盐度胁迫对泥蚶能量代谢的影响

冀德伟,陈 琛,李婷婷,刘伟成,曾国权,柴雪良

( 浙江省海洋水产养殖研究所，浙江省近岸水域生物资源开发与保护重点实验室, 浙江 温州 325005 )

盐度胁迫对泥蚶能量代谢的影响

冀德伟,陈 琛,李婷婷,刘伟成,曾国权,柴雪良

( 浙江省海洋水产养殖研究所，浙江省近岸水域生物资源开发与保护重点实验室, 浙江 温州 325005 )

在水温(26.4±0.79) ℃、盐度11、14.5、18、21.5、25和28.5下，将壳长27～28 mm泥蚶饲养在流水系统中24 h，每一盐度梯度设置3个平行和3个空白对照，以研究盐度对泥蚶摄食、代谢、碳收支及能量代谢的影响。试验结果显示，随着盐度的升高，泥蚶的滤水率、摄食率、吸收率和O∶N均先升后降，而耗氧率与排氨率先降后升，在盐度18～21.5时显著达到极值(P<0.05)，但盐度对泥蚶的耗氧率、排氨率和O∶N影响不显著(P>0.05)。泥蚶代谢所需要的能量主要由脂肪和碳水化合物提供，盐度18～21.5为泥蚶的适宜盐度范围，此时的能量代谢方程分别为：100C=26.12F+30.75R+5.78U+37.35P；100C=25.06F+32.03R+5.15U+37.76P。

泥蚶；盐度；滤水率；摄食率；耗氧率；排氨率；碳收支

泥蚶(Tegillarcagranosa)是滩涂广温性双壳贝类，广泛分布于黄、渤海以南沿海地区，是我国的四大传统养殖贝类之一[1-2]。泥蚶主要栖息于泥质滩涂潮间带，受高温干旱、台风多雨等剧烈环境因素影响，栖息环境的盐度在短时间内变化幅度较大。已有研究表明[3-7]，稚贝对低盐环境的适应能力较强，而对高盐度环境的响应相对较大。目前，有关贝类的滤水、摄食、耗氧、排氨等研究较多[8-14]，泥蚶的基础碳收支分析也有研究[15]，但有关盐度胁迫对泥蚶能量代谢影响的研究尚未见报道。笔者研究了不同盐度对泥蚶的滤水率、摄食率、吸收率、耗氧率和排氨率等代谢指标的影响以及对泥蚶碳收支的影响，以期了解泥蚶在盐度胁迫下的生理代谢规律，为泥蚶的生理能量学研究和养殖繁育技术提升提供基础参数。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用泥蚶采自温州市龙湾区滩涂贝类养殖密集区，挑选外形完整、两壳开闭有力、大小匀称的个体，采回实验室后刷净壳表面附着物，在直径100 cm、高80 cm塑料桶中暂养。暂养海水为贝类养殖塘水，水温(26.2±0.53) ℃、盐度21.5±0.16、pH 8.1±0.09、溶解氧(4.2±0.16) mg/L。每日用淡水或海水晶将暂养盐度调高或降低3.5，直至试验目标盐度，暂养期间全程充气，日换水50%。

试验装置采用模拟现场流水系统[16-17](图1)，贝塘水(试验用水)由水泵抽入平衡槽，调整到试验盐度后，再由引水管和分流装置将贝塘水引入试验水槽和溶解氧槽。试验中保持平衡水槽水位稳定，以保持水流速度恒定。

1.2 方法

试验前将暂养的泥蚶放入模拟现场流水系统中，设置6个盐度梯度：11、14.5、18、21.5、25和28.5，每一梯度设置3个平行和3个空白对照。每个试验水槽和溶解氧槽内放入6粒泥蚶，水的流速控制在6～7 dm3/h，使泥蚶适应试验环境，对照组盐度同试验组，但不放入试验贝类。试验开始时，参照文献[18]的设计，清空试验水槽和溶解氧槽内的粪便和沉降颗粒物，调节并测定每个试验水槽的流速。试验持续24 h，每隔6 h分别从试验水槽和溶解氧槽及对照水槽出水管处接取水样，检测水样氨氮、溶解氧、总颗粒物、颗粒有机物、颗粒有机碳含量等指标。试验结束时，分别收集水槽中的粪便以及对照水槽中沉降的颗粒物(两者差值即为试验泥蚶粪便量)，检测粪便颗粒有机碳含量。试验期间平衡槽内水温(26.4±0.79) ℃、pH 8.2±0.15、溶解氧量(4.3±0.25) mg/L。

图1 试验装置平面示意

试验样品采集后，立即冷藏带回实验室测定。氨氮采用次溴酸钠氧化法测定；溶解氧采用碘量法测定；碳能量收支模型中的摄食碳、粪便碳、呼吸碳和排泄碳测算方法参考文献[11]的设计；水样和粪便样用预先灼烧过(马弗炉450 ℃灼烧4 h)并称量质量(m0)的GF/C(孔径1.2 μm)玻璃纤维滤膜进行抽滤，然后用蒸馏水对滤膜脱盐，冷冻带回实验室后65 ℃恒温干燥48 h称量质量(m60)。再于450 ℃灼烧4 h后称量质量(m450)；或者盐酸雾化24 h后65 ℃恒温干燥48 h称量质量(m1)，然后用Perkin-Elmer 240C型元素分析仪测定颗粒有机碳百分比含量。试验结束时，用数显游标卡尺测定试验贝类壳长、壳高，后分离贝壳和软组织部，用精密电子天平称量贝类含壳湿质量、鲜组织质量，置于烘箱中65 ℃烘干至质量恒定，分别称量干组织质量和干壳质量(精确至0.01 g)。

各参数按下式计算：

总颗粒物量/g·L-1=m60-m0

颗粒有机物量/g·L-1=m60-m450

颗粒无机物量/g·L-1=m450-m0

颗粒有机碳量/g·L-1=(m1-m0)×R

滤水率/L·h-1=粪便颗粒无机物生成率/颗粒无机物量

摄食率/g·h-1=滤水率×颗粒有机物量

吸收率/g·h-1=摄食率-粪便颗粒有机物生成率

碳能量收支方程：C=F+R+U+P

式中，m为包含玻璃纤维滤膜的颗粒物质量(g/L)；C为贝类摄取的总碳量，F为贝类通过粪便排出的碳量，R为贝类呼吸代谢消耗的碳量，U为排泄消耗的碳量，P为贝类用于生长的碳量，包括个体生长能(Pg)和生殖能(Pr)。

1.3 数据分析

试验结果以平均值±标准差表示，同一试验水槽的试验数据取平均值作为一个样本值，用Excel 2007软件统计数据和作图，数据采用SPSS 18软件进行统计分析。对所有数据进行单因子方差分析，以P<0.05作为不同处理间差异显著标志。

2 结 果

2.1 试验泥蚶的生物学参数

试验泥蚶的生物学参数见表1。

表1 泥蚶生物学参数

2.2 盐度胁迫对泥蚶滤食、吸收和代谢的影响

在试验盐度范围内，泥蚶的滤水率随着盐度的升高逐渐增大，至盐度21.5时，显著达到极大值0.7631 L/(g·h)(P<0.05)，然后随着盐度的升高又呈下降趋势，至盐度28.5时显著降低到极小值0.5361 L/(g·h)(P<0.05)(图2a)。回归分析表明，滤水率与盐度之间的关系方程为：y=-0.0021x2+0.1065x-0.5915(r2=0.8767)。与泥蚶的滤水率趋势相似，试验泥蚶对有机物的摄食率先升后降，盐度21.5时显著升高到极大值5.3892 mg/(g·h)(P<0.05)，随后随着盐度升高，摄食率逐渐降低，但下降幅度不显著(P>0.05)(图2b)。回归分析得到摄食率与盐度之间关系方程为：y=-0.0129x2+0.5862x-1.5897(r2=0.8172)。试验泥蚶的吸收率亦呈先升后降的趋势，盐度18时达到极大值76.3389%，但在整个试验盐度范围内，泥蚶吸收率的变化幅度并不显著(P>0.05)(图2c)。通过回归分析得到吸收率与盐度之间关系方程为：y=-0.0279x2+1.4098x+58.713(r2=0.9464)。

在试验盐度范围内，泥蚶的耗氧率在盐度18降到最小值[0.8711 mg /(g·h)]，后又升高，但整个过程中变化不显著(P>0.05)(图2d)。泥蚶的耗氧率与盐度之间关系的回归方程为：y=0.0021x2-0.0786x+1.6428 (r2=0.9277)。与耗氧率的趋势相似，泥蚶的排氨率随盐度的升高也先降后升，在盐度21.5时降到最小值0.0464 mg/(g·h)，但各试验组间差异并不显著(P>0.05)(图2e)。泥蚶的排氨率与盐度之间关系的回归方程为：y=0.0001x2-0.0052x+0.1025 (r2=0.7724)；泥蚶的O∶N随盐度的升高而上升明显，盐度18时显著升至最大值19.5980(P<0.05)，盐度21.5时显著下降(P<0.05)，之后呈波动势下降，但变化趋势并不显著(P>0.05)(图2f)。通过回归分析，泥蚶的O∶N与盐度之间的关系方程为：y=0.0061x3-0.5527x2+16.169x-136.22 (r2=0.8645)。

图2 泥蚶在不同盐度下的滤食、吸收和代谢

2.3 盐度胁迫对泥蚶碳收支的影响

由试验贝类的摄食生理参数换算成碳的吸收和消耗，分别为摄食碳、粪便碳、呼吸碳、排泄碳和生长碳。假设摄入食物的总碳量为100%，计算其他各项的分配百分比，建立碳能量收支方程(表2、图3f)。泥蚶的粪便碳与生长碳均呈先升后降的趋势，但粪便碳在盐度18时达到极值，而生长碳则在盐度25时达到极值，且变化幅度较小；呼吸碳和排泄碳均呈先降后升的趋势，呼吸碳在盐度18时达到谷值，而排泄碳则在盐度21.5时达到谷值。

试验贝类的摄食碳随盐度的升高而缓慢升高，在盐度21.5时显著升高到极值(P<0.05)，然后逐渐下降，在盐度28.5时显著性下降(P<0.05)(图3a)。回归分析表明，泥蚶的摄食碳与盐度之间的关系方程为：y=-0.0034x2+0.2027x-1.8564(r2=0.7588) 。呼吸碳的变化趋势与摄食碳趋同，泥蚶的呼吸碳与盐度之间关系的回归方程为：y=-0.0008x2+0.048x-0.3678(r2=0.625) (图3c)。试验初始，泥蚶的粪便碳随盐度升高变化不显著(P> 0.05)，随后显著升高(P<0.05)，盐度21.5时显著达到极大值(P<0.05)，随后缓慢下降，盐度28.5时显著性下降(P<0.05)(图3b)。泥蚶的粪便碳与盐度之间关系的回归方程为：y=-0.0011x2+0.0663x-0.6744(r2=0.8711) 。排泄碳随盐度的变化趋势与粪便碳趋同，泥蚶的排泄碳与盐度之间关系的回归方程为：y=-0.0001x2+0.0064x-0.0345 (r2=0.7943) (图3d)。生长碳随着盐度的升高而升高，但相邻组间变化不显著(P>0.05)，直到盐度21.5时显著升高到极大值(P<0.05)，随后随着盐度的升高显著下降(P<0.05)(图3e)。通过回归分析，泥蚶的生长碳与盐度之间关系的回归方程为：y=-0.0014x2+0.0819x-0.7794(r2=0.7584) 。

表2 泥蚶碳收支方程

图3 泥蚶在不同盐度下的碳能量收支

3 讨 论

3.1 盐度胁迫对泥蚶滤水率、摄食率和吸收率的影响

滤水率、摄食率是研究滤食性贝类的能量代谢、评估海区养殖容量的重要指标[19-21]。本试验中，盐度21.5时，泥蚶滤水率和摄食率达到极大值，这与缢蛏(Sinonovaculaconstrzcta)[8]、菲律宾蛤仔(Ruditapesphilippinarum)[9]和皱肋文蛤(Meretrixlyrata)[10]等滩涂贝类的最大滤水率和摄食率盐度趋似，可能因为泥蚶等滩涂贝类是广盐性贝类，虽然盐度适应性范围较广，但为适应渗透压，在较低或较高盐度时需要消耗能量来维持渗透压调节机制，进而影响能量分配[22]，或者采取行为避让的机制，如紧闭贝壳等行为来适应外界胁迫[23]，导致泥蚶在不适盐度范围内滤水率和滤食率均呈下降趋势。试验泥蚶在盐度21.5时吸收率达到峰值，可能在此盐度下，泥蚶用于机体生长的能量最大，泥蚶的生长或繁殖速度最快。

3.2 盐度胁迫对泥蚶耗氧率、排氨率及O∶N的影响

在试验盐度内，泥蚶的耗氧率和排氨率均先降后升，这与对近江牡蛎(Crassostreahongkongensis)[14]的研究结论相一致，而紫血蛤(Sanguinolariaviolacea)[11]、尖紫蛤(Soletellinaacuta)[12]和企鹅珍珠贝(Pteriapenguin)[13]的耗氧率和排氨率呈先升后降的趋势，这可能与试验贝类、试验条件及盐度范围有关。由于试验贝类耗氧率和排氨率的变化并不显著，趋势有待进一步分析。广盐性的贝类体内有游离氨基酸库[24]，可以通过游离氨基酸的排除或合成来调节渗透压以应对环境盐度变化。在较低盐度(11)时，泥蚶会排出氨基酸或去氨基排氨以应对环境渗透压的减小，使排氨率处于较高水平，随着盐度的升高，耗氧率显著下降并维持在低位；而泥蚶的耗氧率与渗透压环境密切相关，在不适宜的盐度环境时，泥蚶可能为维持渗透压而提高耗氧代谢。

O∶N是试验动物呼吸底物的重要参数，反映了动物脂肪、糖类和蛋白质代谢三者之间的比例关系[25]。蛋白质代谢占主导地位时，O∶N比值较低(7～9.3)，当脂肪和碳水化合物占主导地位时，O∶N比值通常大于24[26]。本试验结果显示，泥蚶的O∶N比值为11.5828～19.5980，平均为18.5565，表明在此试验环境下，泥蚶以脂肪及碳水化合物代谢为呼吸底物，不会消耗太多的蛋白质，有助于积累蛋白质。试验还发现，在盐度为21.5时,泥蚶的摄食率最大，而此时的代谢率却很低，有利于泥蚶最大限度地从周围环境中摄取能量，虽然，有研究认为，虽然O∶N不能完全表明生物有机体的生长速率，但O∶N可以作为生物体适应环境压力的一项重要指标[27]。

3.3 盐度胁迫对泥蚶碳收支的影响

随着盐度的升高，泥蚶粪便碳和呼吸碳消耗量随盐度增大先增后降，均在盐度18～21.5时达到极值，可能是因为在盐度变化过程中，氮的代谢作用除了可以为机体提供能量外，其代谢产物对酸碱平衡等也有一定的作用，影响了泥蚶的耗氧率和排氨率，体现了其为适应环境生存而产生的一种保护性反应。在本试验盐度范围内，泥蚶的生长碳占摄食碳的百分比最大，随着盐度的升高，在盐度18～21.5时，达到极值，可能此时盐度为泥蚶的适宜生长盐度。

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InfluencesofSalinityStressonEnergyMetabolisminBloodClamTegillarcagranosa

JI Dewei, CHEN Chen, LI Tingting, LIU Weicheng, ZENG Guoquan, CHAI Xueliang

( Zhejiang Key Laboratory of Exploitation and Preservation of Coastal Bio-resources, Zhejiang Mariculture Research Institute, Wenzhou 325005, China )

Influences of salinity on feeding, metabolic physiology, carbon budget and energy metabolism were studied in blood clamTegillarcagranosawith shell length of 27—28 mm exposed to a salinity of 11, 14.5, 18, 21.5, 25 and 28.5 in a recirculating system for 24 hours at water temperature of (26.4±0.79) ℃. The results showed that the filtration rate, ingestion rate, absorption rate and O∶N were increased at first and then decreased, and the oxygen consumption rate and ammonia excretion rate decreased at first and then increased with the increasing salinity, with the extreme value at the salinity from 18 to 21.5(P<0.05), and without significant differences in oxygen consumption rate, ammonia excretion rate and O∶N within the experimental salinity (P>0.05). The findings indicated that metabolic energy of the shellfish was primarily provided by fat and carbohydrates, and that the blood clam had the energy budge equation of 100C=26.12F+30.75R+5.78U+37.35P at a salinity of 18, and of 100C=25.06F+32.03R+5.15U+37.76P at a salinity of 21.5, which salinity from 18 to 21.5 is of the optimal salinity range for growth in blood clam.

Tegillarcagranosa; salinity; filtration rate; ingestion rate; oxygen consumption rate; ammonia excretion rate; carbon budget

10.16378/j.cnki.1003-1111.2016.05.008

S968.314

A

1003-1111(2016)05-0504-06

2015-12-17；

2016-03-07.

浙江省重大科技计划项目(2012C12017-3)；浙江省省属科研院所专项(2014F30025)；温州市科技计划项目(S20140026；S20100010).

冀德伟(1983-), 男, 助理研究员； 研究方向: 水产动物良种选育及养殖生态学. E-mail: jdw8313@163.com.通讯作者: 柴雪良(1969-), 男，研究员；研究方向：良种选育及健康养殖. E-mail: cxl-5888@163.com.