摘要：为选育出成活率高、生长速度快、抗病能力强、饲料利用率高的鳢,以乌鳢Channa argus(A)、斑鳢Channamaculate(M)和杂交鳢 (乌鳢♂×斑鳢♀,MA)各自进行自交、反交和回交繁殖出的9种鳢为试验对象,养殖90 d后,比较了9种鳢的生长、免疫和消化指标。结果表明:(1)在生长方面,斑鳢的自交组合 (MM)存活率为82.33%,显著优于其他组合 (P＜0.05);杂交组合MA(斑鳢♀×乌鳢♂)和MM的总增重分别为8908、8732 g,明显高于其他组合;MA的特定生长率为0.84%/d,明显高于其他组合;乌鳢的自交组合 (AA)、MM和杂交组合AM(乌鳢♀×斑鳢♂)的饵料系数分别为1.22、1.22、1.31,显著低于其他组合 (P＜0.05)。 (2)在免疫方面,MA和AM的酸性磷酸酶 (ACP)活性分别为1.637 2、1.613 8 U/mL,高于其他组合;AA、AM和MA的超氧化物歧化酶 (SOD)活性分别为163.10、159.09、155.03 U/mL,高于其他组合;AA和MA的丙二醛 (MDA)含量分别为7.47、7.48 nmol/mL,低于其他组合;MA和MM的谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-PX)活性分别为443.99、410.45 U/L,高于其他组合;而溶菌酶 (LZM)和羟自由基 (hydroxy radicl)含量各组之间均无显著性差异 (P＞0.05)。综合考虑9种组合鳢的生长性能和免疫指标,发现乌鳢与斑鳢杂交组优于其自交组,自交组优于杂交鳢的回交组和自交组,其中,最符合选育目标的是MA,适宜大面积推广。
关键词：乌鳢;斑鳢;杂交;生长;免疫
杂交育种是动植物常规育种的重要手段,两个不同的亲本杂交产生的子一代F1往往比亲本在生活力、生殖力、抗逆性、产量和品质上更有优势,国内外学者对这种杂种优势已有不少报道。Hulata[1]很早就详细阐述了鲤科鱼类的杂交及杂交选育的优势。郑怀平等[2]研究了两个不同遗传背景的海湾扇贝养殖群体,结果发现,杂交系比自交系有更高的存活率和生长速度。利用杂交子代与亲本之一相互交配,以加强后代中某一亲本性状的方法,称为回交。回交育种在水产育种中的应用也比较广泛。闫学春等[3]利用雌性二倍体鲤鲫杂交F1分别与雄性鲤和雄性鲫进行回交,得到了两种回交子代,并且测定了两种子代1龄鱼的形态特征和内部器官结构。结果表明,与鲤回交的子代形态和器官偏向于鲤,与鲫回交的子代偏向于鲫。
乌鳢Channa argus和斑鳢Channa maculate外形十分相似,均属于鲈形目、攀鲈亚目、鳢科、鳢属。乌鳢主要分布于长江以北到黑龙江流域的广大区域,在长江流域主要分布于湖南和湖北。斑鳢主要分布于长江以南的广东和广西[4]。杂交鳢是以乌鳢 (♂)×斑鳢 (♀)杂交所获得的F1代,具有生长快、抗逆性强、生长周期短、便于规模化养殖等优点[5-6]。但近年来杂交鳢也出现了生长速度变慢、病害增多等种质退化问题,因此,选育出优质高产的杂交鳢对产业的健康可持续发展具有重要的意义。在动物的选育过程中,一般都会将两亲本的杂交子代进行回交,从而获得四种回交后代,再与亲本的自交、正反交后代和杂交种的自交后代进行比较,根据不同的选育目标选择最合适的一组杂交品种进行进一步研究和推广。隋娟等[7]对牙鲆Paralichthys olivaceus和夏鲆Paralichthys dentatus进行了正交、反交和回交试验,并比较了正反交、回交子代的胚胎发育和仔稚幼鱼的生长情况。赵力强等[8]比较了4种蛤仔回交家系的早期生长发育情况。霍忠明等[9]对香港巨牡蛎Crassostrea hongkongensis与近江牡蛎Crassostrea ariakensis杂交及回交子代的存活率和早期生长发育情况也做了研究。龙敏明等[10]对乌鳢、斑鳢和杂交鳢9种交配组合的人工繁殖试验做了报道。但是在品种选育过程中,除了研究胚胎发育和早期生长情况外,还要对其养殖过程中的生长速度、抗病能力进行综合比较,才能选育出真正的优良品种。目前,对这一方面的研究还很少见报道。本研究中,对以乌鳢、斑鳢和杂交鳢各自进行自交、回交、反交及其杂交繁殖出的9种鳢的生长、免疫指标进行比较研究,旨在选育出生长速度快、成活率高、抗病能力强的鳢,为选育高产优质的杂交鳢提供参考依据。
1.1 材料
养殖试验于广东省中山市三角镇裕荣水产繁殖场进行。用于试验的9种组合鳢来源于乌鳢 (A)、斑鳢 (M)和杂交鳢 (斑鳢♀×乌鳢♂,MA)作为亲鱼彼此之间交配繁殖的同一批次的F1代 (表1),每组设3个平行,每个平行放养50尾鱼,网箱规格为2m×2 m×1.5 m,网箱水位1 m左右,每组体质量为 (68.34±6.26)g,养殖期为90 d。每天10:00和16:00各投喂一次,投喂量为鱼体质量的2%左右。同塘养殖,养殖池塘面积为1200 m2,水深为1.5 m。养殖期间,每日观察鱼的摄食、活动和水质情况,预防鱼类病害的发生。
表1 乌鳢和斑鳢杂交及杂交鳢回交试验设计
Tab.1 Experimental design of the hybridization and backcrossing between Northern snakehead Channa argus and Taiwan snakehead C.maculate
注:A为乌鳢;M为斑鳢;MA为杂交鳢 (斑鳢♀×乌鳢♂)
Note:A,Channa argus;M,C.maculate;MA,hybridization(C. maculate♀×C.argus♂)
AA♀ MM♀ MA♀AA♂ A♀×A♂(AA) M♀×A♂(MA) MA♀×A♂(MAA) MM♂ A♀×M♂(AM) M♀×M♂(MM) MA♀×M♂(MAM) MA♂A♀×MA♂(AMA)M♀×MA♂(MMA)MA♀×MA♂(MAMA)
1.2 方法
1.2.1 生长指标 采样前禁食24 h,再进行样品的采集。记录每个平行组的鱼数量并进行称量,并按下式计算各项生长指标:
成活率(%)=100×终末鱼尾数/初始鱼尾数,特定生长率(%/d)=100×(ln终末平均体质量-ln初始平均体质量)/饲养天数,饵料系数=总摄食量(g)/鱼净增重(g)。
1.2.2 血液免疫指标 从每个网箱随机取8尾鱼,沿尾静脉采血,将血液在4℃下静置4 h,以3000 r/min离心10 min,取上清于冰箱 (-80℃)中保存,以测定杂交鳢血清免疫指标,包括溶菌酶(LZM)、酸性磷酸酶 (ACP)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛 (MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和羟自由基。按照南京建成生物工程研究所试剂盒说明书的测定方法进行操作。
1.3 数据处理
试验数据采用SPSS 18.0软件进行统计分析和处理,试验结果以平均值±标准差 (mean±S.D.)表示,显著性水平设为0.05。
2.1 9种交配组合鳢的生长指标
从表2可见:9组中,MM组鳢的存活率最高,达到82.33%,且显著高于其他组 (P＜0.05);AA组存活率最低,仅为70.69%,除与MMA、MAM组无显著性差异外均显著低于其他各组 (P＜0.05)。
从总增重数据可见:MA组鳢增重最多,MM、AM组次之;AA组增重最少,且显著低于其他各组 (P＜0.05);MM、MA组显著高于MMA、AA、MAA、MAMA组 (P＜0.05)。
MA组鳢特定生长率最高,MM、AM组次之, AA组最低;9组中仅MA组的特定生长率显著大于AA组 (P＜0.05),其余各组之间均无显著性差异 (P＞0.05)。
AMA组鳢饵料系数最高,MAM组次之,AA组最低,AMA组比AA组高52.6%;AMA组和MAM组之间无显著性差异 (P＞0.05),二者均显著高于其他各组 (P＜0.05)。
2.2 9种交配组合鳢的血液免疫指标
由表3可知,鳢血清中LZM、羟自由基的活性在9组中均无显著性差异 (P＞0.05)。
血清中ACP活性最高的为MA组,其次为AM组,最低的为MMA组;9组中仅MA、AM组显著高于MMA组 (P＜0.05),分别比MMA组高14%、13.1%,其余组间均无显著性差异 (P＞0.05)。
表2 乌鳢和斑鳢杂交及回交F1代存活率、总增重、特定生长率和饵料系数
Tab.2 Survival rate,total weight gain,specific grow th rate and food conversion ratio of the hybrid F1and backcrossing between Northern snakehead Channa argus and Taiwan snakehead C.maculate
注:同列中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异 (P＜0.05),标有相同小写字母者表示组间无显著性差异 (P＞0.05),下同
Note:Themeanswith different letterswithin the same column are significant differences at the 0.05 probability level,and the means with the same letters within the same column are not significant differences,et sequentia
组别group存活率/% survival rate总增重/g total weight gain特定生长率/ (%·d-1) specific growth rate饵料系数food conversion ratio MM MA MMA AM AA AMA MAM MAA MAMA 82.33±3.05a78.00±1.55b71.67±1.53c75.33±1.58b70.69±2.08c75.00±2.19b72.10±1.67c76.23±1.11b76.17±0.93b8732±235a8908±316a7024±201b8139±252ab6075±138c7580±159ab7594±306ab7215±418b7028±223b0.83±0.02ab0.84±0.08a0.76±0.03ab0.82±0.05ab0.68±0.03b0.78±0.10ab0.81±0.06ab0.74±0.07ab0.73±0.03ab1.22±0.25c1.41±0.34b1.39±0.11b1.31±0.20c1.22±0.09c1.74±0.20a1.66±0.28a1.48±0.41b1.42±0.32b
血清中 SOD活性最高的为 AA组,其次为AM、MA组,最低的为MAA组,AA组比MAA组高12.3%;AA组显著高于AMA、MAA组 (P＜0.05),与其他各组均无显著性差异 (P＞0.05)。
血清中 MDA含量最低的为 AA组,其次为MA、AM组,最高的为MMA和MAMA组,MAMA组分别比MA、AA组高44.3%、44.5%;AA组显著低于MMA、AMA、MAM、MAA、MAMA组(P＜0.05),与其余各组均无显著性差异(P＞0.05)。
血清中GSH-PX活性最高的为MA组,其次为MM组,最低的为MAM组;MM、MA组之间无显著性差异 (P＞0.05),但均显著高于其余各组(P＜0.05)。
3.1 9种交配组合鳢生长指标的比较
存活率的高低对水产品产值有巨大的影响,本试验中,存活率最高的是 MM组,MA组次之, MM组存活率显著高于其他组合。总增重的大小就是对产量的体现,本试验中MA组总增重值最大,MM组、AM组次之,AA组增重最少。特定生长率是衡量生长状况的一个常用指标,特定生长率越大,体质量增长就越快,本试验中特定生长率最高的是MA组,MM和AM组次之。饵料系数是能效转换的体现,本试验中AA组的饵料系数最小,最高的为AMA组。此结果与霍忠明等[9]对香港巨牡蛎与近江牡蛎杂交及回交子代的存活率和早期生长发育的研究结果相似。
表3 乌鳢和斑鳢杂交及回交F1代的血液抗氧化酶活性
Tab.3 Blood antioxidant enzyme activities of the hybrid F1and backcrossing between Northern snakehead Channa argus and Taiwan snakehead C.maculate
组别group溶菌酶/ (μg·mL-1) LZM酸性磷酸酶/ (U·mL-1) ACP超氧化物歧化酶/ (U·mL-1) SOD丙二醛/ (nmol·mL-1) MDA谷光氨肽过氧化物酶/ (U·L-1) GSH-PX羟氢自由基/ (U·mL-1) Hydroxy radial MM MA MMA AM AA AMA MAM MAA MAMA 36.17±4.91 29.80±3.16 26.55±1.00 29.72±0.91 29.12±1.15 28.22±1.57 27.36±1.36 28.26±1.07 28.44±1.50 1.4858±0.0999ab1.6372±0.0759a1.4270±0.0741b1.6138±0.1676a1.4849±0.1192ab1.4537±0.0490ab1.4746±0.0944ab1.4681±0.0514ab1.5417±0.0465ab152.24±5.02a155.03±5.12ab151.03±4.62a159.09±5.03a163.10±6.11a149.03±4.46b150.62±4.62a145.26±4.82b149.72±3.55a8.00±0.49bc7.48±1.04bc10.80±0.56a7.97±0.47bc7.47±0.53c9.95±0.60a10.12±1.00a9.39±0.30ab10.80±0.64a410.45±10.06a443.99±27.85a352.21±6.22b357.49±9.52b350.47±14.73b343.14±10.95b325.40±7.72b354.54±7.93b364.30±18.01b409.61±18.32 406.82±14.78 399.16±5.69 396.93±6.67 405.79±16.94 401.12±6.69 409.52±16.49 396.21±12.32 401.58±17.66
综合上述分析可知,MM组 (斑鳢♀×斑鳢♂)的成活率最高,可能与试验的场地本来就是斑鳢的自然栖息地有关。但是总增重、特定生长率这两个指标上都是MA组 (斑鳢♀×乌鳢♂)具有最大的优势,体现出了MA组的杂种优势。饵料系数以AA组 (乌鳢♀×乌鳢♂)最小,但特定生长率AA组最差,这可能与其食性有关,驯化时投喂膨化饲料的效果不好所导致。
3.2 9种交配组合鳢非特异性免疫指标的比较
本试验中主要以一些非特异性免疫因子指标用于9种交配组合鳢的免疫指标的评价[11]。ACP是溶酶体酶的重要组成部分,在免疫反应中发挥重要作用[12],能增强巨噬细胞对病原体的识别和吞噬能力,有助于提高机体的抗病力[13-14]。SOD是酶系统中最主要的抗氧化酶之一,可以清除呼吸暴发产生的大量超氧阴离子 (O2-)和H2O2等自由基,从而保护机体,其活性与生物的免疫水平密切相关[15]。GSH-PX对氢过氧化物有相对专一性,可与SOD一起清除O2-和H2O2,对于终止自由基的连锁反应是缺一不可的[16-17]。本试验中,鳢血清中ACP的活性以MA、AM组较高,MMA组最低; SOD的活性以AA、AM、MA组较高,AMA组最低;GSH-PX的活性以MA、MM组较高,MAM组最低。由此可见,MA组遗传了母本斑鳢对氢化过氧化物的较强清除能力,而且还优于斑鳢,体现出比较明显的杂种优势。在SOD这一指标上,MA和AM组的杂种优势不是最明显,但与AA组的差异也不是很大,免疫水平基本一致。AA组的SOD略高于其他组,可能是AA组多生长在偏北较冷的环境与其耐寒机制有关。MDA是自由基脂质过氧化反应的终产物,能与蛋白质结合引起蛋白质分子内或分子间交联,由此造成组织细胞损伤[18],MDA含量越高,机体的损伤越大。本试验中,鳢血清中MDA含量以MAMA、MMA组最高,二者明显高于其他组,而MA、AM、AA、MM组MDA含量较少,且彼此间差异不显著。因此,从MDA指标来分析,MM、MA、AM、AA组优于其他组。
综合分析9种交配组合鳢的血液免疫指标可以看出,MA组和AM组相对于其他品种有明显的杂种优势,而且在ACP和GSH-X这两个指标方面MA组还要优于AM组,由此可见,MA组在所有的组合中非特异性免疫指标最高,抗病能力最强。
从生长性能和血液免疫等指标分析9种交配组合鳢后代的优势,发现各组合鳢后代中MA(斑鳢♀×乌鳢♂)和AM(乌鳢♀×斑鳢♂)在生长免疫方面与其他各组相比有较大的优势,其中MA与AM相比,MA的整体优势更为突出,最适宜作为主要养殖品种进行大面积推广。卓孝磊等[19]、曾运丁等[20]在杂交鳢和亲本以及9种交配组合鳢血液生理生化指标的比较试验中也得到了相同的结果。而对于回交组的4种后代在各项指标上比乌鳢和斑鳢自交组后代还要差,这可能与杂种优势复杂的遗传机制和基因之间的相互作用有关[21-24]。在今后的研究中,可结合分子标记技术对乌鳢和斑鳢杂交及回交子代的遗传变异进行分析[25],进一步解释试验中出现的回交子代劣于亲本自交的现象。
目前,大部分中小型甚至一些大型苗种场,为了节省成本,亲本当年用完后就淘汰,来年再重新购买,不注重亲本的保育,在育种过程中从外地购买的亲本质量得不到保证,从而导致苗种质量下降。比较9种组合鳢后代的生长及免疫指标,发现几组回交组合的指标最差,由此可以推断,近年来的种质退化现象可能与杂交鳢的回交或自交有关。
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Comparison of grow th and immunity of hybrid and backcrossing progenies between Northern snakehead Channa argus and Taiwan snakehead C.maculate
Abstract：Juvenile Northern snakehead Channa argus(A),Taiwan snakehead C.maculate(M)and their reciprocal cross and backcross hybrids(MA,AM)with body weight of(68.34±6.26)g were raised in cages disposed in the same pond for 90 d.Then feeding,growth performance[survival rate,specific growth rate(SGR),totalweight gain,and food conversion ratio(FCR)],immunity[activities of lysozyme(LZM),acid phosphatase(ACP),superoxide dismutase(SOD),and glutathione peroxidase(SGH-PX),and contents of hydroxyl radical,and malonaldehyde(MDA)]and digestion(pepsin,trypsin,lipase,and amylase)were studied in snakehead AA,MM and their hybrids including AM(AA♀×MM♂),MA(MM♀×AA♂),AMA(AA♀×MA♂),MMA(MM♀×MA♂), MAA(MA♀×AA♂),MAM(MA♀×MM♂),and MAMA(MA♀×MA♂)to breed new snakehead which was characterized by high survival rate,good growth,better disease resistance and high feed conversion efficiency.The results showed that the MM showed significantly higher survival rate(82.33%)than the snakehead in other groups (P＜0.05).There was totalweight gain of 8908 g in MA and 8732 g in MM,higher than that in the other groups. MA had higher SGR(0.84%/d)than other snakehead.Food conversion ratiowas found to be 1.22 in AA,1.22 in MM and 1.31 in AM,significantly lower than other snakehead(P＜0.05).There were higher ACP activities in MA(1.637 2 U/mL)and AM(1.613 8 U/mL)than in the snakehead in other groups,higher SOD activities in AA(163.10 U/mL),AM(159.09 U/mL)and MA(155.03 U/mL)than in the snakehead in other groups,lower contents of MDA in AA 7.47 nmol/mL)and MA(7.48 nmol/mL)than in the snakehead in other groups,and higher SGH-PX activities in MA(443.09 U/L)and MM(410.45 U/L)than in the snakehead in other groups, without significant differences in LZM activity and hydroxy radicl contents in various groups(P＞0.05).The findings suggested that the order of growth and immunity heterosis is ranged as hybrid groups(MA,AM)＞parent groups(MM,AA)＞backcross groups(AMA,MMA,MAA,MAM),in which MA is optimal for wide culture.
Key words：Channa argus;Channa maculate;hybridization;growth;immunity
中图分类号：S917.4
文献标志码：A
收稿日期：2014-12-12
基金项目：国家 “星火计划”重点项目 (2008GA780002);广东省教育部产学研结合项目 (2011B090400270)
DOI：10.16535/j.cnki.dlhyxb.2015.05.003
文章编号：2095-1388(2015)05-0467-05