中华绒螯蟹2龄早熟和晚熟品系选育第4代(G4)在成蟹阶段养殖性能的比较

范陈伟 姜晓东 成永旭,3 吴旭干,3

(1 水产科学国家级实验教学示范中心，上海海洋大学，上海 201306；2 农业农村部淡水种质资源重点实验室，上海海洋大学，上海 201306；3 水产动物遗传育种中心上海市协同创新中心，上海海洋大学，上海 201306)

中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis，以下简称河蟹)具有较高的经济价值和食用价值，是我国重要的水产经济生物[1-2]。河蟹养殖是我国水产养殖业中发展最快、最具代表性的产业之一，其养殖区域已遍布全国大部分省份，2019年我国河蟹养殖总产量将近77.87万t[3]，其中长江流域的河蟹产量占全国总产量的79.89%左右[4]。自20世纪末河蟹苗种人工繁育技术获得突破以来，我国河蟹幼体培育相关企业普遍习惯采用小规格亲本进行近交繁殖，导致河蟹种质资源的混杂和退化，进而使商品蟹经济效益持续下滑，严重制约了我国河蟹养殖业的可持续发展[5-6]。因此，开展良种培育工作对于河蟹养殖业的发展尤其重要。

为了改善国内河蟹种质资源混杂和退化的局面，确保优质河蟹种质资源的应用，21世纪以来，我国相关单位在国家和省部级项目的资助下陆续开展了河蟹良种选育工作，目前已经选育出“长江1号”“长江2号”“江海21”“诺亚1号”以及“光合1号”等新品种[7]。但是，这些新品种仅仅是从生长性能方面进行选育，缺乏针对其性腺发育和抗病性能的研究[8]。本实验室自2010年起以长江水系养殖的和野生中华绒螯蟹为基础选育群体，进行2龄早熟和2龄晚熟品系的选育研究，至2019年已选育到奇数年G4扣蟹阶段[9]，并分别从养殖性能[8,10-11]、性腺发育[8]、经济效益[12]、免疫性能[9,13]、形态学[14]和营养品质[15]等方面对选育群体进行了评估，但对偶数年G4扣蟹在成蟹阶段的养殖性能和性腺发育情况尚未进行评估。因此，本试验从养殖性能和性腺发育等方面对偶数年G4扣蟹的选育效果进行评估，拟为河蟹新品种的申报及推广提供数据支撑。

1 材料和方法

1.1 试验用蟹

试验用2龄早熟、2龄晚熟及对照组扣蟹均来自上海海洋大学崇明基地扣蟹试验池塘，其中早熟和晚熟品系的扣蟹分别由规格为150、200 g对应母蟹所繁育的大眼幼体培育而成，对照组扣蟹由规格为100 g左右未经选育母蟹所繁育的大眼幼体培育而成。3个群体的扣蟹规格接近，早熟扣蟹的初始体质量为(8.57±0.01)g，晚熟扣蟹为(9.13±0.01)g，对照组扣蟹为(7.46±0.01)g。养殖试验于2019年2—11月在上海海洋大学崇明基地的9口土池(长×宽=12 m×8 m)中进行，每组扣蟹设置3口平行池塘，每口试验池放扣蟹100只，雌、雄各半，初始密度约为1只/m2。

1.2 养殖管理

扣蟹放养前用漂白粉对试验池塘进行消毒，用量为每口池塘12 kg左右。清塘消毒10～15 d后，种植伊乐藻，以供试验蟹栖息、隐蔽，根据水草的生长情况逐渐加深水位。为了调节水质及控制野杂鱼，在每口池塘内放养5尾鲢鱼和5尾鳜鱼鱼种。5—6月，每口池塘投放6 kg左右螺蛳作为河蟹的补充饲料，同时起到清除残饲和净化水质的作用。当池塘水温升高至12 ℃后，开始投喂配合饲料(浙江澳华饲料公司生产)，每天17:00左右投饲，投喂量为蟹体质量的3%～5%。每口试验塘设置1个食台用于观察蟹的摄食情况，根据水温和残饲情况及时调整投饲量。养殖过程中，如伊乐藻生长过于茂盛，要及时进行割除，以防在夜间和阴雨天气河蟹缺氧。定期检测每口试验塘的氨氮、溶解氧、pH以及亚硝酸盐等水质指标。根据池塘水质情况，每半个月左右更换30%～50%的养殖水体，保持试验池塘水质良好。

1.3 数据收集

1.3.1 生长性能

自5月15日起，每隔60 d左右用地笼网抓捕采样。每口池塘随机采集雌、雄个体各15只，用毛巾擦干体表水分后，用电子天平称量(精确到0.01 g)，据此计算各采样时间点河蟹的体质量增长率(weight gain rate，WGR)和特定生长率(specific growth rate，SGR)。计算公式如下。

体质量增长率(WGR,%)=100×(m2-m1)/m1

(1)

特定生长率(SGR,%/d)=100×(lnm2-lnm1)/(t2-t1)

(2)

式(1)、(2)中，m1和m2分别为日龄t1和t2时各组蟹的平均体质量(g)。

1.3.2 生殖蜕壳率、性腺指数和肝胰腺指数

从7月25日开始，每隔 15 d从每口池塘中随机采样雌、雄蟹各15只，参照王武[1]的方法分别进行生殖蜕壳观察,并计算生殖蜕壳率(puberty molting rate)。

当观察到完成生殖蜕壳蟹的比例达到 80%后，自8月30日起，每隔25 d从各池塘内随机采集6只蟹(雌、雄各3只)，擦干其体表水分后称量(精确到0.01 g)。随后解剖取出全部肝胰腺和性腺并称量(精确到0.01 g)，据此计算肝胰腺指数(hepatosomatic index，HSI)和性腺指数(gonadosomatic index，GSI)，计算公式如下。

肝胰腺指数(HSI,%)=100×mh/m

(3)

性腺指数(GSI,%)=100×mg/m

(4)

式(3)～(4)中，mh为肝胰腺质量，mg/为性腺质量，m为对应的河蟹体质量(g)。

1.3.3 平均体质量、成活率、产量和饲料系数

11月20日养殖试验结束后，抽水排干试验池塘，分别统计各口池塘试验蟹雌、雄个体的存活数量。对捕获的试验蟹逐一称量，据此计算每口池塘雌、雄试验蟹的最终平均体质量。根据每口池塘试验蟹的初始放养数量及最终的捕获数量，计算最终存活率。根据蟹的总体质量和实际水体面积计算单位面积产量(g/m2)，并根据投饲量、试验蟹的初始体质量及终末体质量计算饲料系数(feed coefficient rate，FCR)。饲料系数计算公式如下。

饲料系数(FCR)=mf/(mt-m0)

(5)

式(5)中，mf为消耗饲料的总体质量(kg)，mt为成蟹的终末总体质量(kg)，m0为起始放养扣蟹的总质量(kg)。

1.3.4 规格分布

对最终捕获的所有成蟹按体质量进行分级。雄蟹分为6级：<120.00 g、120.00～144.99 g、145.00～169.99 g、170.00～194.99 g、195.00～219.99 g和≥220.00 g。雌蟹分为5级：<80.00 g、80.00～99.99 g、100.00～119.99 g、120.00～139.99 g和≥140.00 g。分别统计3个种群各规格成蟹所占的比例。

1.3.5 数据处理

采用SPSS 26.0软件对试验数据进行统计分析，所有数据均以“平均值±标准误”表示。采用Levene法对试验数据进行方差齐性检验，当不满足齐性方差时对百分比数据进行反正弦或平方根处理。采用ANOVA法对试验结果进行方差分析，采用Duncan’s法进行多重比较，取P<0.05为差异显著。在EXCEL和GraphPad Prism软件上绘制相关图表。

注：柱状图上标不同小写字母表示同一时间不同群体间差异显著(P<0.05)；下同。Note：data with different lowercase letters among different populations indicate significant differences(P<0.05).The same as below.图1 中华绒螯蟹2龄早熟和晚熟品系选育G4在成蟹阶段平均体质量的变化情况Fig.1 Average weight of the EM,LM and control groups during the adult culture stage

2 结果

2.1 生长性能

2个选育群体和对照组在成蟹阶段的平均体质量变化情况见图1。无论雌蟹还是雄蟹，2个选育组河蟹在整个养殖阶段(3—11月份)的平均体质量均高于对照组。早熟群体与晚熟群体之间，其平均体质量大部分时间并无显著差异(P>0.05)。就雄蟹而言，晚熟群体在5、9和11月份的平均体质量显著高于对照组(P<0.05)，而早熟群体与对照组之间无显著差异(P>0.05)。就雌蟹而言，晚熟群体在7—11月份的平均体质量均显著高于对照组(P<0.05)，而早熟群体仅在11月份平均体质量显著高于对照组(P<0.05)。

3个群体在成蟹养殖阶段体质量增长率(WGR)的变化情况见图2。整体上看，3个群体的WGR呈下降趋势。9—11月，对照组雄蟹的WGR显著高于2个选育组，而该组雌蟹的WGR显著低于2个选育组(P<0.05)。特定生长率(SGR)的变化情况与WGR相似，但在9—11月，仅对照组雌蟹的SGR显著低于2个选育组(P<0.05)，而此期间3个群体雄蟹的SGR无显著差异(P>0.05)(见图3)。

2.2 性腺发育及生殖蜕壳

随着试验的进行，3个群体成蟹生殖蜕壳的完成率均呈上升趋势(见图4)。就雄蟹而言，8月15日早熟群体的生殖蜕壳率显著高于晚熟群体和对照组(P<0.05)，9月30日时早熟群体和对照组均全部完成生殖蜕壳，而晚熟群体仍有个别未完成生殖蜕壳。就雌蟹而言，7月25日晚熟群体的生殖蜕壳率显著低于另外2组(P<0.05)，此外，9月15日时早熟和晚熟群体均已完成生殖蜕壳，而对照组仍有个别未完成。3个群体的河蟹在性腺发育阶段性腺指数(GSI)和肝胰腺指数(HSI)的变化情况分别见图5、图6。结果表明，2龄早熟群体性腺发育较快，2龄晚熟群体性腺发育较慢，对照组居于二者之间，其中早熟雌蟹在9月25日的GSI显著高于另外2组(P<0.05)。

2.3 养殖效果及规格分布

3个群体在成蟹阶段的最终养殖效果见表1。无论雌蟹还是雄蟹，2龄早熟和晚熟群体的最终平均体质量均显著高于对照组(P<0.05)。此外，2龄晚熟群体中雄蟹的最终平均体质量显著高于早熟群体(P<0.05)。与最终平均体质量的差异情况相一致，3个群体雌、雄成蟹最终单位面积产量由高到低依次为：晚熟G4、早熟G4、对照组，且2个选育群体的单位面积产量均显著高于对照组(P<0.05)。在成活率方面，3个群体雄蟹之间成活率差异较小，均为70%左右，雌蟹中晚熟群体的成活率显著高于对照组(P<0.05)，早熟群体介于晚熟和对照组之间。3个群体成蟹的饲料系数差异不显著(P>0.05)。

表1 中华绒螯蟹2龄早熟和晚熟品系选育G4在成蟹阶段的最终平均体质量、成活率、单位面积产量和饲料系数Tab.1 Average body mass,survival rate,final yield and feed conversion ratio(FCR)of the EM,LM and control groups during the adult culture stage

3个群体成蟹的规格分布见图7。3个群体雄蟹的体质量主要集中于120.00～194.99 g，分别占早熟、晚熟群体和对照组雄性成蟹总数的87.52%、56.54%和88.31%；雌蟹的体质量主要集中在80.00～139.99 g，分别占各组雌性成蟹总数的87.31%、75.94%和84.23%。就雄蟹而言，对照组在<120.00 g、120.00～144.99 g和145.00～169.99 g这3个区间内的比例显著高于晚熟群体(P<0.05)，晚熟群体中体质量在195.00～219.99 g和≥220.00 g的大规格蟹所占比例显著高于早熟群体(P<0.05)。就雌蟹而言，早熟群体中体质量<80.00 g和80.00～99.99 g的小规格蟹所占比例显著低于对照组，早熟群体中体质量在100.00～119.99 g的中规格蟹的比例显著高于另外两组，而晚熟群体中体质量在120.00～139.99 g和≥140.00 g的大规格蟹的比例显著高于对照组(P<0.05)。

3 讨论

群体选育是改良甲壳动物生长性能的重要手段，而体质量和体质量增长率是衡量选育效果的主要指标[16]。已有研究表明，甲壳动物的体质量和体质量增长率往往受内部因素和外部因素的共同影响。内部因素主要指物种经过历代进化演变而来形成的内部固有遗传特点[17]，这在日本对虾(Penaeusjaponicus)、三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)[18]和中华绒螯蟹[19]上都有研究报道。外部因素主要有饲料营养[20]、放养密度[21]和水体环境[22]等。本试验中，3个群体扣蟹的初始体质量接近，并且在相同的池塘条件和管理条件下养殖至成蟹，因此各群体河蟹在养殖过程中的生长性能差异即为遗传特征差异的表现。试验结果表明，2个选育品系的雌、雄个体在成蟹养殖阶段的平均体质量始终高于未选育群体，尤其在9—11月，晚熟组雄蟹和雌蟹的平均体质量均显著高于未选育群体(P<0.05)。就2个选育品系而言，早熟品系雌、雄个体在养殖过程中的平均体质量始终低于晚熟品系。本试验中，不同群体之间河蟹的生长性能差异与其亲本的体质量相一致，验证了前人的研究中甲壳动物体质量遗传力较高的结论，同时也说明通过遗传选育可以有效提高河蟹的生长性能。此外，无论是雌蟹或是雄蟹，3个群体河蟹的WGR和SGR均随着养殖时长的增加而逐渐降低，这与以往发表的文献相一致[10,23-24]。

判断中华绒螯蟹的性腺是否开始发育，表观上主要通过观察其生殖蜕壳情况。通常当河蟹完成生殖蜕壳即表示其性腺开始发育。本试验中，早熟品系雌、雄个体的生殖蜕壳及性腺发育均早于未选育群体，而晚熟品系雌、雄个体的生殖蜕壳及性腺发育均晚于未选育群体，这是本课题组连续多年以生殖蜕壳时间作为指标进行研究的主要成果，证明了河蟹的性腺成熟时间为可遗传性状，但其遗传力有待进一步分析。此外，2个选育群体的性腺发育还可能与其最终体质量有关，早熟品系的最终体质量较小，其生长周期较短，相应性腺的发育速度较快，而晚熟群体则与之相反。这种最终体质量与性腺成熟时间之间的负相关关系在前人的选育研究中也有类似发现[25-26]。通常情况下，养殖中后期(10—11月)完成生殖蜕壳的雌、雄蟹，其性腺发育加快，积累在肝胰腺中的营养物质会陆续转移到性腺中，导致性腺指数不断升高，而肝胰腺占比逐渐降低[27]，这与本研究中GSI和HSI的整体变化趋势相一致。

饲料系数、成活率和产量是评价水产动物养殖性能和种质优劣的主要指标，也是养殖从业者在实际养殖生产中所关注的最主要的经济指标[28]。与未选育组相比，许多甲壳动物选育到子一代便呈现出一定的优势。例如，三疣梭子蟹新品种“黄选1号”选育到子一代时，其体质量较未选育组提高了2.91%，成活率也提高了8.66%[29]，且全甲宽变异系数显著降低(5.41% vs 9.58%)；凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)的快速生长品系选育1代后，其生长速度较未选育虾提高了21.2%，在成活率方面也有较好表现[30]。本试验中，早熟和晚熟品系雌、雄个体的最终平均体质量均显著高于未选育群体，且2个选育群体蟹的成活率均高于未选育群体，而早熟品系雌、雄个体的成活率与对照组均无明显差异。与之相对应，2个选育品系的最终单位面积产量也表现出明显的优势。该结果与“长江1号”河蟹选育子一代平均规格比未选育组提高6.64%[31]，长江水系河蟹野生和养殖群体选育子一代最终养殖规格和成活率都大于未选育组[10]等的研究结果相一致，说明通过群体定向选育大规格、高成活率河蟹的方案是可行的。