Comparative analysis on catch composition with two fishing gears at Yellow River estuary in spring
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摘要:
根据2007年5月在黄河口海域弓子网和小型单船底拖网渔业资源调查资料，分析了2种网具的渔获物种类组成，并分别计算了Sorensen相似性指数(SS)、种类丰富度指数(R)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J′)和相对重要性指数(index of relative importance，IRI)。弓子网和底拖网的SS指数为0.63，2种网具渔获物组成的相似性较差。弓子网和底拖网的R、H′、J′指数分别为3.61、2.28、0.64和3.55、2.40、0.72，底拖网渔获物多样性程度高于弓子网。分析结果表明，2种网具的单位功率渔获量(catch per unit effort，CPUE)均不高，且存在选择性差和对幼体生物伤害严重的问题。
Abstract:Based on the survey data obtained by beam trawl and single-boat bottom trawl at Yellow River estuary in May 2007, a comparative study on the catch composition with two fishing gears was analyzed; indices of Sorensen similarity (SS), species richness (R), Shannon-Wiener diversity (H), Pielou evenness(J′) and index of relative importance (IRI) were calculated. The similarity of catch composition between beam trawl and bottom trawl was relatively small with a Sorensen similarity of 0.63. Indices R, H′ and J′ of beam trawl were 3.61, 2.28, 0.64 and those of bottom trawl were 3.55, 2.40, 0.72, respectively. The results showed that the diversity of bottom trawl was greater than that of beam trawl. It is suggested that the catch per unit effort of the two fishing gears was low with a poor selectivity, which would be greatly harmful to young individuals.
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Keywords:
- Yellow River estuary /
- catch composition /
- bottom trawl /
- beam trawl
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光合细菌是一大类能利用光能作为能源进行不放氧光合作用的原核生物的总称。光合细菌由于其显著的净化水质作用[1]，其中的某些菌株能够拮抗病原菌[2]、提高水产动物免疫力[3]和成活率[4]，且其丰富的菌体蛋白也可以为水产动物提供营养[5-7]，在水产动物的育苗[8]及生产[9]中发挥了重要的作用。筴膜红假单胞菌(Rhodopseudomonas capsulate)PS2菌株可适应的温度、盐度、pH和光照度范围分别为(20~40) ℃、0~40.0、6.0~9.0、(500~5 000)lx；该菌株具有良好的水质净化能力，生长范围广泛，是一种潜在的益生菌[1]。赵卫红等[10]研究了筴膜红假单胞菌对异育银鲫(Allogynogenetie cruciaan)鱼种非特异性免疫机能的影响。笔者将此株光合细菌添加到饲料中研究了其对尖吻鲈(Lates calcarifer)的生长、消化酶及血清非特异性免疫酶的影响，以为光合细菌在鱼类饲料中的应用提供参考。
1. 材料与方法
1.1 试验菌株
试验所用的光合细菌由中国水产科学研究院南海水产研究所分离保存，并培养成液体制剂，该光合细菌被鉴定为筴膜红假单胞菌，其菌含量为8×108 cfu·mL-1。
1.2 试验饲料
投喂前将光合细菌液体制剂分别按照0.0%、0.5%、1.0%和1.5%的比例均匀喷洒在基础饲料表面，稍晾干后，在0.5 h内投喂完毕。基础饲料是恒兴牌海水鱼膨化饲料。
1.3 试验用鱼及饲料管理
试验在中国水产科学研究院南海水产研究所热带水产研究开发中心(海南三亚)进行。试验尖吻鲈购于当地养殖场，购回后在室内进行为期2周的驯养。挑选健康均匀的个体随机分为4个组，初始体质量为(10.95±0.25)g，每组3个平行，每个平行20尾鱼，在容量为0.5 m3的圆形玻璃纤维桶内养殖50 d。采用流水养殖，海水流速为2~3 L·min-1。试验用水是沙滤海水。每天饱食投喂2次，分别于8: 00和16: 00进行。溶解氧、氨氮、盐度和温度分别为(6.84±0.90)mg·L-1，(0.03±0.02)mg·L-1，29~31和26~31 ℃。
1.4 取样及计算指标
试验结束前经24 h禁食，称总质量，并统计每组鱼的数量。每桶随机取3尾鱼作为消化酶的样品。冰盘解剖活鱼，分别取出肝脏、胃、幽门垂和肠道，剔除脏器的脂肪和结缔组织并称重。样品放置在-20 ℃保存备用。每桶取5尾鱼断尾取血，用以测定血清免疫酶活性。增重率(weight gain，WG)、特定生长率(specific growth rate，SGR)、饲料系数(feed conversion ratio，FCR)和成活率(survival rate，SR)的计算公式如下：
增重率(%)=100×[终末均质量(g)-初始均质量(g)]/初始均质量(g)
特定生长率(%)=100×[ln终末均质量(g)-ln初始均质量(g)]/试验天数(d)
成活率(%) =100×试验结束鱼数/试验开始鱼数
饲料系数=投喂饲料干质量(g)/鱼增质量(g)
1.5 消化酶的测定
1.5.1 样品制备
样品制备参照WANG和XU[11]。将各个消化器官的组织在预冷的磷酸缓冲液(0.02 mol·L-1，pH 7.5)[1 g·(5 mL)-1]中用玻璃匀浆器冰浴匀浆，4 ℃、10 000 r·min-1冷冻离心30 min，上清液作为消化酶分析样品，4 ℃保存，24 h内分析完毕。酶液中可溶性蛋白浓度用BRADFORD[12]的方法测定，用牛血清蛋白做标准曲线。酶的活力单位定义为在37 ℃，相应的pH的条件下，每分钟催化底物释放1 μg的产物所需要的酶量。酶比活力定义为单位每毫克蛋白的酶活力(U·mg-1)。其中胃组织的测定pH 3.0，其他组织酶的活性均在pH 7.5时测定。
1.5.2 消化酶活力的测定
蛋白酶的测定参照ANSON[13]的方法，用酪氨酸做标准曲线，以福林酚试剂作为显色剂，分别用1.5%的酪蛋白(Sigma)和1.5%的牛血红蛋白(Sigma)作为碱性蛋白酶和酸性蛋白酶的底物，在680 nm测定吸光度。淀粉酶的测定参照BERNFELD[14]的方法，以DNS试剂为显色剂，用麦芽糖做标准曲线，以1%的可溶性淀粉做底物，在520 nm测定吸光度。
1.6 非特异性免疫酶活力的测定
试验结束时，血液样品在4 ℃过夜，5 000 r·min-1冷冻离心10 min取上清液分别测定碱性磷酸酶(AKP)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)。均使用南京建成试剂盒测定。
1.7 数据的统计分析
采用Excel和SPSS 13.0软件对数据进行统计分析，所有数值用平均数±标准误差表示，先对数据作单因素方差分(ANOVA)，处理若有显著差异，再作Duncan′s多重比较，P < 0.05表示差异显著。
2. 结果与分析
2.1 对尖吻鲈生长的影响
在养殖过程中，部分鱼出现寄生虫病，影响了成活率和增重率，导致标准偏差较很大。尖吻鲈的增重率、特定生长率、成活率和饲料系数在组间均没有显著性差异(P>0.05)，试验组鱼的增重率和特定生长率比对照组略微降低(表 1)。
表 1 饲料中不同添加量的光合细菌对尖吻鲈生长的影响Table 1. Growth performance of sea bass fed with different doses of photosynthetic bacterium in feed指标 index 饲料中光合细菌添加量 dietary R.capsulate levels 0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 增重率 weight gain(WG) 427.05±26.02 391.75±116.52 404.28±115.25 337.07±41.05 特定生长率 specific growth rate(SGR) 3.32±0.10 3.15±0.46 3.20±0.46 2.94±0.19 成活率 survival rate(SR) 80.00±13.23 81.67±7.64 66.67±15.28 68.33±34.03 饲料系数 feed conversion ratio(FCR) 1.31±0.14 1.33±0.21 1.26±0.06 1.36±0.11 注：数据以3个重复的平均值±标准差表示，上标字母不同者为存在显著差异(P < 0.05)。后表同此
Note：Values are showed by Means ± SD of 3 replicates. Values within the same row with different superscript letters are significantly different(P < 0.05).The same as below.2.2 对尖吻鲈消化酶活性的影响
尖吻鲈的肠和肝蛋白酶均在1.0%组达到最大值，其中1.0%组鱼的肝蛋白酶显著高于对照组，但1.0%组肠蛋白酶与对照组没有显著差异。幽门垂蛋白酶在1.5%组达到最大值, 并显著高于其他各组(P < 0.05)。胃蛋白酶活性在组间没有显著性差异(P>0.05)(表 2)。
表 2 饲料中不同添加量的光合细菌对尖吻鲈各个器官蛋白酶活性的影响Table 2. Protease of organs of sea bass fed with different doses of photosynthetic bacterium in feedw(蛋白酶)/U·mg-1蛋白
protease饲料中光合细菌添加量 dietary R.capsulate levels 0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 肠 intestinal 9.567±5.098ab 9.478±4.370ab 11.959±2.380b 5.516±1.214a 幽门垂 pyloric caeca 4.798±1.616a 5.568±1.355a 4.992±1.639a 14.199±2.377b 肝 liver 0.408±0.046ab 0.359±0.040a 0.595±0.125c 0.509±0.045bc 胃 stomach 3.656±0.731 3.521±0.902 4.275±0.770 3.777±0.587 尖吻鲈的肠及胃淀粉酶均在1.0%组显著高于对照组(P < 0.05)；幽门垂淀粉酶在1.5%组显著高于其他各组(P < 0.05)；肝淀粉酶在组间没有显著性差异(P>0.05)(表 3)。
表 3 饲料中不同添加量的光合细菌对尖吻鲈各个器官淀粉酶活性的影响Table 3. Amylase of organs of sea bass fed with different doses of photosynthetic bacterium in feedw(淀粉酶)/U·mg-1蛋白
amylase饲料中光合细菌添加量
dietary R.capsulate levels0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 肠 intestinal 26.728±3.693a 33.433±6.292ab 38.633±13.095b 26.793±5.679a 幽门垂 pyloric caeca 43.497±11.147a 58.597±24.210a 51.357±6.590a 94.501±18.328b 肝 liver 137.029±31.855 239.006±79.602 230.824±60.875 231.406±22.863 胃 stomach 11.834±3.767a 13.002±1.991ab 15.628±3.468b 13.601±1.740ab 2.3 对尖吻鲈血清非特异性免疫酶活性的影响
尖吻鲈血清AKP、POD及SOD在组间均没有显著性差异(P>0.05)。但试验组的AKP均高于对照组，随着饲料中光合细菌添加量的增加，POD先减小后增大，SOD先增大后减小(表 4)。
表 4 饲料中不同添加量的光合细菌对尖吻鲈血清非特异性免疫酶活性的影响Table 4. Serum nonspecific immune enzymes of sea bass fed with different doses of photosynthetic bacterium in feedw(免疫酶)/U·mg-1蛋白
immune enzymes饲料中光合细菌添加量 dietary R.capsulate levels 0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 碱性磷酸酶(AKP) 2.287±0.654 2.677±0.846 2.750±0.567 2.604±0.548 过氧化物酶(POD) 34.741±10.266 32.815±4.491 28.815±12.581 38.000±2.189 超氧化物歧化酶(SOD) 147.956±18.588 159.358±9.622 151.849±13.350 147.121±17.105 3. 讨论
在体外试验中，沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)和混球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)对人工模仿的胃酸及肠液具有一定的抵抗力，且对罗非鱼的小肠上皮细胞无害[15]。说明光合细菌的某些种类具有在鱼类消化道中生存的能力。在该试验中，饲料中添加光合细菌对尖吻鲈的生长及饲料系数均没有显著性影响。对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)[16]、西伯利亚鲟鱼(Acipenser baeri)[17]、罗非鱼(Tilapia sp.)[18]和月鳢(Channa asiatica)[19]等的研究则表明，光合细菌以适宜的比例添加到饲料中可以显著地促进鱼类的生长。这可能与光合细菌的种类、鱼的食性以及养殖环境有关。不同种类的光合细菌在对酸及胆盐的耐受能力、对pH及盐度的适宜生长范围、对鱼类消化道的粘附能力等特性的影响会有很大差别。鱼类肠道菌群多样性与鱼类食性相关[20]，尖吻鲈属于肉食性海水鱼类，可能与上述草食性、杂食性或肉食性淡水鱼类的微生态区系的菌群组成存在差别，因而也会影响光合细菌的作用。
此试验中，光合细菌在1.0%组促进肠及胃蛋白酶和淀粉酶活性，其中肠及胃的淀粉酶活性显著高于对照组；在1.5%组幽门垂的蛋白酶及淀粉酶都显著升高(P < 0.05)，而此时肠及胃的消化酶却受到抑制。说明不同光合细菌添加量对各个消化器官的消化酶活性的影响不同。该研究的结果与陈鹏飞等[17]的研究结果有所不同，其研究显示，随着饲料中光合细菌添加量的增加，西伯利亚鲟鱼的胃、肠、肝及盲囊的消化酶变化趋势几乎一致。另外，该研究还显示消化酶的升高并没有促进尖吻鲈的生长，甚至有略微降低的趋势，这可能是由于该株光合细菌对尖吻鲈的生长没有促进作用，也可能养殖期间寄生虫病的发生对试验结果产生了影响。
张梁等[16]将菌浓度为1×108 cfu·mL-1的球形红假单胞菌(Rhodopseudomonas sphaeroides)分别按照0.0%、0.5%、1.5%、2.5%和3.5%的比例添加到草鱼饲料中，发现其血清及肝脏的SOD、ACP和AKP在2.5%组达到最大值，并显著高于对照组，而在3.5%组则出现降低的趋势。鲤鱼(Cyprinus carpio)血清溶菌酶及白细胞吞噬活性随着养殖水体中沼泽红假单胞菌(R.palustris)的添加量增加及添加时间的延长而升高[3]。赵卫红等[10]报道添加到水体中(5×108、5×109、5×1010 cfu·m-3)的筴膜红假单胞菌可提高异育银鲫白细胞的免疫性能，且其作用效果均随着添加量的增加而增加，但并未增加其血清溶菌酶的活力。而在此研究中光合细菌对尖吻鲈的血清AKP、POD及SOD均没有显著性差异。
尽管文献中报道光合细菌可以抑制病原菌的生长[2, 21]，提高水产动物的成活率[22]，显著地促进鱼类的生长[16-19]，但该研究结果中多项指标却无显著性差异。这可能与光合细菌的种类、菌株特性具有专一性以及添加量有关，此外，养殖期间寄生虫病的发生对试验的结果也有一定的影响。对于尖吻鲈饲料中此株光合细菌的添加量和肠道微生态区系的菌群组成，以及两者之间的关系均有待于进一步研究。
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图 2 弓子网和底拖网渔获物的种类组成
注：N1p和N2p分别代表弓子网和底拖网平均每网各生态类的种类数；N1和N2分别代表共有站位弓子网和底拖网各生态类的种类数
Figure 2. The species composition of catches with beam trawl and bottom trawl
Note: N1p and N2p represent average ecotypic species number of beam trawl and bottom trawl, respectively; N1 and N2 represent ecotypic species number of beam trawl and bottom trawl in the same stations, respectively.
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图 3 2种网具渔业资源群落聚类分析
Figure 3. Cluster analysis of the assemblages of fishery resources at Yellow River estuary in spring
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图 5 几种优势种的长度和体质量分布
Figure 5. The length and weight distribution of several dominant species
表 1 2种网具的渔获物生态类组成
Table 1 The ecotypic composition of catches with two fishing gears
生态类
ecotype弓子网 beam trawl 底拖网 bottom trawl W W% N N% W W% N N% 鱼类 fish 14.10 13.85 4 158 5.58 10.80 23.34 2 102 14.71 虾类 shrimp 26.50 26.07 10 690 14.35 18.90 41.11 2 571 17.99 蟹类 crab 1.70 1.67 1 117 1.50 2.30 4.99 1 044 7.31 头足类 cephalopod 1.80 1.79 140 0.19 8.20 17.71 646 4.52 贝类 shellfish 57.70 56.66 58 407 78.37 5.90 12.84 7926 55.47 注：W、N、W%、N%分别为单位时间单位面积渔获质量[kg·(h·km2)-1]和渔获数量[ind·(h·km2)-1]及分别占总渔获量的百分比
Note：W and N represent catch weight[kg·(h·km2)-1]and number of individuals[ind·(h·km2)-1]per unit area and per unit time, respectively; W% and N%represent their percentage of total catches.
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表 2 2种网具渔获物种类组成
Table 2 The species composition of the catches with two fishing gears
种类
species拉丁名
Latin name栖息水层 inhabiting water layer 网具 sampling gears 中上层
mid-upper layer底层、近底层
bottom, near-bottom layer弓子网
beam trawl底拖网
bottom trawl长吻红舌鳎 Cynoglossus lighti √ √ √ 短吻红舌鳎 C.joyneri √ √ 短鳍 Callionymus kitaharae √ √ √ 叫姑鱼 Johnius grypotus √ √ √ 六丝矛尾虎鱼 Chaeturichthys heranema √ √ √ 斑尾复虎鱼 Synechogobius ommaturus √ √ √ 方氏云鳚 Enedrias fangi √ √ √ 小头栉孔虎鱼 Ctenotrypauchen microcephalus √ √ 红狼牙虎鱼 Odontamblyopus rubicundus √ √ 大银鱼 Prolosalanx chinensis √ √ 鲬 Platycephalus indicus √ √ 小黄鱼 Larimichthys polyactis √ √ 日本海马 Hippocampus japonicus √ √ 赤鼻棱鳀 Thrissa kammalensis √ √ √ 中颌棱鳀 T.mystax √ √ 黄鲫 Setipinna taty √ √ 尖海龙 Syngnathus acus √ √ 脊腹褐虾 Crangon affinis √ √ 日本鼓虾 Alpheus japonicus √ √ 鲜明鼓虾 A.distinguendus √ 口虾蛄 Oratosquilla oratoria √ √ 鹰爪虾 Trachypenaeus curvirostris √ √ 葛氏长臂虾 Palaemon gravieri √ √ 细巧仿对虾 Parapenaeopsis tenalla √ 脊尾白虾 Palaemon carinicauda √ 绒毛细足蟹 Raphidopus ciliatus √ √ 日本 Charybdis japonica √ √ 双斑 C.bimaculata √ 锯额瓷蟹 Porcellana seratifrons √ 尖齿拳蟹 Philyra acutidens √ 寄居蟹 Diogenes sp. √ 日本枪乌贼 Loligo japonica √ √ 双喙耳乌贼 Sepiola birostrata √ √ 剑尖枪乌贼 L.edulis √ 长蛸 Octopus variabilis √ 短蛸 O.ocellatus √ √ 扁玉螺 Neverita didyma √ √ 红带织纹螺 Nassarius succinctus √ √ 纵肋织纹螺 N.variciferus √ √ 橄榄蚶 Estellarca olivacea √ 小刀蛏 Cultellus attenuatus √ 四角蛤蜊 Mactra veneriformis √ 微黄镰玉螺 Lunatia gilva √
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表 3 主要渔获物的特征值
Table 3 The characteristics of main species
种类
species质量/kg
weight质量%
weight percentage尾数/ind
number数量%
number percentage频率/%
frequencyIRI 弓子网 beam trawl 纵肋织纹螺 Nassarius variciferus 6.316 37.89 7 618 62.44 83.33 8 358.79 红带织纹螺 N.succinctus 1.058 6.35 1 302 10.67 66.67 1 134.30 扁玉螺 Polynices didyma 1.970 11.82 622 5.10 61.11 1 033.63 口虾蛄 Oratosquilla oratoria 1.805 10.83 265 2.17 50.00 649.95 脊腹褐虾 Crangon affinis 0.529 3.17 548 4.49 66.67 510.89 日本鼓虾 Alpheus japonicus 0.625 3.75 477 3.91 61.11 467.96 六丝矛尾虎鱼 Chaeturichthys hexanema 0.886 5.31 438 3.59 50.00 445.18 鹰爪虾 Tachypenaeus curvirostris 1.091 6.54 347 2.84 44.44 417.24 斑尾复虎鱼 Synechogobius ommaturus 0.237 1.42 106 0.87 44.44 101.79 底拖网 bottom trawl 口虾蛄 Oratosquilla oratoria 2.412 37.18 182 9.05 100 4 622.78 红带织纹螺 Nassarius succinctus 0.418 6.44 692 34.39 100 4 083.73 纵肋织纹螺 N.variciferus 0.344 5.30 411 20.43 100 2 573.03 六丝矛尾虎鱼 Chaeturichthys hexanema 0.467 7.20 194 9.64 75 1 263.09 日本枪乌贼 Loligo japonica 0.368 5.67 67 3.33 100 900.29 短鳍 Callionymus kitaharae 0.353 5.44 46 2.29 75 579.60 短蛸 Octopus ocellatus 0.404 6.23 5 0.25 75 485.73 脊腹褐虾 Crangon affinis 0.073 1.13 73 3.63 100 475.36 叫姑鱼 Johnius grypotus 0.233 3.59 17 0.84 75 332.75 寄居蟹 Pagurus sp. 0.131 2.02 138 6.86 25 221.96 鹰爪虾 Tachypenaeus curvirostris 0.064 0.99 26 1.29 75 170.91 日本鼓虾 Alpheus japonicus 0.043 0.66 32 1.59 75 169.00 斑尾复虎鱼 Synechogobius ommaturus 0.161 2.48 15 0.75 50 161.37 日本 Charybdis japonica 0.188 2.90 3 0.15 50 152.36 长蛸 O.variabilis 0.361 5.56 1 0.05 25 140.37 扁玉螺 Polynices didyma 0.057 0.88 11 0.55 75 106.91
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