一种利用心跳作为海湾扇贝亲贝选育指标的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于海洋生物技术领域，准确的说是一种利用扇贝心跳作为亲贝选育指标 的新方法。
【背景技术】
[0002] 动物的心跳与机体自身的体质、活动、外界的环境变化等因素息息相关，是表征生 物机体状况的重要指标。心率是指动物在静息状态下，每分钟心跳的次数；心跳波形反映了 心脏兴奋的产生、传导和恢复过程，有研究发现，通过心率和心跳波形可以预测动物繁殖期 间机体的健康状况。
[0003] 双壳类软体动物的循环系统是开管式的，扇贝的循环系统有心脏、动脉、静脉和血 窦。心脏位于消化腺与闭壳肌之间，具有一个心室（A)和两个心耳（V)，均被一个薄而透明 的围心腔包膜所包围。围心腔位于后闭壳肌背部后方，从体外透过半透明的围心腔，可直接 观察到漂浮在无色的围心腔液中的心脏。心室位于两心耳的中间，包围着直肠。每一心耳 的前端有孔与心室相通，心脏的耳室孔边缘，有一列具有瓣膜作用的环形肌纤维，能防止心 室的血液倒流回心耳。心耳另一端（后端）则与出鳃血管相通，心耳的外壁被复有带褐色 的腺质上皮，称围心腔腺。
[0004] 扇贝是我国重要的海洋经济养殖贝类，其营养丰富，经济价值高，是人们所喜爱的 高级佳肴，是珍贵的海产八珍（鲍鱼、干贝、鱼翅、燕窝、海参、鱼肚、鱼唇、鱼籽）之一深受 国内外消费者的喜爱。我国扇贝养殖历史悠久，养殖成本低，在我国具有开展扇贝养殖的 优越条件，发展扇贝养殖潜力巨大，掀起了海洋水产养殖的第三次浪潮。世界上扇贝的近 缘种近达300种，在我国约有30余种，主要包括柿孔扇贝（Chlamysfarreri)、海湾扇贝 (Patinopectenyessoensis)、海湾扇贝（Argopectenirradias)，华贵f节孔扇贝（Chlamys nobilis)等。
[0005] 在我国由于适合扇贝养殖的水域广阔，与对虾、滩涂贝类养殖水面无矛盾，可养种 类多，苗种来源容易，生产性能高，养殖成本低，有群聚习性等，使扇贝养殖有着十分广阔的 前途。但是近年来我国扇贝人工育苗业出现幼虫孵化率低、生长速度慢、幼虫附着率低、变 态率低等问题，导致扇贝苗业受挫，造成巨大的经济损失，严重挫伤了扇贝养殖业的积极 性，成为了制约其发展的主要因素。研究表明，在人工育苗过程中，扇贝亲贝的选择是决定 扇贝贝苗质量的关键因素，机体健康、活性较好的亲贝的后代成活率高、生长速度快、附着 率和变态率高，显现出较好的生长优势。
[0006] 现阶段的亲贝养殖过程中，一般通过性腺指数的测定作为扇贝性腺成熟的指标。 扇贝性腺指数的测定需要经过测定体尺数据、洗刷、煮沸、解剖、24h烘干、称重等步骤，然后 经公式：性腺指数（GSI)=性腺重/个体重计算。测定步骤繁琐、周期长、受人为影响程度 高，更多地依靠人工观察、挑选，不仅具有相对的盲目性和单一性，而且速度慢通量低，操作 过程会对亲贝造成一定的损伤。相对标准化的扇贝亲贝选择是扇贝人工良种培育的关键步 骤，但迄今为止扇贝中尚未建立快速、准确、高效的快速选择亲贝的方法。另有研究表明，双 壳贝类的心跳变化与机体活性和健康状况显著相关，是一种合理的、准确的、有巨大发展潜 力的机体健康状态检测指标。因此，利用扇贝心跳频率和波形可以作为相同条件下快速选 择亲贝的指标之一。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是建立一种利用扇贝心跳作为亲贝选育指标的新方法，利用扇贝心 跳频率和波形作为活力指标对扇贝进行快速选种，在不伤害育种亲贝机体活性的基础上， 实现心跳活力指标的红外感应无损伤检测，以弥补现有技术的不足。解决现阶段海产经济 贝类养殖过程中缺少快速、准确、高效、活体检测选育亲贝的问题，从而使心跳作为性状/ 活力指标，就如同壳高、壳长、壳宽、体重等体尺性状，应用于扇贝的亲贝选育工作中。
[0008] 本发明通过对扇贝的心跳频率和波形进行检测，同时结合相应扇贝个体温度胁迫 下耐受时间的测定，将获得的扇贝心跳频率和波形作为扇贝亲贝选育的依据，建立一种海 产经济养殖扇贝快速选取亲贝的新方法，为扇贝育种工作提供可靠的技术手段。
[0009] 本发明提供一种扇贝心跳作为亲贝选育指标的新方法，包括如下的步骤：
[0010] 1)将待检测的扇贝个体首先培养5-7天使其适应检测环境；
[0011] 2)将InfraredSensors的红外感端粘附到扇贝壳外靠近心脏的位置；
[0012] 3)检测之前10分钟，将扇贝放到同样温度的充气的水体环境中，待外套膜触须充 分伸展之后进行检测；
[0013] 4)实验数据的采集：
[0014]A、心率的检测：
[0015] 截取扇贝心跳波形图中波形稳定的区域，图像中能够明区分扇贝两个心耳的波形 和一个心室的波形；信号的强度在1. 45-1. 95V之间；
[0016]B、心跳波形峰高的检测：
[0017] 计算10分钟检测时间内所有稳定波形的频率，计算10分钟检测时间内所有稳定 波形的平均峰高；
[0018] 5)数据分析
[0019]建立二维坐标系，横轴设定为心率ajbeatsperminute-bpm)，纵轴设定为心跳波 形峰高h(V)，并且将横纵坐标进行标准化；将设定为二维坐标系中的点，所有点标 准化之后，计算（％，!〇与（a。，!!。）之间的距离Y1;根据不同个体的￥1值选择育种个体；
[0020] 所述的标准化，其公式如下：ai丨:小'二.(_:ai-a) /rM;hH，1、(hi-K)知
[0021]Yi的计算公式如下：
[0022]
[0023] 其中
[0024]a。为同种同龄扇贝最适生长条件下的心率；
[0025] h。为同种同龄扇贝最适生长条件下的峰高；
[0026] %标表示每个检测扇贝个体标准化之后的心率；
[0027] ^表示所有检测扇贝个体心率的平均值；
[0028] ea表示所有检测扇贝个体心率的标准差；
[0029] h标表示每个检测扇贝个体标准化之后心跳波形的峰高；
[0030]S表示所有检测扇贝个体标准化之后心跳波形峰高的平均值；
[0031] e凑示所有检测扇贝个体心跳波形的标准差；
[0032]1表示在所设定的二维坐标系中，每个检测扇贝个体心跳标准化之后的点（a$， hlft;)与同种同龄扇贝最适生长条件下的心率（a。，!!。）之间的相对距离。
[0033] 本发明还提供一种基于扇贝心跳指标作为亲贝选育的标准，所述的标准如下：海 湾扇贝（Patinopectenyessoensis)最适生长条件下心率为19.06±1.48bpm，心跳波形峰 高为 1. 56±0. 26V;
[0034] 本发明对扇贝进行体外、非侵入性无损伤的心跳检测，将获得的扇贝心跳频率和 波形作为育种过程中亲贝选育的依据。本发明方法结合了红外感应技术、滤波技术、波形放 大技术，能够快速灵敏地捕捉和检测扇贝的心跳频率和波形。与传统方法相比，本方法具有 非侵入性、无损伤性、可长期跟踪等特点，而且是首次将扇贝心跳作为亲贝选育的指标。采 用本种方法能够究为海湾扇贝抗逆品种的选育及抗性指标体系的建立提供研究基础。
【附图说明】
[0035] 图1:本发明中涉及的扇贝心脏结构示意图，其中A心耳；Aa前主动脉；Ant前；Ba 肺主动脉；Gpv外套膜大血管；Nrv背腔顶部小静脉；Pa后主动脉；Pc心室壁；Post后；Pvf 连接背部包心膜和心室的纤维；V心室；
[0036] 图2 :本发明中涉及的检测扇贝心跳示意图
[0037] 图3:本发明中涉及检测到的扇贝心跳波形图
[0038] 图4:本发明中涉及到检测四种实验扇贝心跳频率随温度的变化图
[0039] 图5:本发明中涉及到评价海湾扇贝快速选种的二维坐标分析图。
【具体实施方式】
[0040] 心率一般是指动物在静息状态下，每分钟心跳的次数；心跳波形反映了心脏兴奋 的产生、传导和恢复过程，申请人在长期的研究中发现扇贝的心跳频率和波形可以作为扇 贝亲贝选育的