太湖新銀魚卵巢發育不同階段個體生化組成和能量密度研究

吳 朗 劉家壽 張 國 劉宗娟柳 明 謝松光

(1.中國科學院水生生物研究所, 中國科學院水生生物多樣性與保護重點實驗室, 武漢 430072;2.中國科學院大學, 北京 100049; 3.中國科學院水生生物研究所淮安研究中心, 淮安223002)

太湖新銀魚(Neosalanx taihuensisChen)隸屬于胡瓜魚目(Osmeriformes)、銀魚科(Salangidae), 浮游動物食性, 生命周期一般一年, 是長江中下游及其附屬水體重要的小型經濟魚類[1,2]。由于其顯著的經濟價值, 自20世紀70年代末云南滇池引種獲得成功后已被廣泛引種到全國 20多個省市的湖泊和水庫[3]。太湖新銀魚于1998年引入丹江口水庫, 具有春秋兩個繁殖群體, 以春群為主[4]。春群個體在 11月之前性腺一般處于Ⅱ期, 而秋群在9月、10月間性腺發育成熟[5,6]。本研究僅選擇春群雌性個體進行研究, 將11月之前卵巢處于Ⅲ期及以上個體確定為秋群個體。

繁殖周期與機體物質和能量的儲存-利用周期密切相關[7—8]。在卵巢發育過程中, 以蛋白質、脂類為主的卵黃不斷地在卵細胞中積累, 在卵細胞成熟時能量儲備達到峰值[10,11], 外界環境條件適宜(如水溫、光照等)時產卵繁殖[12—15]。魚類的性腺發育和繁殖的能量來源主要有3種模式： (1)由身體其他組織或器官中儲存物質轉化或轉移而來, 這一類物種一般被稱為保守主義者(Conservative species); (2)通過短期內大量的攝食直接為性腺發育提供能量, 這一類物種一般被稱為機會主義者(Opportunistic species); (3)來源于其他組織或器官中儲存能量的轉移和外界攝食, 即前兩者的綜合[16—18]。本研究對丹江口水庫太湖新銀魚雌魚處于不同性腺發育階段個體的性體指數、魚體生化組成和能值進行比較研究,探討個體在繁殖周期中的能量分配規律, 為了解其繁殖策略提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2008年8月至2009年5月每月中旬在丹江口水庫采集太湖新銀魚。樣品用抬網(網目： 2 mm)通過燈光誘捕采集[3—5]。樣品采集后立即帶回室內處理。

1.2 樣品處理與生物學測定

每尾魚測量標準長(SL)、體重(BW), 并根據外部副性征初步鑒定性別(如外部難鑒別, 則通過解剖性腺確定)。對雌性個體解剖后, 肉眼觀察性腺發育狀況, 并結合卵巢組織學切片確定性腺發育時期。取出性腺, 稱取性腺重量(GW)、去性腺體重(SW)和去內臟體重(BW′)。性體指數(GSI)按以下公式計算：

根據性腺分期將樣品魚分為5組(分別對應性腺Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期、Ⅴ期、Ⅵ期個體), Ⅱ期個體僅對全魚測定生化組成和能值, Ⅲ期至Ⅵ期每組個體隨機分為兩份, 分別用于測定全魚和去性腺魚體中的生化組成和能量密度(單位重量魚體的能值, 又稱比能值)。樣品測定前密封保存于?20℃冰箱中。

1.3 生化組成和能量密度測定

樣品在高壓蒸汽滅菌器(ES-315, TOMY KOGYO CO., Japan)120℃蒸30min, 搗爛充分混勻后置于70℃恒溫烘箱中烘干至恒重, 采用失重法計算干物質含量; 將烘干的魚樣粉碎、磨細、混勻后, 裝入密封袋保存于?20℃冰箱中待測。采用凱氏定氮法(2300 Kjeltec Analyzer Unit, FOSS TECATOR, Sweden)測定粗蛋白含量, 索氏抽提法(Soxtec system HT 1043,Tecator, Extraction Unit, Hoganas, Sweden)測定粗脂肪含量, 灰分采用馬福爐(中國湖北英山縣建力電爐制造廠)550℃焚燒法測定, 能值采用 Phillipson 微量能量計(Phillipson microbomb calorimeter, Gentry Instruments Inc., Aiken, South Carolina, U.S.A.)測定。每組樣品重復測定至少3次, 以相對偏差低于2%的3個測定值的平均值為測定結果。采用以下公式計算各期全魚總能值(E0)、去性腺魚體能值(E1)以及性腺能值(E2)：

公式中ED0代表全魚能量密度,ED1代表去性腺魚體能量密度。

1.4 數據處理

采用單因素方差分析(ANOVA)檢驗卵巢不同發育階段個體標準長、體重、去性腺體重、性體指數、魚體生化組成和能量密度差異顯著性。當差異顯著時, 再采用 Tukey’s HSD多重比較方法對平均數進行比較。結果中各變量采用平均數±SD表示, 顯著水平為P< 0.05。統計分析采用STATISTIC 6.0進行。

2 結果

2.1 性腺發育

8—11月間卵巢均處于Ⅱ期, 12月份處于Ⅲ期,此后均為成熟卵巢(Ⅳ或Ⅴ期)或產后卵巢(圖1)。卵巢發育的Ⅱ期和Ⅲ期, 太湖新銀魚體長和體重均顯著增加, Ⅲ期以后, 則增幅不大。GSI隨卵巢發育而增大, 最高達34.87; 產卵后GSI顯著下降(表1)。

2.2 各期魚體生化組成和能量密度

圖1 丹江口水庫2008年8月至2009年5月間太湖新銀魚卵巢不同發育階段個體百分比Fig.1 Percentage of N.taihuensis at different ovarian maturity stages from August 2008 to May 2009

全魚干物質含量為體重的11.19%—13.30%, Ⅱ期個體干物質含量最低, Ⅵ期個體最高, Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ期個體差異不顯著(表 2)。粗蛋白含量為體重的9.57%—10.90%, Ⅱ期個體粗蛋白含量最低,Ⅵ期個體最高, Ⅲ期個體顯著高于Ⅳ、Ⅴ期個體(表2)。粗脂肪含量為體重的0.18%—0.63%, 隨卵巢發育而顯著增加, 繁殖后則急劇下降(表 2)。灰分含量為1.72%—2.17%, Ⅳ期前, 隨卵巢發育而顯著增加,Ⅳ期后則迅速下降(P< 0.05)。能量密度為 2.22—2.79 kJ/g體重, 其含量變化趨勢與粗脂肪一致(P<0.05)。

干物質、粗蛋白和灰分含量分別為去性腺體重的 11.42%—13.27%、9.81%—11.01%和 1.72%—2.23%。三者都隨卵巢發育而顯著增加(P< 0.05)。粗脂肪含量為去性腺體重的0.27%—0.40%, Ⅲ期和Ⅳ期個體粗脂肪含量顯著高于Ⅴ期和Ⅵ期個體(P<0.05)。去性腺魚體的能量密度為 2.45—2.58 kJ/g,Ⅳ、Ⅴ期、Ⅵ期個體的能量密度顯著高于Ⅲ期個體(表 3)。

表1 太湖新銀魚樣本數量(N)、標準長(SL)、體重(BW)、去性腺體重(SW)和性體指數(GSI)Tab.1 Number of specimens (N), standard length (SL), body weight (BW), body weight without ovaries (SW) and the gonadosomatic index(GSI) of N.taihuensis

表2 太湖新銀魚卵巢不同發育階段個體全魚中的生化組成和能量密度(濕重)Tab.2 Chemical compositions and energy densities of whole fish (based on wet mass) of N.taihuensis at different ovarian maturity stages

表3 太湖新銀魚卵巢不同發育階段個體去性腺魚體中的生化組成和能量密度(濕重)Tab.3 Chemical compositions and energy densities of fish body without ovaries (based on wet mass) of N.taihuensis at different ovarian maturity stages

2.3 魚體和性腺中物質和能量變化

全魚中的總能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量隨性腺發育的變化趨勢基本一致： Ⅲ期個體發育到Ⅳ期個體時, 三者均明顯增加, 其中總能量和粗蛋白絕對含量主要在去性腺魚體中增加, 而性腺中增加不明顯; 粗脂肪含量的增加主要在性腺中。由Ⅳ期發育到Ⅴ期時, 全魚中的總能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量均略有增加, 其中去性腺魚體中能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量均明顯減少, 性腺中則明顯增加。產后Ⅵ期個體全魚中的總能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量均急劇降低, 其中能量和粗蛋白含量與Ⅲ期個體相近, 脂肪含量明顯低于Ⅲ期個體(圖2)。

3 討論

GSI月變化及卵巢組織學切片分析表明, 丹江口水庫太湖新銀魚春群繁殖時間主要為 1—4月,其中 2—3月為繁殖高峰期, 這和長江中下游其他水體中的太湖新銀魚春群繁殖時間是基本一致的[4]。在卵巢發育不同階段, 太湖新銀魚雌魚的生化組成和能量發生顯著變化。卵巢發育成熟前, 全魚和去性腺魚體中的干物質、粗蛋白、粗脂肪、灰分含量和能量均顯著增高, 但性腺中物質和能量的增加較少; 性腺由Ⅳ期發育為Ⅴ期時, 全魚物質和能量增加不明顯, 性腺中物質和能量含量明顯增加, 而去性腺魚體物質和能量含量明顯減少。這些結果初步表明性腺成熟前魚體機體物質和能量的積累是性腺發育成熟的主要物質和能量來源[19,20]。因此, 從能量來源模式看,太湖新銀魚繁殖可能以保守主義策略為主[17]。

產卵后, 太湖新銀魚全魚中粗蛋白、粗脂肪絕對量以及總能量都急劇下降, 去性腺魚體中粗蛋白絕對量以及能量也都大大減少, 這些說明太湖新銀魚在繁殖過程中需要消耗大量的能量。繁殖過程中能量的大量消耗可能是導致太湖新銀魚親本繁殖后即迅速死亡的原因。這一現象與一些鮭鱒魚類繁殖時大量的物質和能量消耗導致的產后死亡現象一致[12]。

圖2 太湖新銀魚卵巢不同發育階段個體去性腺魚體和卵巢中的能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量Fig.2 Absolute mass of energy, protein and lipids in fish body with and without ovaries at different ovarian maturity stages

卵巢由Ⅱ期發育到Ⅲ期發生在12月之前, 期間丹江口水庫水溫較高, 食物豐富[21]。龔世園等[22]對長江中游富水水庫太湖新銀魚的研究發現, 這段時期太湖新銀魚的攝食強度較大。性腺發育成熟階段(Ⅴ期), 全魚總能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量均增加較少, 全魚的生化組成變化也不明顯, 表明這一階段個體通過攝食積累的能量有限。但Ⅴ期個體性腺中的能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量均明顯較Ⅳ期個體增加, 而去性腺魚體中的能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量均明顯較Ⅳ期個體減少, 說明在這一階段卵巢發育的物質和能量可能主要來源于魚體的物質和能量積累。黎雨軒[23]通過比較刀鱭未成熟個體和成熟個體不同組織中的生化組成和比能值發現,肌肉、肝胰臟和腸系膜當中儲存的脂肪是刀鱭生殖洄游和性腺發育重要的能量來源。李川等[11]也發現,甌江彩鯉卵巢發育需要的大量脂肪也可能主要來源于肝胰臟。在本研究中由于銀魚個體規格較小, 操作較困難, 并未對去性腺魚體中各個組織中生化組成和能量密度分別測量和分析, 有待今后進一步研究。

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