全 文 ：温度和食物浓度对三品系萼花臂尾轮虫
实验种群动态的影响*
董丽丽 席贻龙* * 刘桂云 陈 芳 葛雅丽 温新利
(安徽师范大学生命科学学院 重要生物资源保护和利用研究安徽省重点实验室,芜湖 241000)
摘要 应用个体培养方法,研究了温度( 20、25 和 30 ! )和藻类食物浓度( 15 ∀ 106、30 ∀ 106、6 0∀ 106和
9 0∀ 106 cells#ml- 1)对青岛、芜湖、广州三品系萼花臂尾轮虫种群动态的影响. 结果表明,温度仅对轮虫的世
代时间和种群内禀增长率有显著影响, 而品系对所有生命表参数均无显著影响.轮虫种群的内禀增长率随培
养温度的升高而增大,世代时间则随培养温度的升高而缩短.食物浓度仅对轮虫的生命期望值和平均寿命有
显著影响, 品系对轮虫的净生殖率、世代时间、生命期望值和平均寿命也有显著影响.三品系间, 以广州品系
轮虫的净生殖率、世代时间、生命期望值和平均寿命最大,芜湖品系最短.当食物浓度为 3 0∀ 106 cells#ml- 1
时,轮虫的生命期望值和平均寿命最长, 90 ∀ 106 cells#ml- 1时最短.各品系轮虫的净生殖率、世代时间、总生
殖率、生命期望值和平均寿命均随培养温度的升高而减小,广州品系的净生殖率除外. 轮虫种群的内禀增长
率和广州品系轮虫的总生殖率则随培养温度的升高而增大.青岛和广州品系轮虫的各生命表参数, 均与食物
浓度呈曲线相关,但芜湖品系仅世代时间、平均寿命和生命期望值随食物浓度的增大而缩短.
关键词 萼花臂尾轮虫 品系 温度食物浓度 生活史参数
文章编号 1001- 9332( 2004) 11- 2165- 05 中图分类号 Q959 181 文献标识码 A
Effect of temperature and food concentration on the population dynamics of three Brachionus calycif lorus
strains. DONG Lili, XI Y ilong , L IU Guiyun, CHEN Fang, GE Yali, WEN Xinli ( Pr ovincial L aborator y of Con
ser vation and Utiliz ation f or Important Biological Resour ce in A nhui, College of L if e Science , Anhui Normal
Univer sity , Wuhu 241000, China) . Chin. J . A pp l . Ecol . , 2004, 15( 11) : 2165~ 2169.
Effects o f temperatur e ( 20 ! , 25 ! , 30 ! ) and food concentration ( 1 5, 3 0, 6 0, 90 ∀ 106 cells#ml- 1 ) o n
the population dynamics o f Brachionus calycif lorus of Q ingdao, Wuhu and Guang zhou strains w ere studied by
means of individual culture. The r esult showed that the temperatur e w as an important facto r affecting gener ation
time and intr insic r ate of population increase. W ith r ising of temperature, the intrinsic rate of populat ion increase
incr eased, but g eneration time decreased. Ther e were significant effects of food concentration on life expectancy
and average lifespan. The effect of strain on net r eproductiv e rate, generation time, life expectancy and average
lifespan was also significant. Net r eproductiv e rate, generation time, life expectancy, and average lifespan of
Guangzhou strain was all the max imum, and that of Wuhu strain minimum among the thr ee strains. T he rotifers
fed on the alg ae at the concentration of 30 ∀ 106 cells#ml- 1 had the longest life expectancy and average lifespan,
but those at 90 ∀ 106 cells#ml- 1 had the shortest. Net repr oductive rate, generation time, gross repr oductive
rate, life expectancy, and average lifespan of the three st rains decreased linearly w ith the rise of temperature, ex
cept for the net r eproductiv e rate of Guang zhou strain, while the intr insic rate of population incr ease of all the
three strains and g ross reproductive rate of Guangzhou strain incr eased linearly w ith the rise of temperature. The
relationships betw een all the life histor y parameters of Qingdao and Guang zhou strains and food concentr ation
were all curv ilinear , however, those between generation time, av erage lifespan, and life expectancy of Wuhu str ain
and food concentration could all be descr ibed by linear reg ression.
Key words Brachionus calycif lorus , Strain, T emperature, F ood concentration, L ife history par ameter.
* 国家自然科学基金项目( 39870158, 30270221)、安徽省优秀青年基
金项目( 04043050)和安徽省自然科学基金资助项目( 00042416) .
* * 通讯联系人.
2004- 03- 22收稿, 2004- 06- 28接受.
1 引 言
温度和食物浓度是影响轮虫种群动态的主要生
态因子.有关温度和食物浓度对轮虫某一品系(克
隆) 种 群 动 态 的 影 响 研 究 已 有 较 多 报
道[ 1, 2, 4, 6, 11, 12, 14, 15, 17~ 22, 24] ,内容涉及温度和食物浓
度对轮虫生殖阶段历时、净生殖率和种群内禀增长
率等的影响.但对不同温度或不同食物浓度下同种
轮虫 不 同 品 系 间 的 比 较 研 究 却 相 对 较
少[ 5, 7~ 10, 13, 16, 23] ,对轮虫品系间种群统计学特征的
比较研究鲜见报道.
萼花臂尾轮虫( Brachionus calycif lor us )是淡水
中常见的种类之一, 在水产养殖和环境监测中应用
极广. 本研究应用描述种群统计学的常用工具 ∃ ∃ ∃
生命表技术, 对采自我国不同地区的三个品系萼花
臂尾轮虫种群动态进行比较研究, 旨在为该种轮虫
应 用 生 态 学 报 2004年 11 月 第 15 卷 第 11 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Nov . 2004, 15( 11)%2165~ 2169
的规模化培养筛选最适品系, 或为各地开展轮虫规
模化培养确定最适的温度和食物浓度等条件.
2 材料与方法
21 轮虫来源
研究用萼花臂尾轮虫分别由我国不同地区的水体沉积
物中的休眠卵孵化得到. 其中, 广州品系的萼花臂尾轮虫采
于广州市华南师范大学校园内池塘,芜湖品系的萼花臂尾轮
虫采于芜湖市镜湖,青岛品系的萼花臂尾轮虫采于青岛市中
山公园内池塘. 实验室内于 25 & 1 ! 、自然光照条件下对由
休眠卵孵化所得轮虫进行克隆培养,所用的轮虫培养液采用
Gilbert( 1963)的配方[ 3] ,所用的饵料系由 HB4 培养基[ 25]培
养的、处于指数增长期的斜生栅藻 ( Scenedesmus obliquus ) .
培养时间在 1 年以上.
22 轮虫预培养
实验前 ,将三品系轮虫分别置于温度为 20、25 和 30 !
的 3个恒温水浴内进行为期 1 周的预培养, 以直径为 1 5
cm、长度为 12 cm 的玻璃刻度试管为培养器皿, 以密度为
30 ∀ 106 cells#ml- 1的斜生栅藻为轮虫的食物. 预培养过程
中,每天更换轮虫培养液并投喂饵料 1 次, 同时通过去除一
部分个体,使得轮虫种群始终处于指数增长期; 每 12 h 用玻
璃微吸管悬浮沉积于试管底部的藻类食物.不同食物浓度下
的预培养是用 4 种浓度 ( 1 5 ∀ 106、30 ∀ 106、6 0 ∀ 106 和
90 ∀ 106 cells#ml- 1 )的斜生栅藻分别作为三品系轮虫的食
物,在温度为 25 ! 的恒温水浴内进行为期 1 周的预培养.预
培养过程同前述一致.
23 单个培养实验
在预培养的试管中,分别吸取带卵的非混交雌体 24 个,
置于带凹穴的塑料板中, 进行单个培养, 培养液体积为 0 3
ml.之后, 每间隔 2 h, 用解剖镜检查轮虫卵的孵化情况,取刚
孵化出的幼体开始实验.实验过程中, 每间隔 6~ 8 h 观察 1
次,记录轮虫的产卵数、孵化出的幼体数及母体的存活情况,
并移去幼体;每间隔 24 h 更换 1 次培养液并投喂藻类食物.
实验至全部个体死亡时为止.
24 生命表参数的定义和计算方法
与文献[ 20]基本相同.
3 结果与分析
31 不同温度下三品系轮虫的种群动态
311不同温度下三品系轮虫的存活率和繁殖率
各培养温度下, 三品系轮虫的存活率见图 1.由图 1
可见,随着培养温度的逐渐升高,三品系轮虫存活率
开始下降的时间逐渐前移,下降的速度逐渐加快; 但
广州品系轮虫在 25 ! 时下降的速度却低于 20 !
时.此外,广州品系轮虫在 25 ! 时的生殖后期历时
也较长,表明与 20 ! 相比, 25 ! 可能更适合该品系
轮虫的存活.
图 1 不同温度下三品系轮虫的存活率
Fig. 1 Survival rates of three B . calycif lor us st rains cultured at three
different tem peratures.
∋20 ! , (25 ! , )30 ! . a) 青岛品系 Qingdao st rain, b) 芜湖品系
Wuhu st rain, c)广州品系Guang zhou strain.下同 The same below.
随着培养温度的逐渐升高, 三品系轮虫繁殖率
高峰值出现的时间也总体上呈现逐渐前移的趋势,
高峰值逐渐增大,但青岛品系在 25 ! 下的高峰值出
现的时间晚于 20 ! 下(图 2) .
312 不同温度下三品系轮虫的生活史参数 以 3
种温度培养时,三品系轮虫的生活史参数见表 1.无
重复双因子方差分析表明,温度仅对世代时间和内
禀增长率有显著影响 ( P< 005) ,世代时间随培养
温度的升高而缩短, 而内禀增长率则随培养温度的
升高而增大.品系对所有生命表参数均无显著影响.
20 ! 下, 净生殖率和内禀增长率以芜湖品系最
大,其它各参数均以青岛品系最大. 而 25 和 30 !
下,生命期望、平均寿命以广州品系最大, 内禀增长
率则以青岛品系最大, 净生殖率以芜湖品系最大.世
代时间在 25 ! 下以芜湖品系最大, 30 ! 下则以广
州品系最大.
各品系轮虫的净生殖率、世代时间、总生殖率、
生命期望值和平均寿命均随培养温度的升高而下
降,广州品系的净生殖率除外;内禀增长率和广州品
2166 应 用 生 态 学 报 15卷
图 2 不同温度下三品系轮虫的繁殖率
Fig. 2 Reproductive rates of three B. calycif lorus st rains cultured at
three dif ferent temperatures.
表 1 不同温度下三品系萼花臂尾轮虫的生活史参数
Table 1 Life history parameters of three B. calycif lorus strains at three
temperatures
生活史参数
Parameters o f life history
品系
Strains
20 ! 25 ! 30 !
净生殖率 青岛 Q ingdao 20 92 1336 10 58
N et reproductive rate( ind ) 芜湖 Wuhu 22 14 2233 11 68
广州 Guangzhou 12 12 1113 11 67
世代时间 青岛 Q ingdao 100 61 5580 29 95
Generation time( h) 芜湖 Wuhu 89 28 6029 36 65
广州 Guangzhou 72 06 5867 47 97
内禀增长率 Intr insic rate 青岛 Q ingdao 003898 0 06711 009576
o f population increase( h- 1) 芜湖 Wuhu 004412 0 06389 008611
广州 Guangzhou 004210 0 05179 006871
总生殖率 青岛 Q ingdao 24 75 2374 14 86
Gross reproduct iv e rat e( ind)芜湖 Wuhu 24 55 2320 17 33
广州 Guangzhou 14 70 1230 17 36
生命期望值 青岛 Q ingdao 175 50 8809 51 00
L ife expectancy( h) 芜湖 Wuhu 171 21 11700 57 32
广州 Guangzhou 109 40 12620 76 20
平均寿命 青岛 Q ingdao 178 50 9109 54 00
Average lifespan( h) 芜湖 Wuhu 158 14 12000 60 32
广州 Guangzhou 112 40 12920 79 20
系的总生殖率则随培养温度的升高而增大.
32 不同食物浓度下三品系轮虫的种群动态
321存活率和繁殖率 预培养发现, 当食物浓度
为15 ∀ 106 cells#ml- 1时, 芜湖品系的萼花臂尾轮
虫的存活率和繁殖率均很低, 表明低浓度的藻类食
物不利于芜湖品系轮虫的种群增长.
不同食物浓度下三品系间轮虫存活率开始下降
的时间有所不同. 青岛品系轮虫的存活率开始下降
的时间以食物浓度为 60 ∀ 106 cells#ml- 1组最迟,
为 88 h;食物浓度为 90 ∀ 106 cells#ml- 1组最早,为
40 h.广州品系轮虫的存活率开始下降的时间以食
物浓度为 30 ∀ 106 cells#ml- 1组最迟, 为 128 h; 食
物浓度为 15 ∀ 106 cells#ml- 1组最早, 为 88 h.而芜
湖品系的轮虫在 3种食物浓度下存活率开始下降的
时间均为 72 h(图 3) .
图 3 不同食物浓度下三品系轮虫的存活率
Fig. 3 Survival rates of three B. calycif lor us st rains cultured at dif ferent
food concent rat ions.
∋15∀ 106 cells#ml- 1, (30 ∀ 106 cells#ml- 1, )60∀ 106 cells#
ml- 1, ∗90∀ 106 cells#ml- 1.下同 The sam e below .
三品系轮虫的繁殖率大体上均在 48 h内出现
高峰值. 芜湖和广州品系的高峰值均随食物浓度的
升高而增大, 但广州品系在食物浓度为 30 ∀ 106
cells#ml- 1时的高峰值高于 60 ∀ 106 cells#ml- 1时.
青岛品系正好相反(图 4) .
322 不同食物浓度下三品系轮虫的生活史参数
以4种浓度的藻类食物培养时, 轮虫的生活史参数
216711 期 董丽丽等: 温度和食物浓度对三品系萼花臂尾轮虫实验种群动态的影响
图 4 不同食物浓度下三品系轮虫的繁殖率
Fig. 4 Reproduct ive rates of three B calycif lor us st rains cultured at dif
f erent food con cent rations.
表 2 各浓度下三品系萼花臂尾轮虫的生活史参数
Table 2 Life history parameters of three B calycif lorus strains cul
tured respectively at four food concentrations ( ∀ 106 cells#ml- 1)
生活史参数
Parametersof life history
品系
Strains
15* 3 0 60 90
净生殖率 青岛 Q ingdao 14 96 23 05 2192 1738
N et reproductive rate ( ind) 芜湖 Wuhu 20 75 1952 2148
广州 Guangzhou 18 36 25 57 2833 2575
世代时间 青岛 Q ingdao 70 51 84 24 7668 6036
Generation time( h) 芜湖 Wuhu 61 80 6612 5649
广州 Guangzhou 94 12 81 39 8230 7773
内禀增长率 Intrinsic rate 青岛 Q ingdao 0 04724 0 05003 004883 006296
of population increase( h
- 1
) 芜湖 Wuhu 0 07100 005459 007201
广州 Guangzhou 0 04312 0 06104 006051 005840
总生殖率 青岛 Q ingdao 22 28 34 42 3183 2559
G ross reproductive rate ( ind) 芜湖 Wuhu 24 93 2369 2583
广州 Guangzhou 21 99 26 81 2991 3152
生命期望 青岛 Q ingdao 116 35 137 89 12215 10038
Life expectancy( h) 芜湖 Wuhu 124 00 11843 10914
广州 Guangzhou 158 91 162 86 15524 14640
平均寿命 青岛 Q ingdao 120 35 141 89 12615 10438
Average lifespan( h) 芜湖 Wuhu 128 00 12243 11314
广州 Guangzhou 162 91 166 86 15924 15040
* 方差分析时未使用该浓度下得出的各参数 Par ameters obtained at this food concentration
w as not used for Twoway ANOVA.
见表 2. 无重复双因子方差分析表明, 食物浓度对轮
虫的平均寿命和生命期望值有显著影响 ( P <
005) ,品系对轮虫的净生殖率、世代时间、平均寿命
和生命期望值也有显著影响( P < 005) . 在 3种食
物浓度下, 以 30 ∀ 106 cells#ml- 1组的生命期望值
和平均寿命最大, 90 ∀ 106 cells#ml- 1组的最小; 三
品系间,以广州品系的净生殖率、世代时间、平均寿
命和生命期望值最大, 芜湖品系最小.
青岛和广州品系轮虫各生活史参数均与食物浓
度呈曲线相关,但芜湖品系的轮虫仅世代时间、生命
期望和平均寿命随食物浓度的增大而下降.
4 讨 论
已有研究结果表明,相同种类不同品系的轮虫
( B. angular is)种群增长所需的最适温度存在着差
异.在 20~ 30 ! 范围内, 青岛品系的角突臂尾轮虫
( B. p licatil is )种群增长的最适温度为 30 ! , 而广
州和芜湖品系的角突臂尾轮虫种群增长的最适温度
为 25 ! [ 10] .在 25~ 35 ! 范围内, Koshiki品系的褶
皱臂尾轮虫种群增长率在 35 ! 最大, 而 Nagasaki
品系的褶皱臂尾轮虫种群增长率在 30 ! 最大[ 5] .
就萼花臂尾轮虫来说, 产于美国 Florida的萼花臂尾
轮虫种群增长的最适温度为 25 ! [ 1] , 而产于我国
青岛、芜湖、广州的萼花臂尾轮虫种群内禀增长率均
随着培养温度的升高而增大.本研究结果表明, 在利
用青岛、芜湖和广州三品系萼花臂尾轮虫进行规模
化培养时,宜选择较高的温度条件,同时鉴于较高温
度下青岛品系的内禀增长率最大, 因此该品系应是
较高温度下进行规模化培养的首选品系.
25 ! 下,当以蛋白核小球藻( Chlor ella p yrenoi
dosa)为食物时, 广州、芜湖和颖上三品系角突臂尾
轮虫种群增长所需的最适食物浓度分别为 1047、
747和 724 cells#ml- 1[ 8] ; 武汉东湖的萼花臂尾轮
虫种群增长所需要的最适斜生栅藻浓度为 60 ∀
10
6
cells#ml- 1[ 22] , 而青岛和芜湖品系的萼花臂尾轮
虫以 90 ∀ 106 cells#ml- 1为最适,广州品系则以 30
∀ 106 cells#ml- 1为最适.因此,在对轮虫进行规模化
培养时, 应根据拟培养的轮虫品系选择其种群增长
所需的最适食物浓度. 若要选择青岛或芜湖品系的
萼花臂尾轮虫进行规模化培养, 则应选择较高的食
物浓度,而选择广州品系时则正好相反.
目前关于品系间轮虫种群增长参数的比较研究
已有一些报道. Snell等[ 16]指出, 不同地理品系的褶
皱臂尾轮虫种群增长率等参数间存在差异,这些差
异主要是由各品系轮虫遗传上差异造成的.席贻龙
等[ 23]对萼花臂尾轮虫的研究也得出与此相似的结
论.本研究中,品系对轮虫种群统计学参数的影响远
2168 应 用 生 态 学 报 15卷
较食物浓度大, 因此上述种群统计学参数在不同地
理品系间的差异主要是由遗传物质差异造成的, 在
进行规模化培养时应重点考虑轮虫品系的选择.
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作者简介 董丽丽, 女, 1980 年生,硕士生, 主要从事浮游动
物生态学研究. Email: kinddongli@ 163. com
216911 期 董丽丽等: 温度和食物浓度对三品系萼花臂尾轮虫实验种群动态的影响