大瀧六線魚仔魚饑餓試驗及不可逆點的研究

菅玉霞, 房 慧, 張少春, 王 雪, 胡發(fā)文, 高鳳祥, 潘 雷, 郭 文

(山東省海洋生物研究院, 山東 青島 266002)

大瀧六線魚仔魚饑餓試驗及不可逆點的研究

菅玉霞, 房 慧, 張少春, 王 雪, 胡發(fā)文, 高鳳祥, 潘 雷, 郭 文

(山東省海洋生物研究院, 山東 青島 266002)

為了確定大瀧六線魚(Hexagrammos otakii)仔魚的初次攝食饑餓不可逆點(PNR), 作者利用人工孵化得到的大瀧六線魚初孵仔魚, 在水溫(16±0.5)℃、鹽度31條件下, 研究了饑餓對大瀧六線魚前期仔魚生長的影響, 并確定了仔魚的初次攝食饑餓不可逆點。結(jié)果表明, 仔魚3日齡開口攝食, 卵黃于7日齡消耗完畢, 油球于8日齡消耗完畢, 混合營養(yǎng)期為5～ 6 d, 饑餓對仔魚卵黃吸收速度影響顯著(P＜0.05), 對油球的吸收在仔魚開口前影響不顯著(P＞0.05), 仔魚開口后影響顯著(P＜0.05)。攝食仔魚生長呈線性增加, 饑餓仔魚生長呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。仔魚饑餓不可逆點出現(xiàn)在 8日齡和 9日齡之間。

大瀧六線魚(Hexagrammos otakii); 仔魚; 饑餓; 不可逆點

仔魚初次攝食期饑餓“不可逆點”(the point of no return, PNR), 即初次攝食期仔魚耐受饑餓的時間臨界點, 是由Blaxter等[1]于1963年首先提出的, 從生態(tài)學(xué)的角度測定仔魚的耐饑餓能力。PNR是仔魚耐受饑餓能力的臨界點, 仔魚饑餓到該點時, 多數(shù)個體已體質(zhì)虛弱, 盡管仍可存活一段時間, 但不可能再恢復(fù)攝食能力而死亡。對生物個體初次攝食期耐受饑餓的時間臨界點的研究, 一些學(xué)者對多種淡水魚, 如鯉魚(Cyprinus carpioL.)、鰱魚(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙魚(Aristichthys nobilis)、草魚(Ctenopharyngodonidella)[2], 海水魚如漠斑牙鲆(Paralichthys lethostigma)[3]、真鯛((Pagrosomus major)、牙鲆(Paralichalmus olivaceu)[4]、早繁 魚[5]、黃鯛(Dentex tumifron)[6]、鳀魚(Engraulis japonicus)[7]、條石鯛(Oplegnathus fasciatus)[8]等已經(jīng)做了詳細(xì)的研究。

大瀧六線魚(Hexagrammos otakii)又名歐氏六線魚、六線魚, 俗稱青島黃魚, 隸屬鲉形目(Scorpaeniformes)、六線魚科(Hexagrammidate)、六線魚屬(Hexagrammos), 為冷溫性近海底層巖礁魚類。主要分布于黃海和渤海沿岸, 也見于朝鮮、日本和俄羅斯遠(yuǎn)東諸海,在中國主要產(chǎn)自山東和遼寧等地的近海多巖礁海區(qū)[9]。

目前關(guān)于大瀧六線魚的研究主要集中在其基礎(chǔ)生物學(xué)方面[10-13], 全人工育苗仍處于試驗階段, 尚未取得大規(guī)模苗種培育的成功[14]。有關(guān)大瀧六線魚仔魚不可逆點的確定, 邱麗華等[15]曾在水溫13.5～14℃條件下進(jìn)行過研究。但是關(guān)于饑餓對大瀧六線魚卵黃囊及油球的吸收等方面的影響尚未見報道。早期仔魚階段是整個人工育苗的關(guān)鍵時期, 在(16±0.5)℃條件下, 作者就饑餓對大瀧六線魚仔魚的生長、卵黃囊和油球吸收的影響進(jìn)行了研究, 并計算了饑餓仔魚的 PNR, 以期豐富大瀧六線魚早期發(fā)育階段的生物學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料, 為大瀧六線魚人工育苗的研究和生產(chǎn)提供必要的基礎(chǔ)性資料。

1 材料和方法

1.1 材料

實驗于2011年12月在山東省海洋生物研究院海水良種繁育中心內(nèi)進(jìn)行。實驗用的大瀧六線魚親魚為海上網(wǎng)箱養(yǎng)殖 2～3年的成魚, 魚苗為經(jīng)人工授精孵化而獲得的仔魚個體。

1.2 方法

1.2.1 大瀧六線魚仔魚饑餓實驗

大瀧六線魚仔魚孵化后, 將 500尾初孵仔魚放置在規(guī)格為47 cm×33 cm×24 cm的塑料箱內(nèi)進(jìn)行仔魚的饑餓實驗。根據(jù)溫度對大瀧六線魚受精卵孵化實驗, 16℃時孵化率最高, 畸形率最低[16], 因此仔魚饑餓實驗水溫保持在(16±0.5)℃, 用 WEIPRO MX300 IC型控溫儀調(diào)控水溫, 微充氣, 每天換等溫海水1/2, 不投餌直至100%死亡, 實驗用水為經(jīng)沉淀砂濾的自然海水, 并經(jīng)過紫外線殺菌后保證水中無任何生物餌料, 鹽度 31。另設(shè)正常攝食實驗組為對照組, 將 500尾仔魚放養(yǎng)于上述同一規(guī)格的塑料箱內(nèi), 微充氣, 對照組仔魚投喂小球藻(Chlorellasp.)和褶皺臂尾輪蟲(Brachionus plicatilis)。

1.2.2 大瀧六線魚仔魚初次攝食率

大瀧六線魚仔魚開口后, 每天取 20尾仔魚, 放入1 000 mL燒杯中, 微充氣, 投喂經(jīng)小球藻強(qiáng)化的褶皺臂尾輪蟲, 輪蟲密度 8～10個/mL。燒杯放置于恒溫(16±0.5)℃的水浴槽中。4 h后將仔魚取出, 用5%福爾馬林固定, 用 SMZ-T4型解剖鏡逐尾檢查大瀧六線魚仔魚的攝食情況, 并計算初次攝食率。

攝食率=(腸管內(nèi)含有輪蟲的仔魚尾數(shù)/總測定仔魚尾數(shù))×100%。

1.2.3 PRN的確定

依據(jù)殷名稱[18]采用的方法確定 PNR。作者以大瀧六線魚孵化后天數(shù)表示, 每日測定饑餓實驗組大瀧六線魚仔魚的初次攝食率, 當(dāng)所測定的饑餓組仔魚的初次攝食率低于最高初次攝食率的一半時, 即為PNR的時間。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均以3個平行組數(shù)據(jù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean ± SD) 表示, 并采用單因素方差分析(ANOVA)和Duncan 檢驗法統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果

2.1 饑餓仔魚卵黃囊、油球的吸收

大瀧六線魚初孵仔魚體長(6.18±0.25)mm, 卵黃囊長徑(1.87±0.09)mm, 卵黃囊短徑(1.32±0.06)mm,卵黃囊體積為(1.7052±0.02754)mm3。此時卵黃囊膨大成梨形, 仔魚出膜后很快展直身體, 側(cè)臥水底, 活力較弱, 1～2 h后開始間歇性運動, 并上浮到水面。1日齡仔魚卵黃消耗最大, 體積減小為初孵時的50.41%。2日齡仔魚卵黃消耗速率相對減慢, 體積減為初孵仔魚的25.14%。

饑餓仔魚和攝食仔魚卵黃的吸收見表 1和圖 1,兩組仔魚卵黃的消耗速率差異顯著(P＜0.05)。攝食組仔魚5日齡時殘存極少量卵黃, 6日齡時就完全吸收, 饑餓組仔魚卵黃的吸收速率慢于攝食仔魚, 在第7天才完全被吸收。

圖1 饑餓仔魚和攝食仔魚卵黃的吸收Fig.1 Yolk absorption of starving and fed larvae

饑餓仔魚和攝食仔魚油球的吸收見圖2, 大瀧六線魚初孵仔魚油球徑(0.47±0.02)mm, 油球體積為(0.0543±0.0005)mm3。油球呈鮮黃色, 1個(極少數(shù)2～5個), 位于卵黃囊前端下緣。1日齡仔魚油球體積減小為初孵時的 76.61%。兩組仔魚油球的消耗速率在 2日齡前差異不顯著(P＞0.05), 3日齡仔魚開口后差異顯著(P＜0.05)。

圖2 饑餓仔魚和攝食仔魚油球的吸收Fig.2 Oil globule absorption of starving and fed larvae

表1 大瀧六線魚仔魚對卵黃的吸收Tab.1 The absorption of yolks of Hexagrammos otakii larvae

2.2 饑餓仔魚的初次攝食率及不可逆點

仔魚經(jīng)饑餓后的初次攝食率變化見圖3。3日齡仔魚開口后的初次攝食率為15%±2%, 6日齡時達(dá)到最大為 65%±3%, 此時卵黃僅有少量殘痕, 以后逐漸縮小, 在 9日齡時攝食率低于最高初次攝食率的1/2。由圖3可知大瀧六線魚仔魚饑餓不可逆點(PNR)出現(xiàn)在8日齡和9日齡之間。

圖3 大瀧六線魚饑餓仔魚的初次攝食率Fig.3 Initial feeding rates of starving larvae of Hexagrammos otakii Jordan et Starks

2.3 饑餓對仔魚生長的影響

饑餓對兩種仔魚生長的影響見圖4。3日齡開口前饑餓仔魚和攝食仔魚的生長無差異。從 3日齡開始, 生長速率開始出現(xiàn)分化, 攝食仔魚的全長保持線性生長, 體全長(L)與日齡(d)符合線性關(guān)系式:L=0.3403d+6.2532(R2=0.9904)。而饑餓仔魚的生長呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢, 體全長與日齡符合關(guān)系式L=-0.0313d2+0.4742d(R2=0.9886)。到10日齡時, 饑餓仔魚全長為(7.73±0.07)mm, 而攝食仔魚全長卻增加至(9.70±0.12)mm。

圖4 饑餓對大瀧六線魚仔魚生長的影響Fig.4 Effect of starvation on the growth of Hexagrammos otakii Jordan et Starks larvae

3 討論

大瀧六線魚受精卵為球形黏性卵, 端黃卵, 卵膜較厚, 油球小而多且較分散, 胚胎發(fā)育后期油球逐漸融合為1～5個[16]。少數(shù)仔魚3日齡上下頜可啟動, 開口, 開始攝食輪蟲和小球藻, 過渡到混合營養(yǎng)期階段,初次攝食率僅為15%。仔魚剛開口時以偶然碰撞的方式來攝取餌料, 這與王有基等[19]對泥鰍(Misgurnus anguillicaudatus)的研究結(jié)果一致。在孵化后的第6天初次攝食率達(dá)到最大值, 為 65%, 最高初次攝食率出現(xiàn)在卵黃耗盡的前一日。7日齡仔魚卵黃全部耗盡,仔魚全部攝食藻液和輪蟲。8日齡仔魚油球吸收完畢,完全依靠攝取外源性營養(yǎng)生存。隨著饑餓時間的延長,幼體的各個器官形成受到影響, 幼體的存活率顯著降低, 生長速度變慢。因此, 人工育苗過程中各個階段應(yīng)及時配套和補(bǔ)充相應(yīng)的生物餌料。

魚類的初次攝食時間與種類、卵黃囊的大小、培育水溫及開口餌料的種類等有關(guān)[20]。本試驗條件下(16±0.5)℃仔魚孵出后第3天開口攝食, 比邱麗華[15](6日齡, 水溫13.5～14℃)的研究提早。PNR是衡量魚類仔魚耐饑餓能力的常用指標(biāo), 抵達(dá) PNR時間長, 表明耐饑餓能力強(qiáng); 反之, 則耐饑餓能力弱[21]。影響PNR的因素有內(nèi)源因子, 如受精卵的質(zhì)量、仔魚的游泳能力等;外源因子, 如仔魚的卵黃、油球容量, 投餌密度及孵化溫度等。目前關(guān)于仔魚初次攝食率及PNR的研究往往忽視內(nèi)源因子的影響, 這顯然是不全面的。為了比較不同魚類PNR時具有更加合理的標(biāo)準(zhǔn), 近年來有學(xué)者在研究 PNR時采用有效積溫(sum of effective temperature)[22]概念。PNR有效積溫的計算公式可表示為: PNR時間(d)×實驗過程平均水溫(℃)。大瀧六線魚的 PNR有效積溫為144℃·d。多數(shù)魚類仔魚PNR有效積溫多在 100～250℃·d[22], 大瀧六線魚的有效積溫處于中游的位置。大瀧六線魚多生活在近海的多巖礁海區(qū), 此生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性較差, 受外來因素影響巨大, 繁殖季節(jié)時生物餌料豐富, 因此仔魚初次攝食時極容易建立外源性營養(yǎng), 仔魚的耐饑餓能力還是很強(qiáng)的。

溫度是影響仔魚耐饑餓能力的重要因素[18], 溫度高, 仔魚的發(fā)育加快, 對內(nèi)源性營養(yǎng)的消耗加快,從而導(dǎo)致外源性營養(yǎng)階段的提前, 最終結(jié)果是 PNR時間的提前[23]。柳敏海等[23]對點帶石斑魚(Epinephelus malabaricus)的研究以及 Gustavo等[24]對大西洋牙鲆(Paraljchthys dentatus)的研究也證實了溫度越高, PNR 的時間越早。邱麗華等[15]報道, 在13.5～14℃條件下, 大瀧六線魚仔魚10日齡進(jìn)入PNR期, 本實驗研究條件下(16±0.5℃)大瀧六線魚仔魚混合營養(yǎng)期為5～6 d, 饑餓不可逆點出現(xiàn)在8～9日齡, 也驗證了以上觀點。造成上述差異的原因一是與實驗水溫有關(guān), 二是與大瀧六線魚親魚有關(guān), 親魚培育過程中的積溫及所產(chǎn)卵的營養(yǎng)成分等也直接影響到PNR。不同地區(qū)的種群遺傳差異性是不同的, 不同的種、同種不同種群, 其PNR 點也存在差異。

人工育苗過程中, 仔魚開口后應(yīng)及時給予足夠的生物餌料, 以保證仔魚器官形成、生長發(fā)育所需要的能量要求。仔魚生長發(fā)育過程中, 從內(nèi)源性營養(yǎng)轉(zhuǎn)入外源性營養(yǎng)是魚類發(fā)育所要克服的一大障礙。如果仔魚在混合營養(yǎng)期內(nèi)沒有建立外源性營養(yǎng)關(guān)系, 將忍受進(jìn)展性饑餓[19]。饑餓一直被認(rèn)為是引起早期仔魚大量死亡的重要原因之一。早期仔魚的個體生長與其發(fā)育程度密切相關(guān), 在饑餓條件下大瀧六線魚仔魚體內(nèi)貯存的營養(yǎng)物質(zhì)和能量主要用于提高活動水平, 搜索并攝取餌料, 如果仔魚在完全消耗了卵黃和油球后, 仍不能建立外源營養(yǎng)則開始消耗本身組織以滿足其基礎(chǔ)代謝耗能, 器官發(fā)育緩慢甚至?xí)s, 待自身儲備能量不足時生長就會受到抑制魚體出現(xiàn)負(fù)增長, 這表明了延長耐受饑餓的時間與保持一定的發(fā)育速率之間存在著生態(tài)對策上的替代效應(yīng)[25]。本實驗饑餓條件下, 幼體依靠卵黃和油球營養(yǎng)來維持幼體的生存和生長。仔魚開口前無向外界攝食的能力, 卵黃營養(yǎng)足夠維持生存需要的代謝耗能, 因此開口前仔魚的全長生長無差異。從3日齡開始, 攝食仔魚的全長保持線性生長, 生長速率為0.27 mm/d, 但饑餓仔魚從3日齡開始至8日齡, 由于未獲得外源性營養(yǎng)的支持而只靠自身營養(yǎng)物質(zhì)的消耗來維持生長所需能量, 生長速度相對緩慢, 生長速率為0.12 mm/d。8日齡以后, 饑餓仔魚沒有及時建立外源性營養(yǎng), 生長受到明顯抑制, 全長生長出現(xiàn)負(fù)生長。這是骨骼系統(tǒng)尚未發(fā)育的仔魚為保障活動耗能, 提高攝食存活機(jī)會的一種適應(yīng)現(xiàn)象[26]。Farris[27]曾將仔魚的生長劃分成 3個時期: 初孵時的快速生長期, 卵黃囊消失前后的慢速生長期及外源攝食后的穩(wěn)定生長期(不能建立外源攝食的負(fù)生長期)。大瀧六線魚仔魚生長與之基本相符合。

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(本文編輯: 譚雪靜)

Starvation and no return point study ofHexagrammos otakiiJordanetStarks larvae

JIAN Yu-xia, Fang Hui, ZHANG Shao-chun, WANG Xue, HU Fa-wen, GAO Feng-xiang, PAN Lei, GUO Wen
(Ocean and Biology Institute of Shandong Province, Qingdao 266002, China)

Nov., 26, 2012

Hexagrammos otakii; larvae; starvation; PNR

In order to determine the definition of the point of no return(PNR) of the larvae ofHexagrammos otakiiJordan et Starks, we studied the effect of starvation on growth of the larvae ofHexagrammos otakiiJordan et Starks under the condition with water temperature of 16℃±0.5℃ and salinity of 31‰, and the definition of the PNRwas determined. Larvae opened mouth at 3 day after hatching(DAH); Yolk and oil globules were completely absorbed at 7 DAH and 8 DAH, respectively. The mixing diet period was about 5-6 days. The influence of starvation on the absorption rate of yolk was significant (P＜0.05). The influence of starvation on the absorption rate of oil globules was not significant (P＞0.05) before larvae opened mouth, but significant (P＜0.05) after larvae opened mouth. The total length of fed larvae increased continuously, while the starving larvae decreased in total length after 8 DAH. The PNR was between 8 DAH and 9 DAH.

S965.3

A

1000-3096(2014)03-0111-05

10.11759/hykx20121126001

2012-11-26;

2013-03-21

山東省科技發(fā)展計劃項目(2011GHY11502)

菅玉霞(1979-), 女, 山東鄒平人, 助理研究員, 學(xué)士, 主要從事海水養(yǎng)殖研究, 電話: 0532-86513001, 13853274686, E-mail: jianyuxia79@163.com; 郭文, 通信作者, 電話: 0532-86513001, E-mail: yzszsjd@126.com