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The effects of manipulating water temperature, photoperiod, and eyestalk ablation on gonad maturation of the swimming crab, Portunus trituberculatus

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image of Crustaceana

[An experiment to induce maturation and spawning of Portunus trituberculatus by manipulating seawater temperature, photoperiod, and eyestalk ablation, and to study the effect these factors have on the variation of nucleic acid content in gonadal tissue, was conducted. Non-incubating adult females were divided among three temperature treatments (natural, 10°C, and 20°C) and two photoperiod treatments (15 h and 9 h daylight periods per day, respectively). Within each temperature-photoperiod combination, subjects were further divided into each of two groups, i.e., unilaterally eyestalk ablated and unablated. The gonadosomatic index, spawning rate, and nucleic acid variation were examined for each treatment at 3-week intervals. Holding ablated females at 20°C and providing 15 h of light photoperiod had the most profound effect on the induction of ovarian maturation and spawning. Gonad maturation also occurred in the unablated, 20°C, 15 h light group, although to a lower extent. Gonad maturation did not take place for groups exposed to lower temperatures, despite either ablation or photoperiod treatments.

RNA to DNA ratios were strongly correlated to the state of gonad maturation, with the highest values obtained for the ablated groups held at temperatures under 20°C for the 15 h light photoperiod. Under these conditions, increasing DNA concentration, reflecting gonad differentiation (small cell size and a large number of cells per unit of tissue), began three weeks earlier than for the other treatments. These results suggest that P. trituberculatus requires not only a raised temperature but also another stimulus, such as eyestalk ablation or a long photoperiod, to induce off-season maturation and spawning. Une expérimentation a été conduite pour induire la maturation et la ponte de Portunus trituberculatus en manipulant la température de l'eau de mer, la photopériode et l'ablation des pédoncules oculaires, et pour étudier les effets de ces facteurs sur la variation de la composition en acides nucléiques du tissu gonadique. Des femelles adultes non incubatrices ont été divisées dans trois températures (naturelle, 10°C, et 20°C) et deux photopériodes (15 h et 9 h de lumière par jour). A l'intérieur de chaque combinaison de température-photopériode les individus ont été re-divisés en deux groupes, avec pédoncules et unilatéralement épédonculés. L'index gonadosomatique, le taux de ponte et les variations des acides nucléiques ont été examinés pour les trois traitements chaque trois semaines. L'effet le plus accentué sur l'induction de la maturation ovarienne et la ponte a été observé pour les femelles maintenues à 20°C avec 15 h de lumière. La maturation des gonades ne se réalise pas chez les groupes exposés aux plus faibles températures quel que soit leur traitement pour les pédoncules ou en photopériode.

Les taux d'ARN et ADN ont été fortement corrélés à l'état de maturation de la gonade, avec les valeurs maximum obtenues pour les groupes épédonculés maintenus à des températures inférieures à 20°C avec 15 h de lumière. Dans ces conditions l'augmentation de la concentration en ADN, reflet de la différentiation de la gonade (petite taille cellulaire et un grand nombre de cellules par unité de tissus) débute trois semaines plus tôt que pour les autres traitements. Ces résultats suggèrent que P. trituberculatus nécessite pour induire une maturation et une ponte hors saison, non seulement une augmentation de température mais aussi un autre stimulus, comme l'ablation des pédoncules ou une photopériode longue.
, An experiment to induce maturation and spawning of Portunus trituberculatus by manipulating seawater temperature, photoperiod, and eyestalk ablation, and to study the effect these factors have on the variation of nucleic acid content in gonadal tissue, was conducted. Non-incubating adult females were divided among three temperature treatments (natural, 10°C, and 20°C) and two photoperiod treatments (15 h and 9 h daylight periods per day, respectively). Within each temperature-photoperiod combination, subjects were further divided into each of two groups, i.e., unilaterally eyestalk ablated and unablated. The gonadosomatic index, spawning rate, and nucleic acid variation were examined for each treatment at 3-week intervals. Holding ablated females at 20°C and providing 15 h of light photoperiod had the most profound effect on the induction of ovarian maturation and spawning. Gonad maturation also occurred in the unablated, 20°C, 15 h light group, although to a lower extent. Gonad maturation did not take place for groups exposed to lower temperatures, despite either ablation or photoperiod treatments.

RNA to DNA ratios were strongly correlated to the state of gonad maturation, with the highest values obtained for the ablated groups held at temperatures under 20°C for the 15 h light photoperiod. Under these conditions, increasing DNA concentration, reflecting gonad differentiation (small cell size and a large number of cells per unit of tissue), began three weeks earlier than for the other treatments. These results suggest that P. trituberculatus requires not only a raised temperature but also another stimulus, such as eyestalk ablation or a long photoperiod, to induce off-season maturation and spawning. Une expérimentation a été conduite pour induire la maturation et la ponte de Portunus trituberculatus en manipulant la température de l'eau de mer, la photopériode et l'ablation des pédoncules oculaires, et pour étudier les effets de ces facteurs sur la variation de la composition en acides nucléiques du tissu gonadique. Des femelles adultes non incubatrices ont été divisées dans trois températures (naturelle, 10°C, et 20°C) et deux photopériodes (15 h et 9 h de lumière par jour). A l'intérieur de chaque combinaison de température-photopériode les individus ont été re-divisés en deux groupes, avec pédoncules et unilatéralement épédonculés. L'index gonadosomatique, le taux de ponte et les variations des acides nucléiques ont été examinés pour les trois traitements chaque trois semaines. L'effet le plus accentué sur l'induction de la maturation ovarienne et la ponte a été observé pour les femelles maintenues à 20°C avec 15 h de lumière. La maturation des gonades ne se réalise pas chez les groupes exposés aux plus faibles températures quel que soit leur traitement pour les pédoncules ou en photopériode.

Les taux d'ARN et ADN ont été fortement corrélés à l'état de maturation de la gonade, avec les valeurs maximum obtenues pour les groupes épédonculés maintenus à des températures inférieures à 20°C avec 15 h de lumière. Dans ces conditions l'augmentation de la concentration en ADN, reflet de la différentiation de la gonade (petite taille cellulaire et un grand nombre de cellules par unité de tissus) débute trois semaines plus tôt que pour les autres traitements. Ces résultats suggèrent que P. trituberculatus nécessite pour induire une maturation et une ponte hors saison, non seulement une augmentation de température mais aussi un autre stimulus, comme l'ablation des pédoncules ou une photopériode longue.
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Affiliations: 1: Aquaculture Management Division, National Fisheries Research & Development Institute, Busan 619-705, Korea; 2: East Sea Fisheries Research Institute, National Fisheries Research & Development Institute, Gangneug 210-861, Korea; 3: Fisheries Resources Research Division, National Fisheries Research & Development Institute, Busan 619-705, Korea; 4: Crustacean Research Centre, National Fisheries Research & Development Institute, Taean 357-945, Korea

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2010-02-01
2016-08-26

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