中华绒螯蟹分子育种群体的区域养殖试验

陈海峰 彭爱国 侯鑫 王军 陈晓雯 王成辉

摘 要：为研究中华绒螯蟹分子育种群体在不同养殖区域的生产表现，为后续的品种选育和推广应用提供依据，比较了中华绒螯蟹分子育种群体在上海松江三泖镇、宝山罗泾镇、崇明横沙乡和崇明三星镇等4个养殖基地的成蟹生长性能和营养品质的差异。结果显示：（1）不同区域养殖试验蟹的体质量、肥满度、肝胰腺指数和性腺指数均存在显著差异（P＜0.05），且当养殖环境较差时，生长变异较大。（2）选育群体体质量和壳长的总体遗传力分别为0.358和0.357，属于中等遗传力。（3）不同基地成蟹的血淋巴总胆固醇含量存在一定差异，且肝胰腺中脂肪酶、淀粉酶的活性在不同基地间差异显著（P＜0.05）。（4）不同基地间成蟹肌肉和肝胰腺中的粗蛋白质、粗脂肪含量存在显著差异（P＜0.05），肌肉中的必需氨基酸和非必需氨基酸含量在4个基地间无显著差异（P＞0.05），但肝胰腺中的必需氨基酸和非必需氨基酸含量存在显著差异（P＜0.05）。（5）无论是肌肉还是肝胰腺组织，不同基地试验蟹的饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量均存在显著差异（P＜0.05）。试验结果表明，中华绒螯蟹分子育种群体在不同养殖区域的生产表现良好，可进行后续品种选育与推广养殖应用。

关键词：中华绒螯蟹；分子育种；生长；消化酶；营养品质

中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）俗称河蟹，是我国特有的水生经济动物，也是深受消费者喜爱的名优水产品。自1969年长江口蟹苗被养殖利用以来，我国河蟹养殖业已发展成为年育苗量约1 000 t、蟹种产量超7万t、成蟹产量达80万t的大产业［1］。然而，我国中华绒螯蟹的良种选育却较为滞后，通过全国水产原种和良种审定委员会审定的品种至今只有6个，良种覆盖率较低。近年来，上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室以肌肉生长抑制素（myostatin，MSTN）有关单核苷酸多态性（SNPs）位点作为分子育种辅助标记［1-2］，建立了中华绒螯蟹分子育种群体并开展了相关的育种工作。

水产生物育种中的目标性状绝大多数是数量性状，其表现除了受选育生物的基因型影响外，还受到环境因素的影响［3］。开展选育品种的多区域养殖试验，不仅可以了解其育种性状的综合表现，而且也是品种审定和推广的主要依据。目前，我国农作物已广泛实施了品种区域试验工作，并发展了相关分析方法和综合评价技术［4-5］。但在水产育种领域，选育对象的区域比较试验却缺乏系统的研究。中华绒螯蟹作为底栖的无脊椎动物，具有开放式血液循环系统，其生长性能更易受到环境条件的影响［6］，在不同的养殖区域会表现出较为明显的养殖差异。本研究在上海多个地区的养殖基地开展中华绒螯蟹分子育种群体的成蟹养殖试验，比较其生长性狀和营养品质的差异，旨在了解分子育种群体在不同养殖区域的生长表现，以便为后续选育以及推广应用提供基础数据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

2022年2月底，从上海青浦睿捷水产养殖合作社获取同批平均规格为14.3 g/只的中华绒螯蟹分子育种群体的蟹种，分别饲养于上海松江三泖镇、宝山罗泾镇、崇明横沙乡和崇明三星镇4个养殖基地。其中，松江三泖镇（面积0.666 7 hm2的池塘3口，放养量为10 500只/hm2）；宝山罗泾镇（面积0.933 3 hm2的池塘1口，放养量为15 000只/hm2）；崇明横沙乡（面积0.333 3 hm2的池塘1口，放养量为15 000只/hm2）；崇明三星镇（面积0.666 7 hm2的稻田1口，放养量为15 000只/hm2）。养殖试验过程中，全程投喂同一品牌的河蟹膨化颗粒饲料。2022年10月下旬，对4个基地饲养的试验蟹进行采样，每口池塘随机采样雌、雄个体各20只，进行指标检测。

1.2 生长性能和遗传力测算

1.2.1 生长性能

测量每只试验蟹的体质量和壳长后，解剖采集肝胰腺和性腺并称量，据此计算肝胰腺指数（HSI）、性腺指数（GSI）、肥满度（CF）和体质量变异系数（CV），计算公式如下：

IHS=100%×WHS/WB（1）

IGS=100%×WGS/WB（2）

CF=100×WB/LC（3）

CV=100%×SWB/AWB（4）

式（1）～（4）中，IHS表示肝胰腺指数（%），WHS表示肝胰腺质量（g），WB表示体质量（g），IGS表示性腺指数（%），WGS表示性腺质量（g），CF表示肥满度，LC表示壳长（cm），CV表示体质量变异系数（%），SWB表示体质量标准差（g），AWB表示体质量平均值（g）。

1.2.2 遗传力

生物的表型变异（VP）由其遗传变异（VG）和环境因素（VE）共同决定，即VP=VG+VE。在本研究中，试验蟹均为选育的M系，其遗传变异一致，而不同基地的生长差异主要是由环境因素决定的。因此，本研究中选育试验蟹的总体遗传力（HT）将按以下公式测算：

HT=（VP-VE）/VP（5）

1.3 总胆固醇和消化酶活性的测定

总胆固醇测定：每个基地随机选取试验蟹6只（雌、雄各3只），每只抽取200 μL血淋巴，与复方枸橼酸钠抗凝剂（ACD抗凝剂）以体积比1∶1混合后，以3 000 r/min离心10 min，取上清液于-80 ℃冰箱中保存。采用南京建成生物工程研究所的试剂盒测定胆固醇含量。

消化酶活性测定：取胆固醇测定后的试验蟹样本，解剖采取肠道和肝胰腺组织，于液氮中迅速冷冻后，保存于-80 ℃冰箱中备用。采用南京建成生物工程研究所的试剂盒进行脂肪酶、淀粉酶、胰蛋白酶等消化酶活性的测定。

1.4 营养指标测定

随机取4个基地的试验蟹各20只（雌、雄各10只），分别用自来水冲洗后，吸干表面的水分，取出其肌肉、肝胰腺等组织，按照以下方法测定相关营养指标。

水分：参照GB 5009.3—2016，采用直接干燥法进行测定［7］；

灰分：参照GB 5009.4—2016，采用高温灼烧法进行测定［8］；

蛋白质：参照GB 5009.5—2016，采用凯氏定氮法进行测定［9］；

脂肪：参照GB 5009.6—2016，采用索氏抽提法进行测定［10］；

脂肪酸：参照GB 5009.168—2016，采用气相色谱法对标准中的37种脂肪酸进行测定［11］；

氨基酸组分：色氨酸采用碱水解法进行前处理，然后用液相色谱法进行测定；其余氨基酸组分参照GB 5009.124—2016，采用酸水解法［12］进行处理后，用氨基酸分析仪进行测定。

1.5 营养品质评价

1.5.1 氨基酸评价

根据粮食与农业组织/世界卫生组织（FAO/WHO）建议的氨基酸评分标准模式［13］和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式［14］，分别按以下公式计算氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）和氨基酸的支芳值（F值）：

SAA=a/A（FAO/WHO）（6）

SC=a/AEGG （7）

F=（AVAL+ALEU+AILE）/（APHE+ATYR）（8）

式（6）～（8）中，SAA表示氨基酸评分，a表示测试样品中某种氨基酸含量（mg/g），A（FAO/WHO）表示FAO/WHO评分标准模式中同种氨基酸含量（mg/g），SC表示化学评分，AEGG表示全鸡蛋蛋白中同种氨基酸的含量（mg/g），F表示氨基酸的支芳值，AVAL表示缬氨酸含量（mg/g），ALEU表示亮氨酸含量（mg/g），AILE表示异亮氨酸含量（mg/g），APHE表示苯丙酸含量（mg/g），ATYR表示酪酸含量（mg/g）。

1.5.2 脂肪酸评价

根据楼乔明等［15］的方法计算脂肪酸致动脉粥样硬化指数（atherogenic index，AI）和致血栓指数（thrombogenic index，TI），并对样品成蟹的脂肪酸进行评价，公式如下：

IA=（CC12∶0+4×CC14∶0+CC16∶0）/（ΣMUFA+    ΣPUFAn-6+ΣPUFAn-3）（9）

IT=（CC14∶0+CC16∶0+CC18∶0）/（0.5×ΣMUFA+    0.5×ΣPUFAn-6+3×ΣPUFAn-3+    ΣPUFAn-3/ΣPUFAn-6）（10）

式（9）～（10）中，IA表示脂肪酸致动脉粥样硬化指数，IT表示脂肪酸致血栓指数，CC12∶0表示C12∶0脂肪酸的含量（mg/g），CC14∶0表示C14∶0脂肪酸的含量（mg/g），CC16∶0表示C16∶0脂肪酸的含量（mg/g），CC18∶0表示C18∶0脂肪酸的含量（mg/g），ΣMUFA為单不饱和脂肪酸含量（mg/g），ΣPUFA为多不饱和脂肪酸含量（mg/g）。

1.6 数据分析

试验数据以平均值±标准差表示，采用EXCEL 2022、SPSS 26.0和Graphpad Prism 8软件进行统计学分析，两组间比较采用t检验，多组间比较采用单因素方差分析（one-way ANOVA），采用LSD法进行多重比较，设P＜0.05为差异显著。

2 结果和分析

2.1 生长性能评估和遗传力估算

2.1.1 生长性能评估

4个基地试验蟹的生长情况见表1。试验结果显示，在4个基地中，松江三泖基地和宝山罗泾基地的试验蟹生长较好，而崇明三星和横沙基地由于高温时节蟹塘里的水草死亡，试验蟹生长相对较差，个体规格（体质量、壳长）较小。崇明横沙基地试验蟹的肝胰腺指数显著高于其他3个基地的，而性腺指数显著低于其他3个基地（P＜0.05）。4个基地雌蟹的肥满度不存在显著差异（P＞0.05），而雄蟹的肥满度则有所差别，其中崇明横沙基地和宝山罗泾基地雄蟹的肥满度显著高于松江三泖和崇明三星基地的（P＜0.05）。崇明横沙和三星基地试验蟹的体质量变异系数高于松江三泖和宝山罗泾基地，这说明中华绒螯蟹的生长易受环境条件的影响，当环境条件较差时，其生长变异较大。

2.1.2 遗传力测算

经测算，4个基地试验蟹的体质量总方差（VP）为2 473.71 g，环境方差（VE）为1 588.10 g，其总遗传力0.358；壳长总方差（VP）为37.97 mm，环境方差（VE）为2.44 cm，其总遗传力0.357，两者均为中等遗传力。

2.2 总胆固醇含量和相关消化酶活性比较

如图1所示，不同养殖基地试验蟹的血淋巴总胆固醇含量存在一定差异，其中宝山罗泾基地试验蟹的血淋巴总胆固醇含量显著低于其他3个基地（P＜0.05），而其他3个基地间不存在显著差异（P＞0.05）。

4个基地试验蟹肝胰腺和肠道中的相关消化酶活性情况见图2～图3。在脂肪酶活性方面，崇明横沙和松江三泖基地试验蟹的肝胰腺脂肪酶活性显著高于宝山罗泾和崇明三星基地的（P＜0.05），崇明三星基地肠道脂肪酶活性显著低于其他3个基地（P＜0.05），而崇明横沙基地试验蟹的肝胰腺淀粉酶活性显著高于宝山罗泾和崇明三星基地（P＜0.05）。但4个基地试验蟹肝胰腺中的胰蛋白酶活性，以及肠道中的淀粉酶和胰蛋白酶活性均不存在显著差异（P＞0.05）。

2.3 营养成分比较

2.3.1 基本营养成分

4个基地试验蟹肌肉和肝胰腺的基本营养组分情况见表2。在肌肉组织中，崇明三星基地试验蟹的粗脂肪含量显著高于其他3个基地（P＜0.05），而水分、灰分含量4个基地间无显著差异（P＞0.05）。在肝胰腺组织中，宝山罗泾基地试验蟹的水分含量显著高于其他3个基地（P＜0.05），崇明三星基地试验蟹的粗脂肪含量显著高于其他3个基地（P＜0.05），而4个基地间试验蟹的灰分含量不存在显著差异（P＞0.05）。

2.3.2 氨基酸组成及含量

4个基地试验蟹肌肉的氨基酸组成及含量情况见表3～表4。除了色氨酸被水解破坏外，本研究共检出16种氨基酸，包括７种必需氨基酸（EAA）、3种半必需氨基酸和6种非必需氨基酸（NEAA）。宝山罗泾基地试验蟹肌肉组织中的总氨基酸含量（TAA）显著高于其他3个基地（P＜0.05），而必需氨基酸和非必需氨基酸在4个基地间无显著差异（P＞0.05）。在肝胰腺组织中，崇明横沙基地试验蟹的总氨基酸含量显著低于宝山罗泾、崇明三星和松江三泖镇基地（P＜0.05），宝山罗泾基地试验蟹的必需氨基酸含量显著高于崇明横沙、三星和松江三泖基地（P＜0.05），松江三泖基地试验蟹非必需氨基酸含量显著高于崇明横沙、三星和宝山罗泾基地（P＜0.05）。

2.3.3 脂肪酸含量

4个基地试验蟹肌肉和肝胰腺中的脂肪酸含量见表5～表6。本研究共检测出15种脂肪酸，包括6种饱和脂肪酸（SFA）、2种单不饱和脂肪酸（MUFA）和7种多不饱和脂肪酸（PUFA）。在肌肉组织中，崇明横沙基地试验蟹的饱和脂肪酸含量显著高于其他3个基地（P＜0.05），崇明三星基地试验蟹的多不饱和脂肪酸显著高于其他3个基地（P＜0.05），宝山罗泾基地试验蟹的多不饱和脂肪酸显著高于崇明横沙和松江三泖基地（P＜0.05），宝山罗泾和崇明三星基地试验蟹的单不饱和脂肪酸显著高于崇明横沙和松江三泖基地（P＜0.05）。从肌肉组织看，崇明横沙基地试验蟹脂肪酸致动脉粥样硬化指数（AI）显著高于其他3个基地（P＜0.05），而4个基地试验蟹的致血栓指数（TI）无显著差异（P＞0.05）。

在肝胰腺组织中，崇明三星基地试验蟹的饱和脂肪酸显著高于其他3个基地（P＜0.05），崇明横沙基地试验蟹的多不饱和脂肪酸显著高于其他3个基地（P＜0.05），宝山罗泾基地试验蟹的单不饱和脂肪酸显著高于其他3个基地（P＜0.05）。崇明横沙和宝山罗泾基地试验蟹的脂肪酸致动脉粥样硬化指数（AI）显著高于崇明三星和松江三泖基地（P＜0.05）。同样，4个基地试验蟹的致血栓指数（TI）无显著差异（P＞0.05）。

2.4 营养价值评定

4个基地试验蟹的肌肉和肝胰腺氨基酸评分（AAS）和化学评分（AS）结果见表7。根据FAO/WHO理想模式，AAS高于1.00、CS高于0.50即为优质蛋白。本试验检测的试验蟹肌肉和肝胰腺的AAS和CS绝大多数基本接近或符合FAO/WHO理想模式，为品质较好的蛋白源。另外，试验蟹的肌肉中以赖氨酸为第一限制性氨基酸，以蛋氨酸为第二限制性氨基酸，试验蟹的肝胰腺中以蛋氨酸为第一限制性氨基酸，以苯丙氨酸为第二限制性氨基酸。

3 讨论

3.1 生长性能评估

肝胰腺指数、性腺指数、肥满度、体质量变异系数等是反映蟹类生长状况的重要指标［16］。在稻-蟹共养系统中，中华绒螯蟹生长受到多种环境因素的影响，包括水质、水温、溶解氧等，因此会造成这些指标的大幅变异［17］。本研究中，不同基地饲养的中华绒螯蟹，其肥满度、肝胰腺指数和性腺指数均存在显著性差异，表明这些基地之间不同的养殖环境、饲料组成等也对育种群体的生长带来了差异。试验结果也进一步表明，中华绒螯蟹的生长差异容易受到环境因素的影响，在育种中开展区域性试验是非常必要的。

3.2 遗传性能估算

选择育种已在水产动物经济性状改良方面得到广泛应用［18-19］。遗传力是育种中重点考虑的遗传参数之一。本试验中华绒螯蟹分子育种群体的体质量总体遗传力为0.358，壳长的总体遗传力为0.357，均属于中等遗传力（0.20～0.40）［20］，表明该分子育种群体可望取得较好的遗传育种效果。但本研究的遗传力估算方法是采用较为简单的表型总方差异与环境方差之间的差值来估算的，没有进行严格的遗传设计（如巢式设计），估算的也只是概括性的总遗传力，无法了解目标性状的狭义遗传力（育种值）［21-22］。因而，关于分子育种群体的精确遗传力估算还有待下一步研究进行。

3.3 营养品质评估

外界环境的变化会对中华绒螯蟹的营养品质产生影响［23］。本研究中，育种群体在4个基地的基本营养组成存在显著差异，特别是肝胰腺组织中的粗蛋白质和粗脂肪的差异较为明显，说明粗蛋白质、粗脂肪更易受到环境的影响，而水分和灰分受环境的影响较小。4个基地间试验蟹肌肉组织中的必需氨基酸和非必需氨基酸含量无显著差异，但肝胰腺组织中的必需氨基酸和非必需氨基酸却存在显著差异，表明环境条件对肝胰腺营养品质的影响更大。无论是肌肉组织还是肝胰腺组织，不同基地试验蟹的饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量均存在显著差异，表明与氨基酸相比，脂肪酸组分更易受到环境因素的影响，提示在中华绒螯蟹育种工作中应当考虑环境对营养品质的影响，从而选育出营养价值更高的中华绒螯蟹新品种。

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Regional culture trial of molecular breeding population of Chinese mitten crab

CHEN Haifeng1， PENG Aiguo2， HOU Xin1， WANG Jun1， CHEN Xiaowen1， WANG Chenghui1

（1. Key Laboratory of Freshwater Aquatic Germplasm Resources，Ministry of Agriculture and Rural Affairs/National Experimental Teaching Demonstration Center of Aquatic Science/Shanghai Aquaculture Engineering and Technology Research Center，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China; 2. Shanghai Yuhaitang Eco-Agriculture Technology Co. Ltd.，Shanghai 202152，China）

Abstract： In order to study the production performance of the molecular breeding population of Eriocheir sinensis in different breeding areas，and to provide a basis for subsequent breeding and promotion of varieties，the diffe-rences of growth performance and nutritional quality of adult crabs in four breeding bases of Shanghai Songjiang Sanmao Town，Baoshan Luojing Town，Chongming Hengsha Township and Chongming Sanxing Town were compared.The results showed as follows：①There were significant differences in body mass，fattenity，hepatopancreas index and gonadal index of cultured crabs in different regions（P＜0.05）.The growth variation was greater when the breeding environment was poor.②The overall heritability of body mass and shell length of the selected population was 0.358 and 0.357，respectively，which belonged to the medium heritability.③The contents of total cholesterol in hemolymph of adult crabs from different bases were different to some extent，and the activities of lipase and amylase in hepatopancreas were significantly different among different bases（P＜0.05）.④Crude protein and crude fat in muscle and hepatopancreas were significantly different among different sites（P＜0.05）.Essential and non-essential amino acids in muscle were not significantly different among the four sites（P＞0.05），but essential and non-essential amino acids in hepatopancreas were significantly different among the four sites（P＜0.05）.⑤The contents of saturated fatty acids， monounsaturated fatty acids and polyunsaturated fatty acids in muscle and hepatopancreas tissues of crabs from different bases were significantly different（P＜0.05）.The results showed that the molecular breeding population of Chinese mitten crab had good production performance in different breeding areas，which could be used for further breeding and popularization of breeding.

Key words： Eriocheir sinensis; molecular breeding; growth; digestive enzyme; nutritional quality