全 文 ：种群起始密度对萼花臂尾轮虫休眠卵形成的影响 3
席贻龙　黄祥飞 3 3 　(中国科学院水生生物研究所 ,武汉 430072)
【摘要】　应用群体累积培养法 ,研究了种群起始密度对萼花臂尾轮虫休眠卵的形成及与之相关的混交雌体百
分率和受精率的影响. 结果表明 ,在连续 11d 的培养中 ,轮虫休眠卵的产量和形成效率以及种群中的平均混交
雌体百分率以种群起始密度为 110～1010ind·ml - 1组最大 ,2010ind·ml - 1组次之 ,5010ind·ml - 1组最小. 各组间
的平均混交雌体受精率则无显著差异. 对轮虫休眠卵最大形成效率及其出现的时间以及到达此时休眠卵产量
的统计分析结果显示 ,在进行休眠卵的规模化生产时 ,宜选择种群起始密度为 1010ind·ml - 1 , 培养时间在 6d 左
右 ,以获得较大的休眠卵产量和形成效率.
关键词 　萼花臂尾轮虫 　种群起始密度 　休眠卵 　产量 　形成效率
Effect of initial population density on resting egg formation of rotifer Brachionus calycif lorus. XI Yilong and
HUAN G Xiangfei ( Institute of Hydrobiology , Chinese Academy of Sciences , W uhan 430072) . 2Chin. J . A ppl .
Ecol . ,2000 ,11 (2) :273～276.
With the method of population accumulative culture , the effect of initial population density on the formation of resting
eggs of freshwater rotifer ( B rachionus calycif lorus) , and on the rates of mictic female and fertilization was studied.
During 11 days culture ,the productivity and the formation efficiency of resting eggs ,and the mean rate of mictic female
were the biggest when the initial population density was 110～1010 ind·ml - 1 , second by the density of 2010 ind·
ml - 1 ,and the lowest by the density of 5010 ind·ml - 1 . There was no significant effect of initial population density on
the fertilization rate. Statistical analysis on maximum formation efficiency of resting eggs ,their emergence and produc2
tivity showed that when the production of resting eggs was large2scaled proceeded ,the feasible initial population density
should be 1010 ind·ml - 1 ,and the corresponding time should be 6 days to obtain a higher yield of resting eggs and a
higher formation efficiency.
Key words 　B rachionus calycif lorus , Initial population density ,Resting eggs ,Productivity ,Formation efficiency.
　　3 国家自然科学基金 (39870158) 和中国科学院“九五”重大资助项
目 ( KY95 - 1 - A1 - 102 - 01) .
　　3 3 通讯联系人.
　　1998 - 10 - 06 收稿 ,1999 - 01 - 20 接受.
1 　引 　　言
轮虫休眠卵的形成机理及其规模化生产条件是近
年来轮虫生态研究的热点之一〔1 ,13～15〕. 有关种群起始
密度对轮虫休眠卵形成的影响如何 ,至今未见报道 ;而
其又是轮虫休眠卵规模化生产中首先必须解决的问题
之一. Hagiwara 等[7 ]认为 ,较高的种群起始密度会导
致种群以孤雌生殖的方式快速增长 ,从而抑制种群以
有性生殖的方式形成休眠卵. 具体情况如何 ,仍需通过
实验研究作出答复. 为此 ,以具有培养前途的萼花臂尾
轮虫为研究对象 ,研究了种群起始密度对其休眠卵形
成的影响 ,旨在为轮虫休眠卵的规模化生产提供科学
依据.
2 　材料与方法
211 　轮虫的来源和培养
实验用萼花臂尾轮虫 ( B rachionus calycif lorus)于 1997 年 3
月由武汉东湖水体沉积物中的休眠卵孵化而得. 实验室内于温
度为 25 ±1°C、自然光照 (光照强度约 30Lx ,L :D = 14 :10) 下进
行“克隆”培养 ,培养液采用 Gilbert (1963) 的配方[2 ] ,所用饵料
为 HB24 培养基培养的、处于指数增长期的蛋白核小球藻
( Chlorella pyrenoidosa) . 培养时间在 2 个月以上 ,以轮虫所产休
眠卵保种.
212 　群体累积培养实验
依种群起始密度的不同共设 5 组 ,分别为 110、510、1010 、
2010 和 5010ind·ml - 1组 ,每组 3 个重复. 以容积为 15ml 的磨口
称量瓶为培养容器 ,培养液体积为 10ml ; 以浓度为 910 ×
106cells·ml - 1的斜生栅藻 ( Scenedesm us obliquus) 作为轮虫的饵
料 ;实验于温度为 25 ±1 ℃、光照强度约 120Lx (L :D = 14 :10)下
进行. 实验前 ,将轮虫在同等条件下预培养 48h 以上. 之后 ,用
玻璃微吸管随机吸取龄长在 2h 以内的幼体 ,待其产出第一枚
非混交卵时接种至各培养液内开始实验. 实验过程中 ,每 12h
用玻璃微吸管轻轻吹浮沉积于培养容器底部的藻类食物 ;每
24h 对培养液中轮虫各类型雌体、雄体及休眠卵计数一次 ,并吸
出培养容器底部的沉积物和休眠卵 ,投喂饵料. 实验过程中 ,原
则上不更换轮虫培养液. 实验共进行 11d.
213 　雌体类型的划分和鉴别
根据雌体是否带卵以及所带之卵的形态特征 ,将雌体分为
以下 4 类 :1)未携卵雌体 ,包括处于幼体阶段而尚未产卵的雌
体、卵已产完而处于衰老阶段的雌体以及终生不产卵的雌体 ;
应 用 生 态 学 报 　2000 年 4 月 　第 11 卷 　第 2 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Apr. 2000 ,11 (2)∶273～276
2)非混交雌体 ,产非混交卵. 非混交卵无色、透明 ,可见胚胎发
育过程 ,尤其在胚胎发育早期可见咀嚼器的几丁质板 ;其长、宽
一般在 (100～110) ×(75～85)μm 之间 ;3) 产雄卵的混交雌体 ,
所产之雄卵数目一般在 5 个以上 ;个体较小 ,其体积约为非混
交卵的 2/ 3 ;4)产休眠卵的混交雌体 ,所产之卵皆为具厚壳的休
眠卵.
214 　轮虫及其休眠卵的计数方法
对轮虫的计数 ,采用抽样计数法. 抽样计数时 ,根据培养过
程中轮虫各类型雌体和雄体密度的不同 ,用 015 或 1ml 玻璃吸
管将培养液轻轻搅匀后 ,从培养容器的 3 个不同部位、于水体
中部吸取 015～1ml 的培养液进行计数. 至于其中的未携卵雌
体 ,则将其置于容积为 2ml 的特制玻璃杯中进行隔离培养. 根
据各雌体的产卵性质确定其类型 ,将 24h 内类型已确定的雌体
个数记入抽样计数当天的结果中 ,并将其移回原培养液中 ;未携
卵雌体则继续在此状态下培养 24h ,如仍未见产卵 ,则视为不产卵
或卵已产完而进入衰老阶段的雌体.休眠卵则采取全部计数的方
法 ,隔离培养中所产之休眠卵记入观察当天的休眠卵总数中.
215 　有关参数的定义和计算方法
1) 种群增长率 (r) : r = (ln N t - ln N 0) / t ,其中 N t 特指培养
过程出现的最大种群密度 , No 为起始种群密度 , t 为从实验开
始到种群增长达最大种群密度所需要的时间 ;2) 混交雌体百分
率 :种群中的混交雌体数占总雌体数的百分比 ;3) 混交雌体受
精率 :种群中产休眠卵的混交雌体数占总混交雌体数的百分
比 ;4)休眠卵产量 :特定时间、特定体积培养液内所形成的休眠
卵数量 ;5) 休眠卵形成效率 :以培养过程中每投喂 910 ×106
cells 斜生栅藻所产休眠卵 的平均数量表示.
3 　结果与讨论
311 　轮虫的种群动态
以不同的种群起始密度培养萼花臂尾轮虫时 ,轮
虫总雌体的种群密度在培养初期 (第 1、2 天)随种群起
始密度的增大而显著增大 ( P < 0105) ;之后 ,随着培养
时间的增加而呈现不规律的变化 (图1) . 这可能与混
图 1 　不同起始密度培养时萼花臂尾轮虫的种群动态
Fig. 1 Population dynamics of B rachionus calycif lorus cultured from the different initial population densities.
Ⅰ. 110 ind·ml - 1组 , Ⅱ. 510 ind·ml - 1组 , Ⅲ. 1010 ind·ml - 1组 , Ⅳ. 2010 ind·ml - 1组 , Ⅴ. 5010 ind·ml - 1组. 下同 The same below.
交雌体的产生和培养液中轮虫排泄废物的积累有关.
因为一旦非混交雌体的卵发育成混交雌体 ,它便对现
时的种群增长无积极的作用[1 ] ;而培养液中轮虫排泄
废物的积累 ,势必会对种群的增长产生影响[8 ] . 因此 ,
虽然在培养条件完全相同的情况下种群的最大密度
(环境容纳量) 无显著的差异 ( P > 0105) ,但由于达到
最大密度所需要的时间不同 ,加之种群起始密度不同 ,
由此导致种群增长率随种群起始密度的增大而极显著
减小 ( P < 0101) (表 1) . 　　各组中 ,虽然种群起始密度不同 ,但产雄卵的混交雌体的种群动态具有相似性 . 在连续11d的培养过程表 1 　不同起始密度培养时萼花臂尾轮虫的最大种群密度和种群增长率Table 1 Maximum population density and population growth rate of Bra2chionus calycif lorus cultured from the different initial population densities起始密度 (ind·ml - 1)Initial density 最大密度 (ind·ml - 1)Maximum density 增长率 (r)Growth rate110 161111 ±61194 015622 ±010517510 142122 ±31150 013712 ±0101781010 155156 ±21169 012567 ±0100582010 173189 ±20137 012239 ±0102035010 166111 ±13137 011240 ±010014
472 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　11 卷
中 ,皆先后出现 3 个周期性波动 ,只是各周期中种群密
度高峰值出现的时间及其大小略有不同 ;由起始密度
为 110 至 5010ind·ml - 1的各组中 ,第一个高峰值出现
的时间逐渐前移 ,依次为第 3、3、2、2 和 1 天. 雄轮虫密
度高峰值均出现在第 3 天 ,且 510、10 和 2010ind·ml - 1
组的高峰值皆显著大于 110、5010ind·ml - 1组. 高峰值
的大小与产雄卵的混交雌体的密度及其产卵量有关 ,
而产雄卵的混交雌体的产卵量又可能与不同种群密度
下各雌体对食物的占有量有关. 产休眠卵的混交雌体
种群密度第一个高峰值出现的时间也随种群起始密度
的增大而前移 ,依次为第 5、4、3、3 和 3 天 (图 1) .
312 　休眠卵的形成动态及其产量和形成效率
以不同的种群起始密度培养萼花臂尾轮虫时 ,轮
虫休眠卵的日生产量高峰值出现的时间由 110ind·
ml - 1至 1010ind·ml - 1组逐渐前移 ,依次为第 7、5、4
天 ;而 2010 和 5010ind·ml - 1组皆出现在第 4 天 (图
2) . 在培养全过程中 ,休眠卵的产量和形成效率以
110ind·ml - 1至 1010ind·ml - 1 3 组最大 ,3 组间无显著
差异 ( P > 0105) ;2010ind·ml - 1组次之 ,5010ind·ml - 1
组最低 ( P < 0105) (表 2) . Hagiwara 等[7 ]认为 ,较高的
种群起始密度会导致种群以孤雌生殖的方式快速增
长 ,从而抑制种群以有性生殖的方式形成休眠卵. 就本
研究结果而言 ,当种群起始密度增大到2010ind·ml - 1
左右时 ,休眠卵的形成数量明显降低 ,且随着种群起始
密度的增大而增大.
图 2 　不同起始密度培养时萼花臂尾轮虫休眠卵的数量变化
Fig. 2 Quantity dynamics of resting eggs of B rachionus calycif lorus cul2
tured from the different initial population densities.
表 2 　不同起始密度培养时萼花臂尾轮虫的休眠卵产量和形成效率
Table 2 Production and formation eff iciency of resting egg of Brachionus
calycif lorus cultured from the different initial population densities
起始密度
Initial population density
(ind·ml - 1)
休眠卵产量
Production of resting eggs
(ind·10ml - 1·11d - 1)
形成效率
Formation efficiency
(ind·9 ×106cells·ml - 1)
110 69613333 ±6912844 613303 ±016299
510 67810000 ±2616646 611969 ±011866
1010 74013333 ±8910524 617303 ±018096
2010 53716667 ±4918029 418879 ±014528
5010 32013333 ±2618576 219121 ±012441
313 　轮虫的混交雌体百分率和受精率
以不同的种群起始密度培养萼花臂尾轮虫时 ,轮
虫混交雌体百分率的动态变化如图 3 所示. 由图 3 可
以看出 ,各组中轮虫种群的混交雌体百分率在种群指
数增长的前期较高 ,指数增长的后期及稳定期则较低.
整个培养过程中 ,轮虫的平均混交雌体百分率以 110、
510 和 1010ind·ml - 1组最高 ,3 组间无显著差异 ( P >
0105) ;2010ind·ml - 1组其次 ,5010ind·ml - 1组最低 (表
3) . 可见 ,当种群起始密度达 2010ind·ml - 1左右时 ,平
均混交雌体百分率明显降低 ,且降低的幅度将随着种
群起始密度的进一步增大而增大. 目前已知 ,轮虫的受
精率主要与雌雄相遇及交配的可能性、雄轮虫的受精
力以及雌体是否易于受精等有关[7 ] . 雌雄相遇的可能
性与种群密度有关[5 ,13 ,14 ] ;而交配的可能性则取决于
雄体对雌体所产生的、与交配有关的一种糖蛋白的接
触化学感受能力[5 ,12 ] ;雄体的受精力与其年龄及其母
体的摄食有关[9 ] ;雌体是否易于受精取决于其对雄体
的吸引力及其与雄体的遗传相容性[9 ,10 ] . 据此 ,同一
图 3 　不同起始密度培养时萼花臂尾轮虫的混交雌体百分率和受精率
Fig. 3 Mixis and fertilization rate of B rachionus calycif lorus cultured from
the different initial population densities
表 3 　不同起始密度培养时萼花臂尾轮虫的平均混交雌体百分率和受
精率
Table 3 Mean mixis and fertilization rate of Brachionus calycif lorus cul2
tured from the different initial population densities.
起始密度
Initial population density
(ind·ml - 1)
混交雌体百分率
Mean mixis rate
( %)
混交雌体受精率
Mean and fertilization rate
( %)
110 3315860 ±313474 5712815 ±414353
510 3015352 ±212763 6117966 ±617238
1010 3312273 ±319160 6312042 ±217538
2010 1610000 ±113590 5518233 ±515963
5010 813100 ±115643 5417400 ±610058
5722 期 　　　　　　　　　　　　席贻龙等 :种群起始密度对萼花臂尾轮虫休眠卵形成的影响 　　　　　　　　　
品系的轮虫在相同条件下培养时 ,其受精率与种群密
度及雄体的年龄有关. 本研究结果表明 ,虽然各组间轮
虫的种群密度尤其是雄体和产休眠卵的混交雌体的密
度存在着差异 ,但整个培养过程中 ,各组间轮虫的平均
混交雌体受精率却无显著差异 ( P > 0105) (表 3) . 其原
因有待于进一步研究.
314 　轮虫休眠卵的最大形成效率及其实践意义
　　对本研究中休眠卵形成效率的逐日累积计算结果
表明 ,各组中以 1010ind·ml - 1组最大 ,5010ind·ml - 1组
最小 ,两者相差 2 倍多. 当休眠卵形成效率达最大时 ,
其产量也以 1010ind·ml - 1组最大 ,5010ind·ml - 1组最
小 ,前者约为后者的 315 倍. 虽然 5010ind·ml - 1组休眠
卵的最大形成效率出现的时间较 1010ind·ml - 1 组
早2d (表4) ,但鉴于两组间休眠卵的最大形成效率及
表 4 　轮虫休眠卵的最大形成效率、出现时间和产量
Table 4 Maximum formation eff iciency , time of its appearance and pro2
duction of resting eggs
起始密度
Initial popula2
tion density
(ind·ml - 1)
最大形成效率
Max. formation
efficiency
(ind/ (910 ×107
cells algae diet)
出现时间
Time of
appearance
(No. d - 1) (x)
产　量
Production of
resting eggs
(ind·10ml - 1·xd - 1)
110 711905 ±011431 7 50210000 ±816603
510 714056 ±016774 6 44413333 ±4016489
1010 917722 ±113622 6 58613333 ±8117333
2010 617600 ±016653 6 20313333 ±1916044
5010 411433 ±110734 4 16610000 ±4312667
到达此时休眠卵产量上的差异 ,因此在进行轮虫休眠
卵的规模化生产时 ,宜选择种群起始密度为 1010ind·
ml - 1 ,且应在开始培养 6d 后终止并重新开始新的培
养 ,以提高休眠卵的产量和形成效率.
4 　结 　　论
411 　在 110～1010ind·ml - 1范围内的种群起始密度
对休眠卵的产量和形成效率及混交雌体百分率无显著
的影响. 当种群起始密度达 2010ind·ml - 1时 ,休眠卵
的产量和形成效率及混交雌体百分率显著下降 ,下降
的幅度随种群起始密度的增大而增大. 种群起始密度
对混交雌体受精率无显著影响.
412 　在进行轮虫休眠卵的规模化生产时 ,宜选择
1010ind·ml - 1为种群起始密度 ,且应在培养开始 6d 后
终止并重新开始新的培养 ,以获得较大的休眠卵产量
和形成效率.
参考文献
1 　Chen J2F (陈菊芳) , Zhou J (周 　洁) , Huang X2F (黄祥飞) . 1998.
Hatching of B rachionus calycif lorus resting eggs. Chin J A ppl Ecol
(应用生态学报) ,9 (1) :67～70 (in Chinese)
2 　Gilbert JJ . 1963. Mictic female production in rotifer B rachionus caly2
cif lorus. J Ex p Zool ,153 :113～124
3 　Gilbert JJ . 1974. Dormancy in rotifers. Trans A m Microsc Soc ,93 :
490～513
4 　Hagiwara A & Chen CS. 1991. Resting egg formation of the L2and S2
type rotifer B rachionus plicatilis under different water temperature.
Nippon S uisan Gakkaishi ,57 (9) :1645～1650
5 　Hagiwara A , Balompapueng MD , Munuswamy N et al . 1997. Mass
production and preservation of the resting eggs of the euryhaline rotifer
B rachionus plicatilis and B . Rot undif ormis. A quacult ure ,155 :223
～230
6 　King CE. 1977. Genetics of reproduction , variation and adaptation in
rotifers. A rch Hydrobiol Beih ,8 :187～201
7 　Pourriot R & Snell TW. 1983. Resting eggs of rotifers. Hydrobiolo2
gia ,104 :213～224
8 　Snell TW. 1987. Sex , population dynamics and resting egg production
in rotifers. Hydrobiologia ,144 :105～111
9 　Snell TW & Hoff FH. 1987. Fertilization and male fertilit y in the ro2
tifer B rachionus plicatilis . Hydrobiologia ,147 :329～334
10 　Snell TW & Hoff FH. 1985. The effect of environmental factors on
resting egg formation in the rotifer B rachionus plicatilis . J World
M aricult Soc ,16 :484～497
11 　Snell TW & Boyer EM. 1988. Thresholds for mictic female produc2
tion in the rotifer B rachionus plicatilis ( Muller) . J Ex p M ar Biol
Ecol ,124 :73～85
12 　Snell TW & Morris PD. 1993. Sexual communication in copepods
and rotifers. Hydrobiologia ,255/ 256 :109～116
13 Walz N. 1993. Plankton regulation dynamics. Berlin , Heidelberg
Springer2Verlag. 15～16
14 　Wang J2Q (王金秋) ,Li D2Sh (李德尚) ,Luo Y2B (罗一兵) et al .
1997. Influence of medium p H on population growth and reproduction
of B rachionus calycif lorus. Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) ,8 (4) :
435～438 (in Chinese)
15 　Wang J2Q (王金秋) and Li D2Sh (李德尚) . 1998. Feeding effect of
yeast and yeast2alga mixture on B rachionus calycif lorus. Chin J A ppl
Ecol (应用生态学报) ,9 (3) :301～304 (in Chinese)
作者简介 　席贻龙 ,男 ,1965 年出生 ,博士 ,教授. 从事浮游动物
生态研究 ,现在南京大学作博士后研究 ,发表论文多篇. 通讯联
系人 E2mail :Xfhuang @ihb. ac. cn
672 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　11 卷