塔里木河葉爾羌高原鰍鹽堿耐受性研究

陳生熬， 姚娜， 江春雨， 王帥， 程勇， 謝從新

(1. 塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾843300； 2. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，武漢430070)

塔里木河葉爾羌高原鰍鹽堿耐受性研究

陳生熬1， 姚娜1， 江春雨1， 王帥1， 程勇1， 謝從新2*

(1. 塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾843300； 2. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，武漢430070)

采用急性毒理試驗(yàn)方法對(duì)塔里木河中葉爾羌高原鰍Triplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day)分別在不同鹽、堿度下進(jìn)行了鹽、堿耐受性試驗(yàn)，分析鹽、堿脅迫對(duì)葉爾羌高原鰍毒性影響。結(jié)果顯示：pH6.5～7.5，水溫(20±1) ℃，鹽度對(duì)葉爾羌高原鰍12 h、24 h、48 h、72 h、96 h的半致死濃度分別為15.490 0‰、13.979 0‰、12.920 0‰、12.117 0‰、10.770 0‰，安全值為3.785 2‰；堿度對(duì)葉爾羌高原鰍12 h、24 h、48 h、72 h、96 h的半致死濃度分別為6.551 6 g·L-1、5.164 5 g·L-1、4.004 7 g·L-1、3.601 7 g·L-1、2.952 4 g·L-1，安全值為0.931 6 g·L-1。研究表明，塔里木河水鹽堿化嚴(yán)重影響了葉爾羌高原鰍的生長(zhǎng)和發(fā)育，造成其資源銳減。本研究旨在為葉爾羌高原鰍馴化養(yǎng)殖和苗種培育提供科學(xué)依據(jù)。

葉爾羌高原鰍；鹽度；堿度；半致死濃度；耐受性

葉爾羌高原鰍Triplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day)，地方名為狗頭魚(yú)、小大頭，隸屬于鯉形目Cyprinidformes鰍科Cobitidae條鰍亞科Nemachilinae高原鰍屬Triplophysa鼓鰾亞屬Hedinichthys，為塔里木河水系土著優(yōu)勢(shì)魚(yú)類(lèi)(朱松泉，1989；武云飛，吳翠珍，1992；樂(lè)佩琦，陳宜瑜，1998)。關(guān)于塔里木河水系漁業(yè)的研究多數(shù)集中在漁業(yè)環(huán)境調(diào)查、外來(lái)物種、新種、裂腹魚(yú)類(lèi)及鰍科魚(yú)類(lèi)生物學(xué)等方面(樂(lè)佩琦，陳宜瑜，1998；樊自立等，2002；吐?tīng)栠d·艾山，塔西甫拉堤·特依拜，2007；曾霖，唐文喬，2010；Huoetal.，2012；Nieetal.，2013；陳生熬等，2013，2014)。

近年來(lái)，塔里木河干流水量日益減少，鹽堿度加劇(樊自立等，2002；吐?tīng)栠d·艾山，塔西甫拉堤·特依拜，2007；王建，2013；陳生熬等，2014)，環(huán)境因子對(duì)漁業(yè)資源的影響頗大，導(dǎo)致多種土著魚(yú)類(lèi)資源銳減，前景令人堪憂，葉爾羌高原鰍可能會(huì)成為塔里木河水系繼扁吻魚(yú)Aspiorhynchuslaticeps和塔里木裂腹魚(yú)Schizothoraxbiddulphi之后的第三種瀕危魚(yú)類(lèi)(武云飛，吳翠珍，1992；樂(lè)佩琦等，1998；陳生熬等，2013)。鑒于此，開(kāi)展河水鹽堿化對(duì)葉爾羌高原鰍生長(zhǎng)和發(fā)育脅迫方面的研究已迫在眉睫。

本研究在葉爾羌高原鰍馴化成功的基礎(chǔ)上，采用急性毒性試驗(yàn)方法，系統(tǒng)地闡述葉爾羌高原鰍應(yīng)對(duì)河水鹽堿變化，以期為在內(nèi)陸鹽堿水或半咸水中人工馴養(yǎng)提供理論依據(jù)，為本物種的增殖保護(hù)和苗種培育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)用魚(yú)于2013年9月采自塔里木河干流阿拉爾段，并活體運(yùn)到塔里木大學(xué)水產(chǎn)實(shí)驗(yàn)基地暫養(yǎng)，養(yǎng)殖用水采用曝氣48 h以上的自來(lái)水，pH為6.5～7.5，溶解氧保持8.0 mg·L-1以上，水溫控制為(20±1) ℃，鹽度為0.645‰，堿度為0.035 g·L-1。30 d后，挑選健康無(wú)病的魚(yú)類(lèi)進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，再按照預(yù)試驗(yàn)濃度范圍進(jìn)行鹽、堿試驗(yàn)，且試驗(yàn)前48 h停食，試驗(yàn)魚(yú)體長(zhǎng)均值7.450 cm±0.891 cm，體質(zhì)量均值4.800 g±0.453 g。

1.2 方法

試驗(yàn)用水(自來(lái)水曝氣48 h以上，水溫20 ℃±1 ℃，鹽度為0.645‰，堿度為0.035 g·L-1)；鹽度依據(jù)塔里木河水體范圍(5‰～19‰)，分別設(shè)置為8‰、10‰、12‰、14‰、16‰、18‰、20‰等7個(gè)梯度，使用NaCl分析純(天津致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司)配置，采用鹽度計(jì)(HANNAHI931101，意大利)矯正。堿度(NaHCO3分析純，天津致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司)按預(yù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行設(shè)置，范圍3.0 g·L-1～6.5 g·L-1。為確保pH和堿度均在設(shè)定的范圍內(nèi)，當(dāng)pH為6.5～7.5時(shí)采用酸度計(jì)(pH-3C，上海雷磁)校正，堿度設(shè)置為3.0 g·L-1、3.5 g·L-1、4.0 g·L-1、4.5 g·L-1、5.0 g·L-1、5.5 g·L-1、6.0 g·L-1、6.5 g·L-1。

鹽度和堿度試驗(yàn)各設(shè)置3個(gè)平行組和1個(gè)對(duì)照組，每組用葉爾羌高原鰍30尾。采用水族箱(長(zhǎng)60 cm×寬30 cm×高45 cm)作為試驗(yàn)容器，微充氣增氧(電磁式空氣泵，ACO-004，0.75～1.1 kw)。

依據(jù)文獻(xiàn)(臧維玲等，1989；章征忠等，1999a；池炳杰等，2011)中的方法，試驗(yàn)過(guò)程保證溶液濃度穩(wěn)定和水質(zhì)清潔，所有濃度梯度24 h更換30%水量，不間斷增氧，不投餌，及時(shí)撈出死亡個(gè)體(用玻璃棒觸動(dòng)不能游動(dòng)、鰓蓋未見(jiàn)扇動(dòng)為死亡)。每組分別在12 h、24 h、48 h、72 h、96 h記錄死亡數(shù)。

按照Bliss法(雷衍之等，1985；雷衍之，2004)求出概率單位與試驗(yàn)溶液濃度的回歸方程，鹽、堿度半致死濃度(LC50)和安全濃度(SC)=48 h-LC50×0.3/(24 h-LC50/48 h-LC50)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所得數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS 16.0處理，用多重比較法進(jìn)行組間差異檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示。

2 結(jié)果和分析

2.1 葉爾羌高原鰍的鹽度耐受性

在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)照組的游泳、呼吸等行為均無(wú)顯著變化，且水質(zhì)清潔無(wú)雜物。

7個(gè)鹽度下葉爾羌高原鰍表現(xiàn)有所不同(表1，表2)：高鹽度下，試驗(yàn)初期，試驗(yàn)組的死亡率較大，經(jīng)過(guò)高鹽度緩慢適應(yīng)和機(jī)體對(duì)試驗(yàn)濃度的緩沖，死亡率稍有降低，但最終無(wú)法耐受高鹽度，無(wú)法調(diào)節(jié)滲透而死；低鹽度下，試驗(yàn)組的死亡率較低?？傮w而言，當(dāng)鹽度超過(guò)一定濃度時(shí)，飼養(yǎng)時(shí)間和濃度與葉爾羌高原鰍的死亡率成正比關(guān)系，尤其是濃度和死亡率密切相關(guān)。

在不同鹽度脅迫下，葉爾羌高原鰍表現(xiàn)出的行為有所不同：鹽度過(guò)高時(shí)，放入后即表現(xiàn)出跳躍、狂躁、急游等行為，且狂游和跳躍不止，直至力竭死亡；鹽度較低時(shí)，放入后3～5 min出現(xiàn)短時(shí)的急躁和狂游，而后平穩(wěn)，約30 min后，腹部出現(xiàn)紅點(diǎn)或斑，直到死亡。鹽度耐受性試驗(yàn)采用的是葉爾羌高原鰍成魚(yú)，12 h后，尾部充血，鰓絲發(fā)白，腹部充血，體表黏液增多，頭部和腹部出現(xiàn)紅點(diǎn)或斑，死亡行為加劇，身體顫抖、抽搐失去平衡，不能自游，身體先行彎曲，而后僵硬，機(jī)體麻木，頭向上，尾向下，腹部朝上，外界刺激下抽動(dòng)，直到機(jī)體卷曲側(cè)臥死亡。

表1 葉爾羌高原鰍對(duì)不同鹽度、堿度的耐受性Table 1 The salinity/alkalinity toxicity of Triplophysa(Hedinichthys) yarkandensis (Day)

在不同鹽度下，葉爾羌高原鰍表現(xiàn)出不同的鹽度耐受性，在12 h、24 h、48 h、72 h、96 h下，LC50分別為15.490 0‰、13.979 0‰、12.920 0‰、12.117 0‰、10.770 0‰；SC為3.785 2‰。

表2 葉爾羌高原鰍對(duì)鹽度的耐受性Table 2 The salinity toxicity of Triplophysa (Hedinichthys) yarkandensis (Day)

2.2 葉爾羌高原鰍的堿度耐受性

在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)照組的游泳、呼吸等行為均無(wú)顯著變化，水質(zhì)清潔無(wú)雜物。

當(dāng)試驗(yàn)魚(yú)進(jìn)入到設(shè)置好的堿度中時(shí)，試驗(yàn)初期均出現(xiàn)了和鹽度試驗(yàn)類(lèi)似的行為特征，雖未能發(fā)現(xiàn)與不同鹽度下極為明顯的行為特征，但仍然出現(xiàn)了狂游、抽搐、黏液增多、紅點(diǎn)等特征，說(shuō)明葉爾羌高原鰍對(duì)堿度耐受性比鹽度耐受性稍好。

堿度范圍3.0 g·L-1～6.5 g·L-1，死亡率不同(表1，表3)。在4.5 g·L-1和5.0 g·L-1濃度中的死亡率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這可能是葉爾羌高原鰍對(duì)堿度耐受的一個(gè)臨界點(diǎn)。

在不同堿度下，葉爾羌高原鰍表現(xiàn)出不同的堿度耐受性，在12 h、24 h、48 h、72 h、96 h，LC50分別為6.551 6 g·L-1、5.164 5 g·L-1、4.004 7 g·L-1、3.601 7 g·L-1、2.952 4 g·L-1；SC為0.931 6 g·L-1。

表3 葉爾羌高原鰍對(duì)堿度的耐受性Table 3 The alkalinity toxicity of Triplophysa (Hedinichthys) yarkandensis (Day)

3 討論

3.1 葉爾羌高原鰍的鹽度耐受性

國(guó)內(nèi)外有諸多學(xué)者發(fā)現(xiàn)鰱Hypophthalmichthysmolitrix對(duì)鹽度的耐受性最低，其值為1.51‰，臧維玲等(1989)曾建議淡水養(yǎng)殖中鹽度應(yīng)該≤1.5‰。本實(shí)驗(yàn)中，葉爾羌高原鰍鹽度SC為3.785 2‰，高于淡水養(yǎng)殖建議標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明葉爾羌高原鰍棲息水域鹽度過(guò)高。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，隨鹽度升高，葉爾羌高原鰍死亡率持續(xù)升高，但在48 h時(shí)，出現(xiàn)先行適應(yīng)后續(xù)毒性積累死亡的現(xiàn)象。在鹽度脅迫適應(yīng)的試驗(yàn)中，多數(shù)魚(yú)類(lèi)能夠良好地適應(yīng)有限的(一定鹽度)新水體環(huán)境，這與魚(yú)類(lèi)本身具有完善的生理調(diào)節(jié)機(jī)制密切相關(guān)，如果超出其耐受的極限則會(huì)導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)生理失調(diào)甚至威脅到魚(yú)類(lèi)生命(臧維玲等，1989；章征忠，1999b；雷衍之，2004；林浩然，2007)；在本試驗(yàn)中，對(duì)葉爾羌高原鰍采用先行選擇暫養(yǎng)模式和馴養(yǎng)模式來(lái)讓其適應(yīng)，以便提高成活率和更為合理有效地完成本試驗(yàn)內(nèi)容。

本試驗(yàn)中，葉爾羌高原鰍在24 h內(nèi)鹽度20‰的死亡率最高，這說(shuō)明將一個(gè)淡水水域魚(yú)類(lèi)移入鹽度較大水體中，由于滲透無(wú)法完成，“保水排鹽”不能及時(shí)進(jìn)行，導(dǎo)致其快速死亡，這與諸多研究的結(jié)果一致(臧維玲等，1989；章征忠，1999b；雷衍之，2004；林浩然，2007)。相同pH下，24 h時(shí)鰱仔魚(yú)LC50為13.36‰，48 h時(shí)為10.79‰，96 h時(shí)為8.60‰，本實(shí)驗(yàn)中13.979 0‰、12.920 0‰、10.770 0‰等3個(gè)稍小，比鳙Aristichthysnobilis仔魚(yú)稍小，但基本相差不大，這與試驗(yàn)結(jié)果規(guī)律相符合。相比達(dá)里湖鯽Carassiusauratus(周偉江等，2013)，其48 h LC50為11.14‰，SC為3.10‰，本試驗(yàn)結(jié)果較大，但相差較小。鰱(章征忠等，1999b)對(duì)鹽度的耐受性為0.14‰～9.5‰，且成活率可以達(dá)到94%，這說(shuō)明長(zhǎng)期的鹽度耐受使魚(yú)類(lèi)適應(yīng)這類(lèi)水體，這與本試驗(yàn)結(jié)果相似。塔里木河干流阿拉爾段的鹽度為4.58‰，為葉爾羌高原鰍主要洄游產(chǎn)卵區(qū)域之一(王建等，2013；陳生熬等，2014)，這可能是其資源減少的原因之一。葉爾羌高原鰍應(yīng)對(duì)鹽度時(shí)基因等是否發(fā)生變化，還有待研究。

3.2 葉爾羌高原鰍的堿度耐受性

堿度試驗(yàn)通常采用NaHCO3，但對(duì)于堿度的單位有3種不同表示，mmol·L-1、0HG、g·L-1，其中mmol·L-1和g·L-1比較常用，兩者也可相互轉(zhuǎn)換(高仁先，1994；雷衍之，2004)。堿在魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖中具有重要作用，可以有效結(jié)合水體中的金屬離子，降低游離重金屬離子以便開(kāi)展養(yǎng)殖，但在一定pH下，堿度達(dá)到一定量即會(huì)降低轉(zhuǎn)化金屬離子的能力；通常堿度過(guò)大或過(guò)小均會(huì)影響中毒死亡率，所以堿度對(duì)魚(yú)類(lèi)等水生生物的毒性具有時(shí)間和劑量效應(yīng)(雷衍之，2004；林浩然，2007；Saraswatetal.，2015)。

不同鹽堿水體中魚(yú)類(lèi)區(qū)系和主要經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)性狀有所不同，鹽堿越高，種類(lèi)越少，生長(zhǎng)越慢(黎道豐，蔡慶華，2000)；因?yàn)樵诟邏A下魚(yú)類(lèi)可能會(huì)得一種“堿病”，出現(xiàn)爛鰭、瞎眼、肌肉潰瘍和壞疽等，致使魚(yú)類(lèi)死亡或是高鹽堿下基因發(fā)生變化(章征忠等，1999a；Xuetal.，2013)。

本試驗(yàn)中，在24 h內(nèi)，除了堿度為3.0 g·L-1，其他堿度都有死亡現(xiàn)象，48 h后堿度4.0 g·L-1以上均死亡半數(shù)以上。當(dāng)堿度為6.5 g·L-1時(shí)，死亡率最高，可達(dá)100%。雷衍之等(1985)認(rèn)為0.71 g·L-1(10 mmol·L-1)是鰱和鳙堿度耐受危險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，本實(shí)驗(yàn)中葉爾羌高原鰍LC50均高于此標(biāo)準(zhǔn)，且SC是0.931 6 g·L-1(12.573 0 mmol·L-1)，也略高于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這說(shuō)明這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)也比較適合于葉爾羌高原鰍?；|Lateolabraxjaponicus和銀鯽C.auratusgibelio(鄭偉剛等，2001，2005)、灘頭雅羅魚(yú)Tribolodonbrandti(Dybowski)(池炳杰等，2011)、達(dá)里湖鯽(周偉江等，2013)和尼羅羅非魚(yú)Oreochromisniloticus(趙麗慧等，2014)等魚(yú)類(lèi)應(yīng)對(duì)的堿度遠(yuǎn)高于葉爾羌高原鰍。楊建(2014)報(bào)道的5種魚(yú)類(lèi)堿度耐受性中，鰱96 h LC50為5.60 g·L-1(86.246 mmol·L-1)，和本試驗(yàn)中12 h LC50為6.551 6 g·L-1(87.725 1 mmol·L-1)相差不大，但小于草魚(yú)Ctenopharyngodonidellus5.94 g·L-1(91.825 mmol·L-1)。泥鰍MisgurnusanguillicaudatusCantor 對(duì)堿度的SC為2.1 g·L-1(李洪濤等，2006)，比本試驗(yàn)中葉爾羌高原鰍SC(0.961 3 g·L-1)高1倍多，這可能與葉爾羌高原鰍為底層無(wú)鱗魚(yú)類(lèi)，棲息水域不同，適應(yīng)性不同等密切相關(guān)。

農(nóng)田、水利等原因?qū)е滤锬竞欲}堿度急劇升高，嚴(yán)重超過(guò)了葉爾羌高原鰍正常棲息生活的鹽堿耐受極限，影響其生長(zhǎng)與發(fā)育，導(dǎo)致資源衰竭。

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Studies on the Tolerance ofTriplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day) to Salinity and Alkalinity

CHEN Shengao1， YAO Na1， JIANG Chunyu1， WANG Shuai1， CHENG Yong1， XIE Congxin2*

(1. College of Animal Sciences， Tarim University， Alar， Xinjiang Uygur Autonomous Region 843300， China;2. College of Fisheries， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China)

The tolerance ofTriplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day) against gradient concentrations of salinity (S)/alkalinity (Alk) were studied by acute toxicology method. The results showed that when Alk was around pH6.5～7.5 with water temperature (20±1) ℃， the median lethal concentration (LC50) of S toT. (H.)yarkandensis(Day) were 15.490 0‰， 13.979 0‰， 12.920 0‰， 12.117 0‰ and 10.770 0‰ at 12 h， 24 h， 48 h， 72 h and 96 h， respectively. And the safe concentration of S was 3.785 2‰. The LC50of Alk toT. (H.)yarkandensis(Day) were 6.551 6 g·L-1， 5.164 5 g·L-1， 4.004 7 g·L-1， 3.601 7 g·L-1and 2.952 4 g·L-1at 12 h， 24 h， 48 h， 72 h and 96 h， respectively; and the safe concentration of Alk was 0.931 6 g·L-1. In conclusion， the S/Alk stress of Tarim water salinization seriously influenced the growth and development ofT. (H.)yarkandensis(Day)， and therefore resulting a sharp drop in its population. The present study provided scientific basis for domesticated breeding and larval rearing ofT. (H.)yarkandensis(Day).

Triplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day); salinity; alkalinity; median lethal concentration; tolerance

2015-10-08 接受日期：2016-05-11

國(guó)家科技基礎(chǔ)性工作專(zhuān)項(xiàng)(2012FY112700)； 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31360635)； 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)基本科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013BA005)； 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(201505)； 塔里木大學(xué)校長(zhǎng)基金項(xiàng)目(TDZKGG201604)

陳生熬(1980—)， 男， 碩士， 副教授， 主要從事魚(yú)類(lèi)生態(tài)學(xué)方面的研究， E-mail：chenshengao@163.com

*通信作者Corresponding author， 教授， E-mail：congxinx@sohu.com

10.11984/j.issn.1000-7083.20150307

S917.4

A

1000-7083(2016)04-0523-05