張秋宏,蔣日進(jìn),劉明智,王 靜,肖 祎,楊 凡,周永東,馮廣朋
(1.浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所,浙江省海洋水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重點(diǎn)漁場(chǎng)漁業(yè)資源科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站,浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江舟山 316021;2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所,上海 200090)
刀鱭Coilia nasus屬鯡形目Clupeiformes 鳀科Engraulidae 鱭屬Coilia,是一種主要生活在我國(guó)長(zhǎng)江流域的溯河洄游型魚類。刀鱭味道鮮美,深受廣大人民喜愛,同鰣魚Tenualosa reevesi、暗紋東方鲀Takifugu obscurus有“長(zhǎng)江三鮮”的美譽(yù)[1]。刀鱭歷史的最大漁獲量高達(dá)3 750 t,是長(zhǎng)江下游流域及河口水域的重要經(jīng)濟(jì)魚種[2]。但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,長(zhǎng)江口的水域污染加劇、生態(tài)環(huán)境的惡化以及在過度捕撈的影響下,使得漁業(yè)資源受到了嚴(yán)重的威脅,刀鱭也處于瀕危保護(hù)狀態(tài)[3]。增殖放流對(duì)于漁業(yè)資源恢復(fù)、保護(hù)魚類種群、滿足人們對(duì)于水產(chǎn)品的需求以及生態(tài)水域平衡都起到重要作用,因此開展刀鱭的人工增殖放流,就顯得尤為關(guān)鍵[4],與此對(duì)應(yīng)的標(biāo)記放流方法選擇也具有了重要的意義。常用的魚類標(biāo)記方法分為體內(nèi)標(biāo)記法、體外標(biāo)記法、分子遺傳標(biāo)記法、生物遙測(cè)法、化學(xué)標(biāo)記法等[5]。本文研究的茜素絡(luò)合物(alizarin complexone,ALC)和六水合氯化鍶(hexahydrate strontium chloride)對(duì)于刀鱭耳石的標(biāo)記方法屬于化學(xué)標(biāo)記法,剪鰭標(biāo)記方法屬于體外標(biāo)記法[6],合適的標(biāo)記技術(shù)選擇是標(biāo)記放流成功的關(guān)鍵,重點(diǎn)關(guān)注死亡率和標(biāo)記保留時(shí)間[7]。本文著重從死亡率方面對(duì)3 種標(biāo)記方法進(jìn)行初步探索,其目的是為了對(duì)比3 種標(biāo)記方法的死亡率差異,為后續(xù)的刀鱭幼魚增殖放流合適標(biāo)記方法的選擇提供技術(shù)參考。
實(shí)驗(yàn)所用刀鱭魚苗都為上海市水產(chǎn)研究所奉賢基地培育的40 日齡健康幼魚,體長(zhǎng)3~5 cm。
1.1.1 ALC 標(biāo)記實(shí)驗(yàn)材料
ALC 標(biāo)記實(shí)驗(yàn)開始前,在24 h 曝氣的水泥池中暫養(yǎng)5 d。水池每日清潔,吸污。水池溫度27.4~28.1 ℃,鹽度為1.3~1.4,暫養(yǎng)用水呈弱堿性。暫養(yǎng)期間,分別于09:00 和16:00 1 d 2 次投喂人工培育的開口餌料,每日清理培育池1 次,魚苗攝食正常,存活率良好。暫養(yǎng)結(jié)束后,魚苗轉(zhuǎn)入24 h 曝氣的培養(yǎng)箱,在培養(yǎng)箱穩(wěn)定6 h 后開始浸泡染色實(shí)驗(yàn),染色期間不喂食。染色所用試劑為茜素絡(luò)合物(ALC),分子式C14H7NaO7S·H2O,分析純制劑,培養(yǎng)箱水溫為27.6~28.2 ℃,鹽度1.3~1.4,pH 為8.3~8.4 呈弱堿性。
1.1.2 鍶元素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)材料
鍶元素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)開始前,將幼魚放入24 h 曝氣培養(yǎng)箱中,暫養(yǎng)1 d,不投喂餌料,從第2 天起,每日吸污1 次,隔天換水50%,每次換水后,在標(biāo)記組中加入一定量的SrCl2·6H20 調(diào)節(jié)Sr2+的濃度。分別于09:00和16:00 每天2 次投喂人工培育的開口餌料。培養(yǎng)箱水溫為27.3~28.1℃,鹽度1.3~1.4,pH 為8.3~8.4 呈弱堿性。實(shí)驗(yàn)采用的SrCl2·6H2O 為分析純制劑,采購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
1.1.3 剪鰭標(biāo)記實(shí)驗(yàn)材料
剪鰭標(biāo)記實(shí)驗(yàn)開始前,幼魚在24 h 曝氣水泥池中暫養(yǎng)5 d,水池每日清潔吸污,其環(huán)境和ALC 標(biāo)記實(shí)驗(yàn)環(huán)境相同。于09:00 和16:00 1 d 2 次投喂人工培育的開口餌料,暫養(yǎng)結(jié)束后在魚苗轉(zhuǎn)入前,將曝氣培養(yǎng)箱和剪鰭工具用高錳酸鉀稀釋溶液浸泡消毒30 min,在培養(yǎng)箱中穩(wěn)定6 h 后開始剪鰭實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)期間不投喂餌料。培養(yǎng)箱水溫27.6~28.0 ℃,鹽度1.3~1.4,pH 為8.3~8.4 呈弱堿性。剪鰭標(biāo)志時(shí),實(shí)驗(yàn)操作人員戴橡膠手套,隨機(jī)選取魚苗,左手輕握魚體,右手持眼科剪,按實(shí)驗(yàn)分組將魚體不同部位的鰭條沿鰭基部完全剪除,剪鰭失敗或剪鰭后活力明顯下降的魚不用于后期實(shí)驗(yàn)。
1.2.1 ALC 標(biāo)記實(shí)驗(yàn)方法
ALC 標(biāo)記實(shí)驗(yàn)所用40 L 培養(yǎng)箱,初始每組20 尾刀鱭魚苗,浸泡過程中向水體中充氣,首次實(shí)驗(yàn)共設(shè)置4 個(gè)ALC 標(biāo)記濃度,分別為0、50、100、150、200 mg·L-1,每個(gè)濃度下設(shè)3 個(gè)平行組,共15 個(gè)培養(yǎng)箱,用消毒燒杯盛裝已配制實(shí)驗(yàn)所需濃度浸泡液,實(shí)驗(yàn)開始時(shí)將各組刀鱭幼魚分別放入相應(yīng)濃度的培養(yǎng)箱中,持續(xù)浸泡時(shí)間為48 h,在實(shí)驗(yàn)中觀察其行為和中毒后的狀況,經(jīng)外界多次刺激無反應(yīng)認(rèn)定為死亡,將死亡的刀鱭撈出,分別記錄浸泡2、6、12、18、24、36 和48 h 的死亡數(shù)量,計(jì)算其累計(jì)死亡率。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)150、200 mg·L-1濃度浸泡的刀鱭幼魚個(gè)體在短時(shí)間內(nèi)全部死亡,100 mg·L-1濃度浸泡的死亡率也較高,但其死亡率有著明顯的下降趨勢(shì)。為了進(jìn)一步研究低濃度浸泡的效果,第2 次實(shí)驗(yàn)在外界環(huán)境和方法同第1 次實(shí)驗(yàn)相同的情況下分別設(shè)置實(shí)驗(yàn)ALC 濃度為0、30、60 和90 mg·L-1,分別記錄浸泡6、12、18、24 和48 h 的死亡率。
1.2.2 鍶元素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)方法
鍶元素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)采用300 L 培養(yǎng)箱,每箱放入150 尾刀鱭幼魚,依據(jù)海水中的鍶含量,分別設(shè)置濃度為0、12、24、48、60 mg·L-1的鍶溶液進(jìn)行浸泡試驗(yàn),每組試驗(yàn)設(shè)置3 個(gè)平行組。標(biāo)記持續(xù)時(shí)間為8 d,每天每4 h 觀察1 次幼魚活動(dòng)情況,及時(shí)撈出死魚,并統(tǒng)計(jì)死亡情況。標(biāo)記結(jié)束后,將幼魚轉(zhuǎn)移至無鍶經(jīng)沉淀后的淡水水體中養(yǎng)殖,養(yǎng)殖環(huán)境和實(shí)驗(yàn)環(huán)境相同。
1.2.3 剪鰭標(biāo)記實(shí)驗(yàn)方法
剪鰭標(biāo)記實(shí)驗(yàn)采用40 L 培養(yǎng)箱,實(shí)驗(yàn)設(shè)置4 個(gè)組(未剪鰭對(duì)照組、剪尾鰭標(biāo)志A 組、剪右胸鰭標(biāo)志B組、剪右腹鰭標(biāo)志C 組),對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)每組設(shè)置4 個(gè)平行組,每組放入20 尾魚。在剪鰭后的第1、2、4、6、8、24 h 觀察并記錄各組(包括對(duì)照組)魚的死亡、游泳行為等情況。
刀鱭幼魚體長(zhǎng)體質(zhì)量可以表征其生長(zhǎng)情況,其二者關(guān)系可以用冪函數(shù)擬合,對(duì)刀鱭幼魚體長(zhǎng)體質(zhì)量數(shù)據(jù)分析,其公式為[8]:
式中:L為刀鱭幼魚體長(zhǎng),mm;W表示刀鱭幼魚體質(zhì)量,g;a為生長(zhǎng)條件因子;b為冪指數(shù)系數(shù)。
本研究標(biāo)記后死亡率數(shù)據(jù)通過SPSS Statistics 23 軟件處理,進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan 多重比較。
在ALC 標(biāo)記第1 次實(shí)驗(yàn)中,在100、150 和200 mg·L-1浸泡濃度下魚苗在較短時(shí)間內(nèi)死亡率較高,其中50 mg·L-1死亡率相對(duì)較低,在第2 次實(shí)驗(yàn)中,為了更精確探究茜素絡(luò)合物標(biāo)記死亡濃度,圍繞著50 mg·L-1濃度做出0、30、60 和90 mg·L-1,分別記錄浸泡6、12、18、24 和48 h 的死亡率并計(jì)算累計(jì)死亡率實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖1)。結(jié)果表明對(duì)照組(0 mg·L-1)和其他標(biāo)記組呈顯著性差異(P<0.05),30 和60 mg·L-1標(biāo)記組無顯著性差異(P>0.05),60 和90 mg·L-1標(biāo)記組無顯著性差異(P>0.05),其中不同小寫字母表示差異性顯著。
圖1 第二次實(shí)驗(yàn)茜素紅標(biāo)記下刀鱭幼魚累積死亡率Fig.1 Cumulative mortality rate of C.nasus juveniles under the alizarin complex marking of in the second experiment
在鍶元素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)中,在不同濃度梯度下均發(fā)生死亡現(xiàn)象,但各個(gè)濃度下的刀鱭累計(jì)死亡率均處于較低水平,其中每天累計(jì)死亡率最高值對(duì)應(yīng)的是Sr2+濃度為24 mg·L-1,且累計(jì)死亡率隨著Sr2+濃度上升呈同向趨勢(shì)(圖2),通過對(duì)于不同濃度實(shí)驗(yàn)組累計(jì)死亡率同對(duì)照組進(jìn)行顯著性分析,得出結(jié)論是除24 mg·L-1濃度實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組有顯著性差異(P<0.05),其他均無顯著性差異(P>0.05),其中不同小寫字母表示差異性顯著。結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)組鍶濃度對(duì)刀鱭幼魚死亡率影響很小。通過觀察實(shí)驗(yàn)中標(biāo)記組與實(shí)驗(yàn)組幼魚攝食、游泳狀態(tài)均無差異。
圖2 刀鱭幼魚不同鍶濃度的累積死亡率Fig.2 Cumulative mortality rate of C.nasus juveniles in different strontium concentration
在剪鰭標(biāo)記實(shí)驗(yàn)中,通過對(duì)于刀鱭幼魚剪鰭標(biāo)記死亡個(gè)體在死亡前運(yùn)動(dòng)方式的觀察發(fā)現(xiàn)刀鱭被剪尾鰭放入暫養(yǎng)水箱后,平衡能力下降,尾部抖動(dòng)頻率加快,上下擺動(dòng);一段時(shí)間后,失衡狀態(tài)繼續(xù),魚苗開始頭部向下、尾部向上,左右擺動(dòng),開始往角落游動(dòng),身體晃動(dòng)頻率加快持續(xù)一小段時(shí)間,經(jīng)歷躺平-游動(dòng)-躺平等間歇,直至無力游動(dòng)、死亡。刀鱭被剪右胸鰭放入暫養(yǎng)水箱后,平衡和活躍能力明顯下降,大多在底層游動(dòng),魚體偏向一側(cè)游動(dòng);魚體明顯左右擺動(dòng),東倒西歪,在水體底層或上層間歇性游動(dòng),直至死亡。刀鱭被剪右腹鰭放入暫養(yǎng)水箱后,平衡能力尚好,未出現(xiàn)明顯的失衡狀態(tài);一段時(shí)間后,魚體活躍能力下降,但游泳行為較正常;在魚體接近死亡前,出現(xiàn)游泳能力減弱,平衡能力下降等情況,直至死亡。
在剪鰭標(biāo)記實(shí)驗(yàn)中,通過單因素方差分析,其存活情況分析結(jié)果表明了除剪鰭后2 h 各組間存活率存在顯著性差異(P<0.05)以外,其余時(shí)段各組間存活率差異不顯著(P>0.05)(表1)實(shí)驗(yàn)對(duì)照組在前2 h 存活率為100%,于第4 h 存活率下降為99%,24 h 的最終存活率為99%。刀鱭幼魚24 h 最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果存活率由大到小表現(xiàn)為:對(duì)照組(99%)>剪尾鰭(25.85%)>剪右側(cè)腹鰭(15%)>剪右側(cè)胸鰭(8.33%)。
表1 實(shí)驗(yàn)各組剪鰭后的存活率(%)Tab.1 Survival of each group after cut-fin(%)
為了探究鍶元素標(biāo)記是否影響刀鱭幼魚的生長(zhǎng),在各濃度的實(shí)驗(yàn)組各取10 尾標(biāo)記8 d 后的刀鱭幼魚,同對(duì)照組幼魚進(jìn)行體長(zhǎng)、體質(zhì)量的測(cè)量。其中實(shí)驗(yàn)組的平均體長(zhǎng)、體質(zhì)量分別是39.23±4.33 mm、0.36±0.07 g,對(duì)照組平均體長(zhǎng)、體質(zhì)量分別是39.70±5.08 mm、0.26±0.08 g(表2)。采用冪函數(shù)擬合刀鱭幼魚體長(zhǎng)-體質(zhì)量關(guān)系,結(jié)果如下:
表2 刀鱭標(biāo)記組與對(duì)照組體長(zhǎng)-體質(zhì)量關(guān)系參數(shù)值Tab.2 Parameter values of length-weight relationship in marked C.nasus juveniles and the controls
實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組冪指數(shù)均不等于3,屬于異速生長(zhǎng),且相差很?。▓D3)。通過進(jìn)一步探究鍶元素標(biāo)記對(duì)刀鱭幼魚體長(zhǎng)和體質(zhì)量影響,利用單因素方差分析,對(duì)各濃度體長(zhǎng)和體質(zhì)量與對(duì)照組進(jìn)行差異性檢驗(yàn)。結(jié)果表明,各實(shí)驗(yàn)組刀鱭幼魚體長(zhǎng)-體質(zhì)量關(guān)系與對(duì)照組均呈現(xiàn)不顯著差異(P>0.05),說明該標(biāo)記對(duì)刀鱭幼魚生長(zhǎng)影響不大,各濃度下的鍶元素標(biāo)記對(duì)于刀鱭幼魚的生長(zhǎng)干擾較小。
圖3 刀鱭幼魚體長(zhǎng)-體重關(guān)系Fig.3 Relationship of body length-weight in C.nasus juveniles
熒光標(biāo)志物會(huì)在魚類耳石、硬骨組織以及魚類的鱗片中形成永久的標(biāo)記,現(xiàn)如今已有多種熒光物質(zhì)被研究應(yīng)用到魚類標(biāo)記中[9-11]。研究表明茜素絡(luò)合物有著較好的標(biāo)記效果,但不同魚種對(duì)于茜素絡(luò)合物敏感程度不同,且茜素絡(luò)合物浸泡濃度和魚類致死率呈正相關(guān)。歐陽斌等[11]利用茜素絡(luò)合物對(duì)稀有鮈鯽Gobiocypris rarus和彭澤鯽Carassius auratusvar.Pengze 仔稚魚標(biāo)記,當(dāng)浸泡濃度為30~100 mg·L-1(浸泡24 h)死亡率為0,在濃度為200 mg·L-1時(shí),二者均出現(xiàn)100%死亡率;王正鯤等[12]發(fā)現(xiàn)唐魚Tanichthys albonubes幼魚在80和100 mg·L-1的茜素絡(luò)合物中浸泡24 h,死亡率均為0,而在150 和200 mg·L-1的浸泡濃度下死亡率分別達(dá)到44%和100%。付自東等[13]用茜素絡(luò)合物對(duì)胭脂魚Myxocyprinus asiaticus仔魚進(jìn)行浸泡實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在濃度為50~200 mg·L-1的茜素絡(luò)合物(24 h)的死亡率為0,當(dāng)濃度到達(dá)250 mg·L-1時(shí)死亡率達(dá)到90%。趙亞鵬等[14]用茜素絡(luò)合物對(duì)滇池金線鲃Sinocyclocheilus grahami進(jìn)行標(biāo)記浸泡實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)濃度為50~100 mg·L-1的茜素絡(luò)合物(浸泡4~8 h)滇池金線鲃仔魚死亡率為0;當(dāng)濃度達(dá)到150 mg·L-1時(shí)(浸泡8 h)仔魚死亡率為30%;當(dāng)濃度大于200 mg·L-1時(shí)90 d 滇池金線鲃稚魚全部死亡。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在第1 次實(shí)驗(yàn)中較高浸泡濃度(100~200 mg·L-1)的茜素絡(luò)合物對(duì)于刀鱭幼魚有較高的致死率,當(dāng)濃度達(dá)到200 mg·L-1刀鱭幼魚在6 h 內(nèi)全部死亡。在第2 次實(shí)驗(yàn)中設(shè)置較低濃度梯度下的30、60、90 mg·L-1標(biāo)記組,隨著濃度上升死亡率也呈現(xiàn)顯著的上升趨勢(shì),這也同樣論證了上述觀點(diǎn)。就死亡率而言,濃度為30 mg·L-1的茜素絡(luò)合物是刀鱭幼魚相對(duì)適宜的浸泡濃度,但仍然有較高的死亡率。
鍶元素廣泛存在于自然水域中,鍶元素含量與分布方式在不同水域中通常存在顯著差異(淡水區(qū)含量低、河口區(qū)中、海水區(qū)高)[15]。鍶元素標(biāo)記技術(shù),所采用的浸泡的方式,具有便于操作、標(biāo)記信息持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)久、標(biāo)記苗種規(guī)格限制小等特點(diǎn)[16]。通過實(shí)驗(yàn)分析不同鍶濃度對(duì)刀鱭幼魚影響:Sr2+濃度為24 mg·L-1時(shí),死亡率最高,分析其原因可能是吸污時(shí)人為操作不當(dāng),造成幼魚損傷導(dǎo)致死亡。除24 mg·L-1濃度外,在0~60 mg·L-1范圍內(nèi),鍶元素標(biāo)記對(duì)刀鱭生長(zhǎng)與死亡均無顯著性影響。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)鍶的濃度與孵化率有顯著的相關(guān)性,但與幼魚的死亡率沒有關(guān)聯(lián)[17-18]。通過對(duì)刀鱭幼魚體長(zhǎng)體質(zhì)量數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)鍶元素標(biāo)記對(duì)刀鱭幼魚生長(zhǎng)影響較小。
魚鰭有強(qiáng)大的再生能力,剪鰭標(biāo)記具有簡(jiǎn)易便行、易操作、成本低等優(yōu)點(diǎn),但是剪鰭標(biāo)記仍舊會(huì)有損傷魚體,而且保存率較低的缺點(diǎn)[19]。刀鱭幼魚有著較快的生長(zhǎng)速度,平均每天生長(zhǎng)1 mm 左右[20],因此在標(biāo)記中應(yīng)盡量保持剪鰭后剩余鰭長(zhǎng)一致,避免由于鰭長(zhǎng)所導(dǎo)致的生長(zhǎng)差距,同時(shí)剪一側(cè)胸鰭會(huì)導(dǎo)致魚類在水中游動(dòng)時(shí)會(huì)無法掌握平衡,對(duì)魚的生長(zhǎng)存活有著較大的影響[21]。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,剪鰭后2 h 各組間存活率存在顯著性差異(P<0.05);其余時(shí)段則差異不顯著(P>0.05),各組存活率為對(duì)照組(99%)>剪尾鰭(25.85%)>剪右側(cè)腹鰭(15%)>剪右側(cè)胸鰭(8.33%)。就存活率而言,體外標(biāo)記中剪尾鰭是相對(duì)適宜的方法,但張春光等[22]研究顯示刀鱭由于外部原因造成的斷尾再生尾鰭異常現(xiàn)象大量存在,這對(duì)刀鱭幼魚剪尾鰭標(biāo)記效果會(huì)產(chǎn)生一定影響。
ALC 標(biāo)記實(shí)驗(yàn)有著較高的死亡率,該實(shí)驗(yàn)的不足之處是沒有對(duì)耳石標(biāo)記效果進(jìn)行檢驗(yàn),無法判斷在30 mg·L-1浸泡濃度下的標(biāo)記效果,后續(xù)將進(jìn)行補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)來探究該濃度下的標(biāo)記效果,從而判斷是否進(jìn)行更低濃度的補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)。剪鰭標(biāo)記作為體外標(biāo)記對(duì)于刀鱭幼魚有較大的損傷,造成了較高的死亡率,該標(biāo)記方法對(duì)于刀鱭幼魚而言不適用,鍶元素標(biāo)記為刀鱭幼魚最適合的標(biāo)記方法,該方法相較于茜素絡(luò)合物和剪鰭標(biāo)記有較低的死亡率,且對(duì)刀鱭幼魚生長(zhǎng)幾乎沒有影響。后續(xù)將繼續(xù)開展刀鱭幼魚的耳石鍶標(biāo)記效果檢驗(yàn),判斷安全濃度下最佳標(biāo)記效果,為今后的增殖放流標(biāo)記方法選擇提供理論支撐。