（水生生物学专业论文）几种生态因子对大型溞两性生殖影响的研究.pdf

上海海洋大学硕士学位论文 几种生态因子对大型泾两性生殖影响的研究 摘要 本文针对几种生态因子对大型潘( d 印矗，z 励脚卿口s t a u s ) 种群增长和两性生殖 的影响进行了研究，主要包括温度、食物浓度、培养体积以及种间竞争对大型潘 种群增长，雄体的产生以及休眠卵形成的影响。通过室内培养实验初步探讨大型 滔两性生殖的机制，为水域生态学以及水产养殖中持续快速大规模培养枝角类饵 料提供理论参考。实验结果如下： 1 实验设置4 个温度梯度( 1 5 、2 0 、2 5 、3 0 ) 和3 个食物浓度( 高： 5 1 0 5 c e l l s “，中：l 1 0 5 c e l l s m l ，低：l 1 0 4 c e l l s m 1 ) 的1 2 个实验组合下，观察 并分析大型涵种群动态和两性生殖的变化。实验结果表明：( 1 ) 在一定时间内， 大型涵种群密度不断增加，呈现达到最大种群密度后种群密度开始下降并逐步趋 于稳定的趋势。1 5 时最大瞬时增长率( 1 3 6d 1 ) 出现在中食物浓度组，而2 0 ( 1 5 1d 。1 ) 、2 5 ( 1 3 9d 以) 、3 0 ( o 6 9d 4 ) 下的最大瞬时增长率均出现在高食 物浓度组。( 2 ) 相同温度下，高食物浓度5 1 0 5 c e i l s r r d 培养下的种群密度明显高 于中、低食物浓度。食物浓度与大型潘种群密度之间存在显著的相关性( n = 9 f 0 0 1 ) 。( 3 ) 相同食物浓度下，随温度升高，大型涵首次抱卵时间缩短、产仔时 间提前，且最大种群密度降低( 如3 0 为2 6 l i n d 2 0 0 m l ，1 5 为5 9 1 i n d 2 0 0 m 1 ) 。 ( 4 ) 在较低温度( 1 5 、2 0 ) 下出现了较多休眠卵卵鞍，而2 5 仅产生一个休 眠卵卵鞍，3 0 下没有休眠卵卵鞍出现；实验期间，除1 5 中食物浓度组外，所 有种群实验组均产生雄体。且随种群密度增加，雄体密度也随之增加。雄体密度 与种群密度呈显著的相关性( i f 9p o 0 53 0 ；i l _ 9 胙0 0 11 5 2 5 ) 。( 5 ) 在 高食物浓度下，大型滔平均最大种群密度均大于1 0i n d 砌，但仅2 0 产生休眠卵 卵鞍，其余3 个温度却没有形成休眠卵卵鞍，暗示大型泾休眠卵的形成受温度、 食物浓度和种群密度共同影响的，且较低的温度是大型潘休眠卵形成的主要诱因。 在1 5 中食物浓度下，没有出现雄体，却产生了5 0 个卵鞍。 2 实验研究了5 个培养体积( 5 0 m l 、1 0 0 m l 、2 0 0 砌、4 0 0 i i d 、1 0 0 0 m 1 ) 和2 个温度( 2 0 、2 5 ) 下大型泾( d 印砌妇聊卿口s t r a u s ) 种群动态和两性生殖的 上海海洋大学硕士学位论文 变化，结果表明：( 1 ) 在相同培养体积下，随温度升高，大型滔首次抱卵时间缩 短、首次产仔时间提前。在相同温度下，大型滔首次抱卵体长基本随着培养体积 的增大而增大。2 0 和2 5 下，1 0 0 0 m l 组大型潘首次抱卵体长分别是 2 5 4 士0 0 2 m m ，2 7 1 士0 0 1 m m 。( 2 ) 在一定时间内，大型涵通过孤雌生殖，种群密 度快速增加。但在较小培养体积下种群增长明显受到限制，2 0 和2 5 下1 0 0 0 m l 培养体积组最大种群密度分别约为5 0 m 1 组的4 倍和1 3 倍。2 0 和2 5 下1 0 0 0 m l 组最大种群密度分别是2 1 5 2 i n d 1 0 0 0 m l 和3 0 8 5 i n d 1 0 0 0 m l 。培养体积与大型滔最 大种群密度间存在显著相关性( p o 0 l ，n - 1 5 ) 。( 3 ) 所有种群实验组均产生雄体， 且雄体密度随种群密度的增加而相应增加。2 0 下1 0 0 0 m l 组产生的雄体数量明显 高于其他培养体积组，最大雄体密度可达3 6 ，且第一次产仔即出现雄性幼潘。( 4 ) 2 0 和2 5 下，1 0 0 0 m l 组大型涵累计产生卵鞍分别为8 1 4 和3 5 9 个，且均由母潘 后代形成。而其他体积组仅产生少量卵鞍或不产卵鞍，且所产卵鞍均由培养时的 母泾形成。2 0 和2 5 下1 0 0 0 m l 所产卵鞍的空卵鞍率分别达6 1 1 8 和9 9 1 6 。 3 在2 0 、2 5 实验条件下，将大型滔和老年低额潘( s 砌d c p 矽办口，螂，p f “，螂o f m n l l e r ) 按照3 ：7 ，5 ：5 ，7 ：3 的比例进行混合培养，同时设置同样密度的单独 培养组( 1 i n d 5 0 m 1 ) 作为对照。实验结果表明，大型潘与老年低额潘的存在种间 竞争，其中混合培养时，大型潘对老年低额涵产生明显的压制。( 1 ) 2 0 、2 5 下，单独培养的老年低额潘平均最大种群密度分别为大型潘的1 8 1 倍和2 2 3 倍。 但是混合培养中老年低额潘均以很低的密度存在，直至2 5 d 左右几乎全部死亡。 而混合培养中大型潘种群受到老年低额潘的影响不大。( 2 ) 大型潘在2 0 和2 5 下均有从孤雌生殖转向两性生殖的现象。大型滔在两种温度下，无论单独培养与 混合培养条件均出现雄体。单独培养组在2 0 下首次产仔即出现雄体，且雄体最 高比例可达3 6 8 。2 5 下，混合培养条件雄体最高比例出现在3 ：7 组，达到2 8 2 。 ( 3 ) 单独培养的大型滔在2 5 下并未产生休眠卵，混合培养组共产生4 6 个卵鞍， 其中空卵鞍占4 3 4 8 。2 0 下仅单独培养组产生休眠卵，共产生6 个卵鞍其中5 个均为空卵鞍，仅1 枚卵鞍含有休眠卵。 关键词：大型滔，老年低额潘，温度，食物浓度，培养体积，种间竞争，种 群密度，雄体，卵鞍，休眠卵 i i t h er e s e a r c ho fi n n u e n c eo fs e v e r a le c o l o g i c a lf a c t o r s o ns e x u a lr e p r o d u c t i o no f d 印办刀砌聊哪口s t a u s a b s t r a c t n er e s e a r c h e so ni n n u e n c eo fs e v e r a j e c o l o g i c a lf a c t o r s( t e m p e r a t u r e ，f o o d c o n c e n n a t l o n ，c u l t u r ev o l 啪ea n d i n t e r s p e c i f i ci n t e r 佗r e n c e ) o np o p u l a t i o nd y n 锄i ca n d s e x u a lr e p r o d u c t i o no f 上九妒忍刀妇聊( i 形口、v e r es h o w e di nt h i sp a p e r 1 u n d e rf o u rt e m p e r a t u r e s ( 1 5 ，2 0 ，2 5 ，3 0 ) a n dt h r e ef o o dc o n c e n t r a t i o n s ( 5 1o ) c e u s m l ， 1 10 5 c e l l s m l ， 1 10 4 c e l l s m 1 ) ， p o p u l a t i o nd y n 锄i ca n ds e x u a l r e p i o d u c t i o no f 上却办刀f 口垅( 聊口、v e r es t u d i e d t h er e s u l t ss h o w e d ：d u r i n ge a r l yd a y so f e x p e n m e n t ，p o p u l a t i o nd e n s i t ) ro fd 聊昭撇i n c r e a s e dc o n t i n u o u s l y ，a n db e g a i lt o d e c r e a s ea r e ri tr e a c h e dt h ep e a l 【m a x i m a li n s t a l l _ t a l l e o u si n c r e a s er a t e ( 1 3 6d 1 ) a tl5 o c c u 玎e du i l d e rm i d d l ef o o dc o n c e n t r a t i o n ，w h j l e ( 1 5 1d 1 ) a t2 0 ，( 1 3 6 9d 。1 ) a t2 5 a n d ( 0 6 9d _ ) a t3 0 印p e a r e du n d e rl l i 曲f o o d1 e v e l ( 2 ) a ts 锄et e m p e r a _ t l 心 p o p u l a t i o nd e n s 时o fd 聊昭砌u 1 1 d e r1 1 j 曲f o o dc o n c e n t r a t i o n ( 5 10 5c e l l s m 1 ) w a s o b v i o u s l yl l i 曲e r t h a l lm i d d l ea n dl o wf o o dc o n c e n t r a t i o n s i tw a ss i g n i f i c a n t r e l a t i o n s m pb e m e e np o p u l a t i o nd e n s 时a n df o o dc o n c e n t r a t i o n s ( n = 9p 0 01 ) ( 3 ) a t s 锄e 士_ 0 0 dc o n c e n t r a t i o n ，m a t u r et i m ea i l df i r s tb r o o dt i m es h o n e n e do fn 朋俐口嘶t h t h el r l c r e a s eo ft e m p e r a t u r e ，a n dm a x i m a l p o p u l a t i o nd e n s i 够d r o p p e d ( 2 61 i n d 2 0 0 m la t 3 0 ，5 9 1 i n d 2 0 0 m la t1 5 ) ( 4 ) t h ef e w e rr e s t i n ge g g sw e r eo b s e r v e da tl o w e r t e m p e r a t u r e s ( 1 5 ，2 0 ) ，w h j l ei ta p p e a r e do n c ea t2 5 o rn o n ea t3 0 d u d n gt h e e x p e r i m e m ，m a l e so c c u r r e di i la l l t e s t 仃i ：a 缸n e n te x c e p tm i d d l ef o o dl e v e la t15 ，a 1 1 d m a l ed e n s i 够i n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo fp o p u l a t i o nd e n s i 吼m a l ed e n s i 田o fd 历铅砚口w a sc o n e l a t e dw i t hp o p u l a t i o nd e n s i t ) r ( n = 9 p o 0 5a t3 0 ，n = 9p 0 0 1a t1 5 2 5 ) ( 5 ) a tl l i 曲f o o dc o n c e n t r a t i o n ，a l t h o u g hm e a nm a x i m a lp o p u l a t i o nd e n s i t ) ，o fd 所以g 阳( a b o v e1 0i n d m 1 ) 、v a sl l i 曲e rc o m p a r e dw i t hp r e v i o u si n v e s t i g a t i o n si nd 印砌 - 砌，n or e s t i n ge g g su n d e rt h eo t h e r 恤e et e m p e r a t u r e sw e r eo b s e n r e de x c e p t2 0 ， i n d i c a t i n gt h a tt h ef o r m a t i o no fr e s t i n ge g g si nd 聊日9 7 2 口w a si n n u e n c e db yt e m p e r a 臼l r e ， i 上海海洋大学硕七学位论文 f o o d1 e v e la n dp o p u l a t i o n d e n s i t ) rt o g e t h e r ，龇l d1 0 w e rt e m p e r a t u r ew a sm a i n i n d u c e m e m 2 u n d e r2t e m p e r a n l r e s ( 2 0 、2 5 ) a n d4c u l t u r ev o l u m e s ( 5 0 m l 、l0 0 m l 、 2 0 0 m l 、4 0 0 m l 、10 0 0 m 1 ) ，p o p u l a t i o nd y n 锄i ca n ds e x u a lr e p r o d u c t i o no fd 印厅，z 砌 所q g 即口w e r es t u d i e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：( 1 ) a ts 锄ec u l t u r ev o l 啪e1 e v e l s ，m a t u r e t i m ea 1 1 df i r s tb r o o dt i m eo fd 聊删s h o r t e n e dw i t ht h ei n c r e a s eo ft e m p e r a t u r e t h e f i r s tm a t l l r eb o d yl e n 舒ho fd m n g 玎口i r l c r e a s e dw “ht h ei n c r e a s eo fc u l t u r ev o l u m ea t s 锄et e m p e r a t u r e t h em a t u r eb o d yl e n g t ho fd 聊日暑即口a t10 0 0 m lc u l t u r ev o l u m ew a s 2 5 4 o 0 2 m ma n d2 7 1 0 0 1 m ma t2 0 a n d2 5 ( 2 ) a tt h ei 1 1 i t i a l l s t a g e ，t h e p o p u l a t i o nd e n s i 够c a ni n c r e a s er a p i d l yt l l r o u g hp a r t h e n o g e n e t i cm e t h o d h o 、v e v e r ， p o p u l a t i o ng r o w mo fd 聊卿口w a l se v i d e n t l y a ts m a l lc u l t u r ev o l i l r n e ，p o p u l a t i o n d e n s 时o f1 0 0 0 m lg r o u p w a s4a n d1 3 t i m e sm 曲e rt h a u lt h e5 0 m lg r o u pa t2 0 a i l d 2 5 nw a ss i g n i f i c a mr e l a t i o n s h i pb e t w e e nm a x i m a jp o p u l a t i o nd e n s i t yo fd 脚口害刀口 a n dc u l t u r ev o l 啪e ( p n d j ，n 一15 ) ( 3 ) d 嘶n gt l l ee x p e r i m e n t ，m a l e so c c u 玎e di na j l t h eg r o u p s m a l ed e n s i t ) ro fd m 昭w ni n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo fp o p u l a t i o n d e n s i 吼t h e 删m b e r o fm a l e si nt h e10 0 0 m l 伊o u pa t2 0 w a so b v i o u s l y1 1 i g h e rt h a n i no t h e rc u l t u r ev o l u m e ，t h eh i 曲e s tm a l ed e n s i t ) rr e a c h e d3 6 ，a n dt h em a l e sw 硒 i n d u c e di i lt h ef i r s tb r o o d s ( 4 ) t h el0 0 0 m l 掣o u pt o t a l l yp r o d u c e d814a n d3 5 9 e p m p p i aa t2 0 a n d2 5 ，w h i c h6 1 1 8 a n d9 9 1 6 w a se m p t y ，a n dt h e y 、e r e p r o d u c e db yt h eo 仃s p r i n go ft h em o t h e r ，w t l i l em eo t h e r 铲o u p sp r o d u c e df e we p l l i p p i a w k c h 、e r ef o n n e db yt h em o m e r d u r i n gt h ee x p e r i m e n t ，t h ep e r c e n t a g eo fe p l l i p p i a c o n t a i l l i i 玛t h er e s t i n ge g g s 、a su pt o2 0 i nt h e10 0 0 m lg r o u pa t2 0 3 i i lal a b o r a t o 巧e x p 甜m e n t ，d i 甲乃”妇m 昭7 2 口a n ds 砌d c 印j i z 口淞v 町甜，淞w e r e p o l y c u l t u r e db y3 ：7 ，5 ：5 ，a 1 1 d7 ：3 a t2 0 a j l d2 5 ，w h i l ed 肌铅砚口a n d & w ，甜，螂 m o n o c u l t u r e da ts 锄ed e n s 时、v e r eu s e da st h ec o n t r 0 1 i m e r s p e c i f i ci n t e r f e r e n c ed i d e x i s tb e 觚e e nd m 铅咒口a n d w 胁，淞w h e n2s p e c i e sc u l t w e dt o g e t h e r i nt l l e3w a y s o fp o l y c u l t u r e d ， d e p r e s s e dp o p u l a t i o nd e n s i t ) r o f v p 胁，螂r e s u l t e df 如mt h e c o n e x i s t e n c eo fd 肌昭挖识sv p ，“，淞w a sm a i n t a i n e da te x t r e m e l yl o wd e n s i t ) rt i l lm e p o p u l a t i o na l ld e a di n2 5d a y s d 聊卿口h a dn e g l i g i b l yn e g a t i v ei 1 1 f l u e n c eo nm e p o p u l a t i o no fsw f “，螂f u r t h e 肌o r e ，d u r i n gt h ee x p e r i m e mm a l e so c c u r r e di na l lt l l e p o p u l a t i o no fd 聊铅w 口m a l e sd e n s i t ) ，o fd 聊铅w 口r e a c h e d3 6 8 w h e nm o n o c u l t u r e d a t2 0 a n dm a l e sw a si n d u c e di nt h ef i r s tb r o o d s t h eh i 曲e s tm a l ed e n s i 哪2 8 2 w a s o c c u 盯e dmt h e3 ：7 铲o u pa t2 5 0 n l yt h ed 历口口p o l y c u l t u r e dg r o u pt o t a l l y i v 上海海洋大学硕十学位论文 p r o d u c e d4 6e p h i p p i aa t2 5 ，4 3 4 8 o ft 1 1 e ma r ee m p 够t h em o n o c u l t u r e dg r o u p t o t a l l yp r o d u c e d6e p h i p p i aa t2 0 ，5o ft h e ma r ee m p t ) r ，o i l l y1e p h i p p i u mh a sr e s t i n g e g g s k e y w o r d s ：d i 印砌砌聊卿口，勋加c 印办甜淞v p f “，螂，t e m p e 例眦e ，f o o dc o n c e n t r a t i o n ， c u l t l l r ev o l 啪e ，p o p u l a t i o nd e n s i 吼i n t e r s p e c i f i ci n t e r f e r e n c e ，m a l e ，e p h i p p i 码r e s t i n g e g g s v 上海海洋大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位 论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除 文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体己经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我 对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文仟者签名蜥 日期：徘多月，多日 上海海洋大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密 口 ，在年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密 卤 学位论文作者签名：蛊报氰 日期：瑚年歹月形日嚣鬻擞鸟日期：少游6 月，6 日。 上海海洋大学硕士学位论文 己l吉 i 口 第一节枝角类在水域生态中的作用以及其水生饵料的意义 枝角类( c l a d o c e r a ) 俗称红虫或水蚤，属于节肢动物门( a n l l r o p o d a ) 、甲壳 纲( c r u s t a c e a ) 、鳃足亚纲( p h y l l o p o d a ) 、双甲目( d i p l o s t r a c a ) 、枝角亚目( c l a d o c e r a ) 。 枝角类身体通常短小，左右侧扁。一般大小在0 2 o 2 1 u i l ，一般不会超过1 m m ， 其中大型潘( d 印办胛玩历q 朋口) 体长在2 2 0 6 o o m m 。 枝角类广泛分布于各种水体中，海洋以及咸水水域中虽然也有枝角类，但种 类稀少；淡水水域是这类动物最重要的栖息场所。枝角类在各种不同的淡水水域 中形成各种独特的区系，据统计全球总计有枝角类1 1 科，约6 5 属4 4 0 种，其中 栖息于淡水水体中的有1 0 科，约5 7 属，4 1 0 种。枝角类分布广泛在，因为地球上 任何地区都存在可作为食物的细菌、藻类及有机腐屑。其次枝角类本身对环境的 适应力以及所产生冬卵能抵抗恶劣环境，并能附着在鸟类身体上而被带走，也都 是分布广泛的重要原因。 枝角类在水域中数量多，游动缓慢，且营养价值高，是许多鱼类的天然饵料， 例如鳙( 么，括如办砌声刀d 6 f 凰) 、鲢( 月场d p 办f j l z 口砌如办，办”聊d ，咖括) 、鲤( o 矿砌螂c 口印f d ) 、 鲫( c 口r 口，f 螂口甜朋f 螂) 等。其他食性种类其幼鱼也都以枝角类为食，如青鱼 ( 蚴办妒嵋g d 面，2p 纪p 螂) 、 草鱼 ( c 纪刀印乃口馏d 面甩死据，z “s ) 、黄颡鱼 ( n p “面6 昭7 螂历，v 勋) 、团头鲂( 蚴肠6 ，口垅口口聊6 ，y c p p 乃口肠) 。一般蛋白质饵 料仅能增加鱼类代谢强度的2 0 3 0 ，而鲤鱼完全喂以枝角类，代谢强度可以提高 l o o 。这是因为枝角类自身蛋白质含量就高达本身干重的4 0 6 0 。枝角类蛋白质 含量高，且含有鱼类营养所必需的一切氨基酸，同时含量之高远非其他饵料无脊 椎动物比拟。枝角类脂肪含量亦很高，有利于提高鱼类肥度，同时，矿物质以及 维生素等含量丰富也决定了枝角类是水产动物喜食的天然饵料【l 】。 枝角类在水域中摄食大量的细菌与有机腐屑，对水域的自净起着重要的作用。 且枝角类分布广，数量大，容易采集，同时生活周期短，繁殖快易于培养，也是 十分理想的实验生物。不仅用于污水毒性实验，在药物的微量测定，繁殖、育种 与变异等科学研究以及生物学教学上也广泛应用。 上海海洋大学硕士学位论文 第二节枝角类的繁殖生物学研究 1 枝角类的生活史 枝角类有两种生殖方式：孤雌生殖( p a n h e n o g e n e s i s ) 与两性生殖( s e x 砌 r e p r o d u c t i o n ) 。在通常情况下，以孤雌生殖为主( 雌潘产生夏卵或孤雌生殖卵，又 称非需精卵( 锄i c t i ce g g s ) ，所产生的卵不需受精就能产出新的一代。如此经过许 多代孤雌生殖，当外界条件变化时，最末一代雌体所产生的卵不仅孵出雌体，也 同时孵出雄体，两者交配、受精营两性生殖形成厚壳、滞育的卵，这种卵一般称 为休眠卵( r e s t i n ge g g ) ，同时此种卵常发生在冬季，也可称冬卵。 夏卵在母体孵育囊中迅速发育，经过很短的时间就能孵育出幼涵，幼滔离开 母体后母体随即蜕皮，而生殖腺将夏卵紧接着排入孵育囊中，通常成熟的雌滔蜕 皮一次，就产生1 窝幼潘。也就是说，每个成龄都产生1 窝幼潘。每窝幼泾均连 续排出母体，且许多种类属于一窝能抱许多个卵。 ， 移 9 昏 一毽 八叼 一v 图1 枝角类生活史模式图( 仿蒋燮治、堵南山1 9 7 9 ) f i gl l i f ec y c l es c h e m a t i c so fc l a d o c e i i 笛 枝角类在环境条件不适时，行两性生殖。枝角类种群中不仅有雌体，同时还 出现雄体，二者进行交配，两性生殖时，种群中的雌体出现需精雌体或者两性生 殖雌体，需精雌体产生的卵子经过受精后形成受精卵( 即冬卵) ，受精在输卵管和 孵育囊中进行，受精卵并不立即孵化，经过滞育期，直至环境条件适宜时继续发 2 上海海洋大学硕士学位论文 育，孵出幼潘。因此冬卵又称滞育卵，习惯上仍称休眠卵( r e s t i n ge g g ) 。从休眠卵 孵出的幼潘，到新的休眠卵产生，这一过程称为一个生殖周期。根据一年内能进 行几次生殖周期，行几次两性生殖，可以将枝角类分为单周期、双周期、多周期 和无周期。 图2 正在交配的大型涵( 喇疗缸所口g 撇) f i g2m a t i n gb e h a v i o u ro fd 印砌砌所铅咒口 ( 仿沙尔芬贝格s c h 旅n b e 娼；蒋燮治、堵南山1 9 7 9 ) 2 影响枝角类两性生殖的因素 和轮虫一样，枝角类的生活史具有世代交替的规律，可进行孤雌生殖和有性 生殖。在温度适宜、食物丰富的环境条件下，枝角类通常进行孤雌生殖，行单性 世代。当环境条件恶化时，如食物缺乏、温度过高或者过低、种群密度过大等， 枝角类单性生殖产生的卵有一部分发育成雄体，与需精雌体行两性世代，它们交 配受精后，便形成具厚壳的休眠卵【4 1 。h o b a e k 和l a r s s o n 【5 】认为大型涵雄体的产生 和卵鞍的形成可能是由于不同环境因素独立控制的。但有报道认为蚤状涵孤雌生 殖雌体在没有受精的情况下可以直接产生休眠卵【6 】，其机理将有待于进一步的研 究。 2 1 生物因子对枝角类休眠卵形成的影响 2 1 1 种群密度对枝角类休眠卵形成的影响 种群密度是动物自我调节以保持种群稳定的一个重要因素。对于具有世代交 替的枝角类来说，在适宜的环境下，通过孤雌生殖很快扩大种群。当种群密度过 大时，便会引起食物的不足和空间的拥挤，进而减少生殖量。种群开始出现需精 3 上海海洋大学硕士学位论文 在较短的时间内处于饥饿状态时便会刺激其产生休眠卵，若涵类受饥饿时间过长 就会引起涵体孵育囊中的卵被吸收【2 。 曹文清等【2 8 】研究表明，当小球藻( 鳓肠比砌印) 密度下降到1 2 1 0 3 个c m 3 时蒙古裸腹滔便出现有性生殖个体，并形成休眠卵。另外，在饥饿状态下蒙古裸 腹潘所产生的卵有的不排入孵育囊中或者早期胚胎被母体吸收。郑重等【2 州把出现 的类似现象，称为“诞生前的死亡”。这种现象究竟是食物因素还是母潘本身的遗传 因素导致的，原因有待进一步探讨。 在实验中增加适量酵母，隆线潘( d 鲫伽口幻) 休眠卵的发生率明显增大【2 5 1 。 l a u r 6 n m 懿_ t c i i 等【3 0 】用铜绿微囊藻( 位阳声出口p ，蹭f 船d s 口) 培养蚤状潘种群时， 发现蚤状潘种群密度下降、单个幼滔性成熟时间延缓且成体产生大量的休眠卵。 2 2 4 代谢产物对枝角类休眠卵形成的影响 代谢产物积累是影响枝角类生长发育和生殖的生态因子之一，一些代谢产物 的化学成分与性质至今仍不清楚。许多研究表明不同枝角类种类及不同品系对代 谢物积累的敏感程度存在差异。卢芳野等【lo 】实验表明，代谢物积累能诱发蒙古裸 腹潘雄体的产生，雄体出现率高达3 3 3 。l 心l i n g 和r 0 0 z e n 等【3 l 】将僧帽潘与蚤状 潘放入积累其代谢物的培养液中培养，两种潘的内禀增长率分别下降了2 5 和 4 4 。此外，代谢产物还促进了蚤状涵休眠卵的产生，并导致8 3 的僧帽潘卵不能 完成发育。h o b a e k 和l a r s s o n l 3 2 j 认为大型滔不仅对自身代谢产物积累敏感，而且对 其他枝角类如蚤状潘等积累的代谢物也很敏感，产生雄体和休眠卵，其诱发作用 的机理在于化学物质的刺激。但是，c a a l h o 和h u 曲e s 【9 j 发现代谢产物的积累对 大型涵休眠卵的产生并没有明显影响。 2 2 5 其他环境因子对枝角类休眠卵形成的影响 除上述因子外，外源物质如重金属、氨氮、p h 对枝角类两性生殖也有影响。 如c u 2 + 、z n 2 + 对发头裸腹潘( 胸办柳加铘口) 的两性生殖具有诱导作用【3 3 ，3 4 1 。 3 枝角类休眠卵的萌发 枝角类在环境恶化时，由孤雌生殖转为两性生殖并产生休眠卵，休眠卵可以 抵抗不良环境，在条件好转时重新萌发进行孤雌生殖。枝角类萌发分为两个阶段， 即暗反应的孵育阶段和光反应的萌发阶段【3 5 1 。 低温保存是完成休眠卵孵育的必要条件，光照、干湿循环、干燥等因素可触 发休眠卵的萌发。休眠卵的质量、暗反应阶段休眠卵的保存方式以及保存时间、 萌发阶段萌发液的选择等也是影响枝角类休眠卵萌发的重要条件。此外，氧气、 6 上海海洋大学硕士学位论文 培养液中的离子成分和光照条件对枝角类萌发率和萌发速率也有影响【5 3 1 。 综上，除了休眠卵本身的质量外，水温、水中的离子成分、光照等对于休眠 卵的萌发率与萌发速率也都有一定的影响。 3 1 枝角类休眠卵的质量 枝角类休眠卵的质量对于其萌发率的影响较大。陆正和侧发现在种群急剧拥 挤效应下获得的蚤状潘休眠卵萌发率明显低于低温条件下、种群密度相对较高所 产生的休眠卵。前者空卵鞍较多，饥饿引起休眠卵积蓄能量不足，不易萌发。相 似结论也出现在蒙古裸腹涵休眠卵萌发上【3 6 】。 枝角类休眠卵的形成条件通常是非常复杂的。当条件不成熟时，可能刺激枝 角类表现出两性生殖形成休眠卵的行为，但未真正受精，出现了空卵鞍，或者卵 鞍内休眠卵营养不足。空卵鞍是影响枝角类休眠卵萌发率的重要因素。 3 2 暗反应阶段的因子 3 2 1 枝角类休眠卵的保存时间 休眠卵必须经历一定的滞育期，受到足够的刺激才能萌发【l 】。简单的外界刺激 并不能促进枝角类胚胎发育的迅速完成。枝角类滞育期在夏天持续几天或者几周， 在秋冬季节则持续几个月，滞育期的长短还因种类以及外界条件而不同，即使同 一个种、在同样条件下，滞育期也不同。s t e v e n s e 和p a u l 【3 5 j 发现潘属休眠卵在干燥 或者潮湿状态下置于黑暗中保存5 d ，休眠卵在2 1 下孵化，需要3 5 d ，在低温 ( 7 ) 下需要9 d 。一些滔属休眠卵在底泥中的生存活力可大于1 2 5 年【3 7 】。但有研 究人员发现，通过改变多刺裸腹涵的培养条件可以获得大量的休眠卵，且休眠卵 无滞育期，适宜条件下就可以孵化【3 引。 休眠卵的萌发率也随着保存时间的长短而变化。在4 下冷冻保存0 6 2 d 内， 蒙古裸腹潘休眠卵的萌发率随着保存的时间的增加而增加；6 2 1 8 0 d 内其萌发率 呈现下降的趋势【3 6 1 。这与蚤状泾p 9 1 的休眠卵萌发率规律相一致。 3 2 2 枝角类休眠卵的保存方式 枝角类休眠卵的保存方式一般包括：低温干燥保存，低温带水保存和常温干 燥保存3 6 ，3 引。d o m a 【删还利用干湿循环的保存方法刺激大型泾休眠卵的萌发。程汉 良等3 8 1 发现多刺裸腹潘休眠卵的萌发以干燥低温最理想，保存一年后孵化率仍能 达到6 0 。蒙古裸腹潘在4 下冷冻保存，其萌发率最高( 达2 2 ) 【3 6 】。另外， 在有氧条件下保存，不论采取任何萌发液蚤状潘( dp “，髓) 休眠卵都不能萌发， 无氧条件下则萌发率较副3 9 1 。 3 3 光反应阶段的因子 3 3 1 光照 7 上海海洋大学硕士学位论文 不宜作为活饵料的大面积培养对象。但枝角类尤其是其中的大型潘发育期短、生 殖量大、适应性强、易培养、在咸淡水中就能大量繁殖。何志辉等对咸淡水枝角 类中蒙古裸腹潘的研究开发作了一系列的工作，本文旨在对几种环境因子对大型 涵生长和生殖的影响，以期为工厂化培养大型滔并将其较好地应用于淡水鱼、虾、 蟹育苗提供理论依据和技术参数。 枝角类尤其是其中的大型泾具体有以下三个方面的研究意义： 经济方面：发育期短、生殖量大、适应性强、易培养、在咸淡水中就能大量 繁殖；大型潘体内含有大量蛋白质，其蛋白质含有鱼类营养所必需的一切氨基酸， 且含量之高也优于其他无脊椎动物饵料；大型潘较其它饵料无脊椎动物中最富于 脂肪，会增加鱼类等的肥度，从而提高其食用价值。所以，大型涵是优良的天然 饵料。 生态方面：枝角类作为食物是食物链中的关键环节。目前，枝角类种群还被 用于生物操纵中，进而降低藻类生物量，提高水的透明度，改善水质。大型潘作 为湖泊、水库常见的一种大型浮游动物，生长、繁殖速度快，优势种时间长，具 有较强的摄食潜力，研究大型潘以期按照生物操纵原理，达到控制富营养化净化 水质、水体浮游植物过量增长的目的。 毒理学方面：大型泾是常用的生态毒理学检测的水生生物具有个体大、繁殖 周期短、生殖量大、易培养的优点，同时作为次级生产力的代表生物是鱼类和许 多其它水生动物的食物。故常用来检测环境毒物。 枝角类休眠卵是枝角类在不良环境条件下进行有性生殖延续后代的产物。休 眠卵的产生对枝角类种群的季节动态和物种的延续具有十分重要的意义。另外， 诱导休眠卵的形成以及休眠卵的适时孵化利用还是水产养殖业中非常有意义的课 题。 休眠卵的质量、保存方法与保存时间长短、萌发机制以及如何选择适时萌发， 这些问题都决定着枝角类商业化生产是否可行、能否被推广应用。此外，在生产 实践中，休眠卵的萌发率是广大科研工作者需要特别关注的，只有当多数休眠卵 在短时间孵化处理进入孤雌生殖阶段，才能使种群密度迅速增加，保证鱼类育苗 饵料的需要。 休眠卵在诱发、萌发以及应用过程中，还有许多问题尚未得到解决。例如休 眠卵的诱发规律、休眠卵的萌发形式及萌发条件等需要科研工作者展开更深入的 研究与探索。 9 上海海洋大学硕士学位论文 第一章温度和食物浓度对大型泾种群增长及两性生殖的影响 1 材料与方法 1 1 试验材料 大型泾潘种采自淮河蚌埠段水域。经鉴定分离后，在实验室内培养半年以上。 挑取个体活泼、发育正常的怀卵雌体做为母潘，取自同一母体的新生幼涵作为实 验潘。所用的淡水为煮沸的过滤池塘水做培养液，镜检不含浮游藻类。 食物采用斜生栅藻( & p 行p 如s 聊螂d 6 均甜淞) 。栅藻藻种来自中科院水生生物研 究所，采用水生4 号培养液培养，达到对数期后经过计数后放在4 冰箱中保存。 1 2 实验方法 实验分别在1 5 、2 0 、2 5 、3 0 的智能光照培养箱中进行，光照强度为 8 0 0 0l x ，光照时间为l ：d = 1 2 ：1 2 。实验设立高、中、低3 个食物浓度梯度，栅藻 密度分别为高：5 1 0 5c e l l s m l 、中：1 1 0 5 c e l l s 1 1 1 l 和低：1 1 0 4 c e l l s 肺l ，每个食 物浓度设3 个重复。实验容器为2 5 0 m l 的烧杯，每个烧杯中放入2 0 0 m l 培养液。 每个烧杯中放入1 0 只幼潘( 出生后不超过1 2 h ) 。每个温度和食物浓度的实验幼泾 均来自于同一母潘。大型滔抱卵前，每2 天换液1 次，抱卵后每天换液1 次。每 隔1 天计数潘的数量，测量体长，镜检雄体个数，计算种群密度。 体长测量方法取自淡水浮游生物研究方法，雌雄体鉴别通过中国动物志： 淡水枝角类关于大型泾的记述。 1 3 瞬时增长率 按照下列公式计算瞬时增长率【8 】。 r = ( 1 i 此一l i 以1 ) 厶芒，厶芒= 乙一芒， n t 为第t 天的种群密度，根据实验实际观察情况厶芒：2 。依据两天之间观察的 种群密度，r 值可能是负值，正值或0 。 2 结果 2 1 食物和温度对大型潘种群动态的影响 实验结果显示，大型潘种群密度呈现由小逐渐增大至最大而后逐渐减小的趋 势( 图1 1 ) 。在2 5 和高食物浓度下，种群密度第1 7 d 达到最大值4 3 1i n d 2 0 0 m l l o 上海海洋大学硕士学位论文 ( 2 1 6 i n d m 1 ) ，第2 1 d 开始逐渐下降，至第3 1 d 下降至1 7 8i n d 2 0 0 m 1 ( 0 8 9 i n d m 1 ) 。 t ： g o o n 勺 c o o 6 0 0 4 0 0 2 0 0 o 6 0 0 4 0 0 2 0 0 0 l3579l l1 3 1 5 1 7 1 9 2 l2 32 5 2 72 9 l3 5 7 9l l1 31 5 1 7 1 92 1 2 32 52 72 93 13 3 3 5 l3579l l1 3 1 51 71 92 1 2 32 52 7 2 93 l l3579l l1 31 51 71 92 l2 32 5 实验天数d a y s 图1 1 在4 种温度与3 种食物浓度下大型湮的种群增长 f i g 卜lp o p u l a t i o ng r o w t hc u r v e so fd 础肠肌昭玎口u n d e rt h r e ef o o d1 e v e l sa tf o u rt e m p e r a t u r e s av e r t i c a lb a rs h o w so n es t a n d a r dd e v i a t i o n 在同一温度下，食物浓度对大型涵产仔时间影响明显( 图1 2 ) 。除较低温度 ( 1 5 ) 外，低食物浓度组首次产幼滔时间迟于高、中食物浓度组。在2 0 和3 0 下，高、低食物浓度组第一次产幼潘时间差异尤其明显，分别约为8 d 和6 d 。1 5 下3 个食物浓