不同温度对方斑东风螺生理代谢的影响_孙云超.pdf

Marine Sciences/Vol.46,No.12/2022 183 不同温度对方斑东风螺生理代谢的影响 孙云超,马蜻霞,王爱民,杨 毅,於 锋,顾志峰,刘春胜(海南大学 海洋学院,海南 海口 507228)摘要:为了研究温度对方斑东风螺(Babylonia areolata)能量收支的影响,作者采用室内静水法,分析了不同养殖水体温度条件下方斑东风螺幼螺的摄食率、排粪率、耗氧率、排氨率、黏液排泄率的变化规律。结果表明,方斑东风螺摄食率、排粪率、耗氧率和排氨率均随温度升高呈现先上升后下降趋势。其中各温度处理组摄食率差异显著(P0.05),在 23 时最低为 2.5480.093 mg/(g/h),29 时最高为4.9580.150 mg/(g/h);排粪率为 1.6950.0372.8920.074 mg/(g/h),在 29时达到最高;耗氧率在29 时最高为 0.4370.054 mg/(g/h),23 时最低为 0.2020.027 mg/(g/h);在本实验条件下,方斑东风螺排氨率为 0.0090.0010.0250.003 mg/(g/h),各温度处理组间均有显著差异(P0.05),且在 29 时最高为 0.0250.003 mg/(g/h)。黏液排泄率在 23 时最高为 0.0300.001 mg/(g/h),显著高于其他各温度组(P0.05)。基于不同温度下能量收支方程,得出 26 下方斑东风螺生长余能最多,占摄入总能量的37.855%,其次是 29、32 和 23,分别为 37.850%、32.098%和 30.438%。关键词:方斑东风螺(Babylonia areolata);温度;生理代谢;黏液排泄率;能量收支 中图分类号:S917.4 文献标识码:A 文章编号:1000-3096(2022)12-0183-08 DOI:10.11759/hykx20220421001 方斑东风螺(Babylonia areolata)隶属于软体动物门(Mollusca)、腹足纲(Gastropoda)、蛾螺科(Buccinidae)、东风螺属(Babylonia),俗称花螺、香螺,分布于热带和亚热带浅海区域,为肉食性底栖生活物种1。方斑东风螺味道鲜美、肉质脆爽,是一种营养价值极高的海产贝类,深受消费者喜爱。近年来,东风螺已成为海南、广东和福建等南方各省重要的海水养殖品种,年产值约300 亿元2-3。方斑东风螺养殖周期大约 1 a,期间极易遭受酷热、降温等极端天气,导致水温出现较大波动,因此了解不同温度下方斑东风螺的能量收支变化规律对东风螺产业健康发展具有重要的意义4。生物生长与能量收支密切相关。水生动物通过摄取食物获取能量;支出代谢主要包括排氨、排泄和呼吸等。此外,腹足类具爬行特性,因此黏液能也不可或缺。目前,国内外学者已开展了凸壳肌蛤(Arcua-tula senhousei)、翡翠贻贝(Perna viridis)、栉孔扇贝(Chlamys farreri)、盖扇贝(Aequipecten opercularis)和九孔鲍(Haliotis diversicolor aquatilis)等贝类的生理能量学研究5-8。在温度胁迫相关研究中,STRAHL 等9报道盖扇贝(Aequipecten opercularis)生理代谢速率随温度升高显著增加,其摄食、代谢和免疫均受到影响;孙陆宇10对中华圆田螺(Cipangopaludina ca-thayensis)和铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)亦获得相似结果;樊甄姣等11对角蝾螺(Turbo cornutus)研究发现,其排氨率在28 时随温度升高而增加,当超出该温度后其代谢速率显著下降。在方斑东风螺能量收支研究方面,仅薛明等12研究了饥饿状态下方斑东风螺幼螺的耗氧率和排氨率代谢变化。迄今对温度影响下的方斑东风螺能量收支规律未见报道。为此,本研究拟开展不同温度下方斑东风螺幼螺摄食率、排粪率、耗氧率、排氨率、黏液排泄率的变化规律分析,建立不同温度下的能量收支方程。研究结果可为东风螺工厂化养殖提供数据支撑。1 材料与方法材料与方法 1.1 实验材料实验材料 实验所用方斑东风螺购买自海南省文昌市某东风螺养殖场,在海南大学海洋学院养殖室暂养 7 d,收稿日期:2022-04-21;修回日期:2022-06-19 基金项目:国家重点研发计划项目(2022YFD2401305);院士团队创新中心项目(HD-YSZX-202011)Foundation:Supported by the National Key Research and Development Program of China,No.2022YFD2401305;Talent Development Program of Hainan Province,No.HD-YSZX-202011 作者简介:孙云超(1997),男,硕士研究生,主要从事热带经济贝类养殖技术研究,E-mail:Y;刘春胜(1984),通信作者,E-mail: 184 海洋科学/2022 年/第 46 卷/第 12 期 之后选取健康无病的个体用于相关实验。暂养期间所用海水为天然海水,盐度 320.52、温度(270.55)、pH 7.550.22。持续充气,每天投食 1 次,2 h 后全部换水。实验用方斑东风螺基础数据见表 1。表 1 方斑东风螺生物学数据 Tab.1 Biological characteristics of Babylonia areolate 螺长/mm 湿质量/g 软组织湿质量/g 软组织干质量/g24.211.58 3.390.89 1.290.41 0.520.28 1.2 实验方法实验方法 实验在水体为 20 L 的养殖玻璃槽中进行。有报道方斑东风螺适宜生长温度为 23 30 13,本研究基于前期报道,同时结合海南地区东风螺养殖期间,周边海水温度变化规律,温度设置为 23、26、29 和 32 共 4 个温度梯度,每个温度梯度设 3 个平行组。每组温度通过加冰袋或加热棒来维持温度恒定,平均每 2 h 升高或降低 1,达到实验温度后保持暂养 12 h。实验期间实时监测各组水体温度,持续充气,每天全换水 1 次,每隔 12 h 观察是否有死亡现象。1.2.1 摄食率测定摄食率测定 将方斑东风螺饲养于体积为3 L的水箱中,实验前在相应温度条件下驯养一周。每组 10 只方斑东风螺,实验时每天每组投喂等量的新鲜巴浪鱼肉,摄食 3 h 后,捞出残饵,将残饵放入烘干箱进行烘干。根据饵料中水分含量计算出摄食质量。通过烘干法测定饵料中巴浪鱼水分含量,其中水分含量为 64.88%。摄食率(RFI)是以实验前后饵料质量的变化来计算,公式如下:RFI=(FI2FI1)/(wt),(1)式中,FI2是饵料的投喂量(g),FI1是饵料的剩余量(g),w 是方斑东风软体部干质量(g),t 是实验持续时间(h)。1.2.2 排粪率排粪率(RF)测定测定 喂食过后的方斑东风螺转移至盛有新鲜海水的养殖箱,开始排粪实验,24 h后,采用GF/C膜过滤收集粪便,烘干,用马弗炉灼烧至恒质量,测定有机物含量,方法参照海洋监测规范(GB 17378.5 2007)14。公式如下:RF=(W1W2)/(wt),(2)式中,W1是粪便样品经 GF/C 滤纸(预先在马弗炉中经 450 灼烧 8 h 处理)过滤后在 65 烘箱中烘至恒质量,W2是 W1样品滤纸在马弗炉中经 450 灼烧处理并冷却后的质量,w 是方斑东风螺软体部干质量(g),t 是实验持续时间(h)。1.2.3 耗氧率测定耗氧率测定 耗氧率采用密闭循环水测试法,使用丹麦 Loligo Systems 公司的水生生物呼吸测定仪进行。将方斑东风螺放入水生生物呼吸仪密闭的容器中(容器体积 1.6 L),水流速度为 5 L/min,持续时间 40 min。根据预实验的结果,每个呼吸仪容器中放 10 只方斑东风螺。在进行耗氧率测定同时,另设 3 组未放方斑东风螺的密闭呼吸室作为对照组。耗氧率(RO)以实验前后水体中溶解氧浓度的差值来计算,公式如下:RO=(OD0ODt)V/(wt),(3)式中,OD0和 ODt分别是实验开始和实验结束后水中的溶氧含量(mg/L),V 是呼吸器体积(L),w 是方斑东风螺软体部干质量(g),t 是实验持续时间(h)。1.2.4 排氨率测定排氨率测定 排氨率的测定采用实验前后水体中氨氮变化情况来计算,实验开始时与结束后分别采集水生生物呼吸器中 50 mL 海水,用于氨氮浓度测定。水体中氨氮浓度按水杨酸-次氯酸盐光度法(HJ 5362009)15进行测定,所用仪器为 DeChem-Tech(德国)全自动化学分析仪。排氨率(RN)是以实验前后水体中氨氮质量浓度变化来计算,公式如下:RN=(NtN0)V/(wt),(4)式中,N0和 Nt分别是实验开始和实验结束后水中总氨氮质量浓度(mg/L),V 是呼吸器体积(L),w 是方斑东风螺软体部干质量(g),t 是实验持续时间(h)。氧氮比计算公式如下:O/N=RO/RN,(5)式中,RO、RN分别为单位体质量耗氧率和排氨率(mg/(g/h)。1.2.5 黏液排泄率测定黏液排泄率测定 黏液分为两部分,一部分溶于水中,另一部分附着在烧杯内壁上。为避免粪便的影响,实验前将方斑东风螺在水中饥饿 3 d。实验时将方斑东风螺取出放入一个干净的 1 000 mL 烧杯中,水浴加热保持恒温,注入用 GF/C 滤纸过滤的海水,24 h 后小心的取出方斑东风螺,用 GF/C 滤纸过滤水中的黏液,用刀片将烧杯内壁上的黏液刮下8,两部分黏液放到一起,经 450 灼烧 8 h 处理。黏液排泄率(RM)是以 GF/C滤纸灼烧前后的质量差来计算,公式如下:RM=(W3W0)/(wt),(6)Marine Sciences/Vol.46,No.12/2022 185 式中,W0是 GF/C 滤膜(经马弗炉灼烧后)初始质量,W3是 GF/C 滤膜经马弗炉灼烧后的质量,w 是方斑东风螺软体部干质量(g),t 是实验持续时间(h)。1.2.6 能量代谢计算能量代谢计算 能量收支方程:C=F+R+U+M+G,(7)式中,C 是摄食能,F 是排粪能,R 是呼吸能,U 是排泄能,M 是黏液能,G 是生长能。C、F、R、U 和 M 分别通过食物中有机物、粪便中有机物、呼吸率、排氨率和黏液排泄率计算。本实验采用以下能量转换因子:1 mg POM=20.78 J;1 mg O2=14.24 J;1 mg NH4+-N=24.87 J。1.3 数据分析数据分析 实验数据以平均值标准差(MeanS.D.)表示,采用 DPS 和 Excel 软件进行作图和数据处理。各实验组间显著性分析采用单因素方差分析(Oneway ANOVA),P0.05 表示为显著性水平。2 实验结果实验结果 2.1 不同温度下方斑东风螺的摄食率不同温度下方斑东风螺的摄食率 根据图 1可知,在 4种不同温度下方斑东风螺的摄食率显示出随温度上升呈现出先增大后下降的趋势,在 23 时最低为 2.5480.093 mg/(g/h),29 时达到最大值为 4.958 mg/(g/h),32 时摄食率明显下降为 3.3010.196 mg/(g/h)。温度对方斑东风螺的摄食率具有显著性的影响(P0.05)。图 1 不同温度下方斑东风螺的摄食率 Fig.1 Feeding rates of Babylonia areolate at different tem-peratures 不同字母表示具有显著性差异(P0.05),下同 Different letters represent significant differences(P0.05),the same as below 2.2 不同温度下方斑东风螺的能量支出代谢不同温度下方斑东风螺的能量支出代谢 根据图 2 可知,不同温度下方斑东风螺的排粪