田曉飛，常亞青，張偉杰，經(jīng)晨晨，亓守冰

(大連海洋大學(xué) 農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連116023)

中間球海膽Strongylocentrotus intermedius 原產(chǎn)于日本北海道和俄羅斯遠(yuǎn)東海域，最大殼徑為90 mm，生長適溫為16 ～19 ℃。由于其性腺色澤好、味道鮮美、營養(yǎng)價(jià)值高，深受廣大消費(fèi)者的喜愛。1989年，中間球海膽由日本引入中國，并開展了人工選育研究，經(jīng)過多年的增養(yǎng)殖，目前已為中國經(jīng)濟(jì)海膽中最重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種之一［1］。溫度是影響海膽生長、發(fā)育和性腺品質(zhì)的重要因素之一［2-4］。中間球海膽在原產(chǎn)地的生長溫度低于20℃，當(dāng)水溫超過25 ℃時(shí)即可導(dǎo)致其大面積死亡［1］。在中國中間球海膽主要分布于山東、遼寧的部分海區(qū)，而中國大部分海域的夏季水溫高于25 ℃，過高的水溫會引發(fā)海膽幼體活力下降、變態(tài)困難、生長緩慢、畸形率高等一系列問題［5］，導(dǎo)致其成活率下降，不利于苗種的培育。

種間雜交技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)動物抗逆品種的培育。Cruz等［6］對兩種鮑魚進(jìn)行了雜交(Haliotis rufescens ×H.discus hannai)，研究了其雜種后代對高溫的耐受性，結(jié)果表明，其雜交后代HSP70 基因的表達(dá)量高于親本，這就為鮑魚向低緯度地區(qū)引種以擴(kuò)大養(yǎng)殖范圍提供了可能性。王祖熊等［7］用草魚Ctenopharyngodon idellus、鯉Cyprinus carpio、鰱Hypophthalmictuthys molitrix和鯪Cirrhinus molitorella 的混合精液與鯪的卵進(jìn)行了混合受精培育，得到的后代具有較強(qiáng)的抗寒能力。劉國安等［8］和李傳武［9］分別對興國紅鯉C.c.haematopterus(♀)×草魚C.idellus(♂)進(jìn)行雜交，研究了其雜交后代對草魚出血病的抗性，結(jié)果表明，雜種后代在注射草魚出血病活漿組織后其死亡率顯著低于同規(guī)格的草魚。關(guān)于海膽遠(yuǎn)緣雜交的研究較多，但多數(shù)研究都集中在種間雜交的可行性、雜交后代的發(fā)育特征和雜種優(yōu)勢方面。Osanai［10］和Hata等［11］分別對中間球海膽和光棘球海膽S.nudus 進(jìn)行了雜交試驗(yàn)，均認(rèn)為雜交海膽幼體的遺傳表現(xiàn)介于父母本之間或偏向于母本。Rahman等［12-13］對兩種海膽進(jìn)行雜交(Echinometra sp.A × E.sp.C)，結(jié)果表明，雜交子代具有很好的遺傳親合力，并且雜交海膽的性狀表現(xiàn)出明顯超過親本的優(yōu)勢。常亞青等［14］對中國北方地區(qū)的4種經(jīng)濟(jì)海膽進(jìn)行了雜交試驗(yàn)，分析了幾種雜交組合的可行性。Ding等［15］對中間球海膽(Si)、光棘球海膽(Sn)和紫海膽Anthocidaris crassispina(Ac)進(jìn)行了雜交試驗(yàn)，其中雜交組合Si♀×Ac♂的后代表現(xiàn)出明顯的雜種優(yōu)勢。王麗梅等［16］對中間球海膽和光棘球海膽進(jìn)行了雜交試驗(yàn)，探討了雜交海膽的發(fā)育規(guī)律和生長特性。王笑月等［17］研究發(fā)現(xiàn)，鹽度能顯著影響海膽雜交子代Si♀×Sn♂的受精率、孵化率和幼體的生長發(fā)育。但種間雜交能否用于提高海膽的抗逆、抗病能力，目前尚未見報(bào)道。

光棘球海膽自然分布于遼寧和山東等地，生長的適宜溫度在15 ～24 ℃［5］。相比于中間球海膽，光棘球海膽具有一定的耐高溫能力。本研究中，通過研究高溫對中間球海膽、光棘球海膽自繁及其雜交后代幼體發(fā)育的影響，探討了雜交后代幼體耐熱的可能性，以期為中間球海膽抗逆品種的培育提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

光棘球海膽親膽于2013年7月采捕于大連市小平島附近海域，殼徑為75.15 ～79.19 mm，體質(zhì)量為150.18 ～171.09 g。中間球海膽親膽于2013年9月購自旅順龍王塘養(yǎng)殖場，殼徑為34.3 ～49.21 mm，體質(zhì)量為43.62 ～49.04 g。

1.2 方法

1.2.1 親膽的暫養(yǎng)與催產(chǎn) 將采回的光棘球海膽親膽放于水泥池(5 m×2 m×2 m)中暫養(yǎng)，水深為0.5 m。將采回的中間球海膽親膽放于水槽(1.8 m×1.0 m×0.8 m)中暫養(yǎng)。暫養(yǎng)期間，每3 d 換水1/2，強(qiáng)充氣，投喂足量的海帶，并適當(dāng)投喂煮熟的紫貽貝肉促熟。

通過注射0.5 moL/L 的KCl 溶液(劑量為1 ～2 mL/個(gè))進(jìn)行人工催產(chǎn)，分別收集每個(gè)親膽的精液或卵液，按照Si♀×Si♂、Sn♀×Si♂、Si♀×Sn♂、Sn♀×Sn♂交配方案受精。受精完成后，將各組的受精卵置于獨(dú)立的70 L 孵化槽內(nèi)，并在2 ～4 h 內(nèi)洗卵2次，然后進(jìn)行孵化［1］。

1.2.2 幼體的培養(yǎng)及發(fā)育觀察 孵化階段水溫為18.0 ～19.0 ℃，光照強(qiáng)度低于300 lx，不充氣。發(fā)育至棱柱幼體時(shí)(受精后24 h)利用260 目篩絹制成的漏網(wǎng)撈取上浮的幼體進(jìn)行選優(yōu)，并調(diào)整培育密度為0.5 ～0.8 個(gè)/mL，微弱充氣使幼體在水中分布均勻，此時(shí)，開始投喂牟氏角毛藻Chaetoceros muelleri，每天8:00、14:00、20:00 投喂，開始投喂量參照常亞青等［1］的投喂方法，以后投喂量視幼體攝食消化情況而定。每天換水1次，每次為全量的1/2，每隔4 d 倒池1次。在以上條件下培育約22 d，各組的培育條件保持一致。在幼體培育階段，每次投餌前進(jìn)行1次鏡檢，觀察幼體發(fā)育狀況，并用數(shù)碼相機(jī)拍照記錄各階段的形態(tài)。

1.2.3 溫度對海膽的受精率、孵化率和不同發(fā)育階段幼體生長的影響試驗(yàn) 將剛受精的受精卵置于500 mL 玻璃燒杯中，分別于18、22、26、30 ℃(溫差在±0.3 ℃內(nèi))水浴鍋內(nèi)水浴，1 h 后鏡檢其受精率。受精卵的孵化密度為3 ind./mL，發(fā)育至棱柱幼體時(shí)(受精后24 h)，隨機(jī)取樣測定孵化率。

取正常受精、發(fā)育至各期(四腕幼體、六腕幼體、八腕幼體)的幼體，分別置于18、22、26、30 ℃水溫下培育，用設(shè)定好溫度的加熱棒保持水溫，培育密度為0.3 個(gè)/mL，每天用同水溫海水換水1次，每次換水量為全量的1/2，投喂牟氏角毛藻，每次投餌前鏡檢幼體攝食消化情況，并以此確定合適的投喂量。每天取樣1次，觀察幼體的生長發(fā)育情況，當(dāng)18 ℃下培育幼體中有50%發(fā)育至該期末期的時(shí)候，對試驗(yàn)幼體進(jìn)行取樣測量，保證每種海膽至少測量100 個(gè)幼體，測量的性狀包括四腕幼體的體長以及六腕幼體和八腕幼體的體長和胃長(圖1)。觀察及測量方法參考“水產(chǎn)動物浮游幼體尺寸的測量方法”［18］。各指標(biāo)的計(jì)算方法如下:

受精率=2 細(xì)胞期胚胎數(shù)/(2 細(xì)胞期胚胎數(shù)+未分裂的細(xì)胞數(shù))×100%，

孵化率=棱柱幼體數(shù)/(棱柱幼體數(shù)+未發(fā)育的細(xì)胞數(shù))×100%，

畸形率=畸形幼體總數(shù)/幼體總數(shù)×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2003 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，采用SPSS 13.0 軟件，分別以海膽幼體種類和水溫為影響因素，對受精率、孵化率、不同發(fā)育階段的畸形率和各生長性狀進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan法對各種間和各溫度間性狀的差異進(jìn)行多重比較，顯著性水平設(shè)為P＜0.05。

圖1 海膽幼體體長、胃長的測量Fig.1 Measurements of body length and stomach length of the sea urchin larva

2 結(jié)果與分析

2.1 不同海膽的幼體發(fā)育

中間球海膽自繁、光棘球海膽自繁和雜交海膽子代的胚胎發(fā)育及發(fā)育時(shí)間見表1。兩種自繁海膽和雜交海膽胚胎發(fā)育到各時(shí)期的時(shí)間有差異，3種海膽從受精卵發(fā)育到四腕幼體、六腕幼體和八腕幼體的時(shí)間均是光棘球海膽最快，雜交海膽其次，中間球海膽最慢。圖2 為兩種自繁海膽和雜交海膽的各期幼體，具體形態(tài)特征如下。

表1 18 ℃下海膽幼體的發(fā)育時(shí)間Tab.1 Developmental time of the sea urchin larvae at 18 ℃

圖2 自繁與雜交海膽各期幼體形態(tài)Fig.2 Larval morphology of the sea urchin at various developmental stages in conspecific cross and interspecies hybridization

2.1.1 中間球海膽 中間球海膽四腕幼體，最明顯的特征是具有4 條長腕和貫穿全身的骨針，頂部的2 根骨針交匯形成凸起的頂尖，消化系統(tǒng)已經(jīng)較為完善，明顯地區(qū)分出口、胃、腸等消化器官，軀干部占整個(gè)身體的比例較大，而胃所占比例較小;六腕幼體末期，頂端的2 根骨針斷裂，軀干部變形呈頂端凸起的方形，胃部所占比例變大;八腕幼體時(shí)期，其幼體頂部變平滑，胃部明顯增大，胃壁顏色加深。

2.1.2 光棘球海膽 光棘球海膽四腕幼體，4 條長腕向四周張開呈發(fā)散狀，貫穿全身的2 根主骨針交匯于頂部，軀干部呈有規(guī)則的金字塔形，占整個(gè)身體的比例比腕小，而胃占軀干部的比例較大，腕的基部有若干突起;六腕幼體末期，長腕進(jìn)一步張開，頂端的骨針斷裂變圓，軀干部演變成不規(guī)則的扁圓形，具有多個(gè)瓣?duì)铖薨?，胃部所占的比例變?八腕幼體時(shí)期，長腕完全張開，頂部變平呈柱狀，軀干部具多個(gè)瓣?duì)铖薨?，胃部的比例更大，胃壁增厚、顏色加深?/p>

2.1.3 雜交海膽 雜交海膽四腕幼體，軀干部與光棘球海膽基本相同，長腕則與中間球海膽相似，軀干部與長腕的比例介于兩種自繁海膽之間;六腕幼體時(shí)期，頂端骨針斷裂，頂部更加平滑，外部形態(tài)特征與中間球海膽相似，胃部所占比例增大;八腕幼體時(shí)期，外部形態(tài)與中間球海膽相近，但腕的基部與光棘球海膽相似，具有瓣?duì)铖薨櫍覆孔兇?，胃壁增厚、顏色加深?/p>

2.2 溫度對海膽子代受精率和孵化率的影響

在4 個(gè)不同溫度下，3種海膽子代的受精率和孵化率見表2。由表2可知:中間球海膽和光棘球海膽在18 ～30 ℃時(shí)的受精率均達(dá)到90%以上，而二者雜交子代在不同溫度下的受精率均較低;Si♀×Si♂、Sn♀×Sn♂和Si♀×Sn♂、Sn♀×Si♂的最適受精溫度分別為22、18、22、18 ℃，而Sn♀×Si♂在18 ℃以上高溫組的受精率均為0。

中間球海膽在22 ℃時(shí)孵化率最高，為96.39%，而在26 ℃和30 ℃時(shí)不能孵化;光棘球海膽在18 ℃時(shí)孵化率最高，為97.52%，在26 ℃時(shí)孵化率則顯著降低(P＜0.05);雜交子代Si♀×Sn♂在18 ℃時(shí)孵化率為95.56%，顯著高于22℃時(shí)(91.39%)(P＜0.05);雜交子代Sn♀×Si♂的孵化率極低，因此，未能用于后續(xù)試驗(yàn)。幾種海膽的孵化率在18 ℃時(shí)無顯著性差異(P ＞0.05)，在22 ℃時(shí)雜交子代的孵化率顯著低于兩種自繁海膽(P＜0.05)，在26 ℃時(shí)只有18.62%的光棘球海膽子代發(fā)育到棱柱幼體，而在30 ℃時(shí)所有的海膽子代均未發(fā)育(表2)。

表2 各溫度下不同海膽的受精率和孵化率(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)Tab.2 Fertilization rate and hatching rate(mean±S.D.)in various sea urchins at different water temperature

2.3 溫度對不同發(fā)育期海膽幼體生長發(fā)育的影響

2.3.1 四腕幼體 溫度對3種海膽四腕幼體發(fā)育的畸形率均有顯著影響(P＜0.05)。中間球海膽四腕幼體在18 ℃和22 ℃時(shí)的畸形率均較低，顯著低于26 ℃時(shí)(P＜0.05);光棘球海膽四腕幼體在22 ℃時(shí)的畸形率顯著高于18 ℃時(shí)，顯著低于26℃時(shí)(P＜0.05);而雜交海膽四腕幼體由于培育不當(dāng)，在22 ℃時(shí)全部死亡，因此，無法統(tǒng)計(jì)其畸形率，其在18 ℃時(shí)的畸形率則顯著低于26 ℃時(shí)(P＜0.05)。對于3種海膽的四腕幼體來說，在18℃時(shí)的畸形率均為最低，而當(dāng)溫度達(dá)到26 ℃時(shí)，畸形率均為最高(表3)。本試驗(yàn)中，30 ℃是3種海膽四腕幼體耐受的極限溫度，在該溫度下所有四腕幼體全部死亡。

各溫度下，3種海膽四腕幼體的生長具有顯著性差異(P＜0.05)。多重比較結(jié)果顯示:中間球海膽四腕幼體在22 ℃時(shí)的體長顯著高于18 ℃和26 ℃時(shí)(P＜0.05);而光棘球海膽四腕幼體在18℃時(shí)的體長顯著高于26 ℃和22 ℃時(shí)(P＜0.05);雜交海膽四腕幼體在18 ℃時(shí)的體長顯著高于26 ℃時(shí)(P＜0.05)。對于種間差異而言，在18、26 ℃時(shí)，光棘球海膽四腕幼體的體長顯著高于中間球海膽和雜交海膽(P＜0.05);在22 ℃時(shí)，中間球海膽四腕幼體的體長顯著高于光棘球海膽(P＜0.05)(表4)。

2.3.2 六腕幼體 溫度對3種海膽六腕幼體發(fā)育的畸形率均有顯著影響(P＜0.05)。3種海膽六腕幼體在18 ℃時(shí)的畸形率均顯著低于22 ℃時(shí)(P＜0.05)，3種海膽的六腕幼體在26 ℃和30 ℃時(shí)均全部死亡。多重比較結(jié)果顯示:在18 ℃時(shí)，中間球海膽六腕幼體的畸形率顯著高于光棘球海膽(P＜0.05);在22 ℃時(shí)，3種海膽六腕幼體的畸形率均高于80%，其中僅光棘球海膽六腕幼體的畸形率顯著高于中間球海膽(P＜0.05)(表3)。

各溫度下，3種海膽六腕幼體的生長性狀具有顯著性差異(P＜0.05)。3種海膽六腕幼體在18℃時(shí)的生長性狀均顯著高于22 ℃時(shí)(P＜0.05)。多重比較的結(jié)果顯示:在18 ℃時(shí)光棘球海膽六腕幼體的體長顯著高于中間球海膽和雜交海膽(P＜0.05);在22 ℃時(shí)，中間球海膽六腕幼體的體長顯著高于光棘球海膽和雜交海膽(P＜0.05);在18 ℃時(shí)，光棘球海膽六腕幼體的胃長顯著高于中間球海膽和雜交海膽(P＜0.05);而在22 ℃時(shí)，雜交海膽六腕幼體的胃長顯著高于中間球海膽和光棘球海膽(P＜0.05)(表4)。

2.3.3 八腕幼體在18 ℃時(shí)，3種海膽八腕幼體的畸形率均較低，并且三者間無顯著差異(P ＞0.05)。在22、26、30 ℃時(shí)，3種海膽的八腕幼體全部死亡(表3)。

3種海膽八腕幼體的生長性狀具有顯著性差異(P＜0.05)。多重比較的結(jié)果顯示:在18 ℃時(shí)，中間球海膽八腕幼體的體長顯著低于光棘球海膽和雜交海膽(P＜0.05);光棘球海膽八腕幼體的胃長顯著高于中間海膽和雜交海膽(P＜0.05)(表4)。

表3 各溫度下不同發(fā)育階段海膽幼體的畸形率(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)Tab.3 Deformity rate(mean±S.D.)of sea urchin larvae at various developmental periods at different temperatures

表4 各溫度下不同發(fā)育階段海膽幼體的生長性狀(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)Tab.4 Growth(mean±S.D.)of sea urchin larvae at various periods at different temperatures

3 討論

3.1 3種海膽幼體發(fā)育的比較

本研究結(jié)果表明，雜交海膽幼體在形態(tài)上與雙親均有相似和不同。六腕幼體和八腕幼體時(shí)期，雜交海膽的長腕并不像光棘球海膽一樣向外張開，而是與中間球海膽的表現(xiàn)一致。但是其長腕基部帶有一些瓣?duì)铖薨?，與光棘球海膽相似。這說明雜交幼體融合了父母本的基因，是真正的雜交后代。Ding等［15］通過觀察雜交海膽成體的形態(tài)發(fā)現(xiàn)，雜交海膽與所有親本并無完全相同的形態(tài)特征，而是融合了父母本形態(tài)的結(jié)合體。本研究中，3種海膽由受精卵發(fā)育到四腕幼體、六腕幼體和八腕幼體的時(shí)間均為光棘球海膽最快，雜交海膽其次，中間球海膽最慢，并且雜交海膽與中間球海膽的發(fā)育時(shí)間最接近，這表明雜交海膽幼體的生長速度處于親本間，并且偏向于母本。隋娟等［19］對牙鲆Paralichthys olivaceus和夏鲆P.dentatus 進(jìn)行了雜交和回交試驗(yàn)，結(jié)果表明，雜交后代的胚胎發(fā)育時(shí)間與其母本自繁后代的發(fā)育時(shí)間相近，且處于親本之間，本研究結(jié)果與其一致。除發(fā)育速度外，不同種間海膽幼體的體長、胃的大小，以及軀干部和腕部占整個(gè)身體的比例也有較大差異，光棘球海膽的長腕占整個(gè)身體的比例顯著大于中間球海膽和雜交海膽，而胃占軀干部的比例也是光棘球海膽最大。這表明本研究中雜交海膽幾乎在各個(gè)時(shí)期體長及胃性狀的表現(xiàn)均介于兩種自繁海膽之間。Rahman等［20］研究發(fā)現(xiàn)，梅氏長海膽E.sp.A(♀)×白刺長海膽E.sp.C(♂)的雜交后代，其生長性狀從幼體發(fā)育到成體生長階段均處于父母本之間，本研究結(jié)果與其一致。

3.2 溫度對海膽子代受精率、孵化率和幼體發(fā)育的影響

溫度是影響海膽生長、發(fā)育和性腺品質(zhì)［2-4］的最重要的因素之一。本研究結(jié)果表明，溫度對光棘球海膽和雜交海膽的受精率和孵化率均有顯著影響，但對中間球海膽的受精率和孵化率無顯著影響。本研究中，中間球海膽的受精率和孵化率均在22 ℃時(shí)最高，該溫度明顯高于常亞青等［14］和王麗梅等［16］的研究結(jié)果(16 ～17 ℃)，其原因尚需進(jìn)一步研究;而光棘球海膽在18 ℃時(shí)受精率和孵化率最高，這與高緒生等［5］的研究結(jié)果一致;常亞青等［14］和王麗梅等［16］研究表明，中間球海膽(♀)×光棘球海膽(♂)雜交海膽的受精率最高可達(dá)53.7%，而本研究顯示，雜交海膽在22 ℃時(shí)受精率最高為21.20%，這可能是由于雜交的精子量較少，并未按照自繁海膽精子量的10 ～40 倍進(jìn)行受精［21］，導(dǎo)致一個(gè)卵子周圍聚集精子量較少，從而降低了卵子的受精率。Ding等［15］的研究也表明，利用純精液能夠提高雜交海膽的受精率。本研究中，隨著溫度的升高，3種海膽的受精率和孵化率均呈現(xiàn)下降趨勢，當(dāng)溫度達(dá)到26 ℃以后，3種海膽的受精卵均會停止發(fā)育;而對于光棘球海膽(♀)×中間球海膽(♂)的雜交后代僅在18 ℃時(shí)受精，且受精卵發(fā)育孵化的較少，無法用于后續(xù)試驗(yàn)，而高于18 ℃時(shí)均沒有出現(xiàn)受精現(xiàn)象。

本研究結(jié)果表明，溫度對3種海膽幼體不同時(shí)期的畸形率和生長性狀均有顯著影響。四腕幼體時(shí)期，3種海膽的四腕幼體均在18 ℃時(shí)畸形率較低，中間球海膽四腕幼體的體長在22 ℃時(shí)最大，而光棘球海膽和雜交海膽四腕幼體的體長在18 ℃時(shí)最大;六腕幼體時(shí)期，3種海膽的六腕幼體在18 ℃時(shí)畸形率最低，體長和胃長也最大;八腕幼體時(shí)期，3種海膽的八腕幼體在溫度高于22 ℃時(shí)幾乎全部死亡。從本研究可知，3種海膽子代的熱耐受性均為受精卵＞四腕幼體＞六腕幼體＞八腕幼體，這與Byrne等［22］認(rèn)為海膽Heliocidaris erythrogramma 受精卵的熱耐受性要高于浮游幼體的研究結(jié)果一致。綜上所述，本研究中涉及的3種海膽的最適宜培育水溫均為18 ℃。對于中間球海膽而言，可在六腕幼體之前適當(dāng)?shù)奶岣吲嘤疁?，加快幼體的生長速度，從而縮短培育周期。

3.3 不同海膽子代受精率和孵化率以及幼體發(fā)育的表現(xiàn)

在本研究中，各溫度下雜交海膽的受精率均顯著低于兩種自繁海膽，這是由于精卵的結(jié)合是由受精素和抗受精素的相互作用所導(dǎo)致，對于這種相互作用的結(jié)合，同種之間的反應(yīng)強(qiáng)，而異種之間的反應(yīng)就比較弱［23］;不同溫度下，雜交海膽的孵化率均介于兩種自繁海膽之間，這與常亞青等［14］認(rèn)為雜交海膽的孵化率均低于自繁組的研究結(jié)果不同，這可能是由于常亞青等的試驗(yàn)中子代受精率較高，導(dǎo)致胚胎質(zhì)量參差不齊，從而降低了孵化率。本研究結(jié)果表明:四腕幼體時(shí)期，雜交海膽的畸形率在3種海膽中最低，其生長性狀在3種海膽中也最差;六腕幼體時(shí)期，雜交海膽的畸形率和生長性狀均介于兩種自繁海膽之間;八腕幼體時(shí)期，雜交海膽的畸形率在3種海膽中最高，而其生長性狀也優(yōu)于中間球海膽。綜上可知，本研究中的雜交海膽在浮游早期并未表現(xiàn)出生長上的優(yōu)勢，而是具有一定的耐熱性。但隨著其生長發(fā)育，雜交海膽在耐熱上的表現(xiàn)逐漸變差，而在生長上的優(yōu)勢逐漸得到體現(xiàn)。這可能是由于在生長階段，雜交幼體將大部分能量用于生長，從而對熱的耐受能力相對減弱。Dégremont等［24］構(gòu)建了太平洋牡蠣Crassostrea gigas耐高溫品系，研究發(fā)現(xiàn)，耐高溫品系牡蠣通過將繁育的部分能量用于抵抗夏季的高水溫，從而導(dǎo)致其性腺指數(shù)顯著低于對照品系。本研究結(jié)果表明，3種海膽中光棘球海膽在高溫下的耐熱性和生長形狀最差。高緒生等［5］認(rèn)為，光棘球海膽的最適水溫為15 ～24 ℃，明顯高于中間球海膽。這說明光棘球海膽幼體比成體更易受高溫的影響。Dégremont等［24］發(fā)現(xiàn)，太平洋牡蠣某些群體的幼體比成體更容易受夏季高溫的影響，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

3.4 遺傳效應(yīng)對雜交后代的影響

雜交海膽是由來自不同種海膽親本的配子結(jié)合發(fā)育而來，雜交可以使雜種后代增加變異性和異質(zhì)性，綜合雙親的優(yōu)良性狀，從而出現(xiàn)可利用的雜種優(yōu)勢［25］。本研究中，雜交海膽在發(fā)育的不同階段就表現(xiàn)出不同親本的優(yōu)良性狀。雜交海膽的最佳受精溫度為22 ℃，與母本中間球海膽的最適受精溫度一致，而父本光棘球海膽受精率最高時(shí)的溫度為18 ℃。這說明在受精卵階段母性效應(yīng)起主導(dǎo)作用，提高了雜交海膽受精卵對熱的耐受性，這與Byrne等［26］報(bào)道的母性效應(yīng)能夠影響無脊椎動物幼體的耐受性和生態(tài)分布的研究結(jié)果一致。孵化階段，雜交海膽的最佳孵化溫度與光棘球海膽相同，同時(shí)隨著海膽幼體的生長發(fā)育，雜交海膽在生長性狀上的表現(xiàn)更接近于父本光棘球海膽的快速生長。這說明隨著幼體的發(fā)育，其受母性效應(yīng)的影響在逐漸減弱，而父本對幼體的影響在逐漸增強(qiáng)。Rahman等［27］研究發(fā)現(xiàn)，對梅氏長海膽E.sp.A(♀)×白刺長海膽E.sp.C(♂)進(jìn)行雜交時(shí)，以生長速度較快的白刺長海膽為父本雜交的后代生長優(yōu)勢更明顯，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。本研究中，雜交海膽幼體的雜種優(yōu)勢體現(xiàn)在受精卵階段的耐熱性和后期幼體生長上的表現(xiàn)。

由于雜種海膽生長優(yōu)勢明顯，種間雜交被認(rèn)為具有育種潛力［13，25］。盡管如此，育種過程中應(yīng)注意雜種海膽是否會對原種種質(zhì)資源的威脅和破壞。Ding等［15］研究表明，在繁殖季節(jié)，成體中間球海膽(♀)×光棘球海膽(♂)的雜交海膽僅能產(chǎn)生少量精子。然而，董穎等［28］通過性腺組織切片發(fā)現(xiàn)，中間球海膽(♀)×光棘球海膽(♂)雜交海膽性腺發(fā)育不能明顯分期，僅個(gè)別雌性個(gè)體能產(chǎn)生極少量成熟卵細(xì)胞，而雄性個(gè)體性腺中則無成熟精子。由此可認(rèn)為，雜交海膽的繁殖力極低或無繁殖力，不會對原種的種質(zhì)資源造成破壞。

［1］常亞青，丁君，宋堅(jiān)，等.海參、海膽的生物學(xué)研究與養(yǎng)殖［M］.北京:海洋出版社，2004.

［2］常亞青，王子臣，王國江.溫度和藻類餌料對蝦夷馬糞海膽攝食及生長的影響［J］.水產(chǎn)學(xué)報(bào)，1999，23(1):69 -76.

［3］Lawrence J M，Cao X，Chang Y，et al.Temperature effect on feed consumption，absorption，and assimilation efficiencies and production of the sea urchin Strongylocentrotus intermedius［J］.Journal of Shellfish Research，2009，28(2):389 -395.

［4］Fuji A.Ecological studies on the growth and food consumption of Japanese common littoral sea urchin，Strongylocentrotus intermedius(A.Agassiz)［J］.Memoirs of the Faculty of Fisheries Hokkaido University，1967，15(2):83 -160.

［5］高緒生，孫勉英，胡慶明，等.溫度對光棘球海膽不同發(fā)育階段的影響［J］.海洋與湖沼，1993，24(6):634 -640.

［6］Cruz F L，Acu?a G N，Escárate C G.Hybridization between Haliotis rufescens and Haliotis discus hannai:evaluation of fertilization，larval development，growth and thermal tolerance［J］.Aquaculture Research，2013，44(8):1206 -1220.

［7］王祖熊，黃文郁.鯪魚混精受精的育種實(shí)驗(yàn)［J］.水產(chǎn)學(xué)報(bào)，1985，9(2):203 -206.

［8］劉國安，吳維新，林臨安，等.興國紅鯉同草魚雜交的受精細(xì)胞學(xué)研究［J］.水產(chǎn)學(xué)報(bào)，1987，11(1):17 -21.

［9］李傳武.興國紅鯉、草魚及其雜種一代血清蛋白質(zhì)的電泳分析［J］.淡水漁業(yè)，1991(6):12 -14.

［10］Osanai K.Interspecific hybridization of sea urchins，Strongylocentrotus nudus and Strongylocentrotus intermedius［J］.Bulletin of the Marine Biological Station of Asamushi Tohoku University，1974，15:37 -45.

［11］Hata M，Osanai K.Phenotypic analyses of sea urchin species interspecifically hybridized between Strongylocentrotus nudus and Strongylocentrotus intermedius［J］.Bulletin of the Marine Biological Station of Asamushi Tohoku University，1994，19:65 -78.

［12］Rahman M A，Uehara T，Pearse J S.Hybrids of two closely related tropical sea urchins(genus Echinometra):evidence against postzygotic isolating mechanisms［J］.The Biological Bulletin，2001，200(2):97 -106.

［13］Rahman M A.F1and F2backcrosses in the hybrids between two unnamed genetically distinct species of tropical sea urchins，Echinametra sp.A and Echinametra sp.C［J］.Pakistan Journal of Biological Sciences，2003，6(13):1163 -1175.

［14］常亞青，王子臣，宋堅(jiān)，等.四種海膽雜交的可行性及子代的早期發(fā)育［J］.水產(chǎn)學(xué)報(bào)，2000，24(3):211 -216.

［15］Ding J，Chang Y Q，Wang C H，et al.Evaluation of the growth and heterosis of hybrids among three commercially important sea urchins in China:Strongylocentrotus nudus，S.intermedius and Anthocidaris crassispina［J］.Aquaculture，2007，272(1):273-280.

［16］王麗梅，韓家波，許偉定，等.中間球海膽與光棘球海膽雜交及子一代人工育苗技術(shù)［J］.水產(chǎn)科學(xué)，2003，22(2):9 -11.

［17］王笑月，董穎，王麗梅，等.鹽度對中間球海膽(♀)×光棘球海膽(♂)雜交子代受精卵孵化及浮游幼體生長發(fā)育的影響［J］.水產(chǎn)科學(xué)，2009，28(8):472 -474.

［18］大連海洋大學(xué).水產(chǎn)動物浮游幼體尺寸的測量方法［P］.中國發(fā)明專利:201010281748.5，2011 -02 -16.

［19］隋娟，徐世宏，王文琪，等.牙鲆與夏鲆雜交及回交子代胚胎發(fā)育及早期生長比較［J］.海洋科學(xué)，2012，36(6):54 -58.

［20］Rahman M A，Uehara T.Interspecific hybridization and backcrosses between two sibling species of Pacific sea urchins(genus Echinometra)on Okinawan intertidal reefs［J］.Zoological Studies，2004，43(1):93 -111.

［21］王子臣，常亞青.中間球海膽人工育苗的研究［J］.中國水產(chǎn)科學(xué)，1997，4(1):60 -67.

［22］Byrne M，Ho M，Selvakumaraswamy P，et al.Temperature，but not pH，compromises sea urchin fertilization and early development under near-future climate change scenarios［J］.Proceedings of the Royal Society B:Biological Sciences，2009，276:1883-1888.

［23］Palumbi S R.What can molecular genetics contribute to marine biogeography?An urchin's tale［J］.Journal of Experimental Marine Biology and Ecology，1996，203(1):75 -92.

［24］Dégremont L，Boudry P，Ropert M，et al.Effects of age and environment on survival of summer mortality by two selected groups of the Pacific oyster Crassostrea gigas［J］.Aquaculture，2010，299(1):44 -50.

［25］Rahman M A，Uehara T，Lawrence J M.Growth and heterosis of hybrids of two closely related species of Pacific sea urchin(Genues Echinometra)in Okinawa［J］.Aquaculture，2005，245(1/4):121 -133.

［26］Byrne M，Sewell M A，Prowse T A A.Nutritional ecology of sea urchin larvae:influence of endogenous and exogenous nutrition on echinopluteal growth and phenotypic plasticity in Tripneustes gratilla［J］.Functional Ecology，2008，22(4):643 -648.

［27］Rahman M A，Uehara T，Aslan L M.Comparative viability and growth of hybrids between two sympatric species of sea urchins(genus Echinometra)in Okinawa［J］.Aquaculture，2000，183(1/2):45 -56.

［28］董穎，周遵春，王麗梅，等.中間球海膽(♀)× 光棘球海膽(♂)F1代的生殖腺特征［J］.水產(chǎn)科學(xué)，2007，26(6):310 -314.