克氏原螯虾繁殖生物学与苗种培育技术研究进展

董扬帆，李军涛，张秀霞，冼健安，王冬梅

（1.海南大学海洋学院，海南 海口 570228；2.中国热带农业科学院热带生物技术研究所，海南 海口 571101；3.海南省海洋生物资源功能性成分研究与利用重点实验室，海南 海口 571101）

克氏原螯虾Procambarus clarkii（Girard，1852）（俗称小龙虾、红螯虾、淡水小龙虾）原产于北美洲，20 世纪20 年代传入日本后，20 世纪70 年代引入我国，现已成为我国重要的淡水养殖经济虾类。

1 克氏原螯虾繁殖生物学研究进展

1.1 克氏原螯虾生物学特性

克氏原螯虾体暗红色，具几丁质外壳[1]，生活史分为受精卵、胚胎发育、性成熟、繁衍后代、衰老死亡5 个阶段[2]。克氏原螯虾杂食性，喜荫怕光，生性好斗，有很强的领域性，善于掘洞[3]，喜新水活水，逆水上溯，通常聚集在养殖池进水口周围[4]。

韩晓磊[5]等发现，在20℃和25℃下，克氏原螯虾在实验室水族箱中有明显的交配抱卵现象，水温低于15℃，交配停止[2]。黄钻华等[6]认为，搭建环沟大棚，水温达到20℃以上时，亲虾开始交配。可以采用大棚加温来延长克氏原螯虾苗种的供应周期，在热带地区实现全年繁殖[5，7，8]。克氏原螯虾从5 月到10 月均有亲虾交配、产卵[9-11]。温小波等[12]发现，水温（20.0±0.5）℃时，克氏原鳌虾成虾（21.59±1.76）g 夜间12h 的耗氧率为（0.156±0.008）mg/（g·h），白天12h 的耗氧率为（0.134±0.009）mg/（g·h）。

1.2 克氏原螯虾性腺发育

1.2.1 雄性生殖系统组织学

克氏原螯虾的精巢位于头胸甲内背部、围心腔之下、肝胰脏之上，紧贴围心腔[13]，由三个部分的巢互相连接形成，前面两个后面一个，呈米白色和类似“Y”形[14]。但王庆[1]认为，克氏原螯虾具有一对左右对称的细精巢，呈“H”型。精巢由生精小囊和收集管组成，二者相连，收集管又分为初级收集管、次级收集管和三级收集管，精子在生精小囊中成熟，收集管收集成熟的精子[14，15]。精巢后端收集管结合部连接两条输精管，左右对称，输精管前段具有分泌精荚壁物质的功能。精荚呈长囊形或颗粒椭球形，交配时将精子送至雌虾体，右侧输精管后段能存储精荚。左右两侧输精管的功能不同，左侧输精管与收集管的连接部呈封闭状态具有一定程度的分泌功能，基本不能输送精子，而右侧输精管则完全承担输送精子的能力，这表明左侧输精管极有可能是在特殊情况下的储备器官[14]。

戴颖等[16]将武汉地区克氏原螯虾的精巢发育分为5 个阶段：1—3 月的精原细胞期、4—6 月的精子细胞期、7—8 月精母细胞期、9—10 月精子细胞期和11—12 月精原细胞期。黄文虎[14]将精子的发育分为6 个阶段：I 期精子细胞，细胞核呈胶囊状或质地稀疏的圆盘状，核质稀疏；II 期精子细胞的细胞核较I 期浓缩，多呈近圆形；III 期精子细胞，细胞核近圆形略不规则，在核的一侧可见一个小泡状构造；IV 期精子细胞，细胞核呈圆滑的四方形，小泡状构造不如III 期明显；V 期精子细胞，细胞核可见棱角状棘，数目不同的棘从核伸出，在核的内部可见一圆形结构；Ⅵ期成熟精子，细胞核伸出四条清晰的辐射臂，臂呈螺旋状，均匀地排列于四周，核内部为清晰的同心圆状，整体的精子为螺旋四角星型。

1.2.2 雌性生殖系统组织学

克氏原螯虾雌性生殖系统由卵巢和输卵管组成。卵巢呈“Y”型，位于头胸甲背侧中央[17]。早期，卵巢体积较小，卵粒小且不易分离；随着卵巢的发育，卵巢体积逐渐变大，卵巢向四周延伸膨胀，卵粒大而易分离;卵巢颜色由无色透明、淡黄色、黄色、紫色、紫黑色，逐渐变为红褐色[17]。输卵管分为左右两条，从卵巢两侧发出，沿围心腔外壁向腹侧延伸，最后开口于第3 对胸足基部，形成雌性产卵孔[17]。戴颖等[16]研究了武汉地区的克氏原螯虾，认为雌虾卵巢发育具有周期性，一年可以产两次卵。Oluoch[18]报道，在美国南部的路易斯安那州，克氏原螯虾主要在8—11 月产卵，繁殖高峰在10 月，而位于热带地区肯尼亚Naivasha 湖则可常年产卵。交配后，精子储存在纳精囊中。宋光同等[17]根据克氏原螯虾卵巢的颜色、大小与外部形态，卵子发生时相以及卵巢壁、输卵管的结构，将克氏原螯虾的卵巢发育分为5 个时期。刘智俊等[19]将克氏原螯虾的卵巢发育分为6个时期，分期方法如表1 所示。

1.2.3 克氏原螯虾性腺发育

陈金民等[20]研究发现：克氏原螯虾卵巢在发育中利用肝胰腺中存储的脂肪，发育后期营养物质的积累存在一定比例，在卵巢发育及胚胎发育过程中C18：2n6有重要作用。刘红等[21]测定了卵巢不同发育时期卵黄蛋白原受体mRNA 在肝胰腺和卵巢中的表达水平，认为肝胰腺的质量在克氏原螯虾卵巢发育过程中变化不大。赵维信等[22]运用放射免疫测定法，研究克氏原鳌虾卵黄发生过程中卵巢孕酮含量变化，认为随着卵巢的成熟和产卵，其孕酮含量逐渐下降，可能已转化成卵子发育的其他类固醇激素。Rachakonda Sarojini 等[23，24]研究表明，蛋氨酸一脑啡肽和纳洛酮可以影响克氏原螯虾的胸神经节，调节促性腺激素（GSH）的释放，促进卵巢的发育。Rachakonda Sarojini 等[25]用10g/m3的萘浸泡克氏原螯虾雌虾15d，若其卵巢处于卵黄前期或卵黄期，则存在退化现象，但浸泡未成熟的克氏原螯虾雌虾再返回清水中时，其卵巢发育不会停止。Rachakonda Sarojini 等[26]研究了5-羟色胺（5-HT）对克氏原螯虾性成熟的影响，认为5-HT 及其催化剂不仅能诱导性腺成熟，还能促进雄激素腺的发育。Antonio R Chaves 等[27]研究表明，摘除克氏原螯虾眼柄消除性腺抑制激素的作用，可以促进卵巢的发育。殷海成[28]用烧烫挤压法证明：切除眼柄能加快克氏原螯虾卵巢的成熟，且性腺发育速度是双侧组＞单侧组＞对照组。强晓刚[29]发现，切除眼柄能促进克氏原螯虾提早产卵。徐加元等[30，31]探讨了水温和光周期对雌性克氏原螯虾成活和性腺发育的影响，发现两者均影响雌虾性腺发育及其成活率，水温对雌虾性腺发育的影响比光周期的影响程度要大；投喂草鱼Ctenopharyngodon idellus 肉比投喂植物性饲料更能促进克氏原螯虾亲虾性腺发育。邵光明[32]采用正交设计法研究了温度、养殖密度、饲料中的鱼粉添加量对克氏原螯虾生长和性早熟的影响。结果表明，水温对卵巢发育和成熟率的影响最大，较高的水温能促进克氏原螯虾生长，但也会抑制其卵巢的发育。王庆等[7]在冬季加温至26℃使雌虾成功提前抱卵。

表1 克氏原螯虾卵巢发育分期方法Tab.1 Staging method of ovarian development in red swamp crayfish Procambarus clarkii

1.3 克氏原螯虾繁殖

李铭等[33]发现，在饲料中添加0.02%维生素E可提高克氏原螯雌虾的繁殖力。杨东辉等[34]人工建立了6 种环境证明了克氏原螯虾在无洞穴环境条件下，繁育能力极低；土壤洞穴提高了克氏原螯虾繁殖力。唐建清等[35]用玻璃标本瓶、易拉罐、塑料瓶、木筒等筒状物人工模拟洞穴，结果发现有人工洞穴时螯虾的存活率比无洞穴的自然状态提高了6.4 倍，穴长、避光、透气的人工洞穴效果更好。而宋光同等[36]认为，遮蔽物与人工洞穴仅对亲虾的成活率有显著影响，对抱卵率无显著影响。舒新亚等[37]根据克氏原螯虾在秋冬季产卵的繁殖习性，进行了人工诱导克氏原螯虾同步产卵实验，通过调整水位、改良水质、合理投喂等方法，使克氏原螯雌虾在36d 的时间里平均抱卵率达到81.0%，未采取人工诱导的组平均抱卵率仅为30.6%。朱玉芳等[38]研究认为：抱卵孵化的孵化率远高于非抱卵的孵化率，可能是因为抱卵时母虾游泳足的划动能直接为卵提供足够的溶氧，同时有效的振动（或刺激）经过卵膜丝到达卵膜，可能启动胚胎发育的信息。王庆[1]研究了不同时期剥离的虾卵孵化及剥离后不同孵化方式对孵化率的影响。结果表明：克氏原螯虾受精卵离体孵化率较低，溶氧确实是影响卵的发育的因素之一，这与朱玉芳的推论一致。王庆[1]在实验中观察到，母虾通过不断的清除杂质而保证卵不感染水霉，推测这也是抱卵孵化率较高的原因之一。母虾是否存在其他方式影响卵的发育还有待进一步研究，离体孵化暂时不能应用于螯虾的规模化育苗。

1.4 克氏原螯虾怀卵量

董卫军等[39]认为，雌虾的抱卵量在200～300粒；产卵量随个体大小和性腺发育程度而异，一般在300～800 粒之间[40]。黄钻华等[6]认为，一般抱卵量在700～1000 粒之间。夏爱军等[41]通过建立性腺发育数学模型，计算得出克氏原螯虾雌虾初始怀卵和抱卵的理论体长分别为5.6cm 和5.8cm，理论抱卵量和最大怀卵量分别为1136 粒和1963 粒，最大相对繁殖力的体长为9.22cm，最大值为19.78 粒/g。刘智俊等[19]研究发现：上海地区克氏原螯虾的抱卵量约为300 粒，最高超过700 粒，体质量20g 以下的雌虾首次繁殖，抱卵量为（142.02±27.89）粒，单卵质量（5.78±0.79）mg，体质量31～35g 的亲本，抱卵量为（389.50±174.45）粒，单卵质量达（6.75±0.55）mg，生殖力为11.49 粒/g。当亲本体质量高于40g 时，其单卵质量为（5.83±1.26）mg，生殖力为7.81 粒/g。

1.5 克氏原螯虾的胚胎发育

1.5.1 克氏原螯虾胚胎发育

克氏原螯虾胚胎发育的分期划分没有统一的标准。吕建林等[42]将克氏原螯虾的胚胎发育过程分为12 个时期。慕峰等[43]根据发育的时间和形态变化，将克氏原螯虾胚胎发育分为9 个阶段：受精卵、卵裂期、囊胚期、原肠期、前无节幼体期、后无节幼体期、复眼色素期、预备孵出期和孵出期。

1.5.2 水温对克氏原螯虾胚胎发育的影响

水温是影响水生动物胚胎发育的重要环境因子。Suko[44]研究发现：水温7℃时，克氏原螯虾受精卵约需150d 孵出；水温15℃时，要46d；水温22℃时，约需19d。李庭古等[45]认为，水温低于15℃时受精卵无法孵出，水温22℃时，需36d 孵出，但水温低于22℃或高于32℃时，受精卵死亡脱落严重。克氏原螯虾受精卵的孵化水温应控制在24～30℃。郑楚龙[46]认为，克氏原螯虾胚胎发育的适宜温度为20～27℃；董卫军[3]等认为，水温22～25℃时，克氏原螯虾胚胎发育时间为25～33d；Jin 等[47]认为，胚胎发育的最适水温为25℃，在水温29℃和33℃时死亡；水温26℃下，胚胎的发育需要15d 左右[43]；30℃时受精卵孵化率最高[5]；一定温度范围内，温度越高，受精卵孵化时间越短，孵出幼体数量越多。吕佳等[8]通过模型分析了温度与克氏原螯虾受精卵发育的关系，认为其最适温度和最高临界温度分别为30.3℃和40.3℃，其最低有效积温和平均有效积温分别为731℃·d 和765℃·d。9 月产出的受精卵在自然条件下胚胎发育的时间为17～20d，孵化有效积温为453～516℃·d[42]。

1.6 克氏原螯虾幼体生物学

刚出膜的克氏原螯虾幼体为末期幼体（postlarva）[48]，也称为第一龄幼体（first instar）。第一次蜕壳后的克氏原螯虾幼体称第二龄幼体（second instar），第二次蜕壳后的幼体称第三龄幼体（third instar），以此类推[49]。从幼体到成体共需蜕壳11 次[50]。郭晓鸣和朱松泉[49]将前三龄定义为幼体发育阶段，第四龄起定义为幼虾发育阶段。

一龄幼体的前肠已分为贲门胃与幽门胃，出现腺滤器，肝胰腺细胞难以区分；二龄幼体消化系统发育较完全，胃部出现胃磨；中肠前部液泡含量增加，中肠中部消失，后肠与体节肌肉之间形成明显空隙，外部形体与成虾无明显差异；三龄幼体的内部结构在二龄幼体的基础上进一步发育，已经具备成体形态[51]。

韩晓磊等[5]认为，25～30℃是克氏原螯虾幼体生长发育的最适温度，在水温10～30℃内，克氏原螯虾幼体体长和体质量的增长与水温呈正相关，但幼体成活率随水温的升高而先升后降低。朱玉芳等[38]比较了克氏原螯虾抱卵孵化与非抱卵孵化的效果，发现抱卵虾的孵化率远比非抱卵虾孵化率高，抱卵虾的生长也比非抱卵虾快。邵光明[32]研究认为，在饲料中添加0.0060%维生素A、0.02%维生素C 和0.04%维生素E 能显著提高克氏原螯虾幼虾的成活率。Yue 等[52]研究了3 水平光周期、水中钙浓度和pH 变化对克氏原螯虾幼虾存活、生长的影响，发现光照周期为16L∶8D、钙浓度为65.5mg/L 和pH7.8时克氏原螯虾幼虾的生长和存活最佳。据温小波等[12]测定，夜间12h 克氏原鳌虾幼虾（2.37±0.21）g的耗氧率为（0.484±0.011）mg/（g·h），白天12h 的耗氧率为（0.369±0.051）mg/（g·h）。Jover 等[53]研究了克氏原鳌虾幼体发育所需能量，结果显示最佳的营养水平为粗蛋白22%～26%，脂质6%，碳水化合物36%～41%。

2 克氏原螯虾繁育模式

为提高克氏原螯虾出苗的一致性，开展了克氏原螯虾苗种繁育相关研究，主要有土池育苗[6，54-60]、网箱育苗[61-63]、工厂化育苗[64-66]等。但现行的主要模式依然为土池繁育。

2.1 土池苗种繁育

土池苗种繁育主要在稻田养虾模式中进行：第一年捕捞时留下一定数量的优质克氏原螯虾，做为第二年繁育的亲本，通过人工干涉，建造一定程度上优于自然环境下克氏原螯虾繁殖的生态环境。这种繁育模式主要管理好亲本数量和质量、饲料种类与数量、水质和水生植物等[58，67]。

江苏地区，土池埂坡比为1∶2，分浅水区和深水区（池中有一字形沟）[58]。沿田四周离埂基1m 起挖4m 宽、1.2m 深的环沟[60]，池塘面积（30～130）×667m2，池底淤泥20cm 左右，每口池有独立的进排水口，池与池之间不相通，有完善的防逃设施。9 月每667m2留塘亲本20～40kg，雌雄比例为5～2∶1。次年4 月初开始捕捞出售，9 月底结束，平均每667m2约产300kg[58]。

2.2 网箱苗种繁育

网箱苗种繁育主要将网箱放置在池塘中，集中管理种虾，使繁殖池塘与克氏原螯虾养殖池一致。网箱规格为6m×8m×2m[63]、3m×10m～5m×10m[68]，用20～40 目筛网制成，沿网箱口内侧缝上15cm 钙塑板，防止亲虾逃逸。网箱用木桩或铁棍一类固定；将一定重量物体压在网箱底部及四角，使网箱充分展开，箱底距池底为10～15cm；网箱正上方覆盖双层黑色遮阳网。网箱内水草面积高于70%[69]。管理方式与土池育苗基本一致。

一般繁殖用的池塘面积为2000～3333m2，以长方形为宜。池塘水深约1.2m，埂高1.5m。水中溶解氧要在5mg/L 以上，透明度控制在30～50cm。21:00至翌日5:00 时利用水泵对箱体进行冲水，使箱内水体充分交换，起到增氧和刺激胚胎发育的作用[69]。周洵等[63]通过网箱繁育克氏原螯虾育苗可达到5000 尾/m2。

2.3 工厂化人工育苗

工厂化育苗一般以水泥池为主，通过大棚辅助控温，主要特点为可视、可控，能直接观察到克氏原螯虾的生存状态，可在一定程度上控制使其集中繁育。克氏原螯虾工厂化繁育由两部分组成：一为繁育池、孵化温室、道路、电力、水利、棚舍等；二为技术和管理水平等[70]。

曹烈等[71]在室内水泥池中进行了克氏原螯虾的人工繁育实验，平均出苗5593 尾/m2。周凤建等[61]利用水泥池孵化克氏原螯虾抱卵虾，获体长1cm 左右的虾苗3000～5000 尾/m2。

现阶段我国克氏原螯虾土池苗种繁育发展较为广泛，近20 年没有发大的变化。而网箱育苗和工厂化人工育苗还处于实验阶段，需要大量的研究以推进现代化、机械化。

2.4 网箱+水泥池繁育模式

此种模式乃根据个人实践经验提出。将网箱置于水泥池中，网箱面积占水泥池面积的1/2～3/4，网目显著大于苗种规格。网箱中放置人工巢穴，每个人工巢穴中雌雄比为1∶1。繁育期温度高于30℃需要设置遮阳棚，低于20℃需要设置保温棚。在卵巢未发育前控制温度在22℃，性成熟后温度控制在26℃。光照周期控制为16L∶8D，光照度为50～500lx。钙浓度为65.5mg/L。条件允许的情况下，在夜间投喂饲料。性腺未发育成熟前可在饲料中添加0.06mol/L 纳洛酮，在抱卵孵化期则可添加维生素A 0.006%、维生素C 0.02%和维生素E 0.04%。此种繁育模式通过多个研究成果总结设计，未通过实际验证。

克氏原螯虾的格斗行为可能是制约幼苗抱卵孵化的重要因素。可以考虑从敲除基因或杂交配种的方向，探讨在不影响克氏原螯虾生长状态的前提下，降低或者缓解克氏原螯虾的格斗行为，使其更加适应群居生活。