CN105532524B - 一种日本囊对虾虾苗耐氨氮性能的等级划分与优选方法 - Google Patents

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Abstract

一种日本囊对虾虾苗耐氨氮性能的等级划分与优选方法，P＝(－374237.401C2+60262.529C4－482.009C6－5837.357C10+2728.598C13+161295.154C14+6521.543C15+575.301C16+7363.539C17－15438.198)/(－373239.473C2+59971.405C4－204.015C6－5345.370C10+2773.543C13+160584.988C14+6394.044C15+566.017C16+7468.213C17－15349.352)；依P值大小判断筛选出抗氨氮性能强虾苗。

Description

一种日本囊对虾虾苗耐氨氮性能的等级划分与优选方法
技术领域
本发明涉及水产养殖业中一种高质量日本囊对虾的筛选方法，具体为日本囊对虾虾苗耐氨氮性能的等级划分与优选方法，属于农业水产养殖中虾类水产生物养殖技术领域。
背景技术
日本囊对虾(Marsupenaeusjaponicus)又名日本对虾，俗称“竹节虾”、“花虾”等，隶属于节肢动物门、甲壳纲、十足目、对虾科，系广泛分布于我国长江口以南海域的土著种，是我国传统海水养殖虾类品种和出口创汇的重要水产品。因其体色艳丽、肉鲜味美、营养经济价值高，且具生长迅速、抗逆性强、适宜活虾长途干运等特点，我国自上世纪八十年代中期开展全人工养殖以来，养殖地域逐渐拓展，产业规模不断扩大，现已与凡纳滨对虾、中国明对虾和斑节明对虾一道成为当前我国四大主养海水虾类。据统计，2013年中国大陆地区日本囊对虾养殖面积达1.8925万公顷，年养殖产量为4.5949万吨。
氨氮既是评价养殖水质优劣程度的重要监测指标，也是影响进而威胁水产养殖动物正常存活、生长和繁衍的重要无机污染物。随着集约化养殖技术的发展，特别是设施化高密度养殖的开展，水体承载已远超过养殖水生态调节能力范围；同时，伴随养殖尾水无处理排放、养殖池塘有机质类淤积等，致使养殖水体氮含量常处于超标状态。已有研究表明，氨氮对日本囊对虾幼体具明显致毒作用，水环境中过高的氨氮质量浓度常会引发日本囊对虾鳃组织排氨作用的受阻和耗氧量的增加、血淋巴蛋白和血蓝蛋白浓度显著降低、免疫活性以及对WSSV抗病力的显著下降等一系列氨毒生理反应，且其血氨含量随氨氮攻毒时间的延长而上升并造成爆发性死亡。因此，开展该虾仔虾耐氨氮性能的等级筛选与定向选择研究也就显得十分必要。
形态表型受遗传因子和环境因子的共同影响。据报道，分布于西太平洋海域的日本囊对虾具很高的遗传多样性，可根据其头胸甲侧面斜纹的延伸特征将其分型为形态变异Ⅰ型和Ⅱ型；微卫星标记法研究发现，取自浙江、福建、广东和海南等四个省份的6个地理居群野生日本囊对虾均具丰富的遗传多样性，且遗传变异贡献率的93.06％源自群体内；主布于东海和南海北部的形态变异Ⅰ型，其稚虾的耐高温性能弱于主布于南海水域的形态变异Ⅱ型，且在室内同池饲养条件下，形态变异Ⅰ型的群体生长性能优于Ⅱ型，但性成熟时间却晚于Ⅱ型；对取自福建厦门的野生群体和养成于海南而种苗源自福建厦门的人工养成群体间形态差异进行比较研究，发现两者在形态比例特征上已出现了较大程度的偏离。无疑，日本囊对虾群体内丰富的遗传多样性可为其表型的强环境可塑性提供证据支持，而其表型的强环境可塑性则可为具不同抗逆性能的群体分型研究提供线索和标记，这就为从表型水平划分日本囊对虾仔虾的抗逆等级提供了启示。
由此证明，通过对日本囊对虾外部形态的测定和计算，建立起外形与氨氮抗性的内外关联方法是可行并得到事实支持的。而目前，本领域还没有针对氨氮对日本囊对虾质量好坏的影响做出过评价，更没用针对抗氨氮的日本囊对虾的筛选方法的报道。
发明内容
本发明针对现有技术的空白与不足，提供一种将氨氮列为仔虾抗逆胁迫因子，并根据氨氮耐受性能的强弱来评价日本囊对虾虾苗质量的好坏，从而获得日本囊对虾虾苗耐氨氮性能的等级划分与优选方法：
本发明采用的技术解决方案是：一种日本囊对虾虾苗耐氨氮性能的等级划分与优选方法，包括以下步骤：
(1)从各日本囊对虾育苗池中每池随机抽取虾苗30尾或以上，在解剖镜下测定各池每尾待测虾苗如下形态比例指标：注：额剑长/全长C2；头胸甲长/全长C4；第二腹节长/全长C6；尾节长/全长C10；额剑长/头胸甲长C13；眼径/头胸甲长C14；头胸甲高/头胸甲长C15；腹节高/第一腹节长C16；尾节高/尾节长C17；
(2)将步骤(1)测定的C2、C4、C6、C10、C13、C14、C15、C16和C17对应值代入到如下计算公式即耐氨氮选择模型中：P＝(－374237.401C2+60262.529C4－482.009C6－5837.357C10+2728.598C13+161295.154C14+6521.543C15+575.301C16+7363.539C17－15438.198)/(－373239.473C2+59971.405C4－204.015C6－5345.370C10+2773.543C13+160584.988C14+6394.044C15+566.017C16+7468.213C17－15349.352)；将每尾虾苗获得的P值进行平均获得每池虾苗的平均P值；
(3)将虾苗质量划分为以100分满分的6个等级，91-100分第一等级，81-90分第二等级，61-80分第三等级，41-60分第四等级，21-40分第五等级，0-20分第六等级；第六至一等级依次对应的P值的区间范围为：(1.00370,1.00372]，(1.00372,1.00374]，(1.00374,1.00376]，(1.00376,1.00378]，(1.00378,1.00380]，(1.00380,1.00382]；将步骤(2)计算出来的平均P值对应到上述P值区间，从而判断出每池虾苗耐氨氮能力的等级；
(4)按上述(1)至(3)步骤，抽测并计算各育苗池中的待养殖虾苗，并依计算结果，将P值得分最高的育苗池中的虾苗判为耐氨氮能力强的优质虾苗，并要求所选优质虾苗的耐氨氮等级达到第一或第二等级。
本发明步骤(1)所述的虾苗为放养前苗种，规格为5mm～20mm(仔虾的体长)。
本发明的优点和优异效果：本发明通过测定每个育苗池中30及以上尾数虾苗的如下平均值：额剑长/全长C2；头胸甲长/全长C4；第二腹节长/全长C6；尾节长/全长C10；额剑长/头胸甲长C13；眼径/头胸甲长C14；头胸甲高/头胸甲长C15；腹节高/第一腹节长C16；尾节高/尾节长C17；然后直接代入到耐氨氮选择模型为：P＝(－374237.401C2+60262.529C4－482.009C6－5837.357C10+2728.598C13+161295.154C14+6521.543C15+575.301C16+7363.539C17－15438.198)/(－373239.473C2+59971.405C4－204.015C6－5345.370C10+2773.543C13+160584.988C14+6394.044C15+566.017C16+7468.213C17－15349.352)；然后获得虾苗对应的P值大小，再通过将虾苗质量划分为以100分满分的6个等级，91-100分第一等级，81-90分第二等级，61-80分第三等级，41-60分第四等级，21-40分第五等级，0-20分第六等级；第六至一等级依次对应的P值的区间范围为：(1.00370,1.00372]，(1.00372,1.00374]，(1.00374,1.00376]，(1.00376,1.00378]，(1.00378,1.00380]，(1.00380,1.00382]；进而轻松判断虾苗所属的等级，从而得到虾苗抗氨氮能力的大小，为虾苗选择具体投放环境，如适合氨氮含量小的海洋，还是相对氨氮含量大的池塘养殖环境作出有力判断，提高虾苗成活率和产量。
附图说明
图1实验测定样本形态比例指标的主成分散布图；
注：①+：A实验群体；②◇：B实验群体；③△：C实验群体；④○：D实验群体；⑤*：E实验群体；其中，A、B、C、D实验群体分别为氨氮攻毒0-24h、24-48h、48-72h、72-96h的死亡个体，E实验群体为氨氮攻毒96h时的存活个体。
图2淘汰群与选留群实验样本的典型判别函数判别得分散布图；
注：判别函数1/判别函数2得分P＝(－374237.401C2+60262.529C4－482.009C6－5837.357C10+2728.598C13+161295.154C14+6521.543C15+575.301C16+7363.539C17－15438.198)/(－373239.473C2+59971.405C4－204.015C6－5345.370C10+2773.543C13+160584.988C14+6394.044C15+566.017C16+7468.213C17－15349.352)。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例
本发明的一种日本囊对虾虾苗耐氨氮性能的等级划分与优选方法，包括以下步骤：
(1)从各日本囊对虾育苗池中每池随机抽取虾苗30尾或以上，在解剖镜下测定各池每尾待测虾苗如下形态比例指标：注：额剑长/全长C2；头胸甲长/全长C4；第二腹节长/全长C6；尾节长/全长C10；额剑长/头胸甲长C13；眼径/头胸甲长C14；头胸甲高/头胸甲长C15；腹节高/第一腹节长C16；尾节高/尾节长C17；
(2)将步骤(1)测定的C2、C4、C6、C10、C13、C14、C15、C16和C17对应值代入到如下计算公式：耐氨氮选择模型为：P＝(－374237.401C2+60262.529C4－482.009C6－5837.357C10+2728.598C13+161295.154C14+6521.543C15+575.301C16+7363.539C17－15438.198)/(－373239.473C2+59971.405C4－204.015C6－5345.370C10+2773.543C13+160584.988C14+6394.044C15+566.017C16+7468.213C17－15349.352)；以同一池体中的虾苗为一个群体，将同一池体中每尾虾苗获得的P值进行加和求平均，获得每池虾苗的平均P值；
(3)将虾苗质量划分为以100分满分的6个等级，91-100分第一等级，81-90分第二等级，61-80分第三等级，41-60分第四等级，21-40分第五等级，0-20分第六等级；第六至一等级依次对应的P值的区间范围为：(1.00370,1.00372]，(1.00372,1.00374]，(1.00374,1.00376]，(1.00376,1.00378]，(1.00378,1.00380]，(1.00380,1.00382]；将步骤(2)计算出来的平均P值对应到上述P值区间，从而判断出虾苗耐氨氮能力的等级；
(4)按上述(1)至(3)步骤，抽测并计算各育苗池中的待养殖虾苗，并依计算结果，将P值得分最高的育苗池中的虾苗判为耐氨氮能力强的优质虾苗，并要求所选优质虾苗的耐氨氮等级达到第一或第二等级。
本发明步骤(1)所述的虾苗即仔虾，为放养前的苗种，规格为5mm～20mm(虾苗的身体长度)。
具体以2014年10月6日购自宁波市海洋与渔业研究院苗种培育基地的体长为7.643±0.639mm的虾苗为例：
实验用仔虾(7.643±0.639mm)于2014年10月6日在水温18.0±1.0℃，pH 8.1±0.2的实验室环境下暂养24h后，随机选取其中的3000尾仔虾作为实验用虾，暂养期间不投饵，实验期间通过空调控制水温保持在18.0±1.0℃。以96h为实验周期，以200mg/L氯化铵为氨氮源进行胁迫实验浓度，以容积为2L的圆底塑料盆为实验容器单元，每个实验单元放入实验虾150尾，共计重复20个实验单元，实验期间及时取出死亡个体，并将氨氮攻毒0-24h、24-48h、48-72h、72-96h等4个实验时段内的死亡个体和96h最终存活个体依次定义为A、B、C、D、E等5个实验群体。每个群体随机选取100尾作为其测量样本，借助显微成像系统测量上述取样个体的形态尺寸性状，并根据上述具体方法步骤得到A、B、C、D、E五组实验群体对应的耐氨氮性能的平均P值分别为A组1.00379、B组1.00378、C组1.00377、D组1.00375、E组1.00373，各组根据上述方法划分的等级，符合实验实际情况。
具体统计分析：首选获得氨氮胁迫下各时段仔虾死亡群体和E时点存活个体的形态表型，如下表1所示：
表1 氨氮胁迫下各时段仔虾死亡群体和E时点存活个体的形态表型
由表1可见，在所测15项形态性状中，仅X1和X10无组间差异(P＞0.05)，X2呈D＞C＞A≈B且E与D、C均无差异，X3呈A≈B≈C≈E(P＞0.05)且D仅与E无差异，X4、X6、X11、X14均呈E＞D＞C＞B＞A(P＜0.05)，X5仅D、B间具差异，X7、X9、X12、X13、X15等5项指标均仅D与A、B间具差异，X8呈D＞E≈C≈A≈B；由表2可见，在所涉17项形态比例指标中，仅C9、C13和C17无组间差异(P＞0.05)，C1仅D与A间具显著差异，C2、C4、C5、C6、C7、C8、C10、C11等8项指标均呈B＞C＞D＞E＞A(P＜0.05)，C3仅C与E间具显著差异，C12仅D与E间具显著差异，C14、C15、C16等3项指标均呈A＞E＞D＞C＞B(P＜0.05)。
整理表1，得表2。
表2 氨氮胁迫下仔虾各时段死亡群体和E时点存活个体的形态表型比例特征
由此可见，各实验群体间形态表型特征的差异会导致它们在氨氮耐受性能上的分化，在表征实验群体耐氨氮性能的差异上形态性状比例特征较形态性状本身更具丰富度和有序性。
根据本研究所涉5个不同耐氨氮性能实验群体各项形态比例指标的均值(表2)，分别计算它们之间的欧氏距离，得表3。由表3可见，各实验群体间的欧氏距离均达到显著水平(P＜0.01)，均有随实验群体间耐氨氮性能差异的增大而呈显著增大的趋势，进一步表明可用形态比例指标来表征实验群体间的氨氮耐受性能差异。
表3 实验群体形态比例特征间的欧氏距离(n＝150)
经Bartlett球形检验和KMO适合度检验发现，本研究所涉形态比例指标相关系数矩阵与单位阵具显著差异(P<0.05)且适合度尚可(KMO＝0.816＞0.700)，表明有必要进一步做主成分分析。
根据上述表2以及常规统计学分析方法，获得各时段死亡群体和E时点存活个体形态表型比例特征的主成分分析，具体见下表4：
表4 各时段死亡群体和E时点存活个体形态表型比例特征的主成分分析
从上述表4可见，所列5个主成分的特征值均大于1且方差累计贡献率达85.940％，故可基本认定它们为能概括本研究所涉不同耐氨氮性能实验群体间形态比例特征差异的公共因子。其中，PC1的方差贡献率最大(46.12％)且远高于其它各主成分。将载荷绝对值p＞0.5的变量确定为主要影响变量，则PC1、PC2、PC3、PC4、PC5所含主要变量的个数依次为11、3、4、0和1，除PC5仅含的1个主要变量其载荷高达0.866外，其余载荷绝对值达到0.80以上的主要变量均存在于PC1中。无疑，PC1在区分的不同耐氨氮性能实验群体间的形态比例特征差异上具重要作用。绘制PC1与其它各主成分间的得分散布图，得图1。由图1可见，虽A、B、C、D、E实验测定样本沿FAC1轴自右向左依次排列，但耐氨氮性能相邻及相间的两实验群体间却均存在较大程度的重叠，表明PC1在反映本研究所涉全部实验个体的类群归属问题上受到了来自自身及其它主成分主要影响变量的干扰。
用逐步导入剔除法，从表4所列形态表型比例特征变量中，筛选出对氨氮急性攻毒处理淘汰群(96h内死亡群体)和选留群(96h后存活群体)实验对象判别贡献较大的C2、C4、C6、C10、C13、C14、C15、C16和C17进行判别分析，F检验表明这些变量均达到极显著水平(P＜0.01)。根据上述9个变量建立本研究所涉淘汰群和选留群实验样本的Fisher分类函数方程组于表5。经验证，选留群实验测定样本的判别准确率P1、P2分别为99％和88.20％，淘汰群实验测定样本的判别准确率P1、P2分别为86.75％和98.86％，综合判别准确率为92.88％(表6)。另，所绘制的典型判别函数判别得分散布图(图2)，更直观地印证了上述判别结果的可靠性。
表5 96h内死亡群和96h后存活群实验样本表型比例特征的的Fisher分类函数方程组自变量系数及常数项
表6 96h内死亡群和96h后存活群实验样本的判别分类结果
注：①P1：某类群实验对象判别正确的个数占该类群实验对象实际个数的百分比；②P2：诸实验类群在等样本容量条件下，某类群实验对象判别正确的个数占判入该类群实验对象的总个数的百分比；③P：诸实验类群在等样本容量条件下，各类群实验对象判别正确的个数之和占实验总个数的百分比。
所以，从上述实施例可知本发明的上述筛选方法是一种直观、快速判断虾苗抗氨氮能力大小的方法，为高质量虾苗的筛选，提供准确、快捷、方便的手段。
下表7为上述A、B、C、D、E等5个实验群体分别对应下表1-5组数据，每个群体随机选取100尾作为其测量样本，借助显微成像系统测量上述取样个体的形态尺寸性状：
表7 A、B、C、D、E5个实验群体分别对应下表1-5组数据取样个体的形态尺寸性状

Claims (2)

1.一种日本囊对虾虾苗耐氨氮性能的等级划分与优选方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）从各日本囊对虾育苗池中每池随机抽取虾苗30尾或以上，在解剖镜下测定各池每尾待测虾苗如下形态比例指标：注：额剑长/全长C2；头胸甲长/全长C4；第二腹节长/全长C6；尾节长/全长C10；额剑长/头胸甲长C13；眼径/头胸甲长C14；头胸甲高/头胸甲长C15；腹节高/第一腹节长C16；尾节高/尾节长C17；
（2）将步骤（1）测定的C2、C4、C6、C10、C13、C14、C15、C16和C17对应值代入到如下计算公式即耐氨氮选择模型为：P= (－374237.401C2+60262.529C4－482.009C6－5837.357 C10+2728.598C13+161295.154C14+652 1.543 C15+575.301 C16+7363.539 C17－15438.198)/(－373239.473C2+59971.405C4－204.015C6－5345.370C10+2773.543C13+160584.988C14+6394.044C15+566.017C16+7468.213C17－15349.352)；将每尾虾苗获得的P值进行平均获得每池虾苗的平均P值；
（3）将虾苗质量划分为以100分满分的6个等级，91-100分第一等级，81-90分第二等级，61-80分第三等级，41-60分第四等级，21-40分第五等级，0-20分第六等级；第六等级至第一等级依次对应的P值的区间范围为：(1.00370,1.00372]，(1.00372,1.00374]，(1.00374,1.00376]，(1.00376,1.00378]，(1.00378,1.00380]，(1.00380,1.00382]；将步骤（2）计算出来的平均P值对应到上述P值区间，从而判断出每池虾苗耐氨氮能力的等级；
（4） 按上述（1）至（3）步骤，抽测并计算各育苗池中的待养殖虾苗，并依计算结果，将P值得分最高的育苗池中的虾苗判为耐氨氮能力强的优质虾苗，并要求所选优质虾苗的耐氨氮等级达到第一等级或第二等级。
2.根据权利要求1所述的日本囊对虾虾苗耐氨氮性能的等级划分与优选方法，其特征在于，步骤（1）所述的虾苗为放养前苗种，体长为5mm~20mm。
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