温度和盐度对里氏拟石磺排氨率和耗氧率的影响

曹国荣，钟秋平，许莉丽，贺 平，邱春桃

(北部湾大学海洋学院，广西钦州535011)

里氏拟石磺(Paraoncidiumreevesii)属于软体动物门(Mollusca)、腹足纲(Gastropoda)、有肺亚纲(Pulmonata)、缩眼目(Systellommatophora)、石磺科(Onchidiidae)，是一种主要生活在热带或亚热带地区河口泥滩、礁石、红树林和芦苇丛等潮间地带的贝类[1]。石磺被学者们认为是在海洋与陆地之间生活的过渡带贝类[2]，具有重要的研究、药用和食用等价值。

石磺体内含有20多种氨基酸和多种人体需要的微量元素，是一种高蛋白低脂肪的食药两用海洋生物[3]。在广西北部湾海域，市场认可度高、市场前景广阔的主要品种有瘤背石磺(Onchidiumstruma)、里氏拟石磺(Paraoncidiumreevesii)、紫色疣石磺(Peroniaverruculata)和平疣桑葚石磺(Platevindexmortoni)。近年来由于环境恶化和过度捕捉，致使石磺资源正在迅速减少。目前石磺人工育苗还处在瓶颈阶段，人工养殖几乎都靠野外采苗，但是，石磺人工育苗与养殖已是必然趋势。

温度、盐度是影响贝类生长和繁殖的重要环境因子。许多学者对其他贝类在不同的环境因子条件下的代谢率进行过研究[4-10]，而里氏拟石磺的排氨率和耗氧率在不同的温度和盐度下的变化情况尚少见有学者报道。研究数量多、分布广的里氏拟石磺排氨率和耗氧率对了解石磺的呼吸、排泄的特点和生存环境等具有重要的意义，可为其人工养殖提供基础资料。

1 材料和方法

1.1 实验材料

在钦州犀牛脚红树林滩涂地采集形态正常、生理状态良好的里氏拟石磺，并带回实验室，用海水洗净其身上污物后，放入实验室人工生态缸中进行暂养。暂养用水为人工海水，生态缸内24 h打氧，每日定时模拟涨潮、退潮，“退潮”后投喂螺旋藻粉。

1.2 实验方法

经预实验后，设置19、24、29 ℃3个温度，用实验室空调和恒温箱调控，每天下降或提升温度1～1.5 ℃，待达到设置温度并稳定2 d后开始实验。

设置9‰、14‰、19‰、24‰、29‰5个盐度，实验需要的海水盐度用海水晶和实验室自来水调配，在实验前进行高温灭菌后打氧10 h。暂养里氏拟石磺的海水盐度每天降低或上升2‰，达到设定盐度并稳定2 d后开始实验。

挑选6～9 g的里氏拟石磺个体在不同温度和不同盐度条件下进行实验。使用500 mL的锥形瓶作为实验的呼吸瓶，瓶里装满实验海水，每个呼吸瓶放入3只里氏拟石磺并做好密封。每个盐度设置3个平行组和1个空白组(不放里氏拟石磺)，实验持续3 h。实验结束后将水样抽滤收集，将各实验组的里氏拟石磺取出并做好编号，放入烘箱烘干至恒重，然后称其质量。

排氨率与耗氧率的测定方法：氨氮含量用次溴酸钠氧化法测定；溶氧含量用实验室溶氧仪测定。

1.3 相关计算公式

AER=[(N2-N1)×V]/(T×W)，

OCR=[(DO1-DO2)×V]/(T×W)，

nO∶N=nOR∶nNR。

式中，AER为里氏石磺的排氨率[μmol/(g·h)];空白组和实验组的氨氮浓度(μmol/L)分别用N1和N2表示；V为实验水体的体积(mL)；T是实验时间(h)；OCR为耗氧率[mg/(g·h)]；DO1和DO2分别表示实验组水样前后的溶氧质量浓度(mg/L)；W为实验组中里氏拟石磺的干质量(g)；nO∶N为里氏拟石磺的耗氧率(nOR)和排氨率(nNR)的氧氮摩尔比值。

1.4 数据处理

使用Excel 2016软件对数据进行初步处理并建立相关表格；采用SPSS Statistics V22.0软件对里氏拟石磺的排氨率和耗氧率进行单因素方差分析，显著性水平设置为0.05，极显著性水平设为0.01。

2 实验结果与分析

2.1 温度和盐度对里氏拟石磺耗氧率和排氨率的影响

不同温度和盐度对里氏拟石磺耗氧率和排氨率的影响如图1和图2所示。

图1 不同温度和盐度对里氏拟石磺耗氧率的影响

19 ℃时，里氏拟石磺的耗氧率随着盐度的上升而增大，在盐度为24‰时耗氧率达到最高点，为0.231 mg·(g·h)-1，随后大幅下降。在该温度条件下，里氏拟石磺在盐度为9‰、14‰、29‰的耗氧率与盐度为24‰的差异极显著 (P<0.01)。盐度为19‰时的耗氧率显著低于盐度为24‰的耗氧率，而显著高于盐度为29‰的耗氧率(P<0.05)。

24 ℃时，随着盐度的升高，里氏拟石磺的耗氧率也在上升，在盐度为24‰时达到峰值，为0.224 mg/(g·h)，随后下降。在盐度为9‰时，里氏拟石磺的耗氧率与盐度为19‰、24‰和29‰时的耗氧率差异极显著 (P<0.01)，且显著低于盐度为14‰时的耗氧率(P<0.05)。盐度为24‰时与盐度为14‰时的耗氧率差异极显著 (P<0.01)，且显著高于盐度为19‰时的耗氧率(P<0.05)，盐度为29‰时的耗氧率显著高于盐度为14‰时的耗氧率(P<0.05)。

29 ℃时，里氏拟石磺耗氧率的曲线与19 ℃、24 ℃时的耗氧率相似，也随着盐度的升高而增大，但在盐度为19‰时就升高到最大值，随后开始下降。与其他两个温度条件相比，其最高值往前移动了1个盐度，为0.284 mg/(g·h)。盐度为19‰的耗氧率与盐度为9‰、29‰和14‰组的耗氧率有极显著差异(P<0.01)，且显著高于盐度为24‰组的耗氧率(P<0.05)。盐度为9‰、29‰组的耗氧率与盐度为24‰组的耗氧率有极显著差异(P<0.01)，且显著低于盐度为14‰的耗氧率(P<0.05)。

3个温度中，19 ℃与24 ℃总体的耗氧率无显著性差异(P>0.05)，但与29 ℃组的差异极显著(P<0.01)。

图2 不同温度和盐度对里氏拟石磺排氨率的影响

19 ℃时，里氏拟石磺的排氨率最大值为0.363 μmol/(g·h)，出现在盐度为29‰的组里。在该温度条件下里氏拟石磺的排氨率在盐度为9‰时与盐度为24‰、29‰时均有显著性差异 (P<0.05)。

24 ℃时，里氏拟石磺的排氨率在盐度为14‰时出现次峰值，随后在盐度为24‰时达到最大值，然后下降，最大值为0.548 μmol/(g·h)。盐度为24‰时里氏拟石磺的排氨率跟盐度为9‰、19‰、29‰组的排氨率有极显著差异(P<0.01)。盐度为14‰的排氨率显著高于盐度为9‰的排氨率，而显著低于盐度为24‰组的排氨率(P<0.05)。

29 ℃时，里氏拟石磺的排氨率在盐度为24‰时达到最高值，为0.436 μmol/(g·h)。多重比较结果显示，盐度为19‰的里氏拟石磺的排氨率显著低于盐度为24‰和盐度为14‰的排氨率(P<0.05)。盐度为9‰组的排氨率显著低于盐度为14‰组的排氨率(P<0.05)，且与盐度为24‰组的排氨率有极显著差异(P<0.01)。

里氏拟石磺在3个温度下的总体排氨率无显著性差异(P>0.05)。

2.2 温度和盐度及两者间的交互作用对里氏拟石磺代谢率的影响

方差分析显示，温度和盐度及两者之间的交互作用对里氏拟石磺的耗氧率影响极显著(F=5.351，P<0.01)。盐度对里氏拟石磺的排氨率影响极显著(P<0.01)，但温度对其排氨率无显著性影响(P>0.05)。

2.3 温度和盐度对里氏拟石磺氧氮比的影响

氧氮比是贝类重要的生理指标，温度和盐度对里氏拟石磺氧氮比的影响如表1所示。里氏拟石磺的氧氮比在实验条件下的范围是18.615～118.527，平均值为45.93。在不同温度下里氏拟石磺的氧氮比呈现相似的变化趋势，均在盐度为19‰时达到最高值。29 ℃时里氏拟石磺氧氮比的平均值高于其他2个温度条件的氧氮比均值。

3 讨论

3.1 温度对里氏拟石磺呼吸和排泄的影响

温度是影响生物体内环境和新陈代谢的重要环境因子之一。研究贝类在不同温度条件下的生理变化，可以为确定贝类适宜的温度范围提供重要参考。研究结果显示，温度的变化会引起贝类生理活动的改变，若超过或者低于适宜的温度范围，机体的代谢会出现异常[11]。有学者认为贝类机体体内各种酶的活性随着温度的升高而逐渐增强，体内的代谢速率也开始随之增强，当超过适宜的温度范围时，酶活性下降，导致其代谢速率也随着降低[12-13]；董志国等对彩虹明樱蛤的研究发现，在水温为12～28 ℃时，彩虹明樱蛤的排氨率和耗氧率随着温度的上升而升高[14]；张明明等认为，随着温度的升高，瘤背石磺的耗氧率也随之升高，在25 ℃时达到最大值，随后开始下降，这种现象的出现可能与瘤背石磺适宜的环境温度有关[15]。本实验中，在不同的盐度条件下里氏拟石磺的耗氧率也随着温度的变化而变化。在盐度为14‰、19‰时，里氏拟石磺的耗氧率均随着温度的升高而上升。在盐度为29‰时，里氏拟石磺的耗氧率随着温度升高呈先上升后下降的趋势。数据显示，里氏拟石磺耗氧率在除了盐度为29‰外的其他4个盐度，均在29 ℃时达到最大值。盐度为29‰时，3个温度组的耗氧率均有显著性差异，且在24 ℃时达到最大值。实验结果显示，里氏拟石磺在实验设置的温度范围内均能正常生存，并未出现死亡个体。温度对里氏拟石磺排氨率的影响与耗氧率的影响相似，在不同的盐度条件下，随着温度的变化其排氨率变化也不一样。温度在总体水平上对里氏拟石磺的排氨率影响不显著，但对耗氧率影响极显著。29 ℃时总体耗氧率均高于其他2种温度时的耗氧率，表明此时里氏拟石磺体内的代谢与合成作用均高于19 ℃组和24 ℃组，在排氨率无明显差异下，29 ℃时里氏拟石磺的物质积累可能比其他2种温度时的物质积累要多。

3.2 盐度对里氏拟石磺呼吸和排泄的影响

盐度是影响海水贝类的重要因子，它的变动对海水贝类的生理状态和呼吸代谢具有明显影响。曹善茂等的研究表明，岩扇贝幼体的代谢率在盐度为24‰～30‰时随着盐度增大而增大[16]。金青华的研究表明，盐度在5‰～20‰时，青蛤的代谢率随盐度的升高而升高，排氨率更为明显[17]。唐保军等的研究表明，随盐度升高,细角螺的耗氧率呈先升高后下降的趋势，最大值出现在盐度为28‰时[18]。聂鸿涛等在研究大竹蛏的代谢率时发现，盐度在12‰～22‰时，其耗氧率随盐度升高而增大，在盐度为22‰时达到最大值[10]。本实验结果显示，里氏拟石磺的耗氧率在实验设置的3个温度的曲线趋势相同，随着盐度增大，耗氧率随之提高，达到最大值后开始下降，与大多数学者的研究结果相符合。在19 ℃和24 ℃时，里氏拟石磺耗氧率均在盐度为24‰时达到最大值；而在29 ℃时，在盐度为19‰时达到最大值，随着温度的提高，里氏拟石磺耗氧率的最大值往前移动一个盐度组，说明随着温度的提高，盐度对其耗氧率的影响可能更加显著，这也说明温度和盐度之间的交互作用对里氏拟石磺耗氧率存在一定的影响。里氏拟石磺的排氨率在3个温度条件下变化相似，在盐度为24‰时达到最大值，盐度为19‰时的排氨率均小于盐度为14‰时的排氨率，该结果与焦海峰等对僧帽牡蛎的研究结果一致[19]。这可能是里氏拟石磺从低盐度点到高盐度点的过渡点，适应高盐度点后排氨率开始下降，随后在盐度为19‰时回升，在24‰时达到峰值，因此盐度为19‰时可能是里氏拟石磺的等渗点，盐度超过24‰后则为高渗点。在高渗点里氏拟石磺需要耗费大量的能量来维持自身渗透压的平衡，导致排氨率增高。因此当盐度超过24‰时不利于里氏拟石磺的生长繁殖。在实验设置的盐度组中未发现里氏拟石磺因不适应而出现死亡个体，里氏拟石磺在实验设置的盐度范围均能正常生存，这也证明了里氏拟石磺是广盐性贝类。在实验条件下，盐度为14‰～24‰时是里氏拟石磺适宜的生存盐度范围。

3.3 能源分析

氧氮比是判断动物代谢底物的重要参数，其比值的大小在一定程度上能够反映机体供能物质的类别。研究表明，当氧氮比约为24时，机体的能源物质为蛋白质和脂肪[20]。若完全由蛋白质代谢来提供能量，氧氮比约为7[21]，当机体完全依靠脂肪和糖类供能时，氧氮比将会无限大[22]。本实验条件中，里氏拟石磺主要靠碳水化合物和脂肪的代谢来提供能量，只有在温度为19 ℃、盐度为29‰时，里氏拟石磺的代谢底物是蛋白质和脂肪。在本实验的3个温度条件下,里氏拟石磺的氧氮比均在盐度为19‰时达到最大值，说明此盐度下里氏拟石磺蛋白质的代谢最少，最有利于蛋白质的积累，也说明了该盐度就是或已经接近里氏拟石磺的等渗点，因此里氏拟石磺适宜的生存盐度可能在该点的附近，3个温度中在29 ℃时的平均氨氮比最高。

4 结论

在实验设计的温度、盐度范围内，里氏拟石磺在实验过程中均能生存，没有发现死亡个体。

(1)温度和盐度及两者之间的交互作用对里氏拟石磺的耗氧率影响极显著(F=5.351，P<0.01)，盐度对排氨率的影响极显著(P<0.01)。

(2)在本实验条件下，适宜里氏拟石磺生存的温度和盐度范围分别是24～29 ℃和14‰～24‰，最适宜的温度和盐度分别是29 ℃和19‰。

(3)里氏拟石磺的氧氮比的范围为18.615～118.527，因此里氏拟石磺主要依靠分解脂肪和碳水化合物来提供能量，其次是蛋白质，但这些物质的比例有所不同。