3.3.孵化无节幼体和桡足类的大小差异和特征


从大卵孵化的无节幼体显着大于从正常大小的卵孵化的个体，并且在各自的发育阶段差异仍然存在（图4）。事实上，来自各个卵子的个体或多或少遵循相同的生长模式（图4）。从正常卵和大卵孵化的C1–C2桡足类的平均±SD大小分别比相应的N1无节幼体长65%和69%（图4）。将长度转换为生物量（Berggreen等人，1988）得出N1无节幼体的平均±SD值分别为24.3±3.8 ng（n=33）和39.9±7.5 ng（n=29）C，从正常卵和大卵孵化的C1-C2桡足类的平均±SD值分别为292±99.4 ng（n=29）和602±285 ng（n=31）C，所有值均显着不同（图5）。


图4。第1阶段无节幼体（比例尺：200μm）和第1阶段和第2阶段桡足类（比例尺：400μm）由正常大小（A和C）和大型（B和D）卵孵化而成。从正常和大型卵子（E）孵化的个体的平均±SD卵子直径、无节幼体（N1）和桡足类（C1–C2）长度。星号表示显着差异。


图5。从正常和大型卵孵化的无节幼体（N1）和桡足类（C1-C2）的平均±SD生物量（ng C）。星号表示显着差异。


最初从大卵孵化的成年桡足类是可育的，所产卵的平均±SD直径为95.6μm±6.6μm（n=121）。该值显着大于正常大小的鸡蛋，但也显着小于亲本鸡蛋。这些第一代卵在48小时后孵化成功率为73%（温度24°C；盐度25），在形态上与大型亲本卵没有差异。


4、讨论


大卵的罕见可能解释了为什么这项研究是第一次报告由同一种群的A.tonsa或据我们所知的任何其他桡足类产生的卵之间存在如此大小的差异。然而，我们不能排除这些实验室生长的桡足类与野生桡足类的行为不同（Mauchline，1998），因此，大卵型的产生可能只发生在实验室培养中，具有最佳和恒定的生长条件。


研究表明，温度和盐度都可以改变桡足类卵的密度和大小（Miller和Marcus，1994）。由于渗透调节，耐盐性增加通常与卵密度呈正相关（Hansen等人，2012年；Roddie等人，1984年），而温度通常与卵大小呈负相关（Hansen等人，2010年；Uye和Fleminger，1976年），因为温水桡足类物种通常产生的卵缺乏越冬所需的能量储存（Guisande和Harris，1995年）。虽然培养箱中的环境条件保持稳定，但研究表明，来自同一种群的桡足类能够产生不同密度和直径的卵（Marcus和Fuller，1986；Wang等人，2005）。此外，研究表明，即使没有周期性季节波动，滞育也可能发生（Coach等人，2001年）。因此，我们对大卵型的最初假设是休眠。然而，尽管DHE和滞育孵化过程明显密集且尺寸较大，但在DHE和滞育孵化过程后，似乎可以存活的大鸡蛋上没有观察到孵化，这表明DHE和滞育都不是大鸡蛋类型的典型特征。正常卵和大卵之间的绒毛膜厚度没有显著差异这一事实进一步支持了大卵是亚钛卵的说法。


本研究中观察到的桡足类卵密度相对较高，但与之前使用类似技术进行的研究（Marcus和Fuller，1986；Miller和Marcus，1994；Knutsen等人，2001；Wang等人，2005）相比，未发现异常值（p N 0.05）。大卵型的密度表明没有内部特征，因为卵直径越大，密度越高。


4.1.耗氧量


在两种卵型上观察到的呼吸速率的初始增加可能反映了胚胎发生的能量成本（Romano等人，1996年）。大鸡蛋的耗氧率高于正常大小的鸡蛋，但考虑鸡蛋体积时，大鸡蛋和正常大小鸡蛋的耗氧率相似。


大多数正常大小的鸡蛋在前24小时内孵化，在接下来的24小时内孵化成功率约为1%。大鸡蛋的孵化成功率从24小时后的51%上升到48小时后的60%，这与整个研究中观察到的大鸡蛋的孵化时间更长是一致的。这表明胚胎发生较慢，正如Berrill（1935）报道的有囊胚胎，其与直径或半径呈负相关，而与卵子的体积或表面积无关。如果桡足类也有同样的趋势，那么这可以解释似乎孵化时间更长，以及大卵型观察到的孵化成功率相对较低。大卵型较长的胚胎发生期本身不利于大规模培养，因为较长的孵化期意味着孵化的可控性较差。然而，可以开发一种由大无节幼体组成的产品，用于大口幼鱼。


由于未知原因，本研究中获得的耗氧率比其他研究在类似条件下使用相同纳米呼吸测量技术在同一桡足类上观察到的耗氧率低10倍。Hansen和Drillet（2013）观察到亚钛质卵子的初始耗氧率与Nielsen等人（2007）和Hansen等人（2012）的报告相当。7天龄DHE的测得耗氧率显着降低，平均±SD值为0.021±0.013 nlO2−1个鸡蛋−1小时−1，这与本研究中大鸡蛋观察到的值相似。如果队列内的表型变化可以解释个体耗氧量的变化（Nielsen等人，2007年），那么耗氧量和来自同一桡足类菌株的卵子批次之间的变化也可能得出相同的结论。


4.2.孵化成功


正常大小的鸡蛋通常孵化成功率约为90%，这支持了以下说法：这些鸡蛋是健康的亚钛质鸡蛋（Hansen等人，2012年），并且作为水产养殖产品有效。大卵型的孵化成功率通常在60%左右，这仍然与罗斯基尔德大学（Roskilde University）连续培养a.tonsa的亚钛卵孵化成功率为45–95%一致（Hansen等人，2012）。然而，孵化成功率较低确实表明，大卵型的行为与正常健康的亚卵型不同。事实上，从大卵型孵化到成年的桡足类都能够繁殖，并且它们的卵孵化正常，这表明Harding和Marshall（1955）没有发现任何染色体异常，例如在长鳍乌贼的三倍体无节幼体上发现的染色体异常。


4.3.大卵型是亚种群还是卵大小连续统的上尾端？


大多数鸡蛋测量是在两个双峰种群上进行的，对应于两种鸡蛋类型的大小（图1E和F）。然而，随后从整个种群中随机抽取202个卵，平均卵径为83.3μm，其中最大卵径为92.6μm（图1D）。这表明，整个种群的真实卵径不是一个子种群，而是遵循经典正态分布描述的连续统，大卵型是分布的上尾端。然而，奇怪的是，大鸡蛋在培养物中持续存在。这是由母亲决定的还是只是一个随机事件？Alajmi等人（2014）通过选择观察到的粗荚小蜂的较大卵直径比对照组的卵大16.5%。我们研究中发现的大鸡蛋直径比正常大小的鸡蛋大22.7%。两项研究都表明，两种代表性的卵子大小之间存在显着的大小差异，但Alajmi等人（2014）选择了产卵，研究表明，这与雌性体型呈正相关（Mauchline，1998）。这表明，Alajmi等人（2014年）观察到的较大卵是较大亲本的结果，而我们的研究表明，由于选择了较大的卵，桡足类养殖产生的较大卵似乎由正常大小的亲本组成。虽然两项研究中鸡蛋的大小差异具有可比性，但大小差异的原因并非如此。


一种假设是，大卵子类型是一种相对罕见的突变，可能对生物体有益，因为由于未知原因，即使每天都会选择大卵子，它仍然以低频率出现。尽管菌株起源于1982年，但可能在培养物中持续存在的突变（Støttrup等人，1986）。然而，这种特性可能会在从大卵孵化出来的桡足类的连续几代中消失？在本研究中，第一代比其亲本稍小但显着较小，因此大卵性状可能最终消失。大鸡蛋的罕见频率对大规模养殖计划没有危害，尽管胚胎发生时间较长，但鸡蛋仍然是亚皮质醇的，并导致在几天内孵化，因此不会降低活饲料产品的整体质量。相反，由于大卵世代相传，卵大小的差异为设计活饲料猎物提供了一个有趣的视角。这可能使人们能够选择非常大的桡足类猎物。这为在水产养殖中设计特定物种的活饲料产品，即用于有鳍鱼幼体饲料的大无节幼体提供了有趣的前景。然而，需要通过桡足类培养中无数代的单向选择努力进行彻底研究。我们打算在未来的研究中继续研究这一点，以开发新的活性饲料产品。


致谢


我们要感谢实验室技术人员Anni Glud在实验室工作期间提供的协助，生物医学实验室科学家Tora Bardal的拍照和测量，以及高级工程师Yngve Attramadal对该项目的支持和提供一般性讨论。这项工作得到了丹麦独立研究理事会（12-125843）、丹麦国家研究基金会（DNRF53）、欧洲研究理事会（ERC-2010-AdG20100224）、格陵兰科学研究委员会（KVUG；GCRC6507）和丹麦国家战略研究理事会IMPAQ第10-093522号拨款的资助。