金乌贼婚配机制及其增殖保护研究

Golden cuttlefish, Sepia esculenta, is an economic annual cephalopod with complicated mating behavior. With increasing severe overfishing and spawning ground habitat destruction, there is a growing concern about the stock enhancement and germplasm conservation of S. esculenta. Our recent research found that the mating system of S. esculenta may be promiscuity rather than polyandry, being different from common view. Thus, on the base of the first stage of research, this project will use methods of behavioral ecology, reproductive biology and population genetics to study the mating behavior, mating patterns and the characteristics of the reproductive biology of S. esculenta, and to explore and analyze effects of operational sex ratio, mating status and individual size on mating strategies and mechanisms of sexual selection of S. esculenta. Additionally, based on the mitochondrial DNA and microsatellite DNA markers, this project will expound the current status of genetic diversity of the propagating population of S. esculenta, and reveal the effects of different mating patterns on the parent reproductive contribution and genetic diversity of S. esculenta. The specificity molecular genetic markers are used to establish a molecular fingerprinting database of breeding and releasing population to efficiently identify marked releasing and recapture specimen, and to evaluate the effects of enhancement. Moreover, the project will analysis the effect of releasing potential genetic on the local effective population size (Ne) based on the Ryman-Laikre model. This research project will provide both new theoretical basis and technology references to the golden cuttlefish artificial reproduction and germ plasma resources, as well as to the responsible release and enhancement and their effectiveness evaluation.

金乌贼为一年生经济头足类，具有复杂的婚配行为。伴随过度捕捞和产卵场生境丧失，其资源增殖与种质保护日益受到关注。我们研究发现，金乌贼可能为多雌多雄的混交交配模式，与普遍认为的一雌多雄交配模式存在分歧。因此本项目拟在前期研究的基础上，采用行为生态学、繁殖生物学及种群遗传学方法，通过对金乌贼交配行为、婚配模式、繁殖生物学研究，探索和分析有效性比、婚配状态、个体规格等对金乌贼交配策略及性选择机制的影响；并基于线粒体DNA和微卫星标记，明晰繁殖群体遗传多样性现状，揭示不同婚配模式下亲本对子代繁殖贡献率及遗传多样性影响；利用特异性分子标记，建立繁育、放流群体分子指纹数据库，高效识别分子标志放流的回捕样本，准确评价放流效果，并基于Ryman–Laikre模型分析放流对当地种群有效群体（Ne）的潜在遗传学影响。本研究可为金乌贼人工繁育及其种质资源保护、负责任增殖放流以及放流效果评价提供新的理论基础与方法。

金乌贼为一年生经济头足类，具有复杂的婚配行为。伴随过度捕捞和产卵场生境丧失，其资源增殖与种质保护日益受到关注。系统开展金乌贼繁殖交配策略和增殖养护技术研究，可为其人工繁育及其种质资源保护、负责任增殖放流等提供新的理论基础与方法。本项目采用行为生态学、繁殖生物学及种群遗传学方法，通过室内实验与野外监测相结合，阐明了金乌贼交配行为、婚配模式和繁殖生物学特征，解析了其择偶机制和精子竞争关系。通过不同繁殖回游期亲体样品的采集，分析了繁殖种群结构及其在青岛近海的繁殖周期，明确了补充群体的结构组成及在近岸水域的分布特征。利用水槽实验观测和组织学研究方法，开展了金乌贼精子储存、释放与转运机制研究，明确了精子代谢特征及其活力保持机制。通过观察繁殖期雌雄个体社群等级的形成过程，分析了不同社群等级金乌贼行为表型以及生理代谢的差异，进而探究了社群等级与雌雄亲体生殖成功的关联性，解析了社群等级对下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)的调控作用。利用水槽行为学实验，开展了不同材料、不同颜色和不同设置水深等金乌贼产卵附着基的比较研究，并通过十字型产卵附着基的海区投放实验，对比分析了产卵附着基对金乌贼海区原位资源增殖和对产卵群体的综合保护效果。根据放流群体的海上追踪监测以及渔民走访调查，利用微卫星分子标记技术综合评价了金乌贼增殖放流效果。基于金乌贼的繁殖行为特征、补充群体的早期行为生理及营养生态位变化，提出了金乌贼资源增殖保护策略的优化方案。.在本项目资助下，已发表研究论文15篇，其中SCI论文2篇；参加国内外学术会议15人次，并做大会特邀专题报告或分组报告9次；培养博士生3名、硕士生6名。研究成果为金乌贼遗传多样性保护和资源增殖利用提供了科学依据，同时促进了我国鱼类行为学研究的纵深发展。