三倍体和二倍体长牡蛎呼吸、排泄和摄食生理研究

宋祖德，陈 群，荆圆圆，胡凡光，刘恩孚，袁廷柱，雷西娟

(1.烟台市长岛海洋经济促进中心，山东 烟台 265800；2.山东省海洋科学研究院，山东 青岛 266104)

长牡蛎口味鲜美、营养丰富，是我国主要的贝类养殖品种之一，也是目前世界上产量最高的海水养殖贝类。但随着养殖业的发展，我国牡蛎养殖业也出现了一系列的严重问题，如由于养殖水体环境因子的变化、养殖品种单一、养殖布局不合理而导致实际养殖量超出环境的容纳量(荆圆圆等，2019；印丽云等，2013)。因此，针对目前牡蛎养殖中存在的问题，引进新品种，研究不同养殖条件下牡蛎生态生理学特性对提高牡蛎养殖效益、降低对环境的影响具有重要指导意义，也有助于阐明养殖生态系统中物质循环和能量流动规律，进而评估特定海区的牡蛎养殖容量。

长牡蛎三倍体因其不育性具有生长速度快、抗逆性强等特点，养殖效益较普通牡蛎高，近年来在我国尤其是北方沿海逐渐成为主要养殖对象。养殖长牡蛎三倍体，提高能量转化效率，降低牡蛎繁殖对环境尤其是其他生物的影响，可在一定程度上改善牡蛎养殖产业所面临的问题。有关牡蛎三倍体和二倍体的生长特性、软体部生化成分差异、温度对代谢影响的差异、能量学差异的研究，国内外已有报道，但尚未同时从呼吸、排泄和摄食生理方面对长牡蛎三倍体和二倍体代谢进行研究。揭示三倍体贝类在呼吸、排泄和摄食生理方面的倍性效应及其与二倍体的区别具有一定的理论和实践意义，在育种、养殖品种的选择、饵料的制作、投喂时间及投饵量的问题上都有很重要的参考价值。本文通过研究长牡蛎三倍体和二倍体的呼吸、排泄、摄食等生理代谢活动的差异，为牡蛎养殖品种选择、养殖容量评估提供数据支撑，同时对提高牡蛎的养殖产量及确定牡蛎在海区中的容纳量具有一定的帮助。

一、材料与方法

1.材料

实验用长牡蛎三倍体和二倍体均自山东乳山采集。挑选贝壳无破损、规格均匀、活力旺盛的个体，暂养14天，期间投喂小新月菱形藻。三倍体牡蛎平均壳长(46.14±9.44)毫米，壳宽(25.73±3.26)毫米；二倍体牡蛎平均壳长(38.12±11.77)毫米，壳宽(19.17±4.12)毫米。

2.实验设计

实验采用体积为6升的烧瓶。每组实验设置3个重复，每个重复为3只牡蛎；空白组3个重复，不放牡蛎，采用水浴控温。实验时，将长牡蛎放入烧杯后，虹吸注满过滤海水，溢出约1/4以清除气泡，然后用保鲜膜封口。牡蛎张开贝壳时开始计时，2小时后实验结束，测定海水的溶氧(DO)、氨氮(NH4--N)，测算牡蛎体积。

3.耗氧率及排氨率测定

溶氧测定采用Winkler碘量法，氨氮测定采用次溴酸钠氧化法，牡蛎壳高、壳长用游标卡尺测量。

4.滤水率及摄食率测定

采用静水系统法，即Coughlan方法，实验时间2小时。实验开始前，各实验组和空白组分别取1升海水，用玻璃纤维滤膜(WhatmenGF/C，孔径1.2微米)抽滤，称量、计算总悬浮颗粒物(TPM)和颗粒有机物(POM)浓度。实验结束后再次各取1升海水抽滤，称量、计算TPM和POM。取出牡蛎，测定全重、软体部重，然后将壳、软体部在65℃下烘干至恒重并称重。分别计算滤水率和摄食率。

5.数据处理

实验数据以“平均数±标准误”表示。数据使用SPSS16.0进行ANOVA方差分析，以P＜0.05为差异显著水平。

二、结果与分析

实验中所用三倍体牡蛎、二倍体牡蛎的软体湿重与软体干重呈线性关系，关系式分别为：y＝0.1153x＋0.025(R2＝0.7145)、y＝0.1508x-0.0216(R2＝0.957)，与其他贝类的生物学特征相似。

实验测量结果显示，所用三倍体牡蛎的壳长、壳高、壳宽、全重、湿肉重、干壳重、干肉重分别为(46.14±9.44)毫米、(74.83±8.75)毫米、(25.73±3.26)毫米、(23.71±1.74)克、(3.05±0.42)克、(11.33±1.27)克、(0.37±0.07)克；所用二倍体牡蛎的壳长、壳高、壳宽、全重、湿肉重、干壳重、干肉重分别为(38.12±11.77)毫米、(68.32±7.28)毫米、(19.17±4.12)毫米、(20.42±1.93)克、(2.58±0.29)克、(10.53±1.31)克、(0.29±0.03)克。

牡蛎的单位体重耗氧率和排氨率状况见表1。由表1可知，三倍体牡蛎单位体重耗氧率为(0.74±0.28)毫克/(克·时)，排氨率为(5.15±1.87)毫克/(克·时)；二倍体牡蛎单位体重耗氧率为(2.98±0.82)毫克/(克·时)，排氨率为(4.86±1.32)毫克/(克·时)。三倍体牡蛎单位体重耗氧率显著低于二倍体牡蛎(P＜0.05)，但单位体重排氨率较二倍体牡蛎高。

表1 三倍体和二倍体长牡蛎的耗氧率和排氨率 毫克/(克·时)

三倍体长牡蛎单位体重滤水率为(3.16±1.17)升/(克·时)，摄食率为(0.006±0.003)毫克POM/(克·时)；二倍体长牡蛎单位体重滤水率为(1.79±1.04)升/(克·时)，摄食率为(0.009±0.002)毫克POM/(克·时)。三倍体长牡蛎单位体重滤水率较二倍体高，但摄食率较二倍体低。

三、小结与讨论

1.三倍体和二倍体长牡蛎的排氨率和耗氧率

三倍体长牡蛎的耗氧率显著低于二倍体牡蛎(P＜0.05)。一般认为，生物代谢与生物个体的多态位点杂合度有关，具有较低耗氧率的个体杂合度较高(KoehnRK等，1982)。而二倍体长牡蛎杂合度比三倍体低，故二倍体长牡蛎耗氧率比三倍体高。因此，相对于二倍体长牡蛎，三倍体长牡蛎代谢不易受环境因素影响，具有较高的抗逆性。据报道，美洲牡蛎常规代谢随杂合度增加而降低(KoehnRK等，1982)，侏儒蛤相关研究也发现相似规律(GartonDW等，1984)。

温度也是影响生物生理活动的重要因素。贝类呼吸和排泄随温度的变化一般有两种情况：一是耗氧率和排氨率随着温度的升高而增加；二是耗氧率和排氨率随温度升高到达某一峰值后，温度的进一步升高会抑制呼吸和排泄。规格对排氨率和耗氧率具有较明显的影响(周一兵等，2006)；小规格牡蛎的耗氧率和排氨率比大规格的牡蛎高，这与水生生物不同生长阶段的内脏占比有关。肾脏、肝脏等直接维持生命的组织和脏器，新陈代谢水平高于肌肉、脂肪等非直接维持生命的组织。一般情况下，生物体内直接维持生命的组织和脏器占比随生长而降低，而肌肉和脂肪等非直接维持生命的组织积累增多，从而导致贝类生长而单位软体部干重的耗氧率和排泄率降低。

参考长牡蛎的呼吸和排泄等生理学数据，根据某养殖区的牡蛎养殖数量，可以估算该区域长牡蛎生产周期的氧气消耗量和氮排出总量。溶氧影响着养殖环境的稳定和持续利用，氮是养殖区浮游植物生长的必要营养要素，因此，掌握和控制氧、氮含量从而调整长牡蛎养殖规模和密度，是降低养殖对环境影响的重要途径，有利于合理利用海域生产力和空间资源。

2.三倍体和二倍体长牡蛎的滤水率和摄食率

三倍体长牡蛎单位体重滤水率较二倍体高，但摄食率较二倍体低。除倍性对牡蛎滤水率和摄食率产生影响外，盐度、温度、pH对其均产生影响(栗志民等，2011；杜美荣等，2009；黄洋等，2014)。温度对滤食性贝类的滤水率有显著影响。在一定范围内，贝类滤水率随温度升高而增大，达到最大值后随温度升高而下降。盐度也是影响贝类生理代谢的重要因素。贝类适应环境盐度变化主要是依靠调节体内的渗透压，由此导致其与外界水交换的改变，从而引起滤水率变化。研究表明，当环境中盐度过高、超过贝类自身渗透压调节能力时，贝类的滤水和摄食活动减弱。

三倍体的耗氧率较二倍体高，排氨率较二倍体稍低，但滤水率和摄食率较二倍体牡蛎高，表明倍性是牡蛎的呼吸、排泄和摄食生理的重要影响因素之一。