温度与pH对方形网纹溞生长及生殖的影响

吉聪聪，杨雪，陈宏健，陈宪，谢松，b

（河北大学a.生命科学学院，b.河北省动物系统学与应用重点实验室，河北保定071002）

温度与pH对方形网纹溞生长及生殖的影响

吉聪聪a，杨雪a，陈宏健a，陈宪a，谢松a，b

（河北大学a.生命科学学院，b.河北省动物系统学与应用重点实验室，河北保定071002）

为了研究环境对方形网纹溞（Ceriodaphnia.quadrangula）生长的影响，采用不同温度（15、20、25、30℃）和不同酸碱度（pH值分别为6、7、8、9、10）培养方形网纹溞，测定其内禀增长率（rm）、周限增长率（λ）、平均世代周期（T）、净生殖率（R0）、平均寿命、第1怀卵日、平均生殖间隔期和总生殖量等生长和生殖指标.结果表明：温度对方形网纹溞的生命参数有显著影响，30℃处理组中，群体的rm和λ均显著高于其他组，差异具有统计学意义（p＜0.05），但个体的平均寿命、第1怀卵日和平均生殖间隔期低于其他组，差异具有统计学意义（p＜0.05）；25℃处理组中，个体的平均寿命和总生殖量、群体的R0均高于其他处理组.方形网纹溞的pH生存范围较宽，pH 6～pH 10范围内均可生长，pH 6组个体的总生殖量、群体的rm、λ和R0都显著高于其他组，但网纹溞在弱碱性环境下（pH 8）寿命最长.

方形网纹溞；温度；pH；生长；生殖

方形网纹溞（Ceriodaphnia quadrangula）隶属于节肢动物门（Arthropoda）甲壳纲（Crustacea）枝角亚目（Cladocera），是淡水枝角类中的重要类群，在我国生态和地理分布广泛.方形网纹溞生活周期短，培养方法简便，对毒物敏感，是一类良好的实验动物.枝角类动物具有营养丰富、繁殖迅速、适应性强、便于大量人工培养等优点，是水产养殖育苗中理想的活体饵料.在水产养殖中采用枝角类作为饵料，其营养成分可以满足鱼、虾、蟹类生长和发育的需求[1].

目前我国对方形网纹溞的研究主要集中在毒性方面，关于环境因素对方形网纹溞影响的研究相对缺乏.为此，本研究观察记录了不同温度和pH下方形网纹溞的生长和生殖情况，以期为网纹溞的科学养殖提供基础资料.

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

材料：方形网纹溞采集自河北省保定市护城河东风路段.在显微镜下从捞取的混合溞中挑出1只本研究所需的方形网纹溞进行培养，在子代中挑选1只体型较大、怀卵数目较多的个体进行后续培养，其产生的子代即为纯种.

饵料：将熟鸡蛋蛋黄加水研碎，放置1 d，即可作为饵料.

1.2 方法

1.2.1 不同温度下方形网纹溞个体的生长指标

方形网纹溞的生存适宜温度为15～30℃[2].根据这一范围，本研究预备了4个水浴培养箱，分别将培养温度设置为15、20、25和30℃.每个培养箱中放置10个容量为50mL的烧杯，每个烧杯中移入1只幼年的方形网纹溞，观察记录第1次怀卵的时间（第1怀卵日）、新生幼溞和死亡成溞的数量，同时把新生幼溞吸出，直到成溞全部死亡.每天定时更换培养液，网纹溞不能离开水，转移时用吸管带水移动.刚出生的幼溞体长0.4mm左右，用管口内径1mm的吸管吸出，成溞体长1.33mm左右，用管口内径2mm的吸管吸出.操作时要小心避免碰伤，凡受伤的个体不能用于实验.

1.2.2 不同温度下方形网纹□群体的生长指标

方法参照文献[3].4个水浴培养箱温度同样设置为15、20、25和30℃，每个培养箱中放置3个容量为250mL的烧杯，每个烧杯内加入200mL的溞类培养液，移入10只幼溞.每天定时更换培养液，观察记录新生幼溞和死亡成溞的数量，把新生幼溞带水吸出，直到成溞全部死亡.

1.2.3 pH对方形网纹溞的急性毒性[4]

由于低pH和高pH对方形网纹溞都有毒性，通过查阅文献了解其他枝角类pH适合范围[5]，设置了低pH（4.52、4.79、5.08、5.39、5.71、6.05）和高pH（10.08、10.34、10.61、10.89、11.17、11.46）2组实验，采用几率单位法计算pH对方形网纹溞的半致死量（LC50）.25℃下，用浓度为1mol/L的NaOH和HCl调节出实验设置的不同pH值.每个烧杯（容积250mL）中加入200mL培养液，移入10只新生幼溞，每隔2 h观察1次，测定并调节pH值，使其波动幅度小于±0.1.当观察到方形网纹溞沉入水底并且轻转容器15 s内无任何反应时，判定其死亡[6]，并且及时剔除死亡个体.每个酸碱度设置3个重复.

1.2.4 pH对方形网纹溞生殖的影响

实验方法同1.2.3，pH值为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0共5个实验组，培养和记录方法同1.2.2.

1.3 数据统计与分析

根据实验数据编写不同温度和酸碱度下方形网纹溞的生命表.内禀增长率（rm）及其他相关数据根据以下公式计算[7]：

式中：x为日龄值（d）；lx为存活率（ind/d）；mx为特定年龄繁殖率（ind/d）；R0为净增殖率（ind/d）；T为平均世代周期（d）；λ为周限增长率（ind/d）.

应用SPSS 16.0对数据进行方差分析和Duncan多重比较.

2 结果与讨论

2.1 温度对方形网纹溞个体和种群的影响

不同温度下方形网纹溞个体和种群的生命参数观测结果如表1所示.

表1 不同温度下方形网纹溞个体和种群的生命参数Tab.1 Life parametersof individualand population of Ceriodaphnia quadrangula under different temperatures

由表1可以看出，培养温度为25℃时，方形网纹溞个体的平均寿命最长，温度过低或过高都会缩短方形网纹溞的寿命，尤其是高温（30℃）对方形网纹溞寿命的影响程度最大，不同处理组间的差异具有统计学意义（p＜0.05）.第一怀卵日和平均生殖间隔期均随着培养温度的升高而缩短.方形网纹溞的总生殖量则是随着培养温度的升高先增加，到25℃时生殖量最大，温度继续升高时，总生殖量下降.

rm为特定条件下具有稳定年龄组配种群的最高瞬时增殖速率，它能比较全面地概括种群的增长能力.表1显示，rm随着培养温度的升高而增加，温度由25℃升高至30℃时，rm增加了近1倍，显著高于其他组，差异具有统计学意义（p＜0.05）.λ随着培养温度的升高而增加，T随着培养温度的升高而降低，尤其是温度由25℃升高至30℃，2个参数都发生急剧变化，30℃处理组的λ和T同其他组之间的差异均具有统计学意义（p＜0.05）.R0随着培养温度的升高而增大，25℃时达到峰值，此后随着培养温度的进一步升高而下降，各组之间差异具有统计学意义（p＜0.05）.

2.2 pH对方形网纹溞的急性毒性

分别根据低pH范围内和高pH范围内不同pH值对应的方形网纹溞的死亡概率，得到各自的线性回归方程，相关性具有统计学意义（p＜0.05）.根据回归方程计算得到2个pH范围内网纹溞的半致死剂量分别为5.54和10.88，即pH在5.54～10.88之间时，网纹溞能够较好地生长.由此设计pH范围为6～10.

表2 pH对方形网纹溞的半致死量Tab.2 pH ofhalf lethaldose of C.quadrangula

2.3 pH对方形网纹溞个体和种群生长和生殖的影响

不同pH下方形网纹溞个体和种群各项生长参数的变化情况如表3所示.

表3 不同pH下方形网纹溞个体和种群的生命参数Tab.3 Life parametersof individualand population of C. quadrangula under different pH

由表3可以看出，培养液pH相对较低时（pH 6），方形网纹溞个体的第1怀卵日、平均生殖间隔期和T都最短，总生殖量最大，即酸性环境有利于网纹溞的繁殖；弱碱性环境下（pH 8），方形网纹溞的平均寿命最长，pH 6的培养液中，方形网纹溞的寿命也较长.对于方形网纹溞种群来说，弱酸环境下（pH 6），种群的rm、λ和R0都最大，T最小，随着培养液pH值的升高，种群的增长速率总体呈下降趋势.这说明弱酸环境会刺激方形网纹溞种群的增长.

3 讨论与结论

3.1 温度对方形网纹溞生命参数的影响

国内外己有的关于枝角类的研究表明，随着环境中温度的升高，枝角类的性成熟加快，首次产幼溞的时间和产幼间隔期则缩短[8].王丹丽等[9]在研究温度对老年低额溞（Simocephalusvetulus O.F.Muller）和蚤状溞（Dhpania Pulex Leydig）生长与生殖的影响时发现，2种溞的发育速率均随着环境温度的升高而增大，35℃时则下降，老年低额溞和蚤状溞的最大内禀增长率分别在30℃和25℃时达到最大；邓道贵等[10]在同类研究中也发现，25℃下老年低额溞的生殖量、最大体长和内禀增长率均高于其在20℃下的数值.本研究设置的方形网纹溞的培养温度为15～30℃，在此温度范围内，随着温度的升高，方形网纹溞个体的第1怀卵日、平均生殖间隔期和T缩短，平均寿命、总生殖量和R0随着温度的升高先增大，25℃达到最大值，30℃又开始下降.由此认为，25℃时方形网纹溞个体的生长最好，种群的净增值率最大；30℃有利于方形网纹溞种群的增长，但该温度下方形网纹溞个体的寿命最短.因此综合考虑，建议人工养殖方形网纹溞时环境温度设置为25～27℃.

3.2 酸碱度对方形网纹溞生命参数的影响

水生生态系统中水体的酸碱度是非常重要的非生物因子之一，它会直接影响水生生物的生长和繁殖，进而影响该种生物在水体中的分布和多度.过高或过低的酸碱度都不利于溞类的生长和繁殖.何志辉等[11]研究了晋南和银川地区水体的溞类，发现不同种类的溞对水体酸碱度的要求不同，如虱形大眼溞（Poiyphemus pediculus）、小头船卵溞（Scapholebris microcephala）、矮小锐额溞（Alonella nana）、小型锐额溞（A.exigua）和镰角锐额溞（A.excises）等分布在pH 3.8的酸性水体中；秀体尖额溞（A.diaphana）和直额裸腹溞（Moina rectirostris）则生存在pH 10的水体中.本研究发现方形网纹溞能够在较大的pH范围内存活，在酸性环境下其在24 h时LC50的pH值为5.54，在碱性环境下24 h时LC50的pH为10.88.

pH6处理组的方形网纹溞rm和λ显著高于其他组，表明pH为6最利于其种群数量的快速增长.pH值在7～10组之间，网纹溞的rm、λ、T和R0差异均没有统计学意义（p＞0.05），说明网纹溞能适应非常宽的pH范围.李共国等[12]根据网纹溞的生态分布，认为其适于在碱性水域中生存.赵文等[5]研究了水体酸碱度对西藏拟溞（Daphniopsis tibetana Sars）生存和繁殖的影响，发现其最适pH为7～8，但在研究其生态分布时，又发现西藏拟溞主要分布在高原碱性（pH＞9）水体中.本研究中弱酸水体有利于方形网纹溞的繁殖，但不利于其长期生存，一方面是因为方形网纹溞在pH 8的条件下平均寿命最长，另一方面弱酸环境下种群数量的快速增长会导致水体中空间、食物等资源的匿乏，最终引起网纹溞数量的下降.因此，建议人工养殖方形网纹溞时，培养液的pH范围设置为7～8.

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[12]李共国，虞左明.大型深水湖泊——千岛湖枝角类的多样性[J].动物学杂志，2002，37（3）：41-44.

（责任编校 纪翠荣）

Effectsof tem perature and pH on the grow th and production of Ceriodaphnia quadrangula

JICongconga，YANGXuea，CHENHongjiana，CHENXiana，XIESonga，b
（a. College of Life Sciences，b. The Key Laboratory of Zoological Systematics and Application，Hebei University，Baoding 071002，Hebei Province，China）

To research the influence of environment on Ceriodaphnias quadrangula，the growth and production of C. quadrangula was studied atdifferent temperatures（15，20，25，30℃）under differentpH values（6，7，8，9，10）.The growth and prodution indexes of C.quadrangula weremeasured，including the intrinsic rate of increase（rm），finite rate of increase（λ），mean generation time（T），net reproduction rate（R0），mean lifespan，ageat firstbrood，mean intervalbetween clutch and fecundity.The resultsshowed that temperaturewasan important factor for the growth and production of C.quadrangula.The rmandλat30℃were significantly higher than those in other groups，and the difference had statistic significance（p＜0.05）. While themean lifespan，age at first brood and interval between clutch and fecundity were lower than other groups.The individual life expectancy，the total reproductive and net reproduction rate at 25℃were significantly higher than those in other groups.C.quadrangula can survive in the wide range of pH，which can live in the scope of pH6-pH10.When C. quadrangula was reared at pH 6，rm，λand R0were significantly higher than those of other groups，but the C.quadrangula under the environmentofweak alkaline（pH8）had the longest life apan.

Ceriodaphnia quadrangula；temperature；pH；growth；production

Q959.9；S917.4

A

2015-03-18

河北省自然科学基金资助项目（C2015201165）；河北大学自然科学基金资助项目（2011218）.

吉聪聪（1988—），女，硕士研究生.

谢松（1964—），男，教授，主要从事水生动物生理与分子生物学方面的研究.

1671-1114（2015）03-0105-04