養殖池形對子二代中華鱘生長、呼吸代謝及血清生理的影響

張海耿，范玉頂，顧川川，江 南，張宇雷，倪 琦

(1 中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所，上海 200092; 2 中國水產科學研究院長江水產研究所，湖北 武漢 430223)

中華鱘 (Acipensersinensis)屬于溯河洄游性軟骨硬鱗魚類，主要分布于中國長江干流和東南沿海一帶[1]。近些年，因葛洲壩水利樞紐的修建以及受航道建設、水體污染等的影響[2-3]，中華鱘自然繁殖的規模逐年減少[4]，其種群數量急劇下降[5-6]。1988年，中華鱘被列入國家一級重點保護野生動物名錄。2007年、2013年等多個年份在長江里未監測到其自然產卵[7-8]，說明該物種的自然繁殖能力下降，其種群規模進一步縮小。為保護和增殖中華鱘的自然資源，科研人員對中華鱘人工繁殖技術進行了大量研究，目前已實現在淡水環境下中華鱘的全人工繁殖[9]。

中華鱘人工養殖的歷史較短，自1997年中華鱘苗種規?；嘤夹g取得突破以后，才逐漸開始人工養殖中華鱘[9]，對其研究主要集中在繁殖[10-11]、營養[12]和疾病[13]等方面。早期人工養殖中華鱘的模式主要是池塘養殖，隨著水產養殖技術的快速發展，高效、可控、環保的工廠化養殖模式的規模正逐步壯大[14-15]。中華鱘在完成生活史的過程中，環境因子對其生長影響較大[16]。水溫是中華鱘性腺發育與繁殖的必要條件[17]，并影響其體內的自由基水平及抗氧化防御能力[18-19]。養殖池作為中華鱘生長的棲息場所，是至關重要的環境因子，也是循環水養殖系統中重要的設計參數。相關學者對養殖池的研究更多的是聚焦于魚池的流態[20]及集排污效果[21]，鮮有學者從生理學方面去探討養殖池形對魚類生長的影響。楊德國等[22-23]曾設計了一套中華鱘苗種的養殖系統，實現了中華鱘苗種的批量生產，但未見關于養殖池形對魚生長生理影響的相關研究。

本研究從健康養殖角度探討養殖池形對中華鱘生長及生理的影響，進而摸索出適宜中華鱘健康養殖的養殖池形，為深入理解人工養殖中華鱘所需的養殖空間條件、構建科學合理的中華鱘人工繁育集約化養殖系統提供重要的理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以子二代中華鱘為試驗對象，產自中國水產科學研究院長江水產研究所太湖基地。子二代中華鱘平均體質量(2.82±0.15)kg，平均體長(73.77±2.15)cm，在養殖系統中暫養2周后開始試驗。每天投喂2次(7：00，18：00)，日投喂量為魚體質量的0.9%，飼料選用山東升索漁用飼料研究中心生產的鱘魚顆粒飼料。飼料營養成分為：粗蛋白≥40%、粗脂肪≥10%、賴氨酸≥2%、總磷≥1%、粗灰分≤18%、粗纖維≤6%、鈣≤5%。

1.2 試驗系統

試驗系統采用循環水養殖系統(RAS)，構建于中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所漁業裝備與工程中試基地(江蘇如東)。每套RAS主要由養殖池、離心泵、水處理設施及控溫系統組成?？販叵到y采用盤管控溫方式，主要由模塊式風冷渦旋式熱泵機組(開利空調)、儲水箱、循環泵及盤管組成。

1.3 試驗設計

圖1 3種試驗養殖池的形狀尺寸圖Fig.1 Shape and dimension of 3 culture ponds for experiment

表1 試驗分組情況表

1.4 測試指標

1.4.1 生長指標

生長參數所測指標包括特定生長率(SGR)，飼料系數(FCR)、增重率(WG)、肥滿度(CF)和存活率(SR)，其計算公式如下：

SSGR=100%×(lnW2-lnW1) /t

(1)

FFCR=F/ [N2×(W2-W1)]

(2)

WWG= 100%×(W2-W1) /W1

(3)

(4)

SSR= 100%×(N1-N2) /N1

(5)

式中：t為養殖試驗時間，d；W1和W2為試驗初始和結束時的平均體質量，kg；N1為試驗開始時子二代中華鱘尾數，尾；N2為試驗結束時子二代中華鱘尾數，尾；F為飼料總投入量，kg；L2為子二代中華鱘試驗結束時體長，cm。

1.4.2 生化指標

中華鱘血清指標采集時，先用MS-222將魚麻醉后，用2 mL的一次性針管在魚的尾鰭基部處采血，并將血液緩慢推入2 mL的離心管中；置于室溫4 h后5 000 r/ min離心10 min，取上層液體至1 mL離心管，放于-80 ℃冰箱中保存待測。

項目縣應對工程施工過程進行全方位監督，定期或不定期地對工程建設情況進行現場督察，發現問題立即整改；引進競爭激勵機制，在標段之間定期開展觀摩評比活動，取長補短，相互促進，對評比質量好的施工企業給予表彰或獎勵。切實發揮監理單位的作用，監理人員、設備和措施必須按合同要求落實到位，對形成工程實體質量的原材料、半成品、機具以及施工工藝質量進行有效控制，特別是對關鍵的施工環節要加強監測，對隱蔽工程要有詳細的施工記錄。讓項目鄉村的干部和群眾參與工程質量的監督，整個建設過程要公開透明。

血清生化指標主要包括生長因子 (IGF-I)、生長激素(GH)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)和溶菌酶(LZM)。以上指標均采用試劑盒檢測，試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.4.3 呼吸代謝指標

呼吸代謝指標采用靜態法[24-25]進行測定，每組隨機選取3尾中華鱘，指標測定周期為24 h。將魚移入密閉水池中，用溶氧探頭每隔5 min測定一次密閉水池中DO的變化，每隔0.5 h取一次水池中的水樣，測定TAN的變化。當密閉水池中的溶氧飽和度低于70%時，停止DO測定，對密閉水池進行增氧，待溶氧飽和度重新回到100%時再重新進行水池中DO的測定。耗氧率和排氨率的測定公式如下：

MO2=(C2-C1)V/(t2-t1)/W

(6)

RTAN=(CN2-CN1)V/(tN2-tN1)/W

(7)

式中：MO2為子二代中華鱘的耗氧率，mg/(kg·h)；t1和t2為溶氧測量時間，d；C1和C2為試驗t1和t2期的溶氧質量濃度，mg/L；RTAN為子二代中華鱘的排氨率，mg/(kg·h)；tN1和tN2為TAN測量時間，d；tN1和tN2為試驗t1和t2期的TAN質量濃度，mg/L；W為試驗中華鱘的質量，kg。

1.5 水質指標測試

1.6 數據統計分析

子二代中華鱘生長指標、耗氧率和排氨率的結果用平均值±標準差(Mean ± SD)表示，血清生化指標的結果用平均值±標準誤(Mean ± SE)表示。采用SPSS10.0軟件對試驗數據進行方差分析，分析前對數據進行方差齊性檢驗，選擇單因素方差分析(One-way ANOVA)，并采用Duncan多重比較方法，顯著性水平設置為P<0.05。

2 結果與分析

2.1 各組水質指標變化情況

表2 試驗期間各組水質指標變化情況

2.2 子二代中華鱘的生長性能變化

表3顯示了不同養殖池形對子二代中華鱘生長性能的影響。由表3可知，FX組的特定生長率和增重率顯著低于其他組(P<0.05)，而飼料系數顯著高于YX組和PX組(P<0.05)。肥滿度和存活率各組之間無顯著差異(P>0.05)，YX組和PX組子二代中華鱘的存活率都為100%，而FX組子二代中華鱘的存活率僅為(97.33±2.31)%。

表3 不同養殖池形對子二代中華鱘生長性能指標的影響

2.3 子二代中華鱘排氨率和耗氧率的變化

不同養殖池形下子二代中華鱘耗氧率的變化如圖2所示，PX組的耗氧率顯著低于FX組(P<0.05)，而FX組與YX組之間無顯著差異(P>0.05)。圖3顯示了子二代中華鱘在不同養殖池形下的排氨率變化，各組中華鱘的排氨率無顯著變化(P>0.05)，其排氨率范圍在4.28～5.91 mg/(kg·h)之間。

圖2 不同養殖池形下中華鱘耗氧率變化Fig.2 Change of oxygen consumption rate of Acipenser sinensis indifferent shapes of culture ponds

圖3 不同養殖池形下中華鱘排氨率變化Fig.3 Change of ammonia excretion rate of Acipenser sinensis in different shapes of culture ponds

2.4 子二代中華鱘血清生理指標的變化

圖4顯示了不同養殖池形子二代中華鱘的血清生長因子變化。由圖4可知，各組中華鱘的血清生長因子差異不顯著(P>0.05)，但FX組的平均生長因子濃度高于其他兩組。各組間子二代中華鱘的血清生長激素質量濃度差異也不顯著(P>0.05)，而FX組的平均生長激素質量濃度低于YZ組和PX組(圖5)。

圖4 不同養殖池形下中華鱘血清生長因子變化Fig.4 Change of serum growth factor of Acipenser sinensis in different shapes of culture ponds

圖5 不同養殖池形下中華鱘血清生長激素變化Fig.5 Change of serum growth hormone of Acipenser sinensis in different shapes of culture ponds

表4顯示了不同養殖池形對中華鱘抗氧化能力的影響，FX組的GPX活性顯著低于其他兩組(P<0.05)，而子二代中華鱘血清中的SOD、CAT和MDA活性各組之間無顯著差異(P>0.05)。

子二代中華鱘血清溶菌酶的變化如圖6所示，在不同養殖池工況下，各組間溶菌酶活力無顯著差異(P>0.05)，其活力范圍在(102.23～175.44)U/mL。

表4 不同養殖池形對中華鱘抗氧化指標的影響

圖6 養殖池形對中華鱘血清溶菌酶的影響Fig.6 Effect of culture pond shape on the serum lysozyme ofAcipenser sinensis

3 討論

3.1 養殖池形對子二代中華鱘生長性能的影響

中華鱘頭部呈三角形，吻端較突出，在游泳時易受周圍環境的影響。方切角形魚池四周有4個明顯的傾斜面，飼養于方切角形魚池的中華鱘，其吻端易碰撞于魚池的切面。而當中華鱘的吻端受傷后，若傷口無法自愈又不及時對其進行治療，其身體會失去平衡，進而無法進食，嚴重時導致死亡，故飼養于方切角形魚池中華鱘的存活率低于其他兩組。從生長指標分析可知，方切角池形組的中華鱘特定生長率和增重率都顯著低于圓形池組和跑道池組，而血清中的類胰島素生長因子(IGF-I)高于其他組。中華鱘生長速度的降低，說明其受到了一定的環境脅迫，影響了機體正常的生理代謝調控[26-27]。類胰島素樣生長因子(IGF-I) 是一類具有胰島素樣代謝和促進有絲分裂功能的多肽類激素，是調控魚類生長和發育的重要內分泌體系[28]。有學者研究發現，IGF-I對魚類垂體生長激素的分泌和釋放存在負反饋作用。用不同質量濃度的IGF-I處理白河鱸(Pomoxisannularis)胚胎細胞，隨著IGF-I質量濃度的升高，白河鱸垂體生長激素的釋放量逐漸降低[29]。相似研究結果在溪紅點鮭(Salvelinusfontialus)也有報道，IGF-I對溪紅點鮭不但沒有促生長作用，而且還會抑制溪紅點鮭的生長甚至引起死亡[30]。本試驗與相關學者研究相似，即中華鱘分泌的IGF-I和生長速率呈現一定的負相關關系，原因可能是由于IGF-I和GH分泌通常是過量的，而影響其作用的受體和酶等因素才有可能是養殖空間脅迫階段生長的關鍵因子。

3.2 養殖池形對子二代中華鱘生理指標的影響

從呼吸代謝指標分析，飼養于方切角池中的中華鱘MO2顯著高于跑道形組，原因可能是中華鱘為避免頭部與魚池的切面發生碰撞，需不斷調整前進時的游泳方向，故在一定程度上增加了中華鱘的基礎代謝。GPX和SOD以及CAT主要用于去除機體內產生的ROS，有學者研究發現當魚類處于應激狀態時，其機體內會產生大量的ROS，進而誘發脂質過氧化，而抗氧化酶活性也往往會受到不同程度的影響[31]。本研究發現，當子二代中華鱘飼養于方切角魚池時，其體內的GPX顯著低于其他組，并且SOD和CAT值也低于其他組。有學者對中華鱘、虹鱒和大西洋鮭等魚研究表明，當魚處于密度脅迫時，其體內的血清SOD和GPX活性出現顯著下降的現象[32-33]。抗氧化酶活性的下降被認為是對環境脅迫慢性應激的反應[34]，說明當子二代中華鱘長期生長于方切角形時，其體內抗氧化防御系統的平衡已被打亂，進而影響到中華鱘機體的健康生長。從血清溶菌酶指標分析，各組無顯著差異，可能與試驗設計周期有關。

4 結論

子二代中華鱘的生長受養殖池形狀的影響，飼養于方切角形魚池中的子二代中華鱘，其特定生長率和存活率低于圓形池和跑道形池，而飼料系數和耗氧率顯著高于其他兩組(P<0.05)，基礎代謝的增加導致其增重率低于其他兩組。圓形池和跑道池形中子二代中華鱘的生長性能指標和生理指標無顯著差異(P>0.05)。篩選獲得子二代中華鱘對養殖池形敏感的血清指標GPX，該指標的降低說明子二代中華鱘的抗氧化能力受到了一定影響，進而影響其健康生長。從飼養對象健康養殖角度考慮，在設計中華鱘工廠化養殖系統時，建議養殖池形為圓形或跑道形。

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