蓝蟹性腺发育过程中卵巢、肝胰腺和胚胎生化成分变化的研究

摘要

蓝蟹(Callinectes sapidus M. J.Rathbun1896)隶属于节肢动物门(Arthropoda)、甲壳纲(Crustacea)、软甲亚纲(Malacostraca)、十足目(Decapoda)、爬行亚目(Reptantia)、短尾派(Brachyura)、方额亚派(Brachyrhyncha)、梭子蟹科(Portunidae)、优游蟹属(Callinectes)。蓝蟹自然分布于从加拿大的新斯科特省到阿根廷的西大西洋沿海，同时由于引进或其他原因进入亚洲和欧洲海域。对于蓝蟹的研究多集中于生态和分子生物学方面，而对于蓝蟹营养与繁殖生物学方面的研究尚未见到报道，本论文对蓝蟹性腺发育过程中卵巢、肝胰腺和胚胎生化成分变化进行了系统的研究。
　　 对成熟雌性蓝蟹肌肉、卵巢和肝胰腺的生化成分进行了分析。分析所用蓝蟹的平均重量为137g，平均壳长5.76cm，平均壳宽14.68cm，肝胰腺指数(HSI)3.49,性腺指数(GSI)13.41，肌肉指数(MI)28.89。结果表明：成熟蓝蟹卵巢中水分含量较低(53.24％)，和肌肉、肝胰腺中的水分含量存在显著性差异(P＜0.05)。肌肉中蛋白质含量很高，高达87.41％，其次是卵巢(69.59％)和肝胰腺(51.20％),三者间存在显著性差异。总脂含量肝胰腺最高(36.98％)，其次是卵巢(28.94％),最低的是肌肉(5.54％)。肝胰腺、卵巢和肌肉的共同主要脂肪酸(大于4％)为C16：0、C18:0、C18:1n9、C20:5n3(EPA)、C22:6n3(DHA)。肌肉中的EPA和DHA的百分比远大于肝胰腺和卵巢。C14:0、C20:1n7和C20:1n9在肝胰腺中的含量最高。肌肉中的饱和脂肪酸(SFA)和单不饱和脂肪酸(MUFA)含量最低，而多不饱和脂肪酸(PUFA)的含量最高。肌肉中n-3系列不饱和脂肪酸含量丰富。成熟蓝蟹的甘油三酯(TG)、游离脂肪酸(FFA)和极性脂(PL)在肌肉、肝胰腺和卵巢组织中存在显著性差异(P＜0.05)，甘油二酯(DG)和甘油一酯(MG)在三种组织中含量很低，在1％以下。
　　 蓝蟹的胚胎在卵黄囊中发育，黏附在雌蟹腹部附肢的刚毛上。在水温为28℃的条件下，依靠卵黄进行发育，10～13d脱离卵黄囊，成为自由游泳的Ⅰ期溞状幼体。对蓝蟹胚胎到溞状幼体期的生化成分如水分、蛋白质、脂肪、总糖、脂肪酸和脂类变化进行了研究。结果表明，在胚胎顺序发育过程中，从卵裂开始(阶段Ⅰ)到孵化前胚胎(阶段Ⅱ)再到初孵溞状幼体(阶段Ⅲ)的蛋白质、脂肪和总糖含量分别下降显著(P＜0.05)，而水分含量从阶段Ⅰ到阶段Ⅱ有显著的上升(P＜0.05)。在3个发育阶段，主要的脂肪酸均是C16:0、C16:1n7、C18:0、C18:1n9、C20:5n3(EPA)和C22:6n3(DHA)，它们占总脂的百分比均超过5％。总饱和脂肪酸比例(SFA)从阶段Ⅰ到阶段Ⅱ显著下降(P＜0.05)，到阶段Ⅲ的时候又返回到阶段Ⅰ的水平，而总单不饱和脂肪酸(MUFA)、n-3/n-6和DHA/EPA在阶段Ⅰ到阶段Ⅱ显著下降(P＜0.05)，阶段Ⅲ的时候保持在阶段Ⅱ的水平上。总多不饱和脂肪酸(PUFA)、PUFA/SFA和n-3PUFA在3个发育阶段没有显著性差异。n-6PUFA从阶段Ⅰ到阶段Ⅱ显著增加，在阶段Ⅲ的时候保持在阶段Ⅱ的水平。脂类分析结果显示，在胚胎发育过程中，甘油三酯(TG)下降显著(P＜0.05)，而胆固醇(CHO)显著上升。游离脂肪酸(FFA)从阶段Ⅰ到阶段Ⅱ显著增加，而从阶段Ⅱ到阶段Ⅲ显著下降。磷脂(PL)从阶段Ⅰ到阶段Ⅱ显著减少，然后在阶段Ⅲ的时候返回到阶段Ⅰ的水平。这些数据表明，阶段Ⅱ和阶段Ⅲ比阶段Ⅰ需要更多的能量。
　　 对弗吉尼亚(Virginia)和弗罗里达(Florida)携带原肠期和孵化前期胚胎的雌性蓝蟹的参数进行了测量。对弗吉尼亚和弗罗里达抱卵蓝蟹在繁殖季节的卵巢和肝胰腺以及原肠期和孵化前期胚胎的生化成分进行了比较分析。结果表明，两地抱卵蟹的体重(WW)、壳长(CL)、包含两棘的壳宽(CW+S)、肝胰腺指数(HSI)、卵巢指数(GSI)和肌肉指数(MI)分别在146.67～188.95g,5.37～6.11cm,13.32～15.44cm,3.41～9.67,1.06～5.37和27.30～30.40之间，上述数据在两个群体间无显著性差异(P＞0.05)。两地雌性蓝蟹的卵巢和肝胰腺的常规生化成分如水分、脂肪、蛋白和总糖除了粗脂肪以外均无显著性差异。两地抱卵蟹卵巢所含的主要脂类是PL,含量在45.95％～77.46％之间，而在肝胰腺中，除了携带孵化前期胚胎的弗罗里达抱卵蟹以外，主要脂类是甘油三酯(TG)。两地抱卵蟹卵巢的SFA、MUFA、PUFA、HUFA、n-3、n-6、n-3/n-6和DHA/EPA均无显著性差异。携带孵化前期胚胎的两地抱卵蟹肝胰腺中的SFA、MUFA和DHA/EPA存在显著性差异。弗吉尼亚单卵胚胎水分、蛋白、脂肪和总糖含量超过弗罗里达胚胎，但是除了蛋白质以外，无显著性差异。弗吉尼亚蓝蟹胚胎体积大于弗罗里达。弗吉尼亚原肠期胚胎的FFA和TG含量超过弗罗里达原肠期胚胎。两地孵化前期胚胎的TG、FFA和CHO含量不同，但PL含量一致。C16:0,C16:1n7,C18:1n9,EPA和DHA是两地各期胚胎的主要脂肪酸。两地孵化前期胚胎的SFA含量均最高，其次是PUFA。两地原肠期胚胎的SFA、PUFA、n-3和PUFA/SFA的百分比无显著性差异，但是在孵化前期，除了DHA/EPA而外，存在显著性差异。
　　 应用形态学指标(性腺指数GSI和肝胰腺指数HSI)对首次性腺发育的雌性蓝蟹(Callinectes sapidus)的主要生化成分(蛋白质、脂肪、糖)的变化进行了研究。结果显示：在蓝蟹首次性腺发育过程中，GSI和HSI呈显著负相关性(P＜0.01)；卵巢中的蛋白质含量和GSI呈显著正相关(P＜0.05)；卵巢中的脂肪含量随着卵巢的发育成熟而增加，具有显著相关性(P＜0.05)；肝胰腺中的蛋白质含量随GSI的增加略有下降，相关性不显著(P＞0.05)；肝胰腺中的脂肪含量随GSI的上升而下降，有显著相关性(P＜0.05)；肝胰腺中的糖含量随GSI的增加略有增加，相关性不显著(P＞0.05)。
　　 应用卵巢指数(GSI)和肝胰腺指数(HSI)以及卵巢和肝胰腺的生化成分变化对蓝蟹卵巢二次发育进行了研究。结果表明，在蓝蟹卵巢二次发育过程中，GSI和HSI之间无显著相关性(P＞0.05)。卵巢中的水分含量(P＜0.05)与GSI呈显著负相关；GSI和卵巢中的蛋白质含量呈显著正相关(P＜0.01);GSI和肝胰腺中的蛋白质和脂肪含量无相关性(P＞0.05)。雌性蓝蟹卵巢和肝胰腺生化成分的动态变化和对其他十足类甲壳动物研究结果一致。蓝蟹第二次卵巢发育和肝胰腺主要生化成分的变化趋势和第一次发育相似。
　　 对蓝蟹二次卵巢发育过程中的主要脂肪酸和脂类的变化进行了研究，脂肪酸占总脂肪酸比例大于4％的作为主要脂肪酸(8种)，脂类占总脂大于5％的作为主要脂类(4种)进行分析。结果表明，在蓝蟹卵巢二次发育过程中，C16:0(P=0.005,n=19)、C16:1n7(P=0.004,n=19)和C22:6n3(P=0.029,n=19)随着卵巢指数的增加而增加，并且和卵巢指数之间存在显著相关性；C18:0(P=0.009,n=19)、C18:1n7(P=0.05,n=19)和C20:4n6(P=0.001,n=19)随着卵巢指数的增加而减少，并且和卵巢指数之间存在显著相关性；C18:1n9(P=0.228,n=19)和C20:5n3(P=0.152,n=19)的比例随着卵巢指数的增加略有减少，和卵巢指数之间不存在显著相关性。甘油三酯(TG)(P=:0.000,n=35)的比例随着卵巢指数的增加而增加，和卵巢指数之间存在显著相关性；游离脂肪酸(FFA)(P=0.081,n=35)随着卵巢指数的增加略有下降，和卵巢指数之间无显著相关性；胆固醇(CHO)(P=0.000,n=35)的含量随着卵巢指数的增加而下降，和卵巢指数之间存在显著相关性；磷脂(PL)(P=0.555,n=35)随着卵巢指数的增加基本保持不变，和卵巢指数之间不存在相关性。

目录

文摘

英文文摘

上海海洋大学博士学位论文答辩委员会成员名单

缩略语

前言

第一节 蓝蟹的生物学

第二节 甲壳动物营养繁殖综述

第三节 本论文研究内容和研究意义

参考文献

第一章 成熟蓝蟹肌肉、卵巢及肝胰腺的生化成分分析

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

参考文献

第二章 蓝蟹受精卵、孵化前胚胎和初孵溞状幼体的生化成分变化研究

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

参考文献

第三章 两群体蓝蟹(弗吉尼亚和弗罗里达)抱卵蟹和胚胎生化组成的比较研究

1 材料与方法

2 结果

4 讨论

参考文献

第四章 蓝蟹首次性腺发育和主要生化成分的变化

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

参考文献

第五章 蓝蟹二次性腺发育和主要生化成分的变化

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

参考文献

第六章 蓝蟹二次卵巢发育期间主要脂肪酸和脂类的变化

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

参考文献

读博期间发表的论文和获得的专利成果

致谢