,發(fā)育到何期可以孵出幼體,目前尚沒有研究報(bào)道。若可以實(shí)現(xiàn)中華蛸受精卵的全人工孵化,便可以通過運(yùn)輸受精卵串的方式代替親蛸運(yùn)輸,降低運(yùn)輸成本,有利于中華蛸養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)大;中華蛸親體在產(chǎn)卵后有衰老現(xiàn)象,并且在護(hù)卵期間攝食量極少,親體完成護(hù)卵后的體重較產(chǎn)卵前明顯變輕,肉質(zhì)明顯變差,若能實(shí)現(xiàn)中華蛸受精卵全人工孵化,可以將中華蛸親體及時(shí)賣出而降低養(yǎng)殖成本。
本實(shí)驗(yàn)觀察了中華蛸受精卵發(fā)育狀態(tài),在受精卵不同發(fā)育時(shí)期從孵化巢取出,進(jìn)行人工孵化,研究中華蛸受精卵人工孵化與中華蛸親體護(hù)卵孵化的差異,尋找中華蛸受精卵可進(jìn)行人工孵化的最佳發(fā)育時(shí)期,可為中華蛸受精卵人工孵化技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。
實(shí)驗(yàn)所用中華蛸親體捕自福建連江海域,體質(zhì)量為0.68~1.74 kg,運(yùn)至煙臺天源水產(chǎn)有限公司牟平實(shí)驗(yàn)基地,放入水泥池(6 m×2 m×1.5 m)中培育。培育池中放置蛸巢(圖1),蛸巢間距在50 cm 以上。所用海水是經(jīng)砂濾池過濾的自然海水,鹽度29~32,水溫21 ℃~25 ℃,日換水量150%~200%。
圖1 蛸巢Fig.1 The nest of O.sinensis
每日下午投喂菲律賓蛤仔(Ruditapes philippinarum)、櫛孔扇貝(Chlamys farreri)、凍蝦、日本蛤(Charybdis japonica)等,第二天上午清理殘餌。培育第一天親體便有交配現(xiàn)象(圖2),經(jīng)過50 d 培育親體自然產(chǎn)卵。
圖2 中華蛸交配Fig.2 O.sinensis mating
中華蛸受精卵分次成熟,分批產(chǎn)出,卵串在孵化巢中如同麥穗緊密排列(圖3-a、圖3-b),卵粒半透明形如米粒[19](圖3-c)。選取四只同一天產(chǎn)卵的親蛸,每天觀察卵串的產(chǎn)出情況,在相應(yīng)位置做好標(biāo)記,受精卵經(jīng)親體看護(hù)孵化24 d 左右幼蛸破膜而出。通過觀察胚胎發(fā)育狀態(tài),將特定時(shí)期的受精卵從蛸巢取出,放入篩盆人工孵化。篩盆固定于網(wǎng)筐上(圖4),周圍放置1~2 個(gè)氣石。篩盆網(wǎng)眼小于幼蛸,上沿稍高出水面,以防初孵幼蛸逃逸。孵化期間水溫22.8 ℃~26.4 ℃,鹽度29~32,日換水量180%~250%。
圖3 中華蛸受精卵串Fig.3 A cluster of O.sinensis fertilized eggs
圖4 實(shí)驗(yàn)裝置Fig.4 Experimental device
根據(jù)中華蛸受精卵發(fā)育天數(shù)以及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)(色素斑、吸盤、眼點(diǎn)等)的發(fā)育程度,將受精卵分為A、B、C、D、E、F、G、H 8 個(gè)時(shí)期[20],每個(gè)時(shí)期所取受精卵分為四組。對照組為卵串間隔3~4 cm 放置于篩盆;組1 為卵串間隔3~4 cm 放置于篩盆,每天用洗瓶吹洗卵串,每次間隔1 h;組2 為卵串緊密疊放置于篩盆;組3 為卵串緊密疊放置于篩盆,每天用洗瓶吹洗卵串,每次間隔1 h。受精卵孵化成功后,統(tǒng)計(jì)孵出和未孵出幼蛸的數(shù)量,計(jì)算孵化率。
選取對照組F、G 和H 期孵出的幼蛸和組1 在F、G 和H 期孵化的幼蛸以及由親蛸護(hù)卵孵化的幼蛸各100 只,置于20 L 的水桶中,每組設(shè)三個(gè)平行。以鹵蟲無節(jié)幼體為幼蛸的開口餌料[21,22],在轉(zhuǎn)移至水桶后的0 h、24 h、48 h 投喂相同重量的鹵蟲并吸底換水,日換水量為20%,每天及時(shí)吸出死亡幼蛸。
按下式計(jì)算孵化率和成活率:
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(means±SD)表示,用Excel 2019 和SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行正態(tài)性和方差齊性檢驗(yàn)及單因素分析,以P<0.05 為差異顯著。
在蛸巢中不同發(fā)育期的受精卵串的發(fā)育狀態(tài)如圖5 和圖6 所示。水溫22.8~26.4 ℃時(shí),A 時(shí)期為發(fā)育1 d 的呈半透明狀受精卵,外層具有膠質(zhì)保護(hù)膜,無特殊分化的結(jié)構(gòu)(圖5-a);B 時(shí)期為發(fā)育8 d的受精卵,已分化發(fā)育出眼、腕、漏斗等胚胎原基(圖5-b);C 時(shí)期為發(fā)育11 d 的受精卵,胚胎眼點(diǎn)呈紅色,此時(shí)的卵串每個(gè)受精卵上均有紅色眼點(diǎn)(圖5-c、圖6-a);D 時(shí)期為發(fā)育14 d 的受精卵,胚胎眼點(diǎn)由紅色轉(zhuǎn)為紫黑色,腕足已清晰可見(圖5-d、圖6-b);E 時(shí)期為發(fā)育16 d 的受精卵,胚胎身體上開始出現(xiàn)5~8 個(gè)色素斑,色素斑呈淺紅色,腕足上的吸盤清晰可見(圖5-e、圖6-c);F 時(shí)期為發(fā)育18 d 的受精卵,胚胎身體上淺紅色素斑增至10~18 個(gè)(圖5-f、圖6-d);G 時(shí)期為發(fā)育20 d 的受精卵,身體上的色素斑進(jìn)一步增加至20~24 個(gè),其中胴體背部上的色素斑顏色變深呈暗紅色,卵串整體呈灰色(圖5-g、圖6-e、圖7-a);H 時(shí)期為發(fā)育23 d 的受精卵,卵串呈灰褐色,由于臨近自然孵化日期,此時(shí)將卵串取出胚胎會因外界環(huán)境刺激提前1 d 孵化。孵出的幼蛸腕部吸附有尚未吸收完全的卵黃(圖5-h、圖7-b)。
圖5 中華蛸發(fā)育狀態(tài)Fig.5 The developmental diagram of fertilized eggs in O.sinensis
圖6 中華蛸受精卵串Fig.6 The developmental diagram of fertilized egg cluster in O.sinensis
將發(fā)育至A、B 時(shí)期的受精卵從蛸巢中取出人工孵化時(shí),無論哪種方式都無法孵出幼體,發(fā)育7 d左右便停止發(fā)育,此受精卵較正常受精卵輕微膨大,表面呈淺紅色,卵黃渾濁變白。發(fā)育至C 時(shí)期時(shí)將其和親蛸分離進(jìn)行人工孵化,僅有卵串分散放置時(shí)(對照組、組1)有幼體孵出,孵化率極低。選取C、D、E 時(shí)期的受精卵進(jìn)行人工孵化時(shí),雖可以少量的孵化出幼蛸,但孵化出幼蛸的受精卵多數(shù)位于卵串上卵粒相對稀疏的位置,且未孵化的受精卵渾濁發(fā)灰沒有光澤(表1)。
表1 受精卵孵化率(%)Tab.1 Hatching rate of fertilized egg(%)
受精卵發(fā)育到F、G 時(shí)期時(shí)開始人工孵化,孵化率明顯升高,H 時(shí)期時(shí)孵化率可達(dá)99%。當(dāng)受精卵發(fā)育至F、G 時(shí)期時(shí),卵串中央以及卵串兩端的受精卵均可孵化成功,未孵化成功的受精卵卵黃變白,卵粒發(fā)灰失去光澤,在解剖鏡下觀察時(shí),胚胎不蠕動。H 時(shí)期的受精卵串取出放入篩盆后便有幼蛸孵化,2 h 后卵串上的受精卵只有少數(shù)孵化失敗。
在人工孵化過程中,排列稀疏的卵串孵化率明顯高于排列緊密的卵串,且隨著受精卵臨近孵出日期,吹洗卵串對孵化率的影響逐漸減(表1、圖8)。
圖8 不同條件下受精卵孵化率與發(fā)育時(shí)期的關(guān)系Fig.8 The relationship between hatching rate and developmental period of fertilized eggs under different conditions
人工孵化和自然孵化的F、G 時(shí)期受精卵所得幼蛸7 日成活率無顯著差異(P>0.05)。由H 時(shí)期受精卵人工孵化所得幼蛸7 日成活率顯著低于自然孵化幼蛸和F、G 時(shí)期受精卵所孵化的幼蛸,其平均7 日存活率僅為11.7%(P<0.05)(表2)。因此,當(dāng)受精卵發(fā)育至G 時(shí)期時(shí)取出人工孵化可得到較好的孵化效果。實(shí)驗(yàn)過程中,F(xiàn)、G 時(shí)期受精卵所孵出的幼蛸以及自然孵出的幼蛸大多聚集在水體表面,只有少數(shù)位于水體的中下層,而H 時(shí)期提前1 d 孵化的幼蛸,大多聚集的水體中下層。此現(xiàn)象也表明,H時(shí)期提前孵化的幼蛸活力較差。
表2 幼蛸7 日成活率(%)Tab.2 Survival rate of 7 day old O.sinensis(%)
波紋龍蝦(Panulirus homarus)、日本米蝦(Caridina japonica)和中華絨螯蟹(Eriocheir sinensis)的胚胎離體孵化時(shí),在任何發(fā)育時(shí)期均能孵化出健康的幼體,且隨著臨近出膜期,胚胎的孵化率逐漸升高[23-25]。中華蛸受精卵脫離親體進(jìn)行人工孵化時(shí),發(fā)育前期的受精卵無法孵出幼體,當(dāng)卵串排列稀疏時(shí),從黑珠期開始,受精卵也具有隨著臨近出膜期孵化率逐漸升高的趨勢。
將中華蛸不同發(fā)育時(shí)期受精卵串取出人工孵化時(shí),A、B 時(shí)期的受精卵發(fā)育7 d 左右卵黃渾濁變白,內(nèi)部有絲狀結(jié)構(gòu),停止發(fā)育,推測受精卵可能是被霉菌或者其它原生動物寄生,具體是何種生物還有待于進(jìn)一步探究。當(dāng)受精卵發(fā)育至G 時(shí)期取出時(shí),胚胎已基本發(fā)育成型,在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn),胚胎有時(shí)會輕微扭動,卵黃也已較小,推測此時(shí)對于霉菌或其他寄生者來說,由于幼蛸免疫力增強(qiáng)、受精卵內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)減少、胚胎臨近孵出時(shí)間沒有充足的寄生時(shí)間等原因不再利于寄生。當(dāng)受精卵發(fā)育至H 時(shí)期時(shí)已非常臨近自然孵出日期,將蛸巢提出水面取受精卵時(shí),因?yàn)闈B透環(huán)境變化劇烈,胚胎在卵膜內(nèi)劇烈蠕動,提前1 d 破膜而出,因此H 時(shí)期孵化率高但成活率低。
中華蛸親體在護(hù)卵期間會不斷用漏斗給卵群噴水,并時(shí)常用腕足撥弄卵群,這樣能清理受精卵上所粘附的雜物,使卵群有充足的氧氣。受精卵串排列緊密組的孵化率均低于卵串排列稀疏組,在相同疏密程度下吹洗卵串也可提高孵化率,這表明在人工孵化時(shí),將卵串間隔開保持充足的溶氧是確保孵化成功的關(guān)鍵。在擬目烏賊(Sepia lycidas)的人工孵化過程中孵化率也會隨著孵化密度的升高而降低,且在相同密度下充氣與否會顯著影響孵化率[26]。
通過對照組、組1 和組3 的對比表明,隨著受精卵臨近孵出,吹洗卵串對孵化率的影響逐漸減小,推測這可能和霉菌、原生動物等沒有充足的寄生時(shí)間有關(guān),因此在生產(chǎn)實(shí)踐過程中,只需保證卵串排列相對稀疏便可得到較高的孵化率。
幼蛸出膜后腕部會包裹有尚未吸收完全的外卵黃囊,經(jīng)6~12 h 外卵黃囊被完全吸收,但被覆在消化腺周圍的內(nèi)卵黃囊需2~3 d 才會被消化吸收完全[27]。在幼蛸7 日成活率實(shí)驗(yàn)中,第3 d 時(shí)每個(gè)實(shí)驗(yàn)組的幼蛸成活率均有明顯下降,推測和內(nèi)卵黃囊消化吸收完全,能量供給不足有關(guān)。H 時(shí)期所孵幼蛸較正常孵化幼蛸提前1 d 孵出,其7 日成活率顯著低于自然孵化的幼蛸以及F、G 時(shí)期孵化的幼蛸,推測其原因是由早產(chǎn)所導(dǎo)致。