刺参多刺品系子三代池塘养殖中试与效果评价
郑龙华 李静 刘佳亮 郭治诚 王福辰 刘石林
摘要：以定向選育的刺参（Apostichopus japonicus）多刺品系子三代（G3组）和未经选育的普通刺参（C组）[（50.04±0.02）g/头]为研究对象，在养殖池塘环境中，比较了两个群体在 3～10月连续养殖周期内生长指标和关键经济性状的差异。结果表明：在生长指标方面，3-4月G3组和对照组刺参的相对增重率（RWGR）、平均体重、排粪率（DR）均随温度的升高呈升高的趋势，且两组刺参差异不显著（P>0.05），但G3组一直高于对照组;G3组和对照组刺参相对增重率（RWGR）随温度升高呈先下降后上升的趋势;在7月高温期，两组刺参的相对增重率和平均体重都出现了明显下降，排粪率（DR）降为零，刺参进入夏眠状态;8-10月两组刺参相对增重率（RWGR）、平均体重和排粪率随温度下降呈上升趋势，且10月份三项指标均存显著差异（P<005）。在经济性状方面，经过3-10月一个周期的连续养殖，G3组在棘刺数量、出皮率和成活率方面均高于对照组，且存在显著差异（P<0.05）。实验数据表明，经过定向选育的刺参多刺品系子三代比未经选育的普通刺参，生长速度提高27.6%，成活率提高17.5%，棘刺数量保持在40个以上且稳定遗传。
关键词：刺参（Apostichopus japonicus）;多刺品系;生长性能;经济性状
中图分类号：S917.4
仿刺参（Apostichopus japonicus），又称刺参，属于棘皮动物门Echinodermata、海参纲Holothuroidea，主要分布于北纬35°到44°的亚洲沿岸浅海海域，是典型的温带物种，也是我国北方重要的海珍品之一[1]。随着经济发展和人们生活水平提高，刺参的需求量与日俱增，在利益的驱使下，未考虑刺参的自然恢复能力，引发过度捕捞，加之日益严重的海水污染，致使自然海区的野生刺参数量急剧下降，野生刺参自然资源趋于枯竭，现阶段已鲜见其踪迹。同时，随着刺参产业规模的不断拓展，种质退化、生长缓慢、养殖周期长、抵御环境变化能力差、病害频发以及商品参品质下降等一系列制约或潜在制约产业发展的瓶颈问题也日益凸显[2]。为有效解决上述刺参产业发展面临的瓶颈问题，引导这一优势产业持续、健康、稳定发展，首先应从种质这一产业基础环节着手，重视开展自然种质资源的收集、保护与修复，同时加快集成利用传统生物育种和现代生物育种技术等高科技手段，针对当前养殖产业格局与未来发展趋势，培育具有生长速度快、经济性状明显、抗逆能力强的优质新品种[3]，从而推进各产区刺参养殖产业的提质与持续增收增效。
从2009年4月开始，以山东半岛当地野生多刺刺参群体为育种基础群体，以6排刺、平均棘刺数量稳定在40个以上和个体大、出皮率高、成活率高、生长速度快为选育目标，利用群体选育技术进行累代选育。选育工作主要在由中国科学院海洋研究所与山东东方海洋科技股份有限公司联合成立的海珍品良种选育与健康养殖实验室（2014年获批为国家海藻与海参工程技术研究中心）进行。本文以2017年选育的刺参多刺品系子三代（G3组）群体和未经选育的普通刺参群体（C组）为研究对象，在池塘养殖环境中分析两者的生长性能和经济指标，旨在为新品种选育工作提供基础数据。
1材料与方法
1.1材料
实验从2019年3月29日开始，在1.33 hm2实验池塘 （36°47′8″N，121°34′23″E） 中放置6个由聚乙烯网围成的长方形围格，围格规格：5 m×3 m×2 m（长×宽×高）;围网网目：5目（孔径：4 mm）。
选用实验车间2017年繁育的多刺品系子三代群体（G3）和未经选育的普通刺参对照群体（C），各挑选270头活体重为（50.04±0.02）g的幼参。
1.2方法
1.2.1实验设计实验分为两组，每组设置3个平行（网箱），每个网箱放养90头刺参，养殖周期210 d。养殖期间每天按时定量投喂同种幼参配合饵料，为保障网箱清洁每月更换一次网箱，并在每天下午3点测量水温。
1.2.2样品采集实验开始时称重一次，然后在实验进行的第30天、60天、90天、120天、150天、180天、210天时，称量每个网箱中刺参总重并计算平均单重、相对增重率，然后从每个网箱中随机抽取30头刺参分别放入60 L塑料桶内，室内静养24 h后用虹吸管收集粪便，称重并计算平均相对排粪率。210天时统计每个网箱内刺参总个数并计算成活率，统计每个网箱内全部刺参的棘刺数量、单重和解剖后的体壁重量并计算出皮率。
1.2.3指标测定刺参生长指标的计算公式分别为：
其中：N1和N2分别是实验结束和开始时刺参数量;W0和Wt分别是实验开始和结束时刺参质量，g;t为实验时间，d;Z1是刺参体壁湿质量，g;Z2是刺参湿体质量，g;T1是粪便总重;T2是刺参总体重。
1.3数据处理
实验数据用Excel软件进行分析处理，采用SPSS 18.0软件进行单因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncan多重比较，实验结果用“Mean±SD”表示，显著性水平设为0.05。
2结果与分析
2.1水温
从图1每日平均水温可见：养殖周期内池塘水温波动范围在10.2～31.4 ℃之间，6月25日到9月14日水温高于25 ℃，8月6日出现最高水温31.4 ℃，3月29日到6月25日水温在10.2～20 ℃之间，9月15日到10月29日水温在15～25 ℃之间。
2.2相对增重率
从图2可见：温度的变化对相对增重率有一定的影响，3-4月刺参的相对增重率差异不显著（P>0.05），但两组刺参期间相对增重率较高，5-10月两组刺参的相对增重率存在显著性差异（P<0.05）。总体上G3组比C组的相对增重率要高，7月份都降到最低，特别是从9月份开始一直到10月份有显著性差异（P<0.05）。
2.3平均体重
从图3可见：3-10月份G3组的平均体重一直高于C组。3-4月G3组和C组的平均体重增加较快，但差异不显著（P>0.05），5-10月份两组刺参平均体重出现差异（P<0.05）。5-8月份多刺品系G3组和C组平均体重都出现降低，7月份降至最低， 9-10月G3组和C组平均体重快速增加且差异显著（P<0.05），刺参进入快速生长期。
2.4排粪率
从图4可见：从整体来看G3组刺参的排粪率一直高于C组刺参，5-6月和8-9月，G3组和C组排粪率差异不显著（P>0.05），但是在3月、4月、10月，G3组刺参的排粪率要显著高于C组刺参且差异显著（P<0.05），7月降为零。
2.5经济指标
由表1可见：G3组的平均棘刺数量为45.2±2.99个，C组的平均棘刺数量为32.8±3.71个，两者差异显著（P<0.05）。G3组出皮率为（58.24±3.18）%，C组出皮率为（51.66±129）%，两者差异显著（P<0.05）。实验周期内G3的成活率为（86.5±0.82）%，高于C组的（7361±1.02）%，两者差异显著（P<0.05）。
3讨论
3.1刺参多刺品系生长性能分析
刺参的生长性能取决于水温、遗传等多方面因素[4]。水温可以显著影响刺参的代谢水平，且不同规格刺参对温度的反应不同。Yang[5]等研究发现，温度对刺参的生理和生长均能产生显著的影响。刺参适宜的生长温度为 10～25 ℃，与个体规格有关，体重越小，最适温度越高。在最适温度下刺参摄食量最大，在高温下，刺参的摄食量显著下降。An[6]等的研究表明，温度高于 16 ℃时，刺参食物吸收率和转化率随温度升高而降低。本实验研究结果表明，3-4月份刺参多刺品系子三代的相对增重率和平均体重稍高于普通刺参，这表明在这一时间段，刺参多刺品系子三代与普通刺参相比生长优势并不明显，由图1水温曲线可见，这可能与该段时间水温变化幅度较大，影响了饵料转化率有关。特别是在10月份，刺参多刺品系子三代的生长指标明显高于普通刺参。分析原因为刺参多刺品系子三代在适宜生长的时期内对饵料的吸收与转化显著高于普通刺参，从而在体组织内积累更多营养物质。
高温对刺参的生长、代谢以及存活产生负面影响[7-8]，刺参为了应对夏季高温，演化出了“夏眠”这一重要生态习性[5]。体重72.3～139.3 g的刺参夏眠临界温度为24.5～25.5 ℃，刺参的最高生存水温为30 ℃[5，9]。当温度超过耐热上限时，刺参机体会发生复杂的应激生理反应，例如导致免疫下降，进而造成摄食量下降，特定生长率减缓，更有甚者会死亡[10-11]。当温度恢复到适宜温度时，体内消化酶活性趋于正常[12]，排粪率上升，相对增重率回升，平均体重及存活率增加。本实验研究结果表明，7月29日温度达到29.4 ℃，两组刺参的体重和排粪率下降明显，且在高温期间停止摄食，排粪率为零，表明该时期刺参没有能量摄入，然而刺参为维持其最低代谢要消耗机体自身，体重下降不可避免。7月份兩组刺参完全进入夏眠状态，这与陈世波[9]等、袁秀堂[13]等的研究结果一致，但是二者下降的程度不同，这可能与不同刺参品系对高温的能量分配模式与运动活力存在差异有关[14-15]。多组数据表明刺参多刺品系子三代在适温期更具生长优势，为定向良种选育提供一定的数据借鉴。
另外在遗传角度，生长性状属于中等力度遗传性状，可以获得较快的遗传速率[16]。刘安然[17]等验证分析并筛选出SNP40和SNP160两个位点与刺参生长相关。在本实验中所挑选的多刺刺参是以个体大、生长速度快为目标定向选育的子三代群体，二者亲本在生长性能上存在差异，子代又通过遗传获得亲本的某些性状从而表现出生长性能的差异。多组数据表明，经过群体累代选育的刺参多刺品系子三代要比没有经过选育的普通刺参生长速度快，但具体遗传解析工作需进一步开展。
3.2刺参多刺品系经济性状分析
刺参的出皮率、生长速度和成活率等决定了刺参的产量，是刺参最重要的经济性状，也是遗传育种研究最关注的性状[17-19]。刺参棘刺数量作为衡量刺参质量的重要表观特征，在很大程度上影响了刺参的市场价格[20]，因此也成为刺参育种的重要目标性状。赵帅[21]等通过研究棘刺数量的重复力和 MPPA，表明其可作为育种群体目标性状的选择依据。和飞[22]完成了9月龄刺参的体长、体重、棘刺总数及棘刺长度遗传力评估，补充刺参发育后期阶段相关经济性状的遗传力数据。以上研究表明，刺参经济性状可通过群体定向选育获得稳定遗传。另外，对选育进程中不同世代的性状进行评定是良种选育的重要研究内容。本次实验对比了两组刺参的经济性状指标，结果表明，刺参多刺品系子三代在成活率、出皮率和棘刺数量上与普通刺参有着明显的差异，为未来刺参良种选育实践可提供一定的数据借鉴。
综上所述，在池塘环境中经过春夏秋三个季节的养殖实验，经群体选育技术所获得的刺参多刺品系子三代比未经选育的普通刺参，生长速度提高27.6%，成活率提高17.5%，棘刺数量保持在40个以上且稳定遗传，在棘刺发生机制和遗传特征等方面具有深入挖掘的价值。
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The pilot test and effect evaluation of the third generation Apostichopus
japonicus of the multi-papillate strain in the pond farming
ZHENG Longhua1，LI Jing1，LIU Jialiang1，GUO Zhicheng1，WANG Fuchen1，LIU Shilin2
（1.National Algae and Sea Cucumber Engineering and Technique Research Center，Shandong
Oriental ocean Sci-tech Co.Ltd.，Yantai 264003，China;2.Key Laboratory of Marine Ecology
and Environmental Sciences，Institute of oceanology，Chinese Academy of Sciences，Qingdao 266071，China.）
Abstract：The purpose of this study was to compare the differences in growth performance and key economic traits between the third generation Apostichopus japonicas of the multi-papillate strain （group G3） and the unselected control strain （group C） with （50.04±0.02）g/head of initial average weight during a breeding period from March to october.The results showed that the relative weight gain rate （RWGR），average weight and defecation rate （DR） of both groups increased with temperature from March to April，and no significant differences was found （P>0.05）.But those data of group G3 were higher than those of control group.The RWGRs of the two groups decreased firstly and then increased with increasing temperature.During the high temperature period in July，both RWGR and average weight of A.japonicas fall distinctly，DR dropped to zero，and A.japonicas went into aestivation.Three growth indicators showed an increasing trend opposite to the falling temperature from August to October，but there were significant differences between groups in October （P<0.05）.After eight months breeding，the economic traits in terms of the number of the papilla，meat rates and survival rate，were significantly higher in G3 than those in control group （P<0.05）.Our results indicated that group G3 had a growth rate of 27.6% and a survival rate of 17.5% higher than the control group.The number of papilla remained more than 40 which could be inherited steadily.
Key words：Apostichopus japonicas;the multi-papillate strain;growth performance;economic traits
（收稿日期：2020-01-15）《河北渔业》2020年第2期（总第314期）○增殖与养殖DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2020.02.005
基金项目：国家重点研发计划“蓝色粮仓”科技创新专项（2018YFD0901602）; 山东省农业良种工程（2017LZGC010）。
作者简介：郑龙华（1981-），男，工程师，硕士， 研究方向：海水增养殖技术。E-mail：17569875@qq.com。
通信作者：刘石林（1977-），男，高级工程师，博士， 研究方向：刺参良种选育。E-mail：shlliu72@126.com。DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2020.02.004
