斑节对虾(Penaeus monodon)，是世界上第二大养殖甲壳类物种(仅次于南美白对虾)，与罗氏沼虾一样，斑节对虾是孟加拉国主要的沿海水产养殖物种。由于罗氏沼虾孵卵场的虾苗生产在过去10年普遍失败，斑节对虾已成为孟加拉国水产养殖的主要贡献者。在2019年，孟加拉国通过出口2.9万吨斑节对虾获得了≈3亿美元的收入，目前，这是该国出口收入的第二大来源。

一、雄雌比例，是影响斑节对虾产量的重要因素

在孟加拉国，斑节对虾养殖普遍在盐度为5‰-20‰的区域，孵化场的虾苗生产技术已经成熟：幼体能够在稳定温度(28−30℃)之间的海水中生长。但是幼体孵化后经过许多发育阶段，才能达到养殖户所需的PL期(大约需要30-35天）。

我们都知道，虾的大小决定了市场价格(个体越大市场价值越高)，斑节对虾存在性别偏差的生长模式(雌性比雄性长得更快，体型更大）。因此，能够生产更多雌性斑节对虾的能力，将是虾农提高收益的重要途径。温度、盐度和营养补充被认为是影响水生甲壳类动物生理方面的最重要的非生物因素，包括生长、代谢、幼体发育、成熟、性别决定/分化和生存。据估计，水温升高1°C(在生物的耐受限度内)有可能使水生生物的代谢率提高10% 。

众所周知，温度对动物的生长、发育持续时间（生物体耐受限度内的较高温度，可以缩短发育持续时间）和性别决定/分化（对于某些物种而言，较高的温度会产生较大比例的雄性，或者产生较大比例的雄性）具有深远的影响。然而，温度超出最佳范围外的过度波动会造成热应激，导致动物的生长迟缓，发育异常，甚至死亡。此外，温度变化可以显著改变决定性别的候选基因的表达模式、特定性激素的丰度和生理/生化特征，这些特征可以优先促进特定性别(雄性或雄性)的发育。但是，哪个温度是最有利于(雄性或雄性)斑节对虾的发育，目前还没有准确的数据。

对于绝大多数水生物种(包括甲壳类)，性别决定是一个次要过程(在孵出来后，在相当长的一段时间后决定的)，这一点跟人类不一样（人一旦生下来，就知道性别）。水生甲壳类动物的性别通常在孵化后45-90天才能确定性别，通常这段时间随物种而发生变化，但也取决于一些环境变量，包括温度、盐度和营养。但是，根据物种的不同，性别决定的内部生物学过程(包括候选基因表达的变化、生理和生化变化)可以提前几天到几周启动。因此，在不同温度下进行斑节对虾（虾苗）的养殖，可能揭示温度对性别形成的影响，为养殖户提供更多具有更大生长空间的雌性虾。 

以前的研究表明，至少有15个基因参与了甲壳类动物的性别决定/分化过程。在这15个基因中，已知有7个是促进雄性特有特征的形成，而其余8个基因是促进雌性特有特征的形成。雌性特异性基因有：Sxl、Otu、Ovo、fem1、Dsx、Fru、Vtg和tra2；雄性特异性基因有：CHH、IAG、Dsx1、Xol-1、Her-1，Cullin-2和SRY。

为了研究在不同的温度下，对斑节对虾性别形成的影响，本研究分别采用了6个不同温度水平(24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃)，研究对斑节对虾生理(生长、代谢、耗氧)的影响。同时，我们采用热休克蛋白(HSP70)作为热应激反应基因，研究了3个雄性特异性基因(IAG, Dsx1和SRY)和3个雌性性别决定基因(fem1, Sxl和tra2)的表达。

二、研究设计

1、从孵化场购买健康的斑节对虾虾苗（10天大），先让虾苗在28℃温度（受控温度）适应10天后，开始逐渐升高或降低每一个实验池内的温度（每6小时升高或者降低1℃），达到6不同的温度（24℃、26℃、28℃、30℃、32℃和34℃），本实验一共进行了 63 天（直到斑节对虾完全形成性别）。

2、每15天对实验虾进行取样，并以测量体重（检查生长性能），从（35天起）每天用放大镜检查以观察疾病的发生、性腺的发育，计算雄性和雌性的数量以确定不同温度对性别形成的影响。最后在试验结束时，计算个体数量来估计存活率。  

三、研究讨论

1、温度明显影响斑节对虾的生长性能，当温度升高至32℃时，虾生长速率较高；在温度（28℃）下获得了相对较高的生长性能、最高的成活率（64%）和几乎相等的性别比例（51%雄性和49%雌性）；在温度为34℃的条件，我们观察到最低的生长性能，最长的发育时间（性别形成阶段为63天）和大量的死亡率（仅28%的存活率）。因此，34℃可以被认为是不适合斑节对虾生长的条件，而32℃可能是斑节对虾的的最大耐热上限。

2、温度也会影响水生生物的发育时间，在较高的温度（在耐受限度内）显着缩短变态和发育阶段的持续时间。我们还观察到温度对性别比例的影响：在较低温度下获得较高比例的雄性（57-61％），而在较高温度下获得较高比例的雌性（56-65％）。本研究结果表明，在32℃时，虾的生长速率显着增加、虾苗发育期更短和雌虾数量更高，这都有利于提高养殖场的生产力和盈利能力。 

3、热休克蛋白(HSP70)随温度变化表现出即时反应(所有温度从低到高)(下，图1)，而性别决定基因在一段时间后表现出高或低温特异性反应(下，图,2、图3、图4、图5、图6、图7)。众所周知，HSP70是一个热应激反应基因，当生物体处在条件较好时，该基因最初表现为即时反应，表达水平较高，随后呈下降趋势，最后呈稳定趋势。我们在本研究中也发现了类似的趋势，证实了HSP70在对虾处理任何热耐受性的重要作用。

图1：HSP70:在六个不同温度水平下表达模式的变化

图2：六种不同温度水平下IAG表达模式的变化

图3：在六个不同温度水平下Dsx1表达模式的变化

图4：在六个不同温度水平下SRY表达模式的变化

图5：Fem-1 在六个不同温度水平下表达模式的变化

图6：在六个不同温度水平下Sxl表达模式的变化

图7：Tra-2在六个不同温度水平下表达模式的变化

四、总结

分析结果表明，不同的温度显着改变了虾的生长性能，在32℃获得最高生长性能，在28-30℃获得平均值，在其余温度获得最低值。在28℃、30℃和32℃显着缩短虾苗的发育时间（性别形成需要44-46天），而在24℃、26℃和34℃需要52-63天。温度也改变了斑节对虾的性别比例。在较低温度（24℃和26℃）下获得的雄性虾的百分比显着更高，而获得的更高比例的雌性虾，是在较高温度（30℃、32℃和34℃）下。 

但是，34℃条件下，虾的成活率较低，因此，在30℃、32℃养殖斑节对虾，能够更高比例的雌性虾，有利提高虾的最终产量。