MS-222和丁香酚对克氏原螯虾幼虾耗氧率、排氨率及窒息点的影响

徐滨，魏开金，朱祥云，徐进，马宝珊

(中国水产科学研究院长江水产研究所，农业部淡水生物多样性保护重点实验室， 湖北 武汉 430223)

水生动物生产过程中使用的麻醉剂种类较多，包括MS-222、丁香酚、苯唑卡因和利多卡因等，其中，MS-222和丁香酚是常用麻醉剂[1-4]，在国内外研究和生产中使用较多。在水产品运输中使用麻醉剂可以降低鱼类的耗氧量和氨氮排放量，有效防止其在运输时激烈活动造成的伤害，从而增加运输距离和运输量，提高存活率。耗氧率和排氨率是动物能量代谢强度的重要指标, 既可以反映动物的生理水平，也可以反映环境变化带来的影响[5-6]。研究表明，麻醉会引起鱼类耗氧率和排氨率发生变化[7-9]，关于麻醉剂对虾类的麻醉行为和麻醉效果曾有研究报道[10-11]，但有关麻醉后虾类耗氧率和排氨率的变化尚未见报道。

克氏原螯虾Procambarusclarkii又称小龙虾、淡水龙虾，隶属于甲壳纲Crustacea、十足目Decapoda、螯虾科Cabaridae、原螯虾属Procambarus，原产于墨西哥北部和美国南部，后发展至夏威夷、日本、欧洲和尼罗河流域，大约在20世纪30年代末期由日本引入中国南京市，由于该虾适应性强，对水质要求不高，适宜淡水养殖，目前已在中国各大水系均有分布。克氏原螯虾味道鲜美、营养丰富，深受消费者喜爱，是中国重要的水产资源种类[12-13]，也是目前淡水虾类增养殖的主要品种。近年来，随着其养殖地位的提高，有关人员对克氏原螯虾的关注日益增多。作者在调研期间，发现许多养殖户长途运输虾苗和种虾时，常因运输方法不当，在放养一周内造成虾苗大量死亡。为此，本研究中首次探讨了两种麻醉剂对克氏原螯虾幼虾耗氧率、排氨率和窒息点的影响，旨在为克氏原螯虾选择合适的麻醉剂，减少生产和选育过程中各种不当操作对其带来的伤害，提高其存活率，同时为克氏原螯虾的呼吸生理学研究提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 材料

试验虾采自湖北潜江后湖某养殖场，选取体质量为(4.18±0.54)g的健康克氏原螯虾，在长江

水产研究所循环水养殖系统内暂养两周。饲养水为经过滤后充分曝气的自来水，水中溶氧为(7.0±0.3)mg/L，水温为(18±1)℃，pH 为(7.6±0.2)。试验前1 d停止喂食。

试验用麻醉剂MS-222和丁香酚均购自武汉普洛斯试剂有限公司。MS-222水溶液略呈酸性，与碳酸氢钠按质量比为1∶1混合溶于水后使用，可降低麻醉过程中的应激反应。丁香酚为苍黄色液体，不溶于水，可溶于酒精，使用时按质量比为1∶5的比例溶于酒精后再溶于水[8]。将麻醉剂分别配制成母液，随用随配。

试验装置为自制的密封静止水式呼吸测定仪，根据虾体的大小选用2.5 L的锥形试验瓶。采用保鲜膜密封口，不能产生气泡，以恒温水槽控温，温度误差控制在±0.5 ℃。

1.2 方法

1.2.1 不同浓度麻醉剂对克氏原螯虾幼虾耗氧率和排氨率的影响试验 MS-222质量浓度分别设置为0、20、40、60、80、100 mg/L，丁香酚质量浓度分别设置为0、8、16、24、32、40 mg/L。每个锥形瓶中投放10尾克氏原螯虾幼虾，每个浓度试验设3个平行组，另设1个空白对照组(呼吸室无虾)，水温为(18.0±0.5)℃。

在暂养池内随机捞取试验虾，放入清水中禁食1 d后进行正式试验。试验在15:00—17:00进行，试验开始时将虾快速放入试验瓶中，用虹吸法利用导管向试验瓶内加水，直至瓶内水量增加1倍，封口后将试验瓶放置在恒温水槽中，并置于光线暗处。试验结束后，为使瓶里面的溶解氧和氨氮混合均匀，将试验瓶摇晃颠倒3～4次，用导管插入瓶底再利用虹吸原理快速采集水样。分别采用Winkler氏碘量法和奈氏试剂法即时测定试验组和对照组试验瓶内的溶解氧和氨氮浓度，用滤纸吸干虾体水分，在电子天平上称量其湿质量(精确到0.01 g)。

1.2.2 窒息点的测定 采用静水呼吸室法，呼吸室为2.5 L的锥形瓶，用保鲜膜密封瓶口, 利用虹吸原理进水和采集水样。在呼吸室中放幼虾10尾，并设3个平行，将试验瓶置于恒温水槽中进行试验。测定试验虾死亡半数时的溶解氧浓度，作为该温度下的窒息点。

1.2.3 指标的测定与计算 耗氧量[mg/(ind.·h)]、耗氧率[mg/(g·h)]、排氨量[μg/(ind.·h)]、排氨率[μg/(g·h)]计算公式分别为

耗氧量=(B1-B2)×V/(M×t)，

耗氧率=(B1-B2)×V/(W×t)，

排氨量=(B1′-B2′)×V/(M×t)，

排氨率=(B1′-B2′)×V/(W×t)。

其中：B1、B2分别为试验结束时对照瓶和试验瓶中溶解氧浓度(mg/L)；B1′、B2′分别为试验结束时对照瓶和试验瓶中氨氮浓度(mg/L)；V为试验瓶体积(L)；M为受试虾数量(ind.)；W为受试虾的总体质量(g)；t为试验持续时间(h)。

1.3 数据处理

试验结果均采用平均值±标准差(mean±S.D.)表示，用Excel与SPSS 16.0软件进行数据统计分析，显著性水平设为0.05。

2 结果与分析

2.1 MS-222对克氏原螯虾幼虾耗氧率、排氨率的影响

MS-222对克氏原螯虾耗氧率和耗氧量的影响如图1所示，随着MS-222浓度的升高，克氏原螯虾耗氧率和耗氧量均呈先升高后下降的趋势。与耗氧量相比，耗氧率更能反映其代谢水平变化。单因素方差分析表明：当MS-222浓度为20 mg/L时，克氏原螯虾耗氧率高于0 mg/L浓度组(对照组)，但无显著性差异(P>0.05)；当MS-222浓度为40 mg/L时，克氏原螯虾耗氧率显著高于对照组和其他浓度组(P<0.05)；随着MS-222浓度的继续升高，克氏原螯虾耗氧率开始下降，MS-222浓度为60～100 mg/L时与对照组无显著性差异(P>0.05)。

注：同一指标中，标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同字母者表示组间无显著性差异(P>0.05),下同Note:The means with different letters in same index are significant differences at the 0.05 probability level, and the means with the same letters are not significant differences, et sequentia图1 MS-222对克氏原螯虾耗氧率和耗氧量的影响Fig.1 Effect of MS-222 on oxygen consumption rate and oxygen consumption in red swamp crawfish Procambarus clarkii

MS-222对克氏原螯虾排氨率和排氨量的影响如图2所示，随着MS-222浓度的升高，克氏原螯虾排氨率和排氨量均呈先升高后下降的趋势。单因素方差分析表明：当MS-222浓度为20 mg/L时，克氏原螯虾排氨率略高于对照组，但无显著性差异(P>0.05)；当MS-222浓度为40 mg/L时，克氏原螯虾排氨率显著高于对照组和其他浓度组(P<0.05)；随着MS-222浓度的继续升高，克氏原螯虾排氨率开始下降，MS-222浓度为60～100 mg/L时与对照组均无显著性差异(P>0.05)，但100 mg/L浓度组排氨率显著低于20～60 mg/L浓度组(P<0.05)。

图2 MS-222对克氏原螯虾排氨率和排氨量的影响Fig.2 Effect of MS-222 on ammonia excretion rate and ammonia excretion in red swamp crawfish Procambarus clarkii

2.2 丁香酚对克氏原螯虾幼虾耗氧率、排氨率的影响

丁香酚对克氏原螯虾耗氧率和耗氧量的影响如图3所示，随着丁香酚浓度的升高，克氏原螯虾耗氧率和耗氧量呈先升高后下降的趋势。单因素方差分析表明：当丁香酚浓度为8 mg/L时，克氏原螯虾耗氧率略高于对照组，但无显著性差异(P>0.05)；当丁香酚浓度为16～24 mg/L时，克氏原螯虾耗氧率显著高于对照组(P<0.05)；随着丁香酚浓度的继续升高，克氏原螯虾耗氧率开始下降，丁香酚浓度为32 mg/L时，耗氧率与对照组无显著性差异(P>0.05)，而浓度为40 mg/L时，耗氧率显著低于对照组和其他浓度组(P<0.05)。

丁香酚对克氏原螯虾排氨率和排氨量的影响如图4所示，随着丁香酚浓度的升高，丁香酚对克氏原螯虾排氨率和排氨量呈先升高后下降的趋势。单因素方差分析表明：当丁香酚浓度为8 mg/L时，克氏原螯虾排氨率高于对照组，但无显著性差异(P>0.05)；当丁香酚浓度为16～24 mg/L时，克氏原螯虾排氨率显著高于对照组(P<0.05)；随着丁香酚浓度的继续升高，克氏原螯虾排氨率开始下降，丁香酚浓度为32 mg/L时，排氨率与对照组无显著性差异(P>0.05)，而浓度为40 mg/L时，排氨率显著低于对照组(P<0.05)。

图3 丁香酚对克氏原螯虾耗氧率和耗氧量的影响Fig.3 Effect of clove oil on oxygen consumption rate and oxygen consumption in red swamp crawfish Procambarus clarkii

图4 丁香酚对克氏原螯虾排氨率和排氨量的影响Fig.4 Effect of clove oil on ammonia excretion rate and ammonia excretion in red swamp crawfish Procambarus clarkii

2.3 麻醉后克氏原螯虾幼虾窒息点的变化

试验3 h时对照组虾开始死亡，4 h时MS-222组开始出现死虾，最后是丁香酚组。麻醉对克氏原螯虾窒息点的影响见表1，其窒息点依次为丁香酚组>MS-222组>对照组，且各组间有显著性差异(P<0.05)。

表1 麻醉对克氏原螯虾窒息点的影响

注：同列中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)

Note:The means with different letters within the same column are significant differences at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same column are not significant differences

3 讨论

3.1 两种麻醉剂对克氏原螯虾幼虾耗氧和氨氮排放的影响

水生动物的代谢活动多与氧的利用密切相关，耗氧率可以直接或间接地反映其新陈代谢和生理状况。对水生动物耗氧率的测定不仅可以为动物生理学提供基础资料，在养殖过程中也有一定的应用价值[14]，研究发现：大多数小型水生生物比大型水生生物的耗氧率会高一些[15]。研究表明：鱼麻醉后的行为首先表现为短暂兴奋，游泳更迅速；然后鱼体开始失去平衡，游泳速度减慢，同时鳃动频率变慢；最后停止运动，鳃动微弱[16-17]。而虾类麻醉后的行为与鱼类差异较大，本研究中，在将克氏原螯虾放入试验瓶后,短时间内克氏原螯虾静卧底部，游泳足正常摆动；然后开始有虾快速地向上游向瓶口，想要逃出；再经过一段时间后虾又回到底部静卧。

本研究中同时测量了克氏原螯虾的耗氧量与耗氧率、排氨量与排氨率，试验结果显示，虽然同一个体的耗氧量与耗氧率、排氨量与排氨率的变化规律是一致的，但在试验中，由于试验个体的体质量差异和计算方式不同，进行群体统计时耗氧率和排氨率更能明显地反映其生理变化。本试验中，浓度为20～100 mg/L 的MS-222不能降低克氏原螯虾的耗氧率，虽然浓度为100 mg/L 的MS-222可以降低其排氨率，但与对照组相比无显著性差异，这表明，MS-222对克氏原螯虾基本无麻醉作用，这与MS-222对罗氏沼虾[10]和日本对虾[11]无麻醉作用的结论一致。

经不同浓度的丁香酚麻醉后，克氏原螯虾的耗氧率和排氨率均呈先升高后降低趋势。低浓度麻醉时，克氏原螯虾的耗氧率和排氨率均升高，其原因是低浓度的麻醉剂对克氏原螯虾产生一定的胁迫作用，造成虾的活动增多，同时新陈代谢的强度增大。而高浓度麻醉时，克氏原螯虾的耗氧率和排氨率降低，原因是丁香酚使克氏原螯虾进入麻醉过程的各个时期，虾的耗氧率和排氨率均呈不同程度的下降，其中40 mg/L浓度组虾的耗氧率及排氨率均显著低于对照组。对罗氏沼虾及日本对虾的麻醉行为和复苏时间进行的研究也表明，丁香酚也可以使罗氏沼虾及日本对虾进入麻醉状态，对其有麻醉效果[10-11]。

研究表明，虾类在麻醉剂选择范围上比鱼类要狭隘。在运输上，合适剂量的麻醉剂尤其是关键，若麻醉剂浓度较低，虾不能进入麻醉状态，达不到应有的效果；若麻醉剂浓度过高，则可能对克氏原螯虾造成潜在的伤害，并造成损失。本研究表明，丁香酚质量浓度为40 mg/L时，可显著降低克氏原螯虾的耗氧率和排氨率，同时还能控制其过度活动造成的伤害，利于提高运输后其存活率，满足运输的要求。

3.2 麻醉对克氏原螯虾窒息点的影响

丁香酚组与MS-222组克氏原螯虾的窒息点均显著高于对照组。对鱼类麻醉的研究表明，虽然麻醉可以降低鱼类的代谢水平，但麻醉剂量过大或麻醉时间过长时会深及髓质，造成呼吸与血管舒缩中枢麻痹，最终导致死亡[18]。用麻醉剂麻醉对虾类的影响应与鱼类类似。本研究表明，丁香酚组对克氏原螯虾的麻醉程度要高于MS-222组。因此，在生产、试验操作和运输过程中不能使用过高剂量的麻醉剂，且麻醉时间也不能过长，建议麻醉时间不超过4 h。