王崇懿，胡寶華，劉建勇，曹伏君*，陳園媛

(1.廣東海洋大學(xué) 深圳研究院，廣東 深圳 518108；2.廣東海洋大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院，廣東 湛江 524088)

九孔鮑Haliotisdiversicolorsupertexta又稱雜色鮑，隸屬于軟體動(dòng)物門Mollusca腹足綱Gastropoda前鰓亞綱 Prosobranchia原始腹足目Archaeogastropoda鮑科Haliotidae，生活于潮間帶及低潮線附近，以腹足吸附于巖石下或巖石縫間。其肉質(zhì)鮮美、細(xì)嫩可口，有較高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值，是中國(guó)南方沿海主要的養(yǎng)殖鮑類[1-2]。國(guó)內(nèi)九孔鮑養(yǎng)殖模式主要包括海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖和工廠化立體式養(yǎng)殖兩種，這兩種養(yǎng)殖方式均對(duì)沿海海域水質(zhì)有較高的依賴性。海水溫度對(duì)海洋生物的生長(zhǎng)和分布具有較大的影響[3]，尤其是對(duì)文蛤Meretrixmeretrix、九孔鮑等生活在潮間帶的品種來(lái)說(shuō)，夏季的高溫脅迫經(jīng)常導(dǎo)致貝類的大量死亡[4]。同樣在工廠化養(yǎng)殖過(guò)程中海水溫度對(duì)九孔鮑的生長(zhǎng)攝食也具有較大影響。

排泄和呼吸是海洋生物新陳代謝的基本生理活動(dòng)，是不同種類海洋生物在不同條件下能量消耗的最適量化反應(yīng)。而耗氧率和排氨率則是反映生物新陳代謝的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，同時(shí)也是貝類能量學(xué)、貝類養(yǎng)殖容量研究及評(píng)價(jià)貝類對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)影響的重要參數(shù)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于溫度對(duì)貝類能量代謝影響方面的研究已有一些報(bào)道。王沖等[5]研究了溫度和鹽度對(duì)毛蚶Scapharcasubcrenata耗氧率和排氨率的影響；楊儉等[6]報(bào)道了溫度對(duì)文蛤耗氧率和排氨率的影響；胥賢等[7]研究了溫度對(duì)菲律賓蛤仔Ruditapesphilippinarum耗氧率和排氨率的影響。而關(guān)于溫度對(duì)鮑能量代謝影響方面的研究還鮮有報(bào)道，國(guó)內(nèi)僅見畢遠(yuǎn)溥等[8]等報(bào)道了溫度和體質(zhì)量對(duì)皺紋盤鮑Haliotisdiscushannai耗氧量和排氨量的影響，但有關(guān)溫度、體質(zhì)量對(duì)九孔鮑呼吸和排泄的研究尚未見報(bào)道。本研究中，探究了不同殼長(zhǎng)規(guī)格的九孔鮑在5個(gè)溫度梯度下耗氧率和排氨率的差異，闡述了不同規(guī)格九孔鮑新陳代謝的變化規(guī)律，旨在為九孔鮑能量學(xué)研究積累基礎(chǔ)資料，并為九孔鮑養(yǎng)殖生產(chǎn)和種苗繁育提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

九孔鮑取自湛江硇洲島養(yǎng)殖海域，取回后挑選健康無(wú)傷的鮑，洗去表面附著物，于廣東海洋大學(xué)實(shí)驗(yàn)室水族玻璃箱進(jìn)行暫養(yǎng)。暫養(yǎng)期間不間斷充氣，每天投喂江蘺，每?jī)商鞊Q水一次，馴養(yǎng)一周后進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)海水為實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)存海水，經(jīng)沙濾裝置過(guò)濾后使用。3種規(guī)格鮑魚殼長(zhǎng)、殼寬和干體質(zhì)量見表1。標(biāo)準(zhǔn)代謝在停食24 h后進(jìn)行測(cè)定。

表1 九孔鮑生物學(xué)數(shù)據(jù)

Tab.1 Biological data of variously colored abaloneHaliotisdiversicolorsupertexta

組別group殼長(zhǎng)/mmshell length殼寬/mmshell width干體質(zhì)量/gdry body weightS40.58±1.6925.45±2.890.89±0.23M47.90±0.7428.42±2.801.28±0.25L50.74±0.8532.19±0.491.93±0.22

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)置13、18、23、28、33 ℃共5個(gè)溫度組，每個(gè)溫度組設(shè)置3個(gè)重復(fù)和1組空白對(duì)照。每組除溫度差異外其他海水理化因子均保持一致，鹽度為27±0.3，pH為7.5±0.1，氨氮濃度低于0.3 mg/L。初始溫度調(diào)控采用電熱棒加熱升溫和人工冰袋降溫的方法，后續(xù)采用自動(dòng)控溫系統(tǒng)，每個(gè)設(shè)定溫度的波動(dòng)范圍控制在0.5 ℃以內(nèi)。停食24 h后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)代謝的試驗(yàn)。采用3 L廣口瓶為呼吸瓶，試驗(yàn)組每個(gè)呼吸瓶中放九孔鮑數(shù)量為大規(guī)格1個(gè)，中規(guī)格2個(gè)，小規(guī)格3個(gè)，空白組不放。加入相應(yīng)溫度的海水后用保鮮膜和皮筋封口，密封后放入恒溫水槽中水浴，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為2 h。然后剖取軟體部于70 ℃下烘干至恒質(zhì)量。試驗(yàn)前后呼吸室中水中溶氧采用(Winkler)碘量法測(cè)定，總氨氮濃度采用納氏試劑法測(cè)定。

1.2.2 指標(biāo)的計(jì)算

(1)耗氧率和排氨率。九孔鮑耗氧率(RO)和排氨率(RN)計(jì)算公式為

RO=[(DO0-DOt)×V]/(W×t)，

(1)

RN=[(Nt-N0)×V]/(W×t)。

(2)

其中:RO、RN分別為單位體質(zhì)量耗氧率和排氨率[mg/(g·h)]；DO0和DOt分別為試驗(yàn)初始和試驗(yàn)結(jié)束后水中的溶氧含量(mg/L)；V為廣口瓶中水的體積(L)；W為九孔鮑軟體部干質(zhì)量(g)；t為試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間(h);N0和Nt分別為試驗(yàn)初始和試驗(yàn)結(jié)束后水中總氨氮濃度(mg/L)。

(2)溫度系數(shù)Q10和O/N值。計(jì)算公式為

nO/nN=(RO/16)/(RN/14)，

(3)

Q10=(M2/M1)10/(T2-T1)。

(4)

其中：nO/nN為氧氮原子數(shù)的比值；溫度系數(shù)Q10為溫度對(duì)九孔鮑代謝的影響強(qiáng)度；M1和M2分別為試驗(yàn)溫度T1和T2時(shí)九孔鮑的耗氧率或排氨率[mg/(g·h)]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±S.D.)表示。采用Excel 2010軟件初步處理數(shù)據(jù)和作圖，使用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)各組數(shù)據(jù)進(jìn)行單因子方差分析(ANOVA)，顯著性水平設(shè)為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度和體質(zhì)量對(duì)九孔鮑耗氧率的影響

從圖1可見：當(dāng)溫度相同時(shí)，隨著體質(zhì)量的升高，九孔鮑的耗氧率隨之降低；當(dāng)規(guī)格相同時(shí)，隨著溫度的升高，九孔鮑的耗氧率呈先上升后下降的趨勢(shì)；當(dāng)溫度達(dá)到28 ℃時(shí)，S、M、L 3組規(guī)格的九孔鮑耗氧率達(dá)到最大。在各個(gè)試驗(yàn)溫度下，九孔鮑的耗氧率與體質(zhì)量均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)(表2)，可表示為RO=a1W-b1，相關(guān)系數(shù)R2均大于0.9，其中，a1為0.272 7～0.857 9，b1為0.555～0.921，且溫度和體質(zhì)量的交互作用對(duì)九孔鮑的耗氧率有顯著性影響(P<0.05)。

表2 不同溫度下九孔鮑體質(zhì)量與耗氧率的回歸結(jié)果

Tab.2 Regression between body weight and oxygen consumption rate of variously colored abaloneHaliotisdiversicolorsupertextaat various temperatures

溫度/℃temperature回歸參數(shù)regression parametera1b1R2130.27270.7450.9889180.44560.9160.9916230.57420.6520.9359280.85790.9210.9956330.42240.5550.9404

2.2 溫度和體質(zhì)量對(duì)九孔鮑排氨率的影響

從圖2可見：當(dāng)溫度相同時(shí)，隨著體質(zhì)量的升高，九孔鮑的排氨率隨之下降；當(dāng)規(guī)格相同時(shí)，隨著溫度的升高，九孔鮑的排氨率在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)持續(xù)上升。在各個(gè)試驗(yàn)溫度下，九孔鮑的排氨率與體質(zhì)量均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)(表3)，可表示為RN=a2W-b2，相關(guān)系數(shù)R2均大于0.9，其中a2為0.415 1～1.184 3，b2為0.462～0.847，且二者的交互作用對(duì)九孔鮑的排氨率有顯著影響(P<0.05)。

表3 不同溫度下九孔鮑體質(zhì)量與排氨率的回歸結(jié)果

Tab.3 Regression between body weight and ammonia excretion rate of variously colored abaloneHaliotisdiversicolorsupertextaat various temperatures

溫度/℃temperature回歸參數(shù)regression parametera2b2R213 0.41510.8300.986818 0.53550.7180.940923 0.75000.8470.998328 1.00710.4620.990833 1.18430.5030.9993

2.3 溫度對(duì)不同規(guī)格九孔鮑Q10值及O/N的影響

從表4、表5可見：在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，九孔鮑耗氧率的Q10值為0.202～2.839，平均為1.365；九孔鮑排氨率的Q10值為1.278～3.093，平均為1.813。表6為不同溫度條件下3個(gè)規(guī)格九孔鮑O/N值，O/N值范圍為0.294～0.795，平均為0.593。

3 討論

3.1 溫度對(duì)九孔鮑耗氧率和排氨率的影響

表4 溫度對(duì)九孔鮑耗氧率的影響強(qiáng)度(Q10)

Tab.4 Influence of temperature on oxygen consumption rate(Q10) of variously colored abaloneHaliotisdiversicolorsupertexta

溫度/℃temperatureQ10SML13～182.5732.8390.50218～231.7611.5070.38323～282.2572.1551.49928～330.2020.3470.360

表5 溫度對(duì)九孔鮑排氨率的影響強(qiáng)度(Q10)

Tab.5 Influence of temperature on ammonia excretion rate (Q10) of variously colored abaloneHaliotisdiversicolorsupertexta

溫度/℃temperatureQ10SML13～181.5581.8951.86218～232.1651.6171.75923～281.7112.0323.09328～331.3591.4261.278

表6 不同溫度下九孔鮑的O/N值

Tab.6 O/N ratios of variously colored abaloneHaliotisdiversicolorsupertextaat different temperatures

溫度/℃temperatureO/NSML130.5930.5430.630180.7620.6640.652230.6870.6410.795280.7890.6600.553330.3050.3260.294

貝類的生理和生態(tài)均與所處的環(huán)境溫度有著密切的聯(lián)系，溫度是影響海洋貝類生長(zhǎng)、繁殖和分布的重要因子之一。王俊等[9]研究表明，在合適的溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高貝類的耗氧率和排氨率也會(huì)增加，當(dāng)超出適宜溫度范圍，則會(huì)導(dǎo)致貝類代謝異常。張兆琪等[10]研究了不同體質(zhì)量的牙鲆Paralichthysolivaceus幼魚在不同水溫下的耗氧率和排氨率，結(jié)果表明，牙鲆幼魚的耗氧率和排氨率均隨溫度的升高而增加；葉樂(lè)等[11]同樣采用生態(tài)學(xué)試驗(yàn)方法研究了不同溫度和體質(zhì)量對(duì)克氏雙鋸魚Amphiprionclarkia仔魚呼吸和排泄的影響，結(jié)果表明，在整個(gè)仔魚期耗氧率和排氨率都隨溫度的升高而增加。從本研究結(jié)果來(lái)看，當(dāng)溫度在13～28 ℃范圍內(nèi)時(shí)，九孔鮑耗氧率與溫度呈正相關(guān)；而當(dāng)溫度達(dá)到33 ℃時(shí)，九孔鮑的耗氧率卻低于28 ℃時(shí)的耗氧率，表明33 ℃已超出九孔鮑的最適溫度范圍，其呼吸代謝受到抑制。這一點(diǎn)與九孔鮑的生長(zhǎng)適溫為19～27 ℃[1]基本吻合，但與閻希柱等[12]提出的九孔鮑的耗氧率在23 ℃時(shí)達(dá)到最大有較大差別。這一點(diǎn)可能與所選用的九孔鮑來(lái)自不同地域群體或者是在不同試驗(yàn)條件下對(duì)試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行了馴化[13]有關(guān)。而在本試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，九孔鮑的排氨率隨溫度升高不斷增加，并沒(méi)有出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這一點(diǎn)與Saucedo等[14]對(duì)珠母貝Pinctadamazatlanica的研究結(jié)果相符合。

Q10作為溫度變化對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物代謝影響的指標(biāo)之一，用來(lái)反映生物體生理代謝與溫度之間的關(guān)系。從本試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，九孔鮑耗氧率Q10值為0.202～2.839，平均為1.365，排氨率的Q10值為1.278～3.093，平均為1.813。與華貴櫛孔扇貝Chlamysnobilis[15]、近江牡蠣Crassostrearivularis[16]等雙殼貝類的Q10值范圍處于同一水平。

3.2 體質(zhì)量對(duì)九孔鮑耗氧率和排氨率的影響

體質(zhì)量是影響魚類耗氧率和排氨率的一個(gè)主要因子，國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)此進(jìn)行了大量研究，并且驗(yàn)證了耗氧率、排氨率與體質(zhì)量之間的關(guān)系可以通過(guò)冪函數(shù)描述[17]，1956年Winberg[18]提出生物的個(gè)體代謝率與體質(zhì)量的關(guān)系模型(Y=aWb)，在之后的研究中證實(shí)這一關(guān)系式在多種動(dòng)物中存在。本研究中各個(gè)規(guī)格的九孔鮑在不同溫度下的耗氧率和排氨率均符合冪函數(shù)關(guān)系，且均隨著體質(zhì)量的增加而降低，表明體質(zhì)量對(duì)九孔鮑呼吸和排泄有顯著的影響，這與對(duì)其他貝類的呼吸研究得到的結(jié)果一致[19-20]。王培軍等[21]對(duì)紅鰭東方鲀Takifugurubripes兩個(gè)規(guī)格魚苗耗氧率和窒息點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，紅鰭東方鲀幼體耗氧率隨體質(zhì)量的增大而降低，與本試驗(yàn)結(jié)果相符。這可能是由于當(dāng)水產(chǎn)動(dòng)物個(gè)體較小時(shí)，其生長(zhǎng)速度及生理代謝活動(dòng)均處于較高的活躍水平，它必須獲得相對(duì)多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為自身的物質(zhì)才能滿足其所處生長(zhǎng)階段的需要。同時(shí)水產(chǎn)動(dòng)物在生長(zhǎng)過(guò)程中，直接維持生命組織和臟器(如腎臟、肝臟等)的新陳代謝高于非直接維持生命的其他組織(如肌肉、脂肪等)。這兩種組織的比例隨年齡增長(zhǎng)而減小，隨著肌肉和脂肪積累而增多，從而引起單位軟體干質(zhì)量的耗氧率和排氨率隨個(gè)體的增大而降低的現(xiàn)象。

本試驗(yàn)結(jié)果可以應(yīng)用到九孔鮑工廠化養(yǎng)殖生產(chǎn)中，特別是在高密度的立體式養(yǎng)殖過(guò)程中，應(yīng)考慮到水體中溶解氧較低和水中氨氮等有害物質(zhì)的積累問(wèn)題，針對(duì)不同生長(zhǎng)時(shí)期的九孔鮑要安排適宜養(yǎng)殖密度或調(diào)整充氣量，避免影響九孔鮑的生長(zhǎng)發(fā)育。

3.3 不同體質(zhì)量、溫度下九孔鮑的O/N值分析

O/N值通常被用作估計(jì)生物體代謝過(guò)程中能源物質(zhì)比率的一項(xiàng)參數(shù)，O/N值的大小表示脂肪和碳水化合物與蛋白質(zhì)提供給生命體能量間的比率。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)代謝為主導(dǎo)時(shí)，O/N值較低；當(dāng)脂肪和碳水化合物代謝為主導(dǎo)時(shí)，O/N值通常會(huì)大于24[22]。在本研究中3個(gè)規(guī)格的九孔鮑在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)O/N值為0.294～0.795，均小于24，說(shuō)明在九孔鮑的代謝過(guò)程中蛋白質(zhì)代謝在大多數(shù)情況下占主導(dǎo)地位。畢遠(yuǎn)溥等[8]對(duì)不同體質(zhì)量和溫度下皺紋盤鮑的呼吸參數(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，在溫度為12～28 ℃時(shí)，鮑魚殼長(zhǎng)規(guī)格為1～4 cm時(shí)，O/N值范圍為0～0.8。這一結(jié)果與本研究中關(guān)于九孔鮑試驗(yàn)結(jié)果比較接近。同時(shí)這一點(diǎn)與唐賢明等[23]提出的水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)糖類的利用率很低且主要靠蛋白質(zhì)的代謝提供能量這一觀點(diǎn)相符合。雖然在已有的資料中可以發(fā)現(xiàn)，鮑魚的O/N值在常規(guī)的溫度范圍內(nèi)均小于1，蛋白質(zhì)代謝往往處于一種較高的水平。但從本試驗(yàn)中可以看出，溫度為23～28 ℃時(shí)，3個(gè)規(guī)格的九孔鮑O/N值均較高，相較其他階段來(lái)說(shuō)，這一時(shí)期蛋白質(zhì)代謝的水平達(dá)到最低。而這一溫度范圍恰好也處于最適鮑魚生長(zhǎng)的溫度范圍之內(nèi)，由此可見，高溫或低溫均會(huì)提高蛋白質(zhì)的代謝水平。這一結(jié)果與姜祖輝等[23]對(duì)毛蚶的研究及栗志民等[16]對(duì)近江牡蠣的研究結(jié)果相似。

本試驗(yàn)結(jié)果可以應(yīng)用到九孔鮑工廠化養(yǎng)殖生產(chǎn)中，特別是在水溫較低和較高的冬夏養(yǎng)殖期間，應(yīng)考慮到九孔鮑蛋白質(zhì)的代謝水平較高，體內(nèi)大量的蛋白質(zhì)消耗流失，難以積累，從而導(dǎo)致九孔鮑個(gè)體的消瘦與死亡。所以針對(duì)高溫條件下的九孔鮑要適當(dāng)增加餌料中的蛋白質(zhì)含量，避免影響九孔鮑的健康生長(zhǎng)。