金属离子和葡萄糖溶液对加州鲈精子活力的影响

李永雄，梁潇，王伟，王茂林，董鑫冉

（大连海洋大学，辽宁省北方鱼类应用生物学与增养殖重点试验室，辽宁 大连 116023）

加州鲈，学名大口黑鲈（Micropterus salmonides），隶属于太阳鱼科、鲈形目、黑鲈属，原产于北美洲的淡水水域，是一种重要的经济鱼类[1]。加州鲈为淡水型食肉鱼类，适应范围较广，且具有生长速度快、肉质鲜嫩、味道鲜美、营养价值高、抵抗力强及容易捕捞等优点。近年来，随着鱼类人工繁殖的开展，许多学者均对鱼类精子的生物学进行大量的研究，常采用不同溶液作为授精、激活的介质，以提高受精率。徐敏[2]研究了不同盐度和碱度对3 种鲤形目鱼类精子活力和受精率的影响，讨论了3 种鱼类精子生存的最佳盐度和碱性的区间。练青平等[3]研究了不同氯化钠浓度对美洲鲥精子活力的影响。张涛等[4]对高体雅罗鱼精子进行研究发现，适宜浓度的钠离子（Na+）、钾离子（K+）、葡萄糖及甘油，可提高高体雅罗鱼精子活力，高浓度溶液对高体雅罗鱼精子的激活率呈明显的抑制作用。现开展葡萄糖（Glu）、氯化钠（NaCl）、氯化钾（KCI）、氯化钙（CaCl2）、氯化镁（MgCl2）对加州鲈精子活力的影响试验，拟为加州鲈人工繁育提供参考[5]。

1 材料和方法

1.1 时间与地点

2023年5月11日。试验地位于大连海洋大学辽宁省北方鱼类应用生物学与增养殖重点试验室。

1.2 材料

从大连水产品市场购买5 尾性成熟、体表光滑无伤、体格健壮、腹部膨大的加州鲈，充氧运输至试验室内，于进排水方便、有充气设备的水族箱中暂养，水温为（20±0.5）℃。暂养期间停食，试验期间不注射催情剂。至雄鱼腹部较粗糙、膨大轻压腹部可挤出乳白色精子时，进行试验[6]。试剂为Glu、NaCl、KCI、CaCl2、MgCl2，均为国产分析纯。

1.3 方法

1.3.1 试验组

Glu、NaCl、KCI、CaCl2、MgCl2，每种试剂均用去离子水配置成5 个试验组，其浓度分别均为1.0，2.0、3.0，4.0 和5.0 g/L。以去离子水为对照组。

1.3.2 精液的获取

用毛巾擦去雄鱼生殖孔周围以及体表水分，按压腹部两侧挤出精液，并弃掉第1 滴精液，观察到精液应为乳白色、黏稠的液体，无粪、尿液、血液的污染。

1.3.3 观察精子活力

使用一次性吸管，吸取1 滴配制完成的溶液于载玻片上，置于已调好焦距的显微镜下，再使用一次性带针头的注射器蘸取少许精液与溶液混合，立即观察记录其活动情况，并使用秒表计时（精液与溶液相混合时开始计时）。根据文献[7-8]，快速运动时间（fast movement time, FT）:精子呈现快速运动，快到运动过程看不清路线，只能看到精子呈现“一团旋涡”的持续时间；寿命时间（life time, LT）:从精子开始活动至大约90%精子死亡的时间。对每一种不同浓度的样品检测3 次，并求出平均值。

1.4 数据分析

试验结果用平均值±标准差表示。使用SPSS25.0统计软件，对数据进行单因素方差分析（One-Way ANOVA），显著性水平设置为0.05。

2 结果与分析

2.1 ρ（Glu）对精子活力的影响

随着ρ（Glu）升高，FT 及LT 先升高后降低。ρ（Glu）为0.5 和1.0 g/L 试验组，FT 及LT 均高于对照组；ρ（Glu）为2.0 和2.5 g/L 试验组，FT 及LT 均低于对照组。FT 及LT 最长出现在ρ（Glu）为1.0 g/L 试验组，且显著高于对照组（P＜0.05），见表1。

表1 加州鲈精子在不同ρ（Glu）中的活力①

2.2 ρ（Ca2+）对精子活力的影响

随ρ（CaCl2）升高，FT 及LT 均先升高后降低。ρ（CaCl2）为3.0 g/L 试验组FT 最长，且显著高于对照组（P＜0.05），ρ（CaCl2）为4.0 和5.0 g/L 试验组，FT 则小于对照组，但差异不显著（P＞0.05）。各试验组LT 均高于对照组，其中ρ（CaCl2）为3.0 g/L 试验组，LT 最长且显著高于对照组（P＜0.05），其他试验组则差异不显著（P＞0.05），见表2。

表2 加州鲈精子在不同ρ（CaCl2）中的活力②

2.3 ρ（K+）浓度对精子活力的影响

随ρ（KCl）升高，FT 及LT 均先升高后降低。ρ（KCl）为3.0 g/L 试验组FT 最长，且显著高于对照组（P＜0.05），ρ（KCl）为5.0 g/L 试验组FT 则小于对照组，但差异不显著（P＞0.05）。各试验组LT 均高于对照组，其中ρ（KCl）为3.0 g/L 试验组，LT 最长，但差异不显著（P＞0.05），见表3。

表3 加州鲈精子在不同ρ（KCl）中的活力③

2.4 ρ（Mg2+）对精子的影响

随ρ（MgCl2）升高，FT 及LT 均呈逐渐降低趋势。各试验组加州鲈FT 均显著低于对照组（P＜0.05），其中在ρ（MgCl2）为6.0 g/L 试验组最低。各试验组加州鲈LT 均显著低于对照组（P＜0.05），其中在ρ（MgCl2）为4.0 g/L 试验组最低，见表4。

表4 加州鲈精子在不同ρ（MgCl2）中的活力④

2.5 ρ（Na+）对精子的影响

随ρ（NaCl）升高，FT 及LT 均先升高后降低。ρ（NaCl）为3.0 g/L 试验组FT 最长，且显著高于对照组（P＜0.05）；ρ（NaCl）为5.0 g/L 试验组FT 则小于对照组，但差异不显著（P＞0.05）。ρ（NaCl）为3.0 g/L试验组LT 最长，且显著高于对照组（P＜0.05）；ρ（NaCl）为4.0 和5.0 g/L 试验组LT 则小于对照组，但差异不显著（P＞0.05），见表5。

表5 加州鲈精子在不同ρ（NaCl）中的活力⑤

3 讨论

Glu 是精浆中碳水化合物重要组成部分。宋勇等[9]研究发现，鲤精子在ρ（Glu）为1.5 g/L 时，LT 比在最佳浓度的NaCI 溶液中，寿命长约350 s。丁淑荃等[10]研究发现，加入适量Glu 后，能够明显延长蛇精子的运动时间。本试验中，Glu 在一定浓度范围内，可提升加州鲈精子的运动时间，延长精子寿命，高出一定浓度，会抑制精子活力。在ρ（Glu）为1.0 g/L 时，FT 及LT 均最长，且显著高于对照组（P＜0.05）。

鱼类精浆中一般富含K+、Na+、Ca2+和Mg2+等，这些离子在精浆与水中含量的差异被认为是精子激活的直接动力[11]。罗明坤等[12]研究表明，低浓度的K+更适宜激活萨罗罗非鱼精子。本试验中，ρ（KCl）为3.0 g/L 试验组FT 最长，且显著高于对照组（P＜0.05）。K+、Na+同为单价阳离子，其化学性质相近；KCl、NaCl溶液对加州鲈精子活动影响的规律相似，FT 和LT也接近。也许是K+增强精子活动的另一种方式，即在对抗较高渗透压的抑制作用的同时，保持精子最佳活动状态[8]。

本试验中，Ca2+对加州鲈精子作用效果变化显著，当ρ（Ca2+）为3.0 g/L 时，FT 和LT 均达峰值，随Ca2+浓度的持续增加，精子活力和激活率逐渐降低，精子活动受到明显抑制。高浓度的Ca2+对加州鲈精子有一定损伤，其原因可能是CaCl2溶液中的Ca2+浓度高于精浆中的Ca2+浓度，引起精子内部发生变化，导致活力下降。Mg2+对加州鲈精子抑制作用的原理同Ca2+相似。Ca2+和Mg2+是水质硬度评价的指标，一般在鱼类人工授精过程中，需提前检测水体中Ca2+和Mg2+浓度，以提高受精率[13]。本试验表明，适宜浓度的Glu、K+、Na+、Ca2+，对加州鲈精子活力有促进作用，Mg2+则有抑制作用。因此，可通过调节养殖水体Glu 及相关离子浓度，以激活加州鲈精子活力，提高受精率，其中Glu、K+、Na+及Ca2+较适宜的浓度分别为1.0，3.0，3.0 和3.0 g/L。