自养殖业兴起以来,全球养殖虾产量持续稳定增长,为沿海渔业社区提供了粮食安全和生活保障(de Souza等人,2021年;Villarreal,2023年;FAO,2024年)。在虾类的圈养繁殖和遗传选择方面取得的科技进步是推动该行业发展的主要因素(Moss等人,2012年;Wyban,2019年;Ren等人,2025年)。在早期阶段,养殖业主要依赖野生捕获的亲本来生产后幼体。然而,对野生亲本的依赖导致了养殖虾的疾病爆发,尤其是WSSV病毒病(Peng等人,2001年;Coman等人,2006年)。因此,大量研究致力于在人工环境下完成虾类的生命周期。目前,针对几种主要养殖虾类(如Penaeus vannamei、Penaeus monodon和Penaeus chinensis)已经开展了选择性育种计划,这些物种已实现完全的驯化,育种完全依赖于人工亲本(Macbeth等人,2007年;Sui等人,2016年;Wyban,2019年;Ren等人,2020年)。SPF品系的开发为孵化场中的亲本繁殖和无病种苗生产铺平了道路,有助于从疾病爆发中恢复养殖业(Browdy,1998年;Moss等人,2012年)。由于具有适合水产养殖的特性,经过遗传选择的Penaeus vannamei成为厄瓜多尔、中国、印度和台湾等主要养殖虾国家的单一主要养殖品种(Briggs等人,2004年;Liao和Chien,2011年)。印度是主要的虾生产国,2024年的养殖产量达到了100万吨(Umesh等人,2010年;Kumaran等人,2017年;MPEDA,2024年)。印度的养殖业最初是传统农业活动,后来发展到包括Penaeus monodon和Penaeus indicus的养殖。然而,20世纪90年代WSSV病毒的爆发导致了该国养殖业的崩溃,此后养殖活动转向了2009年引入的SPF Penaeus vannamei,以防止WSSV病毒病的传播(Briggs等人,2004年;Dutta等人,2013年;Wyban,2019年)。
在印度,20世纪80年代初Penaeus indicus的养殖主要依靠野生亲本产生的无节幼体。然而,在WSSV病毒爆发后,由于野生亲本的获取困难、繁殖性能的不确定性以及WSSV感染的普遍性,大规模的种苗生产和养殖活动受到了阻碍(Anand等人,2019年;Vijayan等人,2024年)。长期依赖单一品种进行养殖是不可持续的,需要多样化以应对进口亲本价格波动、市场需求下降和特定疾病爆发等问题(Vijayan,2019年;Kumaran等人,2021年;Chan等人,2024年)。本地虾类在生理和环境方面具有多种优势,并具有足够的遗传多样性,适合开展选择性育种计划(Vijayan,2019年;Jani Angel等人,2022年)。早期研究显示Penaeus indicus的耐盐性、生长参数和繁殖性能表明该物种适合在热带条件下(如印度)进行养殖(Parado-Estepa等人,1987年;Anand等人,2019年;Lalramchhani等人,2020年;Estante-Superio等人,2022年;Panigrahi等人,2023年)。
最近,成功实现了Penaeus indicus的人工繁殖,标志着其在受控条件下的生命周期得到了闭合。目前世界各地正在进行不同阶段的Penaeus indicus选择性育种(Megahed等人,2019年;Anand等人,2023年)。然而,在孵化场尝试人工成熟和繁殖过程中,仍存在受精率低、孵化率和交配相关问题,这些问题在封闭生殖系统的虾类中更为普遍(Coman等人,2006年;Arnold等人,2012年;Arnold等人,2013年)。作为封闭生殖系统的印度白虾Penaeus indicus在人工繁殖试验中的生长、繁殖力和受精率均低于野生个体(Anand等人,2023年)。繁殖准备情况、养殖环境和营养问题是导致其繁殖性能低下的主要原因(Crocos和Coman,1997年;Cuzon等人,2004年;Coman等人,2007年;Arnold等人,2013年;Marsden等人,2013年)。在人工养殖的雄性亲本中,精包质量下降和生殖道退化是主要问题(Leung-Trujillo和Lawrence,1987年;Alfaro和Lozano,1993年;Arnold等人,2013年)。在人工成熟研究中,重点通常放在雌性虾的成熟上,而雄性的发育和繁殖能力往往被忽视或研究不足。然而,最近的研究指出,人工养殖的雄性虾的繁殖功能障碍是导致繁殖试验失败的关键因素(Talbot等人,1989年;Andriantahina等人,2012年;Arnold等人,2013年)。传统研究中使用雄性的形态成熟参数来选择繁殖个体。然而,雄性的年龄、体重以及形态和生理成熟的时间变化会影响精包的质量(Ceballos-Vázquez等人,2003年;Feng等人,2018a,2018b;Andrioli等人,2024年)。除了形态指标外,现在还有先进的技术可以评估精包质量,从而更好地评估繁殖潜力(Harlıoğlu等人,2018年;Aquino等人,2022年)。
此外,为了应用选择性育种,需要逐对配对进行交配以建立家族。保存回收的精包有助于实施人工授精以实现可控繁殖(Bart等人,2006年;Arnold等人,2012年;Feng等人,2019年)。目前用于精包保存的主要技术是冷冻保存和冷藏保存,其中冷藏保存用于短期保存(Bray和Lawrence,1998年)。已经为Penaeus vannamei和Penaeus monodon等商业重要虾类开发并评估了多种保存剂和保存方案(Nimrat等人,2005年;Morales-Ueno等人,2012年;Feng等人,2019年)。然而,关于Penaeus indicus精包保存的研究较少。因此,本研究旨在探讨不同养殖系统中雄性Penaeus indicus的生殖发育情况,并记录精包质量随年龄的变化。此外,该研究还评估了各种保存剂在支持Penaeus indicus精包冷藏保存方案中的有效性。