榮小軍,廖梅杰,李 彬,孟繁林, ,王 嵐,張 正,王印庚,劉曉收

(1.中國水產(chǎn)科學研究院 黃海水產(chǎn)研究所,農業(yè)部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點實驗室,山東 青島 266071;2.大連海洋大學,遼寧 大連 116023;3.中國海洋大學海洋生命學院,山東 青島 266003)

刺參(Apostichopus japonicus Selenka)是中國北方沿海水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要品種,然而,隨著刺參養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,病害問題也日益嚴重。目前,刺參疾病的研究主要集中在細菌性疾病[1-2],在敵害生物方面的研究近年來也取得一些進展,已報道的敵害生物有麥稈蟲[1]、橈足類[1,3]、海星[4]、海鞘[1,5]、軟節(jié)蜂海綿[6]等。

毛壺屬于鈣質海綿綱的動物,是一類生活在海水中的低等多細胞動物,沒有組織分化,身體有獨特的水溝系統(tǒng),沒有神經(jīng)系統(tǒng)的分化。毛壺營底棲固著生活,屬于污著性附著生物。關于毛壺屬(Grantia)種類對刺參苗種繁育的危害尚未見報道,且毛壺屬種類的外觀特征和骨針等結構相關資料很少,僅有一些模式圖片和簡略的描述。2012年6月16日,作者在青島膠南地區(qū)刺參育苗池中發(fā)現(xiàn)了一種新的毛壺屬敵害生物。通過形態(tài)學觀察、組織切片,描述了該種類的形態(tài)特征,確定了其分類地位,補充了毛壺屬物種的生物學基礎資料,并分析了此類毛壺大量繁殖對刺參苗種的危害,提出了防治方法。

1 材料與方法

1.1 毛壺的外觀形態(tài)觀察

毛壺樣品取自山東青島某刺參養(yǎng)殖場的育苗池中。從刺參苗種培育池中取出有大量毛壺附著的聚乙烯(PVC)波紋板,用剪刀將波紋板剪成若干片段,Nikon D90相機拍照;用解剖刀將毛壺單個個體分別從波紋板刮下后用過濾消毒海水反復沖洗以去除毛壺體表附著的殘餌污物,將沖洗干凈的蟲體放置在Nikon SMZ 1500解剖鏡下觀察外部形態(tài)特征、拍照。

1.2 毛壺密度、體長和體寬測定

養(yǎng)殖刺參所用附著基為PVC波紋板筐,從養(yǎng)殖池中隨機取10片PVC波紋板,統(tǒng)計每片波紋板上附著的毛壺數(shù)量,計算單位面積上的蟲體數(shù)量;隨機取30個毛壺個體,測量和統(tǒng)計其體長和體寬。

1.3 毛壺骨針的性狀特征與規(guī)格

分別取10個毛壺個體,放于50 mL試管中,加入30 mL 5%次氯酸鈉(NaClO)水溶液后在酒精燈上加熱,直到組織全部溶解、溶液澄清后停止加熱;靜置2 h;用吸管將試管中的上層液體吸出后加入室溫蒸餾水洗滌3次;用吸管吸出底部溶液,滴加95%乙醇潤洗后放在載玻片上[7],用 Nikon E800顯微鏡觀察載玻片骨針的形狀特征,記錄骨針的大小規(guī)格。參考伯雷-伊斯奈爾特等[7]的方法對骨針進行分類。

1.4 毛壺的石蠟切片和電鏡超薄切片觀察

1.4.1 石蠟切片觀察

將蟲體放入10% 的福爾馬林液中固定24 h后,轉入 70%酒精中保存。固定好的樣品制成石蠟切片后用蘇木精-伊紅染色觀察體腔結構。

1.4.2 透射電鏡切片觀察

將蟲體的體壁用刀片切成長2 mm,寬1 mm的小塊,放入2.5%戊二醛固定液中,固定24 h后經(jīng)過脫水、包埋、切片處理后,置于 HITACHI JEM-1200 EX透射電鏡下觀察毛壺樣品的超微結構[8]。

2 結果

2.1 毛壺外觀形態(tài)特征

采集到的毛壺(Grantia sp.)外形為管狀、白色,輻射對稱,營單體生活(圖 1A);體基端呈樹枝狀吸附于附著物上(圖 1B);頂端開口為出水孔(圖 1C);體表嵌有單軸及三軸骨針(圖1D)。

2.2 體長、體寬及毛壺附著數(shù)量估算

毛壺個體外觀大小有差異(圖 2A),通過計算每張波紋板單面所附著毛壺數(shù)量的平均值為 171.4個,密度為0.144個/cm2(表1)。估算一張波紋板框上的毛壺數(shù)量可達到400個(圖2B)。

2.3 骨針的觀察和測量

毛壺體表鑲嵌的骨針主要為二輻骨針(圖 3A)和三輻骨針,其中三輻骨針中包含了等角骨針(圖3B)、羽狀骨針(圖3C)和類羽狀骨針(圖3D)。不同大小的毛壺個體的骨針大小差異不大,二輻骨針的長度大約為 80～800μm;三輻骨針的長度為 30～350μm,其中以90～150μm的骨針居多(表2)。

圖1 毛壺外觀形態(tài)Fig.1 Morphology of Grantia sp.

圖2 毛壺的外觀形態(tài)和PVC板上附著的大量蟲體Fig.2 Different size individuals and large number of Grantia sp.

表1 波紋板附著毛壺的規(guī)格和數(shù)量Tab.1 Length,width and number of Grantia sp.in PVC Plate

圖3 不同類型的骨針Fig.3 Different types of spicules

2.4 毛壺的石蠟切片和投射電鏡觀察

通過石蠟切片可以明顯看出,該毛壺動物有許多輻射管(圖4A),呈典型的雙溝型水溝系。該毛壺的輻射腔表層排列了許多扁平細胞,而中央腔的表面在光鏡下很難看到細胞結構(圖4B)。

通過電鏡切片發(fā)現(xiàn)毛壺個體的中央腔的表面是一層扁平細胞(圖 5A,C),該扁平細胞從側面看呈一個“丁”字形(圖5D),中膠層中有典型的變形細胞(圖5B)。

表2 毛壺骨針的長度Tab.2 Spicule length of Grantia sp.

圖4 毛壺的石蠟切片F(xiàn)ig.4 Paraffin section of Grantia sp.

圖5 毛壺的透射電鏡觀察Fig.5 Transmission electron microscopic observation of Grantia sp.

綜合以上特征,鑒定該毛壺為日本毛壺(Grantia nipponica Hōzawa 1918)。

3 討論

3.1 毛壺的分類

英國的 Fleming[9]最早提出毛壺屬(Grantia)種類的特征描述,但拘于技術和樣品限制,僅僅從外觀形態(tài)進行了簡單分類。國內吳寶鈴等[10]描述了毛壺的外觀特征呈柱狀或管狀,上端有流出孔,皮層骨骼有數(shù)層與身體表面平行排列的三射體和體表成直角排列的少數(shù)桿狀體骨針,其典型特征是水溝系為雙溝型,即由單溝型體壁凹凸折疊形成的的輻射管(radial canal)。通過石蠟切片發(fā)現(xiàn)該海綿動物為雙溝型水溝系,有許多輻射管,輻射腔表層在光鏡下可以清晰地看到一層扁平細胞;通過電鏡切片可觀察到其中央腔的內壁有一層扁平細胞,該扁平細胞從側面看呈一個“丁”字形,中膠層的變形細胞數(shù)量較多,細胞核很大,以上特征與日本毛壺(G.nipponica)的外部結構和內部組織學的描述一致[10-12],因此可以確定該物種的分類地位是多孔動物門(Porifera)、鈣質海綿綱(Calcarea)、白枝海綿目(Leucosolenida)、毛壺科(Grantiidae)、毛壺屬(Grantia)的日本毛壺(G.nipponica Hōzawa 1918)。

3.2 毛壺的危害

從分類地位上看,毛壺屬于海綿動物,海綿作為養(yǎng)殖敵害生物的報道較少。單紅云等[13]分析了刺參育苗池中的軟節(jié)峰海綿(Haliclona subarmifera)的危害主要是刺傷幼參的表皮,易引起繼發(fā)性感染,此外,大量海綿的生長會與刺參爭奪飼料和空間。因為海綿是一種具有附著生長習性的生物,經(jīng)常出現(xiàn)在船舶、浮筏、網(wǎng)籠、網(wǎng)箱及其他海水設施的表面上,給人類的生產(chǎn)和生活造成不利影響,故其被視為一種海洋污損生物[14]。曹善茂等[15]通過掛板和整體取籠試驗,發(fā)現(xiàn)皮海綿、磯海綿、樽海綿會附著于網(wǎng)籠上,堵塞網(wǎng)目,影響籠內外的水質交換,與養(yǎng)殖種類爭食奪餌,加速網(wǎng)籠的老化;海綿是大珠母貝貝殼表面附著型污損生物的主要種類,對大珠母貝的危害較大[16]。

日本毛壺(G.nipponica)大量增殖對于刺參養(yǎng)殖的危害未見報道。通過本研究發(fā)現(xiàn): 毛壺6月份出現(xiàn),8、9月份達到生長的高峰,11月份數(shù)量開始減少,12月份幾乎消失,并且毛壺的數(shù)量隨著刺參養(yǎng)殖密度的升高而增多。刺參苗種繁育車間的日常管理為30～40d更換一次波紋板。調查發(fā)現(xiàn),一般在更換新波紋板后的15～20d是毛壺容易大量繁殖的時間。

與軟節(jié)峰海綿對刺參的危害[13]相似,毛壺體表突出的骨針很容易刺傷稚幼參的表皮,從而使刺參受到致病菌的感染或者其他敵害生物侵襲的概率大大增加。另外,毛壺通過水溝系統(tǒng)進行呼吸、攝食與排泄,此過程中不僅會大量消耗水中溶氧,而且,大量毛壺產(chǎn)生的代謝廢物也會污染水質。此外,除去毛壺后,其在波紋板上遺留的圓形附著基很難清洗去除,大大增加了附著基清洗操作時間,給養(yǎng)殖生產(chǎn)帶來了不便。

3.3 傳播途徑及防治辦法

通過對出現(xiàn)大量毛壺增殖的刺參育苗場調查發(fā)現(xiàn),育苗場養(yǎng)殖人員將海帶、鼠尾藻、馬尾藻等經(jīng)過簡單粉碎后混合新鮮海泥作為餌料對刺參進行投喂,養(yǎng)殖用水也沒有進行砂濾處理,只是簡單的在育苗池的出水口處綁一個海綿網(wǎng)袋,這些不規(guī)范的養(yǎng)殖操作工藝給毛壺等敵害生物進入養(yǎng)殖系統(tǒng)“創(chuàng)造”了條件。此外,部分育苗場所購買的新鮮海泥是從當?shù)赝夂┩慨斕焱谌〉?這些泥中同樣會攜帶毛壺進入養(yǎng)殖系統(tǒng)。因此,預防毛壺在育苗車間的大量繁殖,可以考慮一方面對養(yǎng)殖用水進行砂濾處理,其次,要提升刺參餌料的質量,在投喂前對新鮮海泥進行煮沸,以殺死其中的敵害生物及部分致病菌。另外,還可以在毛壺達到繁殖高峰期前及時更換新的波紋板能有效控制其數(shù)量。

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