馬本賀 王海華① 馬愛軍 黃智慧 李燕華 王夢杰 孫志賓
溫度對金紅色大鱗副泥鰍()孵化、仔魚活力和性別分化的影響*
馬本賀1王海華1①馬愛軍2黃智慧2李燕華1王夢杰1孫志賓2
(1. 江西省水產(chǎn)科學(xué)研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部湖泊漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測實驗站 南昌市特種水產(chǎn)繁育與健康養(yǎng)殖重點實驗室 江西南昌 330039; 2. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點實驗室 青島市海水魚類種子工程與生物技術(shù)重點實驗室 山東青島 266071)
以大鱗副泥鰍()新品系“贛紅1號”為對象, 探究了不同溫度(20, 23, 26, 29, 32 °C)對其受精卵孵化、仔魚活力和性別分化的影響。結(jié)果顯示, 當(dāng)溫度在20~32 °C范圍內(nèi)時, 培育周期和孵化周期與溫度均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系, 均隨著溫度的升高而縮短。培育周期在各溫度組間差異顯著(<0.05), 孵化周期在29和32 °C組間差異不顯著, 其余各組間均具有顯著差異(<0.05)。隨著溫度的升高, 孵化率先升高后降低, 26 °C時孵化率達(dá)到最高; 畸形率呈現(xiàn)與孵化率相反的趨勢, 26 °C時畸形率最低, 且顯著低于20、29和32 °C組(<0.05); 仔魚的不投餌存活系數(shù)(SAI)隨著溫度的升高而逐漸降低, 各組間差異顯著(<0.05), 23 °C時SAI值為59.77, 最大可存活時間為15日齡; 此外, 雄性率隨溫度的升高而增加, 高溫可促進(jìn)個體趨向雄性發(fā)育。研究發(fā)現(xiàn)“贛紅1號”受精卵孵化、仔魚活力和性別分化均受到溫度的重要影響, 結(jié)合生產(chǎn)實際和試驗數(shù)據(jù), 其孵化和仔魚培育的適宜溫度應(yīng)保持在23~26 °C。
大鱗副泥鰍; “贛紅1號”; 溫度; 孵化; 仔魚活力; 性別分化
大鱗副泥鰍()隸屬于鰍科(Cobitidae)、副泥鰍屬(), 是我國重要的特種經(jīng)濟(jì)魚類之一。本研究團(tuán)隊2014年引進(jìn)大鱗副泥鰍臺灣種群親本, 在養(yǎng)殖子代中發(fā)現(xiàn)極少量體色為金紅色的個體, 將其從養(yǎng)殖群體中選出單獨培育為育種親本, 以金紅色體色為主要目標(biāo)形狀, 經(jīng)多年系統(tǒng)選育, 獲得了金紅色體色穩(wěn)定遺傳的大鱗副泥鰍新品系, 暫命名為大鱗副泥鰍新品系“贛紅1號”(以下簡稱“贛紅1號”), 其體色金紅、形態(tài)優(yōu)美、營養(yǎng)豐富, 兼具食用和觀賞價值, 深受市場青睞(Huang, 2021)。
溫度是影響魚類生長發(fā)育和繁殖的主要環(huán)境因素, 可以直接影響魚體的代謝、免疫、能量收支等生理生化活動(王潤萍等, 2019)。在適宜的溫度范圍內(nèi), 魚體擁有較高的生理代謝水平和較強(qiáng)的生理機(jī)能, 此時生長速度和免疫活力均保持在較好的水平; 高溫和低溫會使魚體出現(xiàn)代謝紊亂和多種生理應(yīng)激反應(yīng), 阻礙正常的生長發(fā)育, 甚至造成永久性損傷和死亡(Nurdiani, 2007;李偉業(yè)等, 2021)。溫度還會影響部分魚類的性別分化, 大多數(shù)溫度敏感性魚類在高溫下可使群體中雄性率升高, 利用溫度控制養(yǎng)殖群體的性別比例具有重要的實用經(jīng)濟(jì)價值(Hayashi, 2010; 喻杰等, 2020)。
溫度也是魚類早期發(fā)育的關(guān)鍵控制因子之一。魚類早期發(fā)育階段各組織器官發(fā)育不完全, 游泳、攝食、消化等生理機(jī)能和運動能力較差, 對外界環(huán)境極為敏感(蔡瑞鈺, 2019)。由于溫度不適造成受精卵孵化率降低、苗種死亡率升高的現(xiàn)象時有發(fā)生, 魚體在早期發(fā)育階段受到的溫度脅迫還會持續(xù)影響整個生長周期, 導(dǎo)致養(yǎng)殖產(chǎn)量降低, 給漁業(yè)生產(chǎn)帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。因此, 魚類早期發(fā)育適宜溫度的探索確定對研究魚類繁育生產(chǎn)至關(guān)重要。研究表明溫度對大鱗副泥鰍和泥鰍()的胚胎發(fā)育、性腺分化、生長發(fā)育等具有重要影響(陳玉紅等, 2007; 李潛洲, 2015; 劉自然等, 2018), 然而溫度對金紅色品系大鱗副泥鰍的影響研究鮮見報道。本試驗對“贛紅1號”在不同溫度條件下受精卵孵化、仔魚活力及性別分化的情況開展探究, 以期掌握其早期培育的最適溫度范圍以及早期階段環(huán)境溫度對性別分化的影響, 從而為 “贛紅1號”的實際生產(chǎn)示范提供理論參考, 促進(jìn)金紅色大鱗副泥鰍的生產(chǎn)應(yīng)用和養(yǎng)殖推廣。
金紅色大鱗副泥鰍()取自江西省水產(chǎn)科學(xué)研究所科研試驗基地, “贛紅1號”親本雌鰍平均體重(69.46±5.74) g, 體長(20.61±0.77) cm;雄鰍平均體重(62.39±9.78) g, 體長(20.88±0.93) cm。親魚經(jīng)催產(chǎn)后人工授精。受精卵置于孵化桶中孵化, 水溫(26±1) °C, 溶氧≥5.0 mg/L, pH為7.2~8.2。
1.2.1 不同溫度下受精卵的孵化試驗 設(shè)置5個溫度梯度組(20, 23, 26, 29, 32 °C), 每組3個平行。分別將盛有1 000 mL水的燒杯置于調(diào)好溫度的恒溫水浴槽中提前控溫, 控溫誤差范圍為±0.5 °C。每個燒杯中分別隨機(jī)放入100粒同一批次人工授精, 外觀正常、無破損的受精卵。觀察不同溫度下“贛紅1號”胚胎的發(fā)育情況, 記錄各組的培育周期(cultivation periods)、孵化周期(hatching periods)、孵化率(hatching rate)和初孵仔魚的畸形率(malformation rate)。
培育周期=從受精到50%仔魚出膜時所用的時間, (1)
孵化周期=從第一尾仔魚出膜到最后一尾仔魚出
膜的時間間隔, (2)
孵化率=孵出仔魚數(shù)/受精卵數(shù)×100%, (3)
畸形率=孵出的畸形仔魚數(shù)/孵出仔魚總數(shù)×100%.(4)
1.2.2 不同溫度下初孵仔魚活力的測定 設(shè)置5個溫度組(20, 23, 26, 29, 32 °C), 每組3個平行。將盛有1 000 mL水的燒杯置于調(diào)好溫度的恒溫水浴槽中提前控溫, 待孵化桶中的仔魚出膜時, 分別隨機(jī)挑選100尾發(fā)育正常、無畸形的初孵仔魚放入各燒杯中, 期間不投餌, 發(fā)現(xiàn)死亡個體及時撈出并計數(shù), 直至仔魚全部死亡。計算仔魚不投餌存活系數(shù)(survival activity index, SAI)和存活率(survival rate)。以仔魚存活率和不投餌存活系數(shù)來評價仔魚活力(張海發(fā)等, 2006)。
存活率=現(xiàn)存活仔魚數(shù)量/仔魚起始數(shù)量×100%, (5)
式中,為試驗初始時仔魚數(shù)量,h為第天仔魚累計死亡數(shù),為仔魚全部死亡所需的天數(shù)。
1.2.3 早期不同溫度下性別分化的試驗 選取1 000粒同一批次人工授精, 外觀正常、無破損的受精卵隨機(jī)分為5組, 分別放入空調(diào)房中5個養(yǎng)殖箱(80 cm×60 cm×50 cm)內(nèi), 設(shè)置5個溫度組(20, 23, 26, 29, 32 °C), 用加熱棒控制每個養(yǎng)殖箱的溫度, 控溫誤差范圍為±1.0 °C。試驗魚分別在各溫度組中培育至15日齡, 然后將各組溫度逐漸調(diào)至自然水溫(23~25 °C), 養(yǎng)殖至90日齡。養(yǎng)殖前期投喂輪蟲、橈足類等浮游動物, 后期每天投喂2次人工配合飼料, 各組養(yǎng)殖條件保持一致, 定時換水, 發(fā)現(xiàn)死魚及時撈出。各試驗組在90日齡時分別觀察統(tǒng)計雄性率。
試驗數(shù)值用“Means±SD”表示, 數(shù)據(jù)統(tǒng)計使用SPSS 17.0和Excel 2010, 采用單因素方差分析法進(jìn)行顯著性分析(<0.05)。
“贛紅1號”受精卵在試驗溫度范圍內(nèi)均能孵化出仔魚, 培育周期隨著溫度的升高而顯著縮短, 見表1。20 °C時培育周期(76.09 h)是32 °C (21.65 h)時的3.51倍, 各試驗組之間差異顯著(<0.05)。培育周期與溫度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系, 其擬合曲線(回歸方程)表達(dá)式為:
=183 398–2.622,2=0.987, (7)
式中,為培育周期,為水溫, 見圖1。
20~32 °C范圍內(nèi), 孵化周期與培育周期的變化趨勢一致, 隨著溫度的升高而縮短。29 °C (5.75 h)和32 °C (4.63 h)組間差異不顯著, 其余各組間均達(dá)到顯著差異(<0.05)。對孵化周期進(jìn)行多項式回歸分析, 其回歸方程為:
=0.1332–8.833+150.430,2=0.995, (8)
式中,為孵化周期,為水溫, 見圖1。
表1 不同溫度條件下“贛紅1號”受精卵的孵化
Tab.1 Hatching of the fertilized eggs of “Ganhong 1” at different temperatures
注: 表中數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差; 同一行中上標(biāo)字母不同表示差異顯著(<0.05)。下同
圖1 溫度對“贛紅1號”受精卵培育周期和孵化周期的影響
試驗溫度范圍內(nèi), 在20~26 °C, 孵化率隨溫度的升高而升高; 在26~32 °C, 孵化率隨溫度的升高而降低。26 °C時具有最高的孵化率(81.67%), 其次是23 °C (75.33%), 在32 °C孵化率最低(60.33%), 26 °C和23 °C的孵化率均顯著高于20 °C和32 °C, 孵化率與相應(yīng)溫度間呈二次曲線函數(shù)關(guān)系, 其表達(dá)式為:
=–0.5132+26.427–260.240,2=0.977, (9)
式中,為孵化率,為水溫, 見圖2。
各溫度組胚胎和初孵仔魚均出現(xiàn)畸形現(xiàn)象, 初孵仔魚畸形率隨著溫度的升高呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢, 兩個端值溫度20和32 °C組畸形率最高, 分別達(dá)到36.92%和38.48%, 在26 °C畸形率最低(9.32%), 顯著低于20、29和32 °C組, 畸形率與相應(yīng)溫度間同樣呈二次曲線函數(shù)關(guān)系:
=0.7712– 39.828+524.660,2=0.991, (10)
式中,為畸形率,為水溫, 見圖2。
部分畸形胚胎在未出膜前即停止發(fā)育, 少部分畸形胚胎在胚體出膜期或出膜后短時間內(nèi)死亡。初孵仔魚的畸形類型主要有骨骼畸形(脊柱彎曲, 尾部彎曲)、卵黃囊異形、圍心腔水腫、尾部缺失四種, 且骨骼畸形的數(shù)量占比最高(圖3)。
圖2 溫度對“贛紅1號”受精卵孵化率與畸形率的影響
20~32 °C范圍內(nèi), 隨著溫度的升高, 仔魚的SAI值逐漸降低, 各組間數(shù)據(jù)差異顯著(<0.05) (表2, 圖4)。20~26 °C范圍內(nèi)各組仔魚的SAI值都在35以上, 29和32 °C組的SAI值分別為22.11和14.75 (圖4)。各組仔魚的存活率均在前期緩慢下降, 到達(dá)某個時間點后開始驟降, 并在較短時間內(nèi)降至0; 溫度越高, 存活率驟降的時間越早, 最長可存活時間越短(圖5)。20 °C時, 仔魚SAI值最高, 此溫度下仔魚在9日齡的存活率可達(dá)91.00%, 但在12~14日齡時存活數(shù)目驟降, 半數(shù)死亡時間發(fā)生在13日齡, 不投餌最長存活時間可達(dá)16日齡。23 °C下仔魚的SAI值為59.77, 9日齡存活率達(dá)到82.67%, 11日齡后存活率急劇下降, 半數(shù)死亡時間較20 °C組提前1 d, 最大可存活時間為15 d。26 °C下仔魚6日齡平均存活率為91.33%, 7日齡后存活率開始急劇下降, 半數(shù)死亡時間發(fā)生在9日齡, 并在11日齡時存活率降至0。29 °C下仔魚存活率在6日齡開始快速降低, 7日齡存活率即由83.00%降低到38.00%, 并在3d后全部死亡。32 °C下仔魚在5日齡后開始大量死亡, 半數(shù)死亡時間發(fā)生在6日齡, 并在7日齡時死亡率達(dá)到100%。
圖3 正常發(fā)育及畸形發(fā)育的胚胎和初孵仔魚
注:1. 正常胚胎; 2. 畸形胚胎停止發(fā)育; 3. 畸形胚體在出膜期死亡; 4. 畸形胚體出膜后短時間內(nèi)死亡; 5. 正常初孵仔魚; 6~12. 畸形初孵仔魚。s: 骨骼畸形; y: 卵黃囊異形; p: 圍心腔水腫; t: 尾部缺失
表2 不同溫度條件下“贛紅1號”初孵仔魚的存活率和SAI值
續(xù)表
Tab.2 Survival rate and SAI of “Ganhong 1”newly-hatched larvae at different temperatures
圖4 不同溫度下“贛紅1號”初孵仔魚的SAI值
圖5 不同溫度下“贛紅1號”初孵仔魚的存活率
試驗結(jié)束時解剖所有試驗魚, 通過組織學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定生理性別, 并統(tǒng)計各組性別比例。在試驗溫度范圍內(nèi), “贛紅1號”雄性率隨溫度的升高而升高(圖6)。26 °C處理組雌雄比例接近1︰1 (雄性率51.72%), 20和23 °C處理組雄性率輕微降低, 雄性率分別為47.30%和48.75%; 26 °C時雄性率有所提升(56.63%), 32 °C處理組雄性率明顯提升(65.82%)。
圖6 不同溫度下“贛紅1號”幼魚的雄性率
不同魚種受精卵孵化要求的溫度條件不同, 并且對溫度的適應(yīng)范圍也有明顯的差異, 當(dāng)溫度高于或低于該魚種的適宜區(qū)間, 均會對其正常的孵化和生長發(fā)育造成脅迫, 造成較高的畸形率和死亡率(張廷廷等, 2016)。 “贛紅1號”的胚胎發(fā)育需歷經(jīng)7個階段29個發(fā)育時期(馬本賀等, 2020), 受精卵在20~32 °C均可孵化出膜。本試驗采用靜水孵化, 胚胎的培育周期與程瑋瑋(2015)所做大鱗副泥鰍孵化用時基本一致, 但與孵化桶循環(huán)水孵化相比時間較長, 原因可能是孵化方式的不同, 循環(huán)水孵化能帶來更充足、適宜的溶解氧, 加快了胚胎發(fā)育進(jìn)程。以培育周期、孵化周期、孵化率和畸形率作為評價指標(biāo), 來衡量溫度對“贛紅1號”受精卵孵化的影響, 一般而言, 從受精卵到仔魚出膜期, 胚胎的耐熱性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(桂建芳等, 2021)。20 °C處理組胚胎的孵化周期和培育周期分別為76.09 h和27.22 h, 孵化率為63.00%, 畸形率達(dá)到了36.92%, 劉自然等(2018)發(fā)現(xiàn)在低溫(17 °C)條件下泥鰍受精卵第一次卵裂時間和卵裂間隔時間明顯延長, 低溫會抑制胚胎內(nèi)孵化酶的活力, 降低胚胎細(xì)胞代謝和分裂速度, 進(jìn)而減緩或阻止發(fā)育進(jìn)程, 李文豪等(2018)對斑馬魚()胚胎進(jìn)行溫度脅迫, 結(jié)果顯示低溫可造成細(xì)胞凋亡和肌肉發(fā)育的阻滯以及各器官發(fā)育速率不一致, 造成畸形率升高。另外, 培育周期和孵化周期越長, 胚胎受外界環(huán)境的影響越大, 更容易遭受霉菌感染或其他生物侵襲, 進(jìn)一步導(dǎo)致了其較低的孵化率和較高的畸形率。20~26 °C范圍內(nèi), 隨著溫度的升高, 受精卵呈現(xiàn)出培育周期、孵化周期縮短, 孵化率升高、畸形率下降的趨勢。26~32 °C范圍內(nèi), 受精卵的培育周期、孵化周期進(jìn)一步縮短, 而孵化率和畸形率分別表現(xiàn)出降低和升高的趨勢。這是因為在適宜的溫度范圍內(nèi), 溫度升高可以提高胚胎孵化酶活性, 促進(jìn)相關(guān)代謝活動, 加快胚胎發(fā)育速度, 但溫度過高則可能使胚胎中的孵化酶失活、胚胎的代謝發(fā)生紊亂, 導(dǎo)致畸形甚至死亡(舒琥等, 2008)。每種魚類胚胎發(fā)育對溫度的最適條件不同, 但其在適宜溫度范圍內(nèi)的孵化趨勢基本一致。
正常胚體一般是尾部率先破膜而出, 依靠尾部擺動完成整個魚體的出膜。本試驗發(fā)現(xiàn)部分畸形胚體存在頭部先出膜的現(xiàn)象, 且在出膜期即停止心跳, 無法完成整個出膜過程, 或出膜后短時間內(nèi)即陸續(xù)死亡。不適宜的環(huán)境均會導(dǎo)致胚胎與初孵仔魚出現(xiàn)畸形現(xiàn)象, 不同環(huán)境因子造成畸形的類型基本一致, 以骨骼畸形、圍心腔水腫、卵黃囊異形、器官缺失等為主, 本試驗畸形初孵仔魚中以骨骼畸形占比最高, 且骨骼畸形往往導(dǎo)致卵黃囊異形伴隨出現(xiàn)。
孵化周期越短, 說明該批次受精卵越整齊、越健康, 在實際育苗中可以提高整體的成活率, 有助于繁殖孵化的規(guī)?;a(chǎn)。本試驗中26 °C時具有最高的孵化率和最低的畸形率, 以及較短的培育和孵化周期, 在實際生產(chǎn)中孵化水溫最低不宜低于23 °C, 最高不宜超過29 °C。
魚類生長是一個新陳代謝的過程, 在饑餓期間用身體的儲備能量來維持生命活動和個體生長, 對于初孵仔魚來說, 其新陳代謝所需要的能量來自卵黃囊。仔魚在無外源營養(yǎng)攝入條件下的生存活力可用仔魚不投餌存活系數(shù)(SAI)和存活率評價, 理論上來說SAI值越高, 仔魚的培育成活率就越高(Jaworski, 2002)。本次試驗中初孵仔魚各溫度下的SAI值明顯高于泥鰍, 可能與卵黃囊營養(yǎng)物質(zhì)含量、環(huán)境因子以及親魚的性腺發(fā)育情況密切相關(guān)(劉陽等, 2017)。溫度對水生動物滲透壓的調(diào)節(jié)和氧氣消耗, 以及一系列的酶促反應(yīng)均有影響(楊斯琪等, 2019), 在20~32 °C范圍內(nèi), 隨著溫度的升高, 初孵仔魚的最長可存活時間和半數(shù)死亡時間(LT50)顯著縮短。20 °C下的最長可存活時間(16 d)和半數(shù)死亡時間(13 d)分別是32 °C時的2.29倍和2.17倍, 這是因為低溫條件下, 魚體的酶活降低, 酶促反應(yīng)減緩, 新陳代謝速率下降(王蘭梅等, 2018), 卵黃囊中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗緩慢, 其可存活時間越長; 溫度越高, 仔魚的新陳代謝越旺盛, 消耗營養(yǎng)物質(zhì)越快, 越早發(fā)育進(jìn)入外源性營養(yǎng)階段, 在無外源性能量攝入的情況下, 越容易耗盡體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)而死亡, 其死亡高峰期來的越快(柳敏海等, 2006)。高溫還會破壞魚體的免疫系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng), 使機(jī)體產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)和器官損傷, 這也是高溫導(dǎo)致死亡時間提前和死亡率升高的原因之一。王涵生等(2002)認(rèn)為仔魚的半數(shù)死亡時間幾乎相當(dāng)于其忍受饑餓的時間臨界點, 超過此時間, 仔魚在恢復(fù)投餌后也無法恢復(fù)完全的攝食能力, 初孵仔魚半數(shù)死亡時間越長, 其培育成活率越高。
溫度不僅影響仔魚的存活, 還影響其正常的生長發(fā)育, 李潛洲(2015)發(fā)現(xiàn)泥鰍幼魚[(2.61±1.75) g]成活率在23 °C時最高, 特定生長率在25 °C達(dá)到最高水平。仔魚SAI值的測定必須在適宜的環(huán)境條件下進(jìn)行, 否則所測定的SAI值就不能體現(xiàn)真實的仔魚活力(張海發(fā)等, 2006)。在實際養(yǎng)殖中, 發(fā)現(xiàn)仔魚在20 °C下雖然擁有最高的SAI值和最長可存活時間, 但苗種培育階段新陳代謝水平低、營養(yǎng)物質(zhì)消耗慢, 整體生長緩慢, 且規(guī)格差異較大, 表明此溫度不適宜仔稚魚的生長發(fā)育。23 °C時SAI值為59.77, 最長可存活時間和半數(shù)死亡保持在較高的水平, 仔魚在此溫度下可保持較高的SAI值和存活率, 其生理活動及生長發(fā)育變得正常。在結(jié)合SAI值和存活率的基礎(chǔ)上考慮早期生長發(fā)育情況, 綜合判斷仔魚活力的適宜溫度范圍為23~26 °C。
魚類的性別決定及分化機(jī)制具有多樣性和可塑性, 其性別決定可分為遺傳決定模式(genetic sex determination, GSD)、環(huán)境決定模式(environmental sex determination, ESD)和遺傳-環(huán)境協(xié)同決定模式(GSD+ESD) (Bachtrog, 2014; Wang, 2014; Capel, 2017)。溫度性別決定(temperature sex determination, TSD)是環(huán)境決定模式中的主要類型之一(Baroiller, 2009), 溫度一方面可以調(diào)控性別決定相關(guān)基因表達(dá)和促性腺激素分泌, 另一方面可作用于性腺、生殖細(xì)胞和類固醇激素代謝(Tong, 2003; Shen, 2014)。本次試驗“贛紅1號”在高溫條件下(29 °C, 32 °C)具有雄性率升高的趨勢, 與泥鰍(Nomura, 1998)、尼羅羅非魚() (Baroiller, 1995)等研究結(jié)果一致。
不同魚類對溫度的敏感期有所差異, 溫度性別決定模式的敏感期通常發(fā)生在性腺形成前期或起始階段(Baroiller, 2001; Goto-Kazeto, 2006)。南平等(2005)將受精卵置于特定溫度下孵化直至體長達(dá)到6 cm以上, 發(fā)現(xiàn)在25~30 °C范圍內(nèi), 隨著溫度的升高, 泥鰍和大鱗副泥鰍的雄性個體比例均明顯增加; 陳玉紅等(2007)認(rèn)為泥鰍的性別分化主要集中在仔魚出膜后的25~30 d, 將5日齡的仔魚置于各溫度組中培育30 d后轉(zhuǎn)回自然水溫(23~25 °C), 繼續(xù)養(yǎng)殖至70日齡, 結(jié)果顯示27 °C和32 °C溫度中幼魚的雄性率分別高達(dá)82.0%和90.0%。本研究中溫度控制時間為從受精卵至仔魚出膜15日齡, 溫控時間較短且此時期尚未產(chǎn)生卵巢和精巢的分化, 15日齡后轉(zhuǎn)回自然水溫培育至90日齡, 高溫組(29 °C, 32 °C)中幼魚也表現(xiàn)出雄性率升高的趨勢, 但雄性率低于南平等(2005)和陳玉紅等(2007)的結(jié)果, 這說明溫度對泥鰍和大鱗副泥鰍性別分化的影響是持續(xù)性的過程, 在性腺形成前期或性腺分化起始階段均能有效誘導(dǎo)性別分化。
多種魚類存在雌雄性別二態(tài)性, 或某種性別具有特定的價值特征, 這就導(dǎo)致了人們對其性別控制的需求(周賀等, 2015)。大鱗副泥鰍養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中, 不同場景對雌雄數(shù)量的需求不盡相同, 如相同規(guī)格雄鰍含肉率高; 人工繁殖中雌鰍使用量更大等現(xiàn)象, 通過溫度誘導(dǎo)控制其性別比例, 可以滿足特定的市場需求, 提高養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益。
綜上所述, 水溫對大鱗副泥鰍“贛紅1號”的孵化和性別分化有著重要影響。在“贛紅1號”生產(chǎn)中, 孵化水溫和仔魚培育的適宜溫度應(yīng)保持在23~26 °C, 在適宜溫度下可以降低苗種畸形率, 保持較高的孵化率和仔魚成活率, 以及較為平衡的雌雄比例。此結(jié)果可為金紅色大鱗副泥鰍的養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)提供一定的理論和實踐指導(dǎo)。
馬本賀, 陶志英, 吳早保, 等, 2020. 大鱗副泥鰍新品系的人工繁殖及胚胎發(fā)育[J]. 水產(chǎn)科學(xué), 39(6): 863-870.
王蘭梅, 宋飛彪, 朱文彬, 等, 2018. 溫度對馬來西亞紅羅非魚越冬期體色的影響[J]. 水產(chǎn)學(xué)報, 42(1): 72-79.
王潤萍, 戴鈴靈, 陳雅飛, 等, 2019. 短期溫度、鹽度脅迫對海洋青鳉魚()攝食行為及抗氧化的影響[J]. 海洋與湖沼, 50(2): 378-387.
王涵生, 方瓊珊, 鄭樂云, 2002. 鹽度對赤點石斑魚受精卵發(fā)育的影響及仔魚活力的判斷[J]. 水產(chǎn)學(xué)報, 26(4): 344-350.
劉自然, 潘淦, 2018. 溫度對泥鰍胚胎卵裂間隔時間影響研究[J]. 河南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 46(4): 74-80.
劉陽, 溫海深, 李吉方, 等, 2017. 鹽度與pH對花鱸孵化、初孵仔魚成活及早期幼魚生長性能的影響. 水產(chǎn)學(xué)報, 41(12): 1867-1877.
李文豪, 冉皓宇, 陳良標(biāo), 2018. 低溫脅迫導(dǎo)致斑馬魚尾部發(fā)育畸形的分子機(jī)制[J]. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué), 37(6): 2383-2388.
李偉業(yè), 徐志進(jìn), 殷小龍, 等, 2021. 溫度對美洲黑石斑()幼魚生長和免疫因子活力與相關(guān)基因表達(dá)的影響[J]. 海洋與湖沼, 52(3): 708-717.
李潛洲, 2015. 泥鰍生長和繁殖的環(huán)境條件研究[D]. 福州: 福州大學(xué): 12-18.
楊斯琪, 鄭洪武, 孫穎, 等, 2019. 氨氮、溫度和體重對大口黑鱸()幼魚耗氧率和窒息點的影響[J]. 海洋與湖沼, 50(6): 1328-1333.
張廷廷, 陳超, 施兆鴻, 等, 2016. 溫度對云紋石斑魚()胚胎發(fā)育和仔魚活力的影響[J]. 漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展, 37(3): 28-33.
張海發(fā), 劉曉春, 王云新, 等, 2006. 溫度、鹽度及pH對斜帶石斑魚受精卵孵化和仔魚活力的影響[J]. 熱帶海洋學(xué)報, 25(2): 31-36.
陳玉紅, 林丹軍, 尤永隆, 2007. 泥鰍的性腺分化及溫度對性腺分化的影響[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 14(1): 74-82.
周賀, 李佳奇, 馬海艷, 等, 2015. 低溫誘導(dǎo)紅鰭東方鲀雄性化及性腺分化的組織學(xué)觀察[J]. 大連海洋大學(xué)學(xué)報, 30(1): 41-47.
南平, 杜啟艷, 燕帥國, 等, 2005. 溫度對泥鰍和大鱗副泥鰍性腺分化的影響和19a基因的克隆與時空表達(dá)[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 12(4): 407-413.
柳敏海, 施兆鴻, 陳波, 等, 2006. 饑餓對點帶石斑魚餌料轉(zhuǎn)換期仔魚生長和發(fā)育的影響[J]. 海洋漁業(yè), 28(4): 292-298.
桂建芳, 周莉, 殷戰(zhàn), 等, 2021. 水產(chǎn)遺傳育種學(xué)[M]. 北京: 科學(xué)出版社: 59.
喻杰, 楊弘, 2020. 魚類性別決定的遺傳基礎(chǔ)及性別控制技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J]. 大連海洋大學(xué)學(xué)報, 35(2): 161-168.
程瑋瑋, 2015. 溫度對大鱗副泥鰍和真泥鰍胚胎發(fā)育的影響[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報, 21(24): 128-129.
舒琥, 樊景新, 張海發(fā), 等, 2008. 溫度對黃鰭東方鲀胚胎發(fā)育和仔魚存活的影響[J]. 水產(chǎn)科學(xué), 27(5): 217-220.
蔡瑞鈺, 2019. 云南盤鮈仔稚魚發(fā)育及溫度的影響[D]. 重慶: 西南大學(xué): 32-34.
BACHTROG D, MANK J E, PEICHEL C L,, 2014. Sex determination: why so many ways of doing it [J]. PLoS Biology, 12(7): e1001899.
BAROILLER J F, CHOURROUT D, FOSTIER A,, 1995. Temperature and sex chromosomes govern sex ratios of the mouthbrooding Cichlid fish[J]. Journal of Experimental Zoology, 273(3): 216-223.
BAROILLER J F, D’COTTA H, 2001. Environment and sex determination in farmed fish [J]. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology, 130(4): 399-409.
BAROILLER J F, D’COTTA H, SAILLANT E, 2009. Environmental effects on fish sex determination and differentiation [J]. Sexual Development, 3(2/3): 118-135.
CAPEL B, 2017. Vertebrate sex determination: evolutionary plasticity of a fundamental switch [J]. Nature Reviews Genetics, 18(11): 675-689.
GOTO-KAZETO R, ABE Y, MASAI K,, 2006. Temperature-dependent sex differentiation in goldfish: establishing the temperature-sensitive period and effect of constant and fluctuating water temperatures [J]. Aquaculture, 254(1/4): 617-624.
HAYASHI Y, KOBIRA H, YAMAGUCHI T,, 2010. High temperature causes masculinization of genetically female medaka by elevation of cortisol [J]. Molecular Reproduction and Development, 77(8): 679-686.
HUANG Z H, MA B H, GUO X L,, 2021. Comparative transcriptome analysis of the molecular mechanism underlying the golden red colour in mutant Taiwanese loach [J]. Aquaculture, 543: 736979.
JAWORSKI A, KAMLER E, 2002. Development of a bioenergetics model for fish embryos and larvae during the yolk feeding period [J]. Journal of Fish Biology, 60(4): 785-809.
NOMURA T, ARAI K, HAYASHI T,, 1998. Effect of temperature on sex rations of normal and gynogenetic diploid loach [J]. Fisheries Science, 64(5): 753-758.
NURDIANI R, ZENG C S, 2007. Effects of temperature and salinity on the survival and development of mud crab,(Forssk?l), larvae [J]. Aquaculture Research, 38(14): 1529-1538.
SHEN Z G, WANG H P, 2014. Molecular players involved in temperature-dependent sex determination and sex differentiation in teleost fish [J]. Genetics Selection Evolution, 46(1): 26.
TONG S K, CHUNG B C, 2003. Analysis of zebrafish Cyp19 promoters [J]. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, 86(3/5): 381-386.
WANG H P, GAO Z X, RAPP D,, 2014. Effects of temperature and genotype on sex determination and sexual size dimorphism of bluegill sunfish[J]. Aquaculture, 420 Suppl 1-421 Suppl 1: S64-S71.
EFFECTS OF TEMPERATURE ON HATCHING, LARVAL VITALITY AND SEXUAL DIFFERENTIATION OF GOLDEN RED BIGSCALE LOACH
MA Ben-He1, WANG Hai-Hua1, MA Ai-Jun2, HUANG Zhi-Hui2, LI Yan-Hua1, WANG Meng-Jie1, SUN Zhi-Bin2
(1. Jiangxi Fisheries Research Institute, Experimental Station of Lake Fishery Resources and Environment, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Nanchang Key Laboratory of Special Aquatic Breeding and Healthy Aquaculture, Nanchang 330039, China; 2. Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences; Key Laboratory of Sustainable Development of Marine Fisheries, Ministry of Agriculture and Rural Affairs; Qingdao Key Laboratory for Marine Fish Breeding and Biotechnology, Qingdao 266071, China)
The effects of different temperatures (20, 23, 26, 29, and 32 °C) on the hatching of fertilized eggs, larval vitality, and sexual differentiation ofnew line "Ganhong 1" were studied. The results show that when temperature was in the range of 20~32 °C, the cultivation periods and hatching periods were negatively correlated with the temperature, and both were shortened with the increase of temperature. Significant difference was observed in cultivation periods among temperature groups (<0.05). No significant difference was found in hatching periods between 29 and 32 °C groups but significant differences among other groups (<0.05). With the increase of temperature, the hatching rate increased first and then decreased, and reached the highest at 26 °C. The malformation rate showed the opposite trend to the hatching rate. The malformation rate was the lowest at 26 °C, which was significantly lower than those in 20, 29, and 32 °C groups (<0.05). The survival activity index (SAI) of larvae decreased gradually with the increase of temperature (<0.05). The SAI value was 59.77 at 23 °C and the maximum survival length was 15 days. In addition, the male ratio increased with the increase of temperature, and high temperature could promote individual development towards male. It is found that the hatching of fertilized eggs, larval vitality, and sexual differentiation of “Ganhong 1” were significantly affected by temperature. Combined with the actual production and experimental data, the appropriate temperature for the hatching and larval cultivation of “Ganhong 1” should be kept at 23~26 °C.
; “Ganhong 1”; temperature; hatching; larval vitality; sexual differentiation
*江西省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項, JXARS-10號; 九江市重點研發(fā)計劃, S2021ZDYFN052號; 江西省農(nóng)牧漁業(yè)科研指導(dǎo)性課題, 贛農(nóng)廳辦函201976-19號。馬本賀, 助理研究員, E-mail: mabenhe@126.com
王海華, 研究員, E-mail: haihuawang998@sina.com.cn
2021-09-26,
2021-10-24
S917
10.11693/hyhz20210900223