溫度對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)生長(zhǎng)發(fā)育及存活率的影響*

王亞利 劉 玥 田佳佳 黃 靜 蒲德永 王志堅(jiān)

(西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 淡水魚(yú)類(lèi)資源與生殖發(fā)育教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室水產(chǎn)科學(xué)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 重慶 400715)

溫度、溶解氧、光照強(qiáng)度等環(huán)境因子對(duì)魚(yú)類(lèi)存活、生長(zhǎng)、生理代謝等有重大影響(徐革鋒等, 2014; Tsujiet al, 2014)，而魚(yú)類(lèi)早期生活史與溫度有密切的聯(lián)系(Yasuhisaet al, 1993; Mihelakakiset al, 1994; Fielderet al, 2005; Sureshet al, 2012)。溫度的變化將直接影響?hù)~(yú)類(lèi)仔、稚魚(yú)的形態(tài)發(fā)育和生長(zhǎng)，甚至影響其存活率。因此，在實(shí)際的育苗中，根據(jù)不同的發(fā)育階段來(lái)確定其適宜的溫度有利于縮短生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)間，促進(jìn)魚(yú)苗的加速生長(zhǎng)，提高存活率，從而為養(yǎng)殖戶(hù)帶來(lái)較高的收益(張淞琳, 2012)。近幾年來(lái)，關(guān)于溫度對(duì)仔、稚魚(yú)生長(zhǎng)發(fā)育的研究主要集中在冷水性魚(yú)類(lèi)上，如尖裸鯉(Oxygymnocypris stewartii)(劉艷超等, 2018)、哲羅鮭(Hucho taimen)(王金燕, 2011)、細(xì)鱗鮭(Brachymystax lenok)(常杰等, 2016)等。

四川華鳊(Sinibrama taeniatus)，隸屬鯉形目(Cypriniformes)、鯉科(Cyprinidae)、鲌亞科(Cultrinae)、華鳊屬(Sinibrama)，為長(zhǎng)江上游特有的小型經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)。近年來(lái)，四川華鳊資源量不斷下降(李斌等, 2015;解崇友等, 2016)。目前，四川華鳊的人工繁殖技術(shù)已突破(李青芝等, 2019)。魚(yú)類(lèi)早期生活史是其整個(gè)生活史中的重要環(huán)節(jié)，也是死亡高發(fā)時(shí)期，該階段的存活率直接影響其種群數(shù)量和年齡結(jié)構(gòu)(肖真明等,2008)。有關(guān)四川華鳊的研究甚少，僅有關(guān)于四川華鳊繁殖生物學(xué)(李斌等, 2015; 李青芝等, 2019; 尹敏等, 2019a、2019b)、年齡與生長(zhǎng)(解崇友等, 2016)、形態(tài)發(fā)育(王亞利等, 2020)及線粒體基因(Liet al, 2016)等少量報(bào)道。本研究設(shè)計(jì)了不同溫度條件下四川華鳊仔、稚魚(yú)發(fā)育的影響實(shí)驗(yàn)，探究四川華鳊早期生活史的最適溫度條件，為后續(xù)的人工規(guī)模化苗種培育提供參考資料。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)選取剛出膜且發(fā)育正常的四川華鳊720 尾，平均全長(zhǎng)為(4.54±0.04) mm。整個(gè)孵化過(guò)程在自制絹網(wǎng)孵化框(長(zhǎng)×寬×高為640 mm×360 mm×60 mm)中進(jìn)行，溫度用恒溫加熱棒控制在(25.0±0.5)℃。

1.2 溫度設(shè)置

設(shè)置6 個(gè)溫度梯度(16℃、19℃、22℃、25℃、28℃和31℃)，每個(gè)梯度4 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)30 尾初孵仔魚(yú)，飼養(yǎng)于1 L 的大燒杯中，4 個(gè)燒杯放入一個(gè)作為恒溫水浴的玻璃缸中(450 mm×250 mm×250 mm)，其中，每個(gè)溫度組的1 個(gè)重復(fù)為備用，用于補(bǔ)充死亡后的空缺，以確保實(shí)驗(yàn)燒杯內(nèi)的養(yǎng)殖密度相等。從仔魚(yú)出膜水溫(25.0±0.5)℃開(kāi)始，以每8 h 升溫或降溫1℃的速率調(diào)整至實(shí)驗(yàn)溫度，水溫變化均控制在±0.5℃內(nèi)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

仔魚(yú)出膜初期每天觀察記錄各溫度組四川華鳊生長(zhǎng)發(fā)育情況，之后，根據(jù)發(fā)育情況逐步延長(zhǎng)取樣觀察間隔。每次觀察時(shí)，取重復(fù)組(除備用組)各3 尾，在體視顯微鏡(Nikon SMZ25, 日本)下活體觀察，并拍照記錄仔、稚魚(yú)形態(tài)特征，統(tǒng)計(jì)各溫度條件下開(kāi)始攝食、卵黃囊消失、鱗片開(kāi)始出現(xiàn)和鱗片完整4 個(gè)早期發(fā)育的重要節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，發(fā)育時(shí)間以50%以上個(gè)體到達(dá)該期的時(shí)間為準(zhǔn)，并以最先達(dá)到鱗片出現(xiàn)和鱗被完整發(fā)育節(jié)點(diǎn)的溫度組與其他溫度組進(jìn)行四川華鳊形態(tài)及生長(zhǎng)指標(biāo)的比較。不同溫度條件下，4 個(gè)節(jié)點(diǎn)的仔、稚魚(yú)用Bouin 氏液和中性甲醛固定溶液各固定4 尾標(biāo)本以備復(fù)查。整個(gè)養(yǎng)殖密度隨著仔、稚魚(yú)的生長(zhǎng)及取材的消耗而改變，因死亡和取材造成的密度不同則用備用組的仔、稚魚(yú)進(jìn)行補(bǔ)充，以保證各個(gè)溫度組的密度一致。養(yǎng)殖用水均為曝氣的自來(lái)水，pH 值為7.6±0.5，溶解氧>7 mg/L，光照周期為14 L︰10 D。仔魚(yú)開(kāi)口后，每天09:00 和18:00 各投喂1 次豐年蟲(chóng)(Artemiasp.)，之后根據(jù)口裂大小逐漸使用升索魚(yú)苗專(zhuān)用微粒子配合飼料代替，投喂30 min 后，吸去糞便和殘餌，并換水1/3。記錄各個(gè)溫度組的死亡數(shù)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，計(jì)算其死亡率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Image J 圖像分析軟件測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，運(yùn)用Excel 2010、SPSS 22.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用單因素方差分析(one-way ANOVA)檢驗(yàn)溫度對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)全長(zhǎng)、體重和存活率的影響，t檢驗(yàn)分析不同溫度條件下四川華鳊生長(zhǎng)指標(biāo)的差異；多項(xiàng)式回歸分析得出全長(zhǎng)和體重的曲線擬合方程。所有統(tǒng)計(jì)值均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示。參數(shù)計(jì)算公式：

式中，Nt為死亡尾數(shù)(不計(jì)觀察和采樣造成的死亡數(shù))，N0為起始尾數(shù)；t1、t2為日齡；LT1、LT2分別為t1、t2時(shí)的全長(zhǎng)；LW1、LW2分別為t1、t2時(shí)的體重。

2 結(jié)果

2.1 溫度對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)生長(zhǎng)發(fā)育的影響

從圖1 可以看出，溫度對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)的生長(zhǎng)發(fā)育有明顯的影響。各溫度條件下，四川華鳊仔、稚魚(yú)的鰭、鰾以及腸道的發(fā)育情況見(jiàn)表1。

表1 溫度對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)發(fā)育的影響Tab.1 The effects of temperature on the development of S. taeniatus larvae and juveniles

圖1 不同溫度條件下，四川華鳊仔、稚魚(yú)的形態(tài)發(fā)育Fig.1 The development of S. taeniatus larvae and juveniles at different temperatures

不同溫度條件下，四川華鳊仔、稚魚(yú)生長(zhǎng)性能見(jiàn)表2。30 d 時(shí)，在全長(zhǎng)方面，28℃組仔魚(yú)生長(zhǎng)最快，全長(zhǎng)最大，約為12.90 mm，其中，16℃、19℃、22℃組與25℃、28℃、31℃組全長(zhǎng)存在顯著差異(P<0.05)，而25℃、28℃、31℃組之間無(wú)顯著差異(P>0.05)；在不同溫度條件下，30 d 內(nèi)仔、稚魚(yú)的SGRL從大到小依次為28℃>31℃>25℃>22℃>19℃>16℃。在體重方面，28℃組仔魚(yú)體重最大，約為0.062 4 g/尾，與其余各組相比具有顯著差異(P<0.05)，而19℃與22℃之間無(wú)顯著差異(P>0.05)，25℃與31℃之間也無(wú)顯著差異(P>0.05)，低溫(16℃)組仔魚(yú)的體重幾乎未增長(zhǎng)。

表2 溫度對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)生長(zhǎng)的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)Tab.2 Effects of temperature on the growth of S. taeniatus larvae and juveniles (Mean±SD)

80 d 時(shí)，在全長(zhǎng)方面，28℃組稚魚(yú)生長(zhǎng)最快，全長(zhǎng)和體重均最大，分別約為20.473 3 mm 和0.116 6 g/尾。仔、稚魚(yú)的SGRL從大到小依次為28℃>25℃>31℃>22℃>19℃>16℃，可以看出，25℃的稚魚(yú)期生長(zhǎng)快于31℃，說(shuō)明溫度過(guò)高或過(guò)低，對(duì)仔魚(yú)生長(zhǎng)都有一定的限制作用。30～80 d 內(nèi)的SGRw從大到小依次為22℃>16℃>31℃>25℃>19℃>28℃，由此可知，16℃組仔魚(yú)適應(yīng)低溫條件后，SGRw加快，但體重仍顯著低于其余各溫度組(P<0.05)；28℃組稚魚(yú)體重雖最高，但是SGRw明顯減慢，顯著低于其余各溫度組(P<0.05)。

2.2 溫度對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)發(fā)育進(jìn)程的影響

不同溫度條件下，四川華鳊仔、稚魚(yú)的4 個(gè)發(fā)育進(jìn)程歷時(shí)，即初孵仔魚(yú)—開(kāi)口攝食、開(kāi)口攝食—卵黃囊消失、卵黃囊消失—鱗片開(kāi)始出現(xiàn)、鱗片開(kāi)始出現(xiàn)—鱗被完整(表3)。從表3 可以看出，水溫為16℃～28℃時(shí)，隨著溫度的升高，四川華鳊仔、稚魚(yú)的發(fā)育進(jìn)程加快，而當(dāng)溫度升至31℃，實(shí)驗(yàn)魚(yú)鱗被完整總歷時(shí)與28℃相等。在仔魚(yú)期階段(鱗片出現(xiàn)之前)，溫度對(duì)初孵仔魚(yú)到開(kāi)口攝食的發(fā)育進(jìn)程影響較?。欢鴱拈_(kāi)口攝食到卵黃囊消失，隨著溫度的升高，卵黃囊的消耗速率加快，16℃組，從初孵到卵黃囊消失歷時(shí)是28℃和31℃的3 倍。卵黃囊消失到鱗片出現(xiàn)的階段，溫度較低組16℃和19℃的歷時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于22℃、25℃、28℃、31℃組，19℃的發(fā)育歷時(shí)是22℃組的2 倍，說(shuō)明溫度對(duì)此發(fā)育階段影響較大。鱗片開(kāi)始出現(xiàn)到鱗被完整的階段，各溫度組的發(fā)育歷時(shí)差距小于卵黃囊消失到鱗片開(kāi)始出現(xiàn)階段的發(fā)育歷時(shí)，說(shuō)明溫度對(duì)鱗片逐步完整的影響較小。整體來(lái)看，28℃、31℃組鱗被完整的總歷時(shí)均早于其他溫度組，但與25℃組的歷時(shí)差距不大。

表3 溫度對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)發(fā)育進(jìn)程的影響Tab.3 The effects of temperature on the development of S. taeniatus larvae and juveniles

2.3 四川華鳊仔、稚魚(yú)全長(zhǎng)與日齡的關(guān)系

統(tǒng)計(jì)各溫度組四川華鳊仔、稚魚(yú)發(fā)育至80 日齡的全長(zhǎng)數(shù)值，全長(zhǎng)(L)與日齡(D)的關(guān)系擬合成3 次多項(xiàng)式函數(shù)(表4)，四川華鳊仔、稚魚(yú)全長(zhǎng)觀測(cè)值與擬合模型相關(guān)系數(shù)值均達(dá)到0.99 以上，表明Cubic 生長(zhǎng)模型能很好地估計(jì)四川華鳊仔、稚魚(yú)全長(zhǎng)在不同溫度條件下隨日齡的生長(zhǎng)情況。從表4 可以看出，25℃、28℃和 31℃組的仔、稚魚(yú)生長(zhǎng)速度明顯快于其他3 個(gè)溫度組，同時(shí)，生長(zhǎng)曲線較好地反映了在一定的溫度范圍內(nèi)，仔、稚魚(yú)的全長(zhǎng)隨溫度的升高而增長(zhǎng)。

表4 四川華鳊全長(zhǎng)(L)與日齡(D)的回歸方程Tab.4 Regression equations of total length (L) and days (D) post hatching of S. taeniatus

2.4 溫度對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)存活率的影響

本研究從四川華鳊仔魚(yú)出膜開(kāi)始，統(tǒng)計(jì)至25℃組鱗片完備期間各溫度組仔、稚魚(yú)的存活率，并擬合3 次曲線方程為y=0.000 3x3–0.022 9x2+0.673 7x–5.520 4 (R2=0.995 2)(圖2)。此期間，16℃組存活率最低，僅為43%，其次是19℃組，存活率為73%，22℃～28℃組的存活率均達(dá)90%，其中，25℃組存活率最高，達(dá)97%；而31℃組的存活率為87%。從圖2可以看出，溫度對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)的存活率影響較大，在一定溫度范圍內(nèi)，存活率隨溫度的升高而升高；溫度過(guò)低或過(guò)高，都不利于仔、稚魚(yú)的存活。

圖2 不同溫度組四川華鳊仔、稚魚(yú)存活率Fig.2 Survival rate of S. taeniatus larvae and juveniles at different temperatures

3 討論

3.1 溫度與仔、稚魚(yú)生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程

在魚(yú)類(lèi)早期生活史階段，仔魚(yú)期和稚魚(yú)期是胚后發(fā)育的2 個(gè)主要時(shí)期。處于早期發(fā)育階段的仔魚(yú)，其形態(tài)、消化器官等均處于快速生長(zhǎng)期，這些器官的發(fā)生、發(fā)育速度與其存活、生長(zhǎng)及攝食行為習(xí)性的變化等密切相關(guān)(王林龍等, 2018)。本研究觀察不同溫度條件下，四川華鳊仔、稚魚(yú)的生長(zhǎng)發(fā)育情況發(fā)現(xiàn)，溫度對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)的發(fā)育速度有明顯的影響，各溫度組的形態(tài)及器官發(fā)育進(jìn)度不同，同時(shí)，在體重、全長(zhǎng)等方面也有明顯的不同。

溫度對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)的發(fā)育影響顯著。仔魚(yú)期，四川華鳊由內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)向外源性營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)，較高溫度組(25℃、28℃和31℃)中卵黃囊的消耗速率快，開(kāi)口攝食時(shí)間早，說(shuō)明開(kāi)口攝食的時(shí)間會(huì)隨著溫度升高而提前，與南方鯰(Silurus meridionalisChen)的研究結(jié)果一致(鄧思平等, 2000)。25℃、28℃和31℃條件下的仔魚(yú)，在6～8 d 時(shí)，卵黃囊已消失，促使較高溫度組與攝食相關(guān)的器官發(fā)育快于低溫組。例如，較高溫度組為尋求食物，各鰭?cǎi)尥嘶?，并出現(xiàn)鰭條，運(yùn)動(dòng)能力明顯更強(qiáng)，鰾由一室向兩室轉(zhuǎn)變，從而輔助魚(yú)體快速攝食；同時(shí)，胃部膨大，腸道開(kāi)始彎曲盤(pán)回，從而加速食物的消化。稚魚(yú)期，28℃和31℃組的鱗片完整時(shí)間快于其他溫度組。由此可見(jiàn)，溫度不同，各器官完善的歷程也不一致，在28℃和31℃條件下，器官分化亦提早完成。

在適溫范圍內(nèi)，魚(yú)類(lèi)的代謝強(qiáng)度一般與溫度呈正相關(guān)，而魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)與機(jī)體的新陳代謝密切聯(lián)系(Nurdianiet al, 2007)。本研究表明，80 d 時(shí)，28℃條件下，稚魚(yú)的全長(zhǎng)和體重均最大，其次是25℃，說(shuō)明在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，四川華鳊的生長(zhǎng)加快，但溫度過(guò)高，反而會(huì)抑制生長(zhǎng)。因此，四川華鳊仔、稚魚(yú)培育階段的水溫為25℃～28℃時(shí)，其生長(zhǎng)速度相對(duì)較快。徐革鋒等(2014)研究表明，適宜的溫度會(huì)引起魚(yú)類(lèi)攝食節(jié)律變化，達(dá)到較好的生長(zhǎng)效果，從而縮短仔、稚魚(yú)培育周期。

3.2 溫度與仔、稚魚(yú)存活率

李斌等(2015)研究表明，分布在長(zhǎng)江上游岷江眉山段的四川華鳊種群已經(jīng)出現(xiàn)了小型化趨勢(shì)，而繁殖后代仔魚(yú)的存活率將直接影響該物種的種群數(shù)量。溫度是影響?hù)~(yú)類(lèi)生存的重要的環(huán)境因子之一，對(duì)魚(yú)類(lèi)代謝反應(yīng)起控制作用，從而能夠影響?hù)~(yú)類(lèi)的存活率(Lushchaket al, 2006)。本研究與張廷廷等(2016)和蔡瑞鈺等(2018)的研究結(jié)果一致，發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)高或過(guò)低都有可能導(dǎo)致仔、稚魚(yú)大量死亡。仔、稚魚(yú)種類(lèi)與溫度有極顯著的相關(guān)性(王九江等, 2019)，不同種類(lèi)的魚(yú)具有不同的適溫范圍，這與其自身遺傳特性以及對(duì)生活環(huán)境的長(zhǎng)期適應(yīng)有關(guān)(謝忠明, 1993)。在室內(nèi)養(yǎng)殖發(fā)現(xiàn)，四川華鳊仔魚(yú)在出膜1 周左右存在死亡高峰期。因此，在人工養(yǎng)殖過(guò)程中，探究適宜的溫度，可降低四川華鳊仔、稚魚(yú)的死亡率。

本研究發(fā)現(xiàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)的養(yǎng)殖過(guò)程，四川華鳊的死亡集中在仔魚(yú)期，而在稚魚(yú)期的死亡數(shù)量相對(duì)較少，表明，仔魚(yú)期對(duì)溫度更為敏感，稚魚(yú)期對(duì)溫度已逐步適應(yīng)，此現(xiàn)象與云南盤(pán)(Discogobio yunnanensis)(蔡瑞鈺等, 2018)、胭脂魚(yú)(Myocyprinus Asiaticus)(張春光等, 2000)的研究一致，其原因可能是由于仔魚(yú)期間的各種器官系統(tǒng)、生理機(jī)能均處于形成和發(fā)育過(guò)程中，仔魚(yú)對(duì)環(huán)境因子的變化非常敏感(周勤等,1998)。從整體上看，16℃組四川華鳊的攝食能力弱且發(fā)育遲緩，存活率明顯低于其他溫度組，當(dāng)發(fā)育至150 d 時(shí)，能存活的稚魚(yú)數(shù)量則更少，由此可知，16℃組四川華鳊仔、稚魚(yú)的發(fā)育已受阻。隨著溫度升高，四川華鳊的存活率從16℃～25℃一直升高，28℃開(kāi)始下降，但22℃～28℃組的存活率均較高(90%～97%)。而四川華鳊仔、稚魚(yú)在31℃條件下的存活率為87%，存活率相對(duì)較高。由此可知，對(duì)四川華鳊仔、稚魚(yú)來(lái)說(shuō)，31℃是可生存的溫度?？偟膩?lái)說(shuō)，四川華鳊仔、稚魚(yú)階段有較廣的溫度范圍，可提高其在野外條件的存活率。

在生產(chǎn)上追求的是較高的存活率和較快的生長(zhǎng)速度。因此，可將25℃～28℃作為人工養(yǎng)殖四川華鳊仔、稚魚(yú)生長(zhǎng)的最適溫度，并在仔魚(yú)出膜后3 d 可投喂餌料。