CN103210864A

CN103210864A - 一种基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法

Info

Publication number: CN103210864A
Application number: CN2013101461373A
Authority: CN
Inventors: 杨建敏; 董根; 王卫军; 郑小东; 韦秀梅; 孙国华
Original assignee: SHANDONG PROVINCE MARINE LIVINGS RESEARCH INST
Current assignee: SHANDONG PROVINCE MARINE LIVINGS RESEARCH INST
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2013-07-24

Abstract

本发明公开了一种基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，包括以下步骤：一、将刚产出的短蛸受精卵置于不同水温梯度T_i下进行恒温孵化；二、根据生物学零度计算公式计算出短蛸的生物学零度C；三、利用有效积温法则计算各水温梯度T_i下的各发育时期的有效积温K_ij；四、计算短蛸发育至j时期所需的平均生长积温K_j；五、建立平均生长积温K_j与发育分期j之间的函数关系式；六、每日测量短蛸的实际生长环境温度，判断胚胎发育是否正常。本发明的有益之处在于：方法操作简便，仅需要记录每日水温状况，代入方程计算，即可获得胚胎发育状况，以量化的方式判断胚胎发育是否正常，判断结果准确度高，可为人工孵化过程及时提供信息。

Description

一种基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法

技术领域

本发明涉及一种判断短蛸胚胎发育状况的方法，具体涉及一种基于生长积温来划分短蛸胚胎发育阶段的方法。

背景技术

短蛸是我国北部沿海蛸类中最重要的经济物种之一，其生长迅速，生活史一般为一年，是优良的池塘养殖和浅海增殖品种。在养殖蛸类的过程中，胚胎能否正常发育至关重要,其中,水质又是影响蛸类胚胎正常发育的重要因素，主要包括：温度、盐度、pH值、溶解氧、氨氮等理化因子。例如产卵量大的蛸类，卵发育需要足够的溶解氧，否则会引起发育异常。

海洋无脊椎动物的受精卵需要温度达到一定值时才能够开始生长和发育，这个值在生物学中称为发育阈温度或生物学零度，但仅仅温度达到了生物学零度，尚不足以完成整个胚胎的生长和发育，还需要一定温度和时间的结合，即需要一定的总热量，称为总积温或者有效积温。Naef最早对头足类的胚胎发育做了详细的研究,根据形态特征将蛸类胚胎发育划分为20期，在胚胎发育早期根据天数来划分，后期根据胚胎形态特征变化来划分。受精卵发育至各个时期所需的生长积温是一致的，与形态学发育时期呈线性相关，即当生长积温达到一定量时，胚胎应发育至相应的形态学时期，发育时期过快或者过慢均表明胚胎发育异常。

目前，判断蛸类胚胎的发育状态还没有准确的方法，通常仅仅依据往年生产过程中的实践经验，肉眼进行推断，这种观察方法在处理明显的滞育和坏卵是有效的，但是由于每年的环境条件不可能完全一致，受精卵每年的发育状况也会有所变化，有些情况无法由肉眼直接判断，主观性很强，没有足够有效的数据支撑，因此需要一种可以量化的判断方法。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可以量化的、基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，该方法可以提高判断胚胎发育状态的准确性，提早发现胚胎发育异常，为人工孵化提供有效帮助，发现潜在的威胁。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将刚产出的短蛸受精卵置于不同水温梯度T_i下进行恒温孵化，孵化条件：水体为过滤海水，盐度28－32，pH7.8－8.1，溶解氧含量≥5mg/L，氨氮含量≤0.2mg/L；i=1,2,3，……，n；

步骤二：根据生物学零度计算公式计算出短蛸的生物学零度C，公式为：

C = \frac{Σ_{i = 1}^{n} {V_{i}}^{2} Σ_{i = 1}^{n} T_{i} - Σ_{i = 1}^{n} V_{i} Σ_{i = 1}^{n} V_{i} T_{i}}{n Σ_{i = 1}^{n} {V_{i}}^{2} - {(Σ_{i = 1}^{n} V_{i})}^{2}}

公式（1）

其中，i是指第1,2,3,……，n组；

T_i是指第i组的生长环境温度；

V_i=1/N_i，N_i是指第i组发育所需时间；

步骤三：观察短蛸受精卵在不同水温梯度T_i下的发育状况，并依据形态学标准对发育状态进行分期，同时利用有效积温法则计算各水温梯度T_i下的各发育时期的有效积温K_ij，公式为：

K_ij=N_ij(T_i-C) 公式（2）

其中：i是指第1,2,3,……，n组；

j是指第1,2,3,……,19,20时期；

N_ij是指第i组发育至第j时期所需要的天数；

T_i是指第i组的生长环境温度；

C是指短蛸的生物学零度；

K_ij是指第i组发育至第j时期所需要的有效积温；

步骤四：计算短蛸发育至j时期所需的平均生长积温K_j，公式为：

K_{j} = \frac{Σ_{i = 1}^{4} K_{ij}}{4}

公式（3）

其中：i是指第1,2,3,……，n组；

j是指第1,2,3,……,19,20时期；

K_ij是指第i组发育至第j时期所需要的有效积温；

K_j是指短蛸发育至第j时期的平均生长积温；

步骤五：短蛸发育至第j时期所需的平均生长积温K_j与发育分期j呈线性相关，将平均生长积温K_j作为Y轴，发育分期j作为X轴，建立函数关系式，公式为：

Y=aX+b 公式（4）

步骤六：每日记录短蛸的实际生长环境温度，计算获得积累的平均生长积温，然后带入公式（4）中，即可推测短蛸胚胎发育所在分期，然后与形态学的分期进行比较，从而判断胚胎发育是否正常。

前述的基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，n≥4。

前述的基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，T_i的范围是：18-28℃。

前述的基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，短蛸的生物学零度为5.15℃。

前述的基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，在步骤二中，对短蛸发育状态进行分期采用国内学者王卫军的《短蛸繁殖行为及胚胎发育过程》进行划分和判断。

前述的基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，在步骤六中，每日测量短蛸的实际生长环境温度的方法为：在早、中、晚三个固定的时间点测量实际水温，然后取平均值，即为短蛸的实际生长环境温度。

本发明的有益之处在于：

1、本发明巧妙的利用了发育生物学中，受精卵发育至各个阶段所需的生长积温一致的特点，同时发现发育至各阶段所需的平均积温与发育分期呈现线性相关，从而可以准确的计算出生长积温相应理想状态下的发育时期，进而与实际所处时期进行比较，获得胚胎发育快慢等信息，即实现了以量化的方式准确的判断胚胎发育是否正常；

2、本发明的判断方法适用性广，适用于每年不同的环境温度变化；

3、本发明通过生长积温判断发育状态，为人工孵化过程及时提供信息，从而追寻孵化过程中的导致发育异常的缘由，保证卵发育同步性；

4、本发明的方法操作简便，仅需要记录每日水温状况，代入方程计算，即可获得胚胎发育状况。

附图说明

图1是平均生长积温与发育分期之间的线性关系图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

实施例：

1、将刚产出的短蛸受精卵置于不同水温梯度：T₁=19.5℃、T₂=21.0℃、T₃=23.0℃、T₄=26.0℃下进行恒温孵化，孵化条件：水体为纯净海水，盐度28－32，pH7.8－8.1，溶解氧含量≥5mg/L，氨氮含量≤0.2mg/L；同时以未过滤海水组做对比，在T₀=20.0℃恒温条件下进行孵化。

2、每日记录短蛸的实际生长环境温度，具体的：在早、中、晚三个固定的时间点测量实际水温，然后取平均值，同时填写《有效积温积累数据表》，见表1：

表1 有效积温积累数据表

3、根据生物学零度计算公式：

C = \frac{Σ_{i = 1}^{n} {V_{i}}^{2} Σ_{i = 1}^{n} T_{i} - Σ_{i = 1}^{n} V_{i} Σ_{i = 1}^{n} V_{i} T_{i}}{n Σ_{i = 1}^{n} {V_{i}}^{2} - {(Σ_{i = 1}^{n} V_{i})}^{2}}

公式（1）

其中，i是指第1,2,3,……，n组

T_i是指第i组的生长环境温度

V_i=1/N_i，N_i是指第i组发育所需时间

计算出短蛸的生物学零度C。

具体的，根据表1记录的数据，整理得到过滤海水中短蛸卵子发育至初孵幼体的数据统计表，即表2：

表2 短蛸卵子发育至初孵幼体的数据统计表

将表2中的数据代入公式（1）中，经计算C=5.15℃，即短蛸的生物学零度为5.15℃。

4、观察短蛸受精卵在不同水温梯度下的发育状况，并依据形态学标准对发育状态进行分期，优先采用国内学者王卫军的《短蛸繁殖行为及胚胎发育过程》进行划分和判断；同时利用有效积温法则计算各水温梯度下的各发育时期的有效积温K_ij，公式为：

K_ij=N_ij(T_i-C) 公式（2）

其中：i是指第1,2,3,……，n组

j是指第1,2,3,……,19,20时期

N_ij是指第i组发育至第j时期所需要的天数

T_i是指第i组的生长环境温度

C是指短蛸的生物学零度

K_ij是指第i组发育至第j时期所需要的有效积温；

具体的，例如当观察到受精卵发育至第三期时，结合表1记录的数据可知：

第一组（19.46℃条件下）需要12天，有效积温K₁₃为133.9℃·d；

第二组（21.12℃条件下）需要8天，有效积温K₂₃为123.3℃·d；

第三组（23.06℃条件下）需要7天，有效积温K₃₃为124.85℃·d；

第四组（25.93℃条件下）需要6天，有效积温K₄₃为121.9℃·d。

同理，当观察到受精卵发育至第7期、第12期、第16期、第20期时，结合表1记录的数据可得到相应分期下短蛸的有效积温，在此不再赘述。

5、计算短蛸发育至j时期所需的平均生长积温Kj，公式为：

K_{j} = \frac{Σ_{i = 1}^{4} K_{ij}}{4}

公式（3）

其中：i是指第1,2,3,……，n组

j是指第1,2,3,……,19,20时期

K_ij是指第i组发育至第j时期所需要的有效积温

K_j是指短蛸发育至第j时期的平均生长积温；

具体的，以第三期为例，

同理，可以得到短蛸发育至其他时期所需的平均生长积温，见表3：

表3 短蛸各发育分期的平均生长积温

6、短蛸发育至第j时期所需的平均生长积温K_j与发育分期j呈线性相关，将表3中的数据，利用SPSS软件进行线性拟合，将平均生长积温K_j作为Y轴，发育分期j作为X轴，建立函数关系式：Y=aX+b（公式（4）），具体为：

K_j=26.72j+55.34 R²=0.996

7、判断短蛸胚胎发育是否正常。

首先，利用上述的方法计算出第二组和对照组中短蛸的平均生长积温，将平均生长积温带入公式：K_j=26.72j+55.34中，获得理想状态生长期j，经计算，理想状态生长期为第IX期；

然后，观察此时短蛸胚胎发育状况，并将其特征与第IX期时的生物学特征进行比较，结果如下：

过滤海水中胚胎刚好发育至第IX期，表明发育正常，最终胚胎成功破膜孵化。

在上述实施例中，T_i仅列举了19.46℃、21.12℃、23.06℃、25.93℃四个数值，经试验发现，短蛸在18-28℃范围内均可以正常生长、发育，所以Ti的范围可扩大至18-28℃。

本发明的方法操作简便，仅需要记录每日水温状况，代入方程计算，即可获得胚胎发育状况，以量化的方式判断胚胎发育是否正常，判断结果准确度高，可为人工孵化过程及时提供信息。

需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将刚产出的短蛸受精卵置于不同水温梯度T_i下进行恒温孵化，孵化条件：水体为过滤海水，盐度28-32，pH7.8-8.1，溶解氧含量≥5mg/L，氨氮含量≤0.2mg/L；i=1,2,3，……，n；

C = \frac{Σ_{i = 1}^{n} {V_{i}}^{2} Σ_{i = 1}^{n} T_{i} - Σ_{i = 1}^{n} V_{i} Σ_{i = 1}^{n} V_{i} T_{i}}{n Σ_{i = 1}^{n} {V_{i}}^{2} - {(Σ_{i = 1}^{n} V_{i})}^{2}}

公式（1）

其中，i是指第1,2,3,……，n组；

T_i是指第i组的生长环境温度；

V_i=1/N_i，N_i是指第i组发育所需时间；

K_ij=N_ij(T_i-C) 公式（2）

其中：i是指第1,2,3,……，n组；

j是指第1,2,3,……,19,20时期；

N_ij是指第i组发育至第j时期所需要的天数；

T_i是指第i组的生长环境温度；

C是指短蛸的生物学零度；

K_ij是指第i组发育至第j时期所需要的有效积温；

K_{j} = \frac{Σ_{i = 1}^{4} K_{ij}}{4}

公式（3）

其中：i是指第1,2,3,……，n组；

j是指第1,2,3,……,19,20时期；

K_ij是指第i组发育至第j时期所需要的有效积温；

K_j是指短蛸发育至第j时期的平均生长积温；

Y=aX+b 公式（4）

2.根据权利要求1所述的基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，n≥4。

3.根据权利要求2所述的基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，T_i的范围是：18-28℃。

4.根据权利要求3所述的基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，短蛸的生物学零度为5.15℃。

5.根据权利要求1所述的基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，在步骤二中，对短蛸发育状态进行分期采用国内学者王卫军的《短蛸繁殖行为及胚胎发育过程》进行划分和判断。

6.根据权利要求1所述的基于生长积温划分短蛸胚胎发育阶段的方法，其特征在于，在步骤六中，每日测量短蛸的实际生长环境温度的方法为：在早、中、晚三个固定的时间点测量实际水温，然后取平均值，即为短蛸的实际生长环境温度。