光照對川陜哲羅鮭受精卵孵化的影響

王成友，杜 浩，吳金明，成為為，楊煥超，張 輝，劉志剛，周 瓊，危起偉

(1.農業部淡水生物多樣性保護重點實驗室，中國水產科學研究院長江水產研究所，武漢 430223；2.武漢市農業科學院水產科學研究所，武漢 430207)

川陜哲羅鮭(Huchobleekerikimura)又稱為虎嘉魚、貝氏哲羅鮭、布氏哲羅鮭、四川哲羅鮭，隸屬于鮭形目(Salmoniformes)鮭科(Salmonidae)哲羅鮭屬(Hucho)，是我國特有的、局部分布的冷水性魚類。川陜哲羅鮭分布于四川省岷江上游(最初分布下限是灌縣)、大渡河上游(最初分布下限是峨邊)、陜西的太白河以及留壩的漢水上游、青海的馬柯河。川陜哲羅鮭在動物地理學、古生態學、魚類系統演化與氣候變化的關系等很多方面具有重要的學術價值[1-3]。

自上世紀六七十年代開始，川陜哲羅鮭資源量就開始大幅度減少，目前絕大部分河段已見不到川陜哲羅鮭的蹤跡[4]。鑒于該物種的瀕危狀態，1988年國務院將其列為國家二級保護動物；1992年11月列入I級魚類優先保護種名錄；1998又列為瀕危物種[5]。2012年9月，陜西省太白縣興隆村村民在太白河洪水期后獲得了19尾成體，這是川陜哲羅鮭在太白河絕跡15年后的再次發現，更是近30多年來在全國范圍內發現的規模最大的一批[6]。鮭科其他魚類早期發育有較多研究，包括太門哲羅鮭(H.taimen)[7]、多瑙哲羅鮭(H.hucho)[8]、秦嶺細鱗鮭(Brachymystaxlenoktsinlingensis)[9]，但是關于光照對鮭科魚類發育影響的研究卻鮮有報道。考慮到鮭科魚類是以“筑巢埋卵”的方式進行自然繁殖，因此認為，在川陜哲羅鮭的受精卵孵化過程中，光照可能會嚴重影響到受精卵的孵化周期甚至存活。在此背景下，本研究通過設置不同光照強度和光照周期來闡明其對川陜哲羅鮭受精卵孵化的影響。

1 材料和方法

1.1 受精卵來源及孵化條件

研究地點位于長江水產研究所等單位在陜西省太白縣建立的“陜西省太白河川陜哲羅鮭救護實驗站”。2015年5月9日，對4尾川陜哲羅鮭雌性個體實施了催產，共獲得受精卵約3 138粒，隨機選取了960粒卵用于本試驗研究，并將其分成4個試驗組，每組設置3個平行，分別放置在12個相同的孵化框內(規格為30 cm×40 cm)，每個孵化框內80顆卵。采用流水孵化，孵化水源為山澗水，觀察期間每天用便攜式水質分析儀(YSI ProPlus，美國維賽儀器公司)記錄水溫和水體溶氧3次，測得孵化平均水溫9.8 ℃(9.1～11.7 ℃)、平均溶氧10.8 mg/L(9.1～11.9 mg/L)。

1.2 光照設置和胚胎存活情況觀察

設置4個孵化暗室，孵化用水的來源均來自同一孵化水槽，除光照外，其他實驗條件均一致。在3個孵化室內安裝白熾燈，使用照度計(ZDS-10W，上海嘉定學聯儀表廠)測量光照度，調節白熾燈的功率和位置，確保孵化框處的光照度和光照周期分別為24 h強光=570 lx(此照度接近多云天氣太白河上游水面光照)、12 h黑暗∶12 h強光=0 lx∶570 lx和24 h弱光=1.11 lx；另1個孵化室為24 h黑暗。每日觀察一次死卵數并將其挑出，對于24 h黑暗組，使用0.82 lx的柔和黃光手電筒觀察死卵數，觀察及挑出死卵時間不超過30 s。

此外，為了解受精卵死亡情況與發育階段的關系，采用體式解剖鏡(SZ2-ILST)觀察同批次產卵的其他受精卵形態學特征，判斷其發育時序。

1.2 數據處理

用SPSS 18.0對數據進行實驗方差齊性檢驗，再利用單因子方差分析(One-way ANOVA)來檢驗各試驗組間的差異顯著性，如確定數據具有方差齊次性，則利用LSD法進行多重比較檢驗，顯著性檢驗水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 胚胎發育時序

同批次其他受精卵在本實驗平均孵化水溫為9.8 ℃、光照度為0 lx的條件下，歷經22.88 d孵出(表1)，其中器官形成至出膜階段歷時最長15.23 d，占總時間的66.56%；其次為囊胚階段3.20 d，占13.99%；原腸階段2.02 d，占8.83%；神經胚階段1.92 d，占8.39%；卵裂階段1.34 d，占5.86%；有效積溫最少的為受精卵階段0.54 d，僅占2.36%。

2.2 受精卵孵化率

分析不同光照度和周期水平下，川陜哲羅鮭受精卵的孵化情況。從表2可以看出，4個不同試驗組中，川陜哲羅鮭均保持較高的孵化率。方差分析結果顯示，組間存在顯著性差異，其中，24 h黑暗組的孵化率為(63.75±3.31)%，顯著低于其他3個試驗組；24 h弱光組的孵化率為(82.08±2.60)%，顯著高于其他3個試驗組；12 h黑暗：12 h強光組和24 h強光組的孵化率分別為(76.25±3.73)%和(77.08±1.91)%，兩個試驗組之間無顯著性差異。

結合胚胎發育時序(表1)和圖1可以看出，在不同發育階段，各個試驗組的川陜哲羅鮭受精卵死亡率高度一致，死亡較高的時期主要集中在細胞期-囊胚早期和孵化期。其中，受精卵-多細胞期各組的死卵數量占總死卵數量的比例分別為10.34%(24 h全黑)、17.86%(12 h黑暗∶12 h強光)、3.64%(24 h強光)和13.95%(24 h弱光)；孵化期該值分別為43.68%(24 h黑暗)、46.43%(12 h黑暗：12 h強光)、69.09%(24 h強光)和76.74%(24 h弱光)。

表1 川陜哲羅鮭胚胎發育時序Tab.1 Development stage of H.bleekeri embryo

圖1 川陜哲羅鮭受精卵的逐日死亡數量Fig.1 The daily dead quantity of H.bleekeri eggs

2.3 受精卵孵出時間

從孵出時間來看，各試驗組略有差異，24 h黑暗組和24 h弱光組的孵出時間早于其他2個試驗組。各組分別歷時23.5 d(24 h黑暗)、25.5 d(12 h黑暗∶12 h強光)、25.5 d(24 h強光)和24.5 d(24 h弱光)完成整個胚胎發育過程(表2，圖2)。

表2 不同實驗組川陜哲羅鮭孵化率和集中孵出時間Tab.2 Hatching rate and time of H.bleekeri in different experimental groups

圖2 川陜哲羅鮭逐日孵出數量Fig.2 The daily hatched quantity of H.bleekeri eggs

3 討論

魚類胚胎發育與各種環境因子都有關系，如水溫、溶氧、光照、水質、鹽度和捕食者等[10，11]。就光照而言，不同魚類孵化要求的光照條件差異很大，多數漂流性卵需在光線充足條件下才能正常發育，如光線不足，則會出現胚胎發育延緩[12]；有些魚類的胚胎(如大馬哈魚)需在極黑暗的底質內避光發育，此種類型的胚胎在持續的光照下會延緩甚至導致其死亡[13]。川陜哲羅鮭的生態環境特殊，特別是繁殖生態，親魚喜好將卵產于砂礫，孵化于沙中[14，15]，孵化率低，提高孵化率是保存這一野生瀕臨滅絕物種的關鍵。從本次實驗來看，川陜哲羅鮭胚胎發育并非如實驗前設想需要高度避光，其在不同光照強度和光照周期條件下胚胎均保持了較高的孵化率，并且弱光條件下孵化效果最好。因此，自然條件下陜哲羅鮭埋卵繁殖的策略并非為了避光，應是為了躲避敵害捕食者。從孵化時間來看，強光條件下的孵化時間略長于弱光和無光條件，但總體孵化時間范圍基本一致。

作為極度瀕危魚類，保留一定數量的繁殖親魚是防止物種滅絕的前提，而人工繁育技術的突破是確保該物種延續的關鍵。在目前川陜哲羅鮭人工催產技術已獲得突破、受精率較高的條件下，進一步提高胚胎孵化率顯得十分重要，本實驗表明，采用仿生態手段避光埋置孵化川陜哲羅鮭受精卵不是最佳選擇，其孵化率遠低于本實驗的四個處理組，其結果已在我們同步開展的埋置孵化實驗中得到證實。在繼續努力搜尋獲得親魚的前提下，下一步亟需開展水溫、溶氧等單因子以及組合生態因子對川陜哲羅鮭胚胎孵化效果的影響研究，從而全面掌握川陜哲羅鮭胚胎發育的生態需求，為川陜哲羅鮭的物種保護提供技術保障。

致謝：在陜西太白河實驗基地現場觀察過程中，中國水產科學研究院長江水產研究所熊偉、胡超在人工催產時給予協助，陜西太白縣川陜哲羅鮭養殖基地何光勝先生在實驗暗室搭建時給予幫助，在此一并感謝。