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海马是珍稀的海洋药源动物,隶属海龙科,目前已被列为海洋濒危动物。本论文分七章十四节,主要对中国近海海马的系统进化以及海马的资源保护与利用进行了研究。
基于对中国近海海马线粒体12S rRNA、16S rRNA和Cyt b基因序列分析,中国近海海马与印度.太平洋种群海马种群有较近的亲缘关系,而与大西洋种群海马种群遗传距离较远。通过对中国刺状海马的分子鉴定,本研究认为中国近海至少有两种刺海马,即Hippocampus barbour 和Hippocampus spinosissimus;其中,在过去一直被定名为H spinosissimus的刺状海马,应该是H barbour的同物异名;对中国福建沿海所捕捞到的一种特异刺状海马进行分子鉴定和形态学观察,该刺状海马并非Hippocampus histrix,而可能为一新种或者某个海马种“趋异进化”之结果。基于对中国汕尾外海的金黄海马的分子鉴定,本研究认为金黄海马为中国汕尾大海马Hippocampus kuda的变异种,为物种长期进化过程中“趋异进化”的结果,但根据序列信息,金黄海马是否能达到“亚种”的分化,尚不肯定。基于对中国近海海龙类鱼种27个单模标本进行系统分析,本研究认为中国近海的海龙科鱼类具有丰富的遗传多样性,而海马属则是海龙科鱼类中最重要的一枝。
基于对中国近海三斑海马 Hippocampus trimaculatus和文昌鱼Branchiostoma belcheri的系统进化和种群地理学分析,本文评估了中国近海海马的进化特征。本研究支持海马的印度.太平洋起源假说,但根据华莱氏分隔的分隔理论,中国海马起源于西太平洋种群更合理;基于全球范围内海马种群的稳定的区域分布模式,本研究推出中国近海海马的漂移进化路线为“东南亚热带海域一南中国海一中国近海”,而且进化过程中应该是“近大陆模式”的漂移。基于地理环境因素与物种世代交替速率的关系,结合分子进化的“分子钟”理论,本研究认为中国海马的进化因素与纬度区系息息相关,提出“海马进化的纬度区系影响论”的假说,但需要更多证据的支持。在海马的繁殖过程中,温度和饵料是影响亲海马性腺发育和繁殖效率的核心因素,本研究以大海马为代表,实验证明了水体温度和饵料对亲海马繁殖的影响。在温度实验中,本研究设置8个温度梯度(18、20、22、24、26、28、30和32℃)。结果表明在不同温度下,性腺发育时间差异显著(F<,7.32>=154.065,P<0.01),其中,28℃时性腺发育到阶段V的时间最短,而性腺指数(GSI)最高;当实验温度为18℃、20℃时,性腺不能正常发育。当温度为26℃、28℃时,大海马的怀卵量和产卵量最高,怀卵量和水体温度之间的关系可以用公式表示为:Y=-30,536t<2>+209.24t+237.8(r<2>=0.886,P<0.01)。水体温度对亲海马的受精率和孵化率影响显著(F<,5.24>=53.675;F<,5.24>=101.897,P<0.01),亲海马的妊娠时间和水体温度的关系可以表示为:T=-39.337 t+677.75(r<2>=0.9755,P<0.05)。大海马的性腺发育的阈温度和有效积温(SET)分别是13.7℃和14066.9℃.h。综上所述,26-28℃是大海马性腺发育和人工繁殖的最佳温度。在饵料实验中,本研究设置四个饵料组(鲜活毛虾、鲜活糠虾、冰冻糠虾和鲜活毛虾与冰冻糠虾的混合组),结果表明性腺发育时间、GSI、大海马的怀卵和产卵量、受精率和孵化率等都以投物鲜活饵料的实验组较佳,其中投物鲜活毛虾的实验组为最佳组。同时,本文对海马受精卵的胚胎发育研究发现,其发育过程较为特殊(与其它卵生鱼类差异明显),在某个时期与胎生动物更为接近。
在幼海马的生长和成活实验中,亲海马对后代的生长率影响较大(F<,3.35>=31.515;F<,3.35>=4.983,P<0.01);不同温度和饵料培养的亲海马对后代幼海马的成活率影响显著。趋光性实验表明幼海马较中龄海马有更强的趋光性;不同温度下,幼海马的生长和死亡率差异明显(F<,3.11>=61.711,P<0.05;F<,4.14>=480.116,P<0.05),同时,温度对幼海马的气泡病发生率也有较大影响(F<,3.11>=12.844,P<0.05)。在探讨幼海马的生长模式时,本研究认为幼海马的养殖应该有一套健康的养殖模式,不同的发育时间有不同的投喂饵料和养殖管理。鉴于幼海马的食性与其消化系统的密切关系,本文对海马的消化系统在胚后发育过程中的变化进行了形态学和组织学研究,结果表明海马的消化器官是在后期发育过程中逐渐完善的,因此对海马饵料的选择必须要慎重。本研究利用经典的鱼类营养测试方法,分析了中国近海6种野生海马的全鱼营养成分。研究表明海马的营养成分中,蛋白含量高(占干重80%左右),总脂肪百分比较其它海洋鱼类较低(占干重1.5%左右);所有的氨基酸中,必需氨基酸(EAA)含量高,且稳定;在海马的脂肪酸中,C16:0、C22:6(DHA)、C18:0和C18:1含量较高,6种海马的ΣPUFA/ΣSFA为0.40至1.19;6种海马Zn和Mn含量相对较高并且比值合理,重金属Pb含量低。同时,本研究对野生和养殖海马的体营养组成进行了比较,结果表明野生海马体内粗蛋白含量较高,脂肪水平基本相同;养殖海马体内脂肪酸含量明显高于野生海马。