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饥饿对似鱼句早期仔鱼发育、摄食及生长的影响

2022-10-28钟全福樊海平卓玉琛张晶晶

渔业研究 2022年5期
关键词:仔鱼摄食饥饿

钟全福,陈 斌,樊海平,林 煜,卓玉琛,张晶晶

(福建省淡水水产研究所,福建 福州 350002)

饥饿是引起初次开口摄食期仔鱼死亡的主要因素之一,不同种属鱼类仔鱼对饥饿具有不同的耐受能力和适应性[1-3]。目前,对早期仔鱼耐受饥饿能力及饥饿不可逆点(PNR)的研究已较为深入,已经对多种淡水鱼类早期仔鱼的初次开口摄食和饥饿耐受能力等方面进行详细的研究[4],避免了早期仔鱼进入饥饿状态,对提高仔鱼早期阶段的成活率具有重要的意义。

似鱼句(Pseudogobiovaillanti)属鲤科(Cyprinidae)、似鱼句属(Pseudogobio),为小型底栖性鱼类,俗称“棍子鱼”,分布于东亚大陆,在我国主要产于长江中游、闽江、北江、钱塘江、灵江、黄河和淮河等水系[5];为温带鱼类,以水生昆虫幼虫为主食,兼食硅藻、蓝藻等,是一种因肉质丰腴、味道鲜美而深受广大消费者喜爱的土著鱼类[6]。随着其自然资源量急剧减少,以及人们对自然资源保护意识的提高,似鱼句鱼类的资源保护和人工养殖技术研发受到了重视。近年来,似鱼句在驯养繁育方面的研究工作也相继开展并取得一些成果[7-8],但研究报告仅见关于不同开口饵料对似鱼句仔鱼早期生长和存活的影响[9]、繁殖特性调查[10]和耐温性研究[11]、肌肉氨基酸组成分析[12]以及系统发育[13]和地理分化[14-15]等研究。目前尚未见有关饥饿对似鱼句早期仔鱼卵黄囊的消化吸收、开口摄食和生长发育等影响及PNR的确定等方面的研究报道。由于饥饿对早期仔鱼的影响极为明显,因此本研究探讨了饥饿胁迫对似鱼句早期仔鱼初次开口摄食和生长的影响,并确定了饥饿仔鱼的PNR,以期为似鱼句大规模人工育苗生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验仔鱼及生物饵料

试验于2020年5月在福建省南平市顺昌县兆兴鱼种养殖有限公司开展,似鱼句初孵仔鱼为该基地人工催产、孵化获得的出膜时间较一致的同批次刚破膜的健康仔鱼;对照组投喂的生物饵料为经60筛网过滤后的池塘小型浮游动物,其种类主要为臂尾轮虫(Brachionus)、多枝轮虫(Polyarthra)、龟甲轮虫(Keratella)和象鼻溞(Bosmina)、裸腹溞(Moina)、溞(Daphnia)和秀体溞(Diaphanosoma)等枝角类及其幼体,其中枝角类及幼体所占比例约70%,轮虫占30%左右。

1.2 试验方法

采用实验生态学方法观测了饥饿胁迫对似鱼句早期仔鱼生长发育的影响,试验设置了饥饿胁迫试验组(以下简称“饥饿组”)、饥饿死亡“不可逆点”(PNR)试验组(以下简称“PNR组”)和正常投喂的对照组,每组设3个平行。试验容器为60 cm×50 cm×50 cm水簇箱,水位35 cm。试验用水为经72 h完全曝气的机井水,经500目筛绢网过滤后使用。试验期间水温为(25.5±1.2)℃,pH 7.3,水体适量充气增氧,维持溶解氧大于5 mg/L。

试验开始时,每个水簇箱放养600尾初孵仔鱼,饥饿组和PNR组始终不予投饵直至100%死亡;对照组在仔鱼开口的前一天开始投喂小型浮游动物,每天08:00 和17:00 各投喂1 次,每次投喂密度达10~15个/mL水体。每天吸污换水1次,每次换水1/3,并观察仔鱼行为和外部形态的变化,统计各组仔鱼死亡情况。

试验开始后,每隔24 h从饥饿组和对照组中的每个水簇箱里各随机取样10 尾仔鱼,在Leica EZ4D 双目体视显微镜下测量仔鱼全长、卵黄囊的长径和短径,ATY224 分析天平测量仔鱼体质量(称量精度为0.1 mg)。仔鱼卵黄囊体积测算参照汪帆等[16]的方法,当卵黄囊为棒槌状时,其体积按公式(1)计算;当卵黄囊吸收缩成棒状时,其体积按公式(2)计算。以仔鱼全长、体质量特定增长率(SGR)比较饥饿组和对照组的生长速率,SGR按照公式(3)、(4)[17-18]计算。仔鱼肥满度的计算参照黄真理等[19]和覃宝利等[20]的方法,求导仔鱼全长与体质量的幂函数回归方程,采用相对状态指数,按照公式(5)计算仔鱼相对肥满度。相关指标的计算公式如下:

公式(2):棒状卵黄囊体积(V,mm3)=R×r2×π/12,式中R和r分别是棒状卵黄囊长径和短径;

公式(3):全长特定增长率(SGRL,%/d)=(lgL2-lgL1)/[0.434 3×(t2-t1)]×100%,式中L1和L2分别表示发育至时间t1和t2时的全长;

公式(4):体质量特定增长率(SGRW,%/d)=(lgW2-lgW1)/[0.434 3×(t2-t1)]×100%,式中:W1和W2分别表示发育至时间t1和t2时的体质量;

公式(5):相对肥满度(F)=(W/Lb)×100,式中W和L分别为仔鱼的体质量和全长,b为仔鱼全长与体质量关系式回归得到的幂函数指数。

在PNR组中的每个水簇箱里各随机取样20 尾仔鱼,分别放入有效容积1 000 mL的烧怀中,微充气,按照10~15个/mL水体的密度投喂小型浮游动物,投喂3 h后将仔鱼取出,在Leica DM750 生物显微镜下逐尾解剖检查其摄食情况,参照韩晓磊等[21]的方法,按公式(6)计算初次摄食率,并确定饥饿仔鱼的PNR,当初次摄食率低于最高初次摄食率的1/2时,即为饥饿仔鱼的PNR,用孵化后日龄表示。初次摄食率计算公式(6):初次摄食率=(消化道内有食物的仔鱼尾数/测定仔鱼总尾数)×100%。

1.3 数据统计分析

采用 Excel 2007对数据进行统计、运算和作图处理;采用SPSS Statistics 17.0软件进行显著性差异分析和相关方程回归分析。

2 结果与分析

2.1 饥饿仔鱼卵黄囊的吸收及生长变化

在水温(25.5±1.2)℃条件下,似鱼句仔鱼卵黄囊的吸收及生长变化情况详见表1。似鱼句初孵仔鱼全长(3.87±0.07)mm,平均体质量为(1.82±0.08)mg,卵黄囊显棒槌形,体积为(0.102 1±0.013 8)mm3,无油球,前端膨大部显椭球形,后端狭长部显长棒形。由表1可知,0~4日龄饥饿组和对照组仔鱼卵黄囊吸收基本一致,没有显著差异(P>0.05),0~1日龄仔鱼卵黄囊吸收最快,1日龄仔鱼卵黄囊体积约为初孵仔鱼的31%,显长棒形,1~3日龄仔鱼卵黄囊吸收相对较慢,至4日龄仔鱼卵黄囊约为初孵仔鱼的2.4%~2.5%;4日龄仔鱼开口后,对照组仔鱼卵黄囊在当天就已消耗吸收完,而饥饿组仔鱼卵黄囊的吸收明显慢于对照组,在5日龄还可见卵黄囊为一细棒状贴于仔鱼腹部,体积约为(0.000 9±0.000 2)mm3,至6日龄才消耗殆尽,说明饥饿胁迫延缓了似鱼句早期仔鱼对卵黄囊的消耗吸收。对似鱼句早期仔鱼卵黄囊体积(V)和日龄(t)进行回归分析结果表明,仔鱼对卵黄囊的吸收利用符合三项式:V=-0.005t3+0.040t2-0.101t+0.101(R2=0.995)。

表1 饥饿仔鱼的生长及卵黄囊的吸收情况

仔鱼在4日龄开口前完全依靠卵黄囊营养,与对照组相比,0~4日龄饥饿组仔鱼全长和体质量增长与对照组一致,没有显著差异(P>0.05),5日龄饥饿组仔鱼全长略低于对照组,但不存在显著差异(P>0.05),6日龄后均显著低于对照组(P<0.05),6日龄卵黄囊消失后,仔鱼全长还能缓慢增长,8日龄达到最大值(5.26±0.19)mm,9~12日龄出现明显萎缩;而5日龄后饥饿组仔鱼体质量显著低于对照组(P<0.05),饥饿组仔鱼体质量在5日龄达到最大值(2.11±0.11)mg,之后不断下降,出现负增长。

对照组仔鱼发育正常,集群在底层游动,活力强,仔鱼开口摄食后全长和体质量均明显增长,经回归分析得知,仔鱼体质量(W)与全长(L)呈幂函数关系,其回归方程为W=0.052L2.340(R2=0.900),其幂函数指数b<2.5,表明似鱼句早期仔鱼的生长属于非均匀生长类型[17]。

在似鱼句仔鱼全长、体质量特定增长率(图1、图2)方面,0~4日龄饥饿组与对照组之间的差异不显著(P>0.05),但5日龄后饥饿组均显著低于对照组(P<0.05)。其中饥饿组体质量特定增长率从6日龄起出现负增长,全长特定增长率从9日龄起出现负增长。

2.2 饥饿仔鱼的形态、行为和死亡情况

饥饿组与对照组相比,0~5日龄仔鱼的形态和行为组间差异不显著(P>0.05),但6日龄后出现明显差别,饥饿仔鱼生长停滞,头大体瘦,眼睛明显突出,活动能力下降,分散静卧于水底,但在PNR期未出现“胸角”现象。

由图3可见,饥饿组仔鱼的相对肥满度一直呈现下降的趋势,0~5日龄仔鱼相对肥满度与对照组无显著差异(P>0.05),5日龄后迅速下降,之后缓慢下降,6日龄后低于0.04,极显著低于对照组(P<0.01);而对照组仔鱼相对肥满度在5~6日龄迅速上升,在6~10日龄期间逐步下降,但均高于0.05,极显著高于饥饿组(P<0.01),11日龄后又逐步回升。

由图4可见,0~4日龄饥饿组仔鱼的累计死亡率与对照组基本一致,5日龄略高于对照组,但差异不显著(P>0.05),6日龄后迅速上升,显著高于对照组,至10日龄累计死亡率达到(81.41±0.74)%,而对照组为(19.50±1.16)%,至13日龄饥饿组仔鱼累计死亡率达到100%,而对照组仅为(22.62±1.05)%。饥饿组仔鱼50%的累计死亡率出现时间为8~9日龄间,而同期对照组的仔鱼累计死亡率低于18%。

2.3 初次摄食率及饥饿死亡“不可逆点”(PNR)的确定

似鱼句饥饿仔鱼初次摄食率变化情况如图5所示。似鱼句仔鱼4日龄开口摄食,初次摄食率仅(23.33±2.89)%,4~5日龄为混合营养期,5、6日龄初次摄食率达到100%,PNR组仔鱼的初次摄食率7日龄开始下降,9日龄下降到最高初次摄食率的一半以上,仅(33.33±2.89)%,11日龄饥饿仔鱼的初次摄食率下降为0%,已丧失了开口摄食的能力,随后PNR组仔鱼于13日龄全部死亡。由此可确定在水温(25.5±1.2)℃条件下,似鱼句仔鱼的PNR为8~9日龄,仔鱼从开口摄食到PNR的时间仅4~5 d,其初次投喂最佳时间为5日龄。

3 讨论

3.1 似鱼句仔鱼的不同营养期与PNR

卵黄囊是早期仔鱼生长发育所需营养物质和能量的主要来源[22],似鱼句仔鱼属于混合营养类型,4日龄仔鱼开口摄食后,在其体内仍可见卵黄囊残余,5日龄时卵黄囊消耗殆尽,进入外源性营养期,其卵黄囊的吸收与线纹尖塘鳢(Oxyeleotrislineolatus)仔鱼[23]、鸭绿江水系唇鱼骨(Hemibarbuslabeo)仔鱼[24]、稀有鱼句鲫(GobiocyPrisrarus)仔鱼[25]、雅罗鱼(Leuciscusmerzbacheri)仔鱼[26]和美洲西鲱(Alosasapidissima)仔鱼[27]基本相似,混合营养期仅1 d时间。参照单秀娟等[28]及秦志清[29]提出的早期仔鱼相对混合营养期参数基准△R(△R为仔鱼开口摄食到卵黄囊完全吸收的时长与仔鱼孵化出膜后到开口摄食的时长的比值),当△R≥1,仔鱼相对混合营养期较长,开口摄食较快,不易受饥饿胁迫;当1>△R>0.1,相对混合营养期较短,容易遭受饥饿胁迫;当0<△R≤0.1,相对混合营养期极短,极易受饥饿胁迫。在水温(25.5±1.2)℃时,似鱼句早期仔鱼的△R为1/3(1>△R>0.1),属于混合营养期相对较短、容易遭受到饥饿威胁的鱼类。

大多数鱼类在早期仔鱼期均存在一个饥饿不可逆点(PNR),其是衡量早期仔鱼耐受饥饿能力的一个指标,不同种属的鱼类仔鱼进入PNR的时间长短也不完全相同[28,30]。本试验中,似鱼句4日龄仔鱼初次开口的初次摄食率平均为23.33%,5、6日龄初次摄食率迅速达最高值100%,最高初次摄食率持续时间2 d,这与齐口裂腹鱼(Schizothoraxprenanti)仔鱼[31]最高初次摄食率100%持续2 d的结果相似。早期仔鱼从开口摄食到达PNR的时间是其建立外源性营养的关键阶段,本试验结果表明,在水温(25.5±1.2)℃下,似鱼句早期仔鱼耐受饥饿不可逆点发生在孵化后8~9日龄,初次开口摄食到PNR的时间为4~5 d。从仔鱼初次开口摄食到达PNR的时间长短比较,似鱼句仔鱼与花鱼骨(Hemibarbusmaculatus)仔鱼[32](25℃~29℃,从开口摄食到PNR的时间为4~5 d)相接近,略短于叶尔羌高原鳅(Triplophysayarkandensis)仔鱼[33](20℃,5~6 d)、斑鳜(Sinipercascherzeri)仔鱼[30](23℃,5~6 d)和泥鳅(Missgurnusarguillicaudatus)仔鱼[34](25℃~27℃,6.1~6.2 d),但长于细鳞斜颌鲴(Plagiognathopsmicrolepis)仔鱼[35](25℃~27℃,3 d)和条石鲷(Oplegnathusfasciatus)仔鱼[36](22℃~24℃,2.5~3.0 d),说明似鱼句仔鱼具有相对较强的摄食能力,但在饥饿胁迫下,其耐受饥饿的能力较差。因此,在水温25℃左右,人工繁育似鱼句仔鱼投喂开口饵料的最佳时间为孵化后的第6天(5日龄)左右,以提高苗种培育成活率。

3.2 饥饿胁迫对似鱼句早期仔鱼生长、形态及存活的影响

饥饿使早期仔鱼的生长、发育和存活受到严重的影响,在卵黄囊耗尽时,如不能建立外源性营养便进入了饥饿期,不同种类仔鱼对饥饿胁迫的适应性特征不同[3,37]。本试验中,似鱼句饥饿仔鱼在初次开口摄食期体质量和全长特定增长率急剧下降,卵黄囊消耗吸收减缓,饥饿仔鱼在卵黄囊耗尽时(5日龄)体质量出现负增长,全长在到达PNR点时也出现负增长。这与鸭绿江水系唇鱼骨仔鱼[25]、美洲西鲱仔鱼[27]等的研究结果相似,表明了似鱼句仔鱼面临饥饿胁迫条件下也存在这种适应性的生态对策。

饥饿仔鱼发育受阻,某些体态特征也会随着饥饿程度发生改变,反映了仔鱼的饥饿程度或营养状况,因而可采用体形特征变化作为判断饥饿仔鱼的指标[38]。如南方鲇(Silurusmeridionalis)饥饿仔鱼外形萎缩、脑顶下凹[39];黑莓鲈(Pomoxisnigromacufatus)[29]和胭脂鱼(Myxocyprinusasiaticus)[40]饥饿仔鱼在PNR期“胸角”明显;处于PNR期的食蚊鱼(Gambusiaaffinis)仔鱼腹部萎缩呈弧形,体长/体高>5.0,显著大于投喂组仔鱼(体长/体高<4.5)[41];黄鳝(Monopterusalbus)饥饿仔鱼PNR期肥满度<0.062 5,极显著小于健康仔鱼(肥满度>0.075 8)(P<0.01)[42]。本试验中,似鱼句早期仔鱼在饥饿胁迫下也表现出了一系列明显的因饥饿所导致的外部形态特征的改变,头大体瘦、眼球外凸明显,但与泥鳅[34]、食蚊鱼[41]饥饿仔鱼一样,在PNR期并未出现特殊饥饿体征“胸角”。本试验发现饥饿胁迫试验组仔鱼PNR期的相对肥满度与正常投喂对照组差异极显著(P<0.01),对照组仔鱼相对肥满度>0.05,而饥饿胁迫试验组仔鱼相对肥满度<0.04。因此,可将相对肥满度作为判断似鱼句仔鱼饥饿程度的指标。

饥饿是导致早期仔鱼存活率下降的主要因素之一,饥饿一旦超出了仔鱼的耐受限度,便无法继续存活[36]。在水温(25.5±1.2)℃下,饥饿2 d的似鱼句仔鱼累计死亡率显著上升,8~9日龄累计死亡率达到50%,与仔鱼的PNR时间点(8~9日龄)出现在同一天,这与白甲鱼(Onychostomasima)仔鱼的研究结果相似,意味着在此时间点之前,饥饿仔鱼若能开口摄食而获得外源性营养,则尚有较大的恢复可能[43],也进一步提示了在苗种培育生产中应尽早让仔鱼开口摄食,获得较高的仔鱼开口摄食率,建立外源性营养,是提高仔鱼成活率的重要途径。

4 结论

在水温(25.5±1.2)℃条件下,似鱼句仔鱼4日龄开口摄食,混合营养期仅1 d,PNR发生在8~9日龄,耐受饥饿的能力较差,进入PNR期的饥饿仔鱼相对肥满度极显著低于正常仔鱼,可将其作为判别似鱼句饥饿仔鱼的重要依据;人工繁育的似鱼句仔鱼可在4日龄开始投喂,初次投喂最佳时间为5日龄,但初次投喂最迟不宜超过7日龄。

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