程蔓,麻艳群*,程光平,2,司楠,古昌辉,韦云勇
(1. 广西大学动物科学技术学院,广西 南宁 530004;2. 广西海洋研究所有限责任公司,广西 北海 536000)
巴马拟缨鱼(Pseudocrossocheilus bamaensis),属鲤形目(Cyprinformes)、鲤科(Cyprinidae)、野鲮亚科(Labeoninae)、拟缨鱼属(Pseudocrossocheilus)[1],又称巴马油鱼。主要分布在广西境内巴马县的盘阳河和红水河都安段,喜穴居,一般晨昏活动,于洞穴越冬,春末夏初洪水期繁殖,在自然水域多以固着藻类为食[2]。巴马拟缨鱼个体小,体肥,肉质细嫩,营养丰富,是广西土著小型经济特色鱼类之一。研究表明,巴马拟缨鱼肌肉中蛋白含量高,脂肪含量适中,富含各类氨基酸及不饱和脂肪酸,具有较高的营养价值[3]。
利用外源激素处理,是常见的促进鱼类性腺发育成熟及产卵的方法[4]。不同的外源激素对性腺作用不同,通过注射绒毛膜促性腺素(Chorionic Gonadotropic Hormone, HCG)和促黄体生成素释放激素(Luteinizing Hormone Releasing Hormone, LHRH),能够促进卵巢迅速发育并完成物质积累[5]。而多潘立酮(Domperidone, DOM),常被认为是促黄体素释放激素(Luteinizing Releasing Hormone, LRH)的增强物。
近年来,在巴马拟缨鱼的形态、分布、年龄与生长特性、肌肉营养成分和营养价值方面已有研究报道,但对其在不同剂型催产剂作用下的性激素水平变化方面的研究鲜见报道。本试验旨在探索不同剂型催产剂对巴马拟缨鱼血液性激素含量的影响,以期为巴马拟缨鱼生理生态学,以及规模化人工繁殖研究提供科学参考。
2021年7月。试验地位于广西大学水产养殖基地。
巴马拟缨鱼采自红水河都安江段,于广西大学水产养殖基地人工培育1年,平均体质量(38.16±1.08)g。
催产激素为LHRH-A3、HCG、DOM 和购自上海生物科技有限公司的鱼用高效催产剂(DOM, HCG,LRH-A2混合剂)。产卵桶为高80 cm、直径60 cm的圆形塑料桶,每桶装水量200 L。桶内悬吊1 个用筛绢网制作、高15 cm、直径35 cm 并加盖的圆形产卵箱(箱底铺设约相当于箱底面积1/5 的砾石层)。各产卵桶水深20 cm,同穴居环境。
催产前所采集雌雄鱼样本作为对照组(M),各6 尾;设置A、B、C、D 4 个剂量处理组,2 个重复。4 尾雌鱼、4 尾雄鱼为1 组,安置于1 个产卵桶内。A 组(LHRH-A315 μg+HCG 3 000 IU+DOM 15 mg)/kg、B 组(LHRH-A39 μg+HCG 2 000 IU+DOM 10 mg)/kg、C 组(LHRH-A33 μg+HCG 1 000 IU+DOM 5 mg)/kg和D 组(鱼用高效鱼用催产剂800 活性单位+HCG 2 500 IU)/kg;各组雄鱼催产剂量为雌鱼剂量的1/2,注射量0.3 mL/尾。
2022年8月8日开始催产试验。从养殖群体中选择腹部较大的个体作样本群,从样本群中区分雌雄个体作为雌、雄样本群。催产前,从雌、雄样本群中各随机抽样3 尾,分别采集血样,测定体质量、全长、体长、性腺质量、空壳质量和主要性激素等指标,作为催产前初值。然后从雌、雄样本群中随机抽取雌、雄个体,按设定催产剂型注射催产剂后放入产卵桶的产卵箱内。每个产卵箱放被注射激素的亲鱼4 组(4 雌4 雄)。
每个产卵桶用空压机持续增氧,保持ρ(溶解氧)>5 mg/L。每6~8 h 换出原装水1/3。每3 h 观察1 次催产亲鱼发情情况。试验期内,产卵桶水温28~29 ℃。
注射催产剂48 h 后,未观察到亲鱼发情及产卵。取各组催产雌、雄亲鱼分别采血样,测定与“催产前”相同的性状指标及激素水平,比较分析不同催产剂的剂型对性腺及性激素水平的影响。各组催产后亲鱼先用含间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐(MS-222)麻醉8~10 min,再采用尾椎取血法采血,4 ℃静置1 h,3 500 r/min 离心10 min,后吸取上清液保存,用于激素测定。
用广西君奇生物科技有限公司Elisa 酶联免疫试剂盒,测定样本鱼血清激素水平。具体测定程序,按照试剂盒说明书。
计算脏体比、肥满度(KSI)和性腺成熟系数(GSI)。计算公式如下:
式中:W——体质量,g;
W0——空壳体质量,g;
W1——内脏团质量,g;
W2——性腺质量,g;
L——体长,cm。
采用SPSS 25.0 软件进行单因素方差分析(Oneway ANOVA),显著水平为0.05。采用Origin2022绘制Pearson 相关性热图。试验结果均采用“平均数±标准差”形式表示。
2.1.1 性腺成熟系数
巴马拟缨鱼催产前和催产后各组亲鱼性腺成熟系数见图1。由图1 可见,雌鱼催产前E 组GSI 为1.63%,催产后A、B、C、D 组GSI 分别为1.62%,1.64%,1.32%和1.54%。与催产前M 组相比,GSI 除B 组略微上升外,其余各组均呈下降趋势,C 组下降幅度最大(19.02%),但差异不显著(P>0.05)。此外,催产后雌鱼GSI 组间差异均不显著(P>0.05);雄鱼催产前M 组GSI 为0.03%,催产后A、B、C、D 组GSI 分别为0.44%,0.03%,0.04%和0.06%。与催产前M 组相比,除B 组外,各组雄鱼催产后GSI 均呈上升趋势,其中A 组上升幅度最大(136.7%),且差异显著(P<0.05),其余各组差异不显著(P>0.05)。雄鱼GSI 水平,催产后A 组与其余各催产组及催产前M 组差异显著(P<0.05),B、C 和D 组间差异不显著(P>0.05)。
图1 不同催产剂注射前后各组亲鱼性腺成熟系数
2.1.2 性腺时相
亲鱼催产前后性腺发育时相变化见表1。由表1可见,各组雌雄鱼催产前E 组为共同群样本,雌鱼卵巢以II 期(50%)和III 期(50%)为主,无IV 期卵巢;雄鱼仅出现II 期精巢(100%),无III 期和IV 期精巢。催产后,各组雌鱼均出现IV 期卵巢,均无V期卵巢,A、B、C 和D 组的IV 期卵巢占比分别为16.67%,22.22%,25.00%和16.67%。基于IV 期卵巢出现率的评价,B 和C 组的催产剂的剂型为较佳剂型;与催产前E 组相比,雄鱼催产后仅A 组出现IV期精巢,占比12.50%,各组II 期精巢比例均下降,A、B、C 和D 组分别降低了50.00%,25.00%,50.00%和60.00%,组间差异不显著。基于IV 期精巢出现率的评价,A 组的剂型为雄鱼较佳催产剂的剂型。
表1 亲鱼催产前后性腺发育时相变化%
2.2.1 雌鱼性激素水平
巴马拟缨鱼雌鱼催产前后性激素变化见表2。由表2 可见,4 组雌性巴马拟缨鱼催产前共同样品的雌二醇(E2)、雌三醇(E3)、雌酮(E1)和孕酮(P)含量分别为40.24,38.62 ng/L 和43.0,35.92 pmol/L。
表2 不同催产剂注射前后雌鱼性激素水平①
(1)E2 水平:A 组、B 组、C 组和D 组分别为52.77,42.19,43.07 和42.56 ng/L,A 组最高,B 组最低,且差异显著(P<0.05),B 组、C 组和D 组间差异不显著(P>0.05)。与催产前比较,各组E2 含量均有所升高,其中A 组升高了31.14%,差异显著;B组、C 组和D 组E2 与催产前差异不显著。分析表明,A 组催产剂的剂型较有助于促进巴马拟缨鱼雌鱼体内E2 的分泌。
(2)E3 水平:A 组、B 组、C 组和D 组分别为46.26,38.79,38.07 和37.75 ng/L,A 组最高,D 组最低,且差异显著(P>0.05),B 组、C 组和D 组间差异不显著(P>0.05)。与催产前比较,A 组和B 组E3 含量均有所升高,其中A 组升高了19.78%,差异显著(P<0.05),C 组和D 组有所降低,但差异均不显著(P>0.05)。分析表明,A 组催产剂的剂型较有助于促进巴马拟缨鱼雌鱼体内E3 的分泌。
(3)E1 水平:A 组、B 组、C 组和D 组分别为42.64,48.50,42.84 和43.31 pmol/L,B 组最高,A 组最低,且差异显著(P<0.05),B 组、C 组和D 组间差异不显著(P>0.05)。与催产前比较,B 组和D 组E1均显示升高,其中B 组升高了12.66%,差异显著(P<0.05),A 组和C 组有所降低,但差异均不显著(P>0.05)。分析表明,B 组催产剂的剂型较有助于促进巴马拟缨鱼雌鱼体内E1 的分泌。
(4)P 水平:A 组、B 组、C 组和D 组分别为30.00,30.71,30.55 和33.85 pmol/L,其中D 组最高,A 组最低,但差异不显著(P>0.05),A 组、B 组和C 组间差异不显著(P>0.05)。与催产前比较,各组P 含量均有所降低,A 组、B 组、C 组和D 组分别降低了16.48%,14.50%,14.95%和5.76%。分析表明,4 种催产剂型对巴马拟缨鱼雌鱼体内P 的分泌均有一定的抑制作用。
2.2.2 雄鱼性激素水平
由表2 可见,4 组雄性巴马拟缨鱼催产前后来自共同群体,催产前睾酮(T)含量为16.32 nmol/L,催产后A 组、B 组、C 组和D 组T 含量分别为14.85,13.41,13.64 和12.61 nmol/L,A 组最高,D 组最低。与催产前相比,各组雄鱼催产后T 含量均下降,且差异性显著(P<0.05)。A 组、B 组、C 组和D 组分别下降了9.01%,17.83%,16.42%和22.73%,其中A组T 含量降幅最小,与其余组差异显著(P<0.05),D组T 含量显著低于A 组和C 组。分析表明,这4 种催产剂的剂型均抑制人工养殖巴马拟缨鱼雄鱼体内T 的分泌,且D 组剂型抑制效果最明显。
鱼类的生殖活动受外环境因素和神经内分泌的双重调节[6]。下丘脑产生的促性腺激素释放激素(GnRH)作用于垂体,刺激垂体产生促性腺激素(GtH)作用于性腺,促使性腺组织产生类固醇激素,进而引起生殖细胞的发育和成熟[7]。齐飘飘等[8]利用高温和皮质醇共同作用,诱导雌性黄颡鱼雄性化。
使用外源激素可诱导鱼类由雌性向雄性转变,也可发生由雄性向雌性的逆转。李广丽等[9]常通过添加芳香化酶抑制剂和17α-甲基睾酮[10],诱导赤点石斑鱼雌鱼性腺中卵细胞退化、精巢结构发育成熟,达到促进赤点石斑鱼性逆转的目的;韩建等[11]利用17α-甲基睾酮诱导雌性剑尾鱼性逆转;王成龙等[12]利用17-β 雌二醇诱导XY 黄颡鱼雌性化。有研究表明,E2 在鱼体性腺发育过程中对卵母细胞的发育成熟具有重要作用,本研究中,4 种催产剂均在一定程度上促进人工养殖的巴马拟缨鱼雌鱼卵巢卵母细胞发育,并抑制雄鱼精巢的发育,这可能是因为芳香化酶催化某些雄性激素为雌激素,不利于精巢生殖细胞的发育成熟[7]。郭学鸣等[13]研究表明,乙炔基雌二醇(EE2)可能通过抑制相关基因的表达和减数分裂,从而抑制斑马鱼卵子的发育和成熟。
文献[13-14]表明,20β 双羟孕酮(DHP)在鱼类卵巢的早期发育中,卵原细胞的增殖有重要作用。文献[15]表明,E2 在鱼体性腺发育过程中,对卵母细胞的发育成熟具有重要作用。洪磊等[16]研究证明,人工养殖美洲鲥卵巢GSI 与血浆中E2 水平,表现出性腺发育协同一致的变化规律。本试验雌鱼A组催产剂的剂型对E2、E3 的促进作用最优,这可能是因为E2 与E3 同属性类固醇衍生物,二者的转化生成有一定关联。
脑下垂体和性腺是影响鱼类性腺发育最重要的内分泌腺,下丘脑分泌的LRH、垂体分泌贮存的GTH、性腺或肾上腺分泌的性激素,除了正反馈调节外,还存在负反馈调节机制[17]。张青海等[18]在不同剂量GnRH 和DOM 对爪哇倒刺鱼生殖性能的研究中发现,爪哇倒刺鱼受精率随着GnRH 和DOM浓度的升高而升高。徐文刚等[19]研究表明,200 IU/kg HCG 能诱导黑边石斑鱼排卵成功,但500 IU/kg HCG 处理排卵失败。本试验中,A 组注射的(LHRH-A3+HCG+DOM)催产剂浓度最高,且雌鱼血清中E2 和E3 水平,显著高于催产前及其他催产组,催产后亲鱼血清中E2 和E3 含量,可能存在催产剂剂量依赖性。覃志彪等[20]对泥鳅注射LHRHa 后,雌鱼血清中P 水平随着时间变化,呈现先增再减后趋于平缓的趋势,雄鱼血清中T 水平同雌鱼P 变动趋势一致。本试验各组雌鱼P 水平在催产后72~96 h,基本与催产前持平,这可能是因为随着注射后时间的延长,血浆中P 代谢降低至基础水平;雄鱼在72~96 h 低于催产前雄鱼T 水平,这可能是因为T 作为芳香化酶的底物转化为E2[21],也可能与抽样群体数量较少有关。
邹忠义等[22]研究发现,只有当大鲵的E2 含量达到一定的阈值后进行催产试验,才能刺激其产卵。蔡智鸣等[23]利用DOM 对麦鲮催产,研究表明麦鲮的卵巢在Ⅳ期初时人工催产无效,只有发育到Ⅳ期期中最好是Ⅳ期期末催产才能成功。本试验在注射D 组催产剂后,D 组E2、E3、P 均低于其余催产组,说明人工养殖的巴马拟缨鱼雌性亲本对D 组催产剂的剂型敏感度低于A、B、C 组。
本试验在巴马拟缨鱼性腺尚未完全成熟的情况下进行试催产,人工注射后将亲鱼放置在静水环境下,催产对象未产卵排精;在巴马拟缨鱼产地红水河观察到河水温度低于试验环境,流速较高,这可能是影响巴马拟缨鱼产卵排精刺激的重要因素。催产对象精巢尚未成熟,成功的“人工繁殖”还有待进一步研究。