不同體長(zhǎng)鮻耳石鍶標(biāo)記效果比較研究

錢(qián) 紅,王 碩，張博倫，鄭德斌，曾祥茜，郭 彪

（1.天津市水產(chǎn)研究所，天津 300457；2.天津市農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，天津 300061；3.天津市海洋牧場(chǎng)技術(shù)工程中心，天津 300457）

鮻（），屬輻鰭亞綱、鯔形目、鯔科、鮻屬，又稱(chēng)梭魚(yú)、赤眼鯔、西魚(yú)、黃鯔、泥鯔，主要分布于日本、朝鮮以及中國(guó)沿海等，多棲息于沿海及江河口的咸淡水中，亦能進(jìn)入淡水中生活。鮻屬植食和腐屑食性，處于食物鏈的下層，具有食物鏈短、生長(zhǎng)迅速、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)鮻增養(yǎng)殖有利于促進(jìn)其所處水域生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)、能量流動(dòng)，起到凈化水質(zhì)、維持水域生態(tài)平衡和優(yōu)化環(huán)境的作用。因此，國(guó)內(nèi)許多地區(qū)均把鮻列入本地區(qū)增殖放流的主要規(guī)劃種類(lèi)之一。以天津市為例，2006—2021年期間，總計(jì)放流鮻8 571.602萬(wàn)尾，是所有海洋魚(yú)類(lèi)放流物種中數(shù)量最大的一個(gè)種類(lèi)。增殖放流效果評(píng)估是放流工作體系的重要環(huán)節(jié)，科學(xué)準(zhǔn)確全面的放流效果評(píng)估可以促進(jìn)增殖活動(dòng)的有效開(kāi)展。目前，海洋漁業(yè)生物放流增殖效果評(píng)估的主要方法包括個(gè)體標(biāo)記和回捕率分析。近年來(lái)，學(xué)者們廣泛開(kāi)展放流生物的個(gè)體標(biāo)記技術(shù)研究，以期獲得更加準(zhǔn)確的評(píng)估效果，提升增殖放流工作效率和海洋漁業(yè)生態(tài)環(huán)境修復(fù)的效果。

耳石是魚(yú)類(lèi)生境變遷的記錄者已成為學(xué)者的普遍認(rèn)知，其主要原因是耳石鈣化結(jié)構(gòu)具有新陳代謝惰性，沉積在耳石中的生境元素能永久性保存。隨著耳石微化學(xué)分析檢測(cè)技術(shù)手段的成熟，其被廣泛應(yīng)用于魚(yú)類(lèi)生境地重建和種群地鑒定。隨著學(xué)者們對(duì)小規(guī)格魚(yú)類(lèi)大規(guī)模標(biāo)記方法的探索，耳石鍶標(biāo)記技術(shù)逐步被嘗試應(yīng)用于小規(guī)格魚(yú)類(lèi)大規(guī)模標(biāo)記工作。其基本原理是人為提升養(yǎng)殖水環(huán)境中的鍶離子濃度，使鍶元素在魚(yú)類(lèi)耳石中富集，利用魚(yú)類(lèi)耳石中生境元素能夠永久保存的特性，在受標(biāo)魚(yú)耳石特定區(qū)域形成耳石指紋。耳石鍶標(biāo)記技術(shù)最初應(yīng)用于淡水魚(yú)類(lèi)，隨著學(xué)者們的探索，逐步應(yīng)用于大黃魚(yú)、褐牙鲆、黑鯛等海水魚(yú)類(lèi)。

魚(yú)類(lèi)在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，其耳石形態(tài)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生不同程度的生長(zhǎng)變化，尤其在生長(zhǎng)發(fā)育的早期階段。隨著鮻的生長(zhǎng)發(fā)育，其矢耳石由圓潤(rùn)瓜子狀漸變?yōu)轳壅~片狀，中央聽(tīng)溝由直管狀變?yōu)闊煻窢?，邊緣不?guī)則程度明顯增加，整體上鮻矢耳石長(zhǎng)和寬與體長(zhǎng)呈冪函數(shù)關(guān)系，初期增長(zhǎng)率較大，后期漸緩。鑒于不同體長(zhǎng)鮻的耳石生長(zhǎng)速率不同，鍶離子在耳石沉積可能存在差異，本研究擬在Sr質(zhì)量濃度50 mg·L的海水浸泡下，比較不同體長(zhǎng)鮻耳石標(biāo)記效果，以探討鮻耳石鍶標(biāo)記中較為適宜的標(biāo)記體長(zhǎng)，旨在為大規(guī)模鮻耳石鍶標(biāo)記放流提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)用魚(yú)的來(lái)源及暫養(yǎng)

試驗(yàn)用魚(yú)為體長(zhǎng)1.0±0.2 cm鮻幼魚(yú)，采購(gòu)于天津市渤研水產(chǎn)有限公司。標(biāo)記試驗(yàn)前，鮻幼魚(yú)在自然海水中暫養(yǎng)，鹽度維持在22±1、水溫維持在21.5±0.5℃、pH維持在7.90±0.1，暫養(yǎng)期間，每天投喂配合飼料3次，餌料投喂量為試驗(yàn)用魚(yú)體重的2%，日補(bǔ)水量不超過(guò)10%，每個(gè)養(yǎng)殖缸補(bǔ)水約60 L。

1.2 標(biāo)記試驗(yàn)方法

經(jīng)測(cè)定試驗(yàn)使用自然海水Sr質(zhì)量濃度為7.9 mg·L；依據(jù)自然海水Sr質(zhì)量濃度，通過(guò)添加SrCl·6HO提升海水中Sr質(zhì)量濃度至50 mg·L，作為整個(gè)試驗(yàn)的標(biāo)記用水。

幼魚(yú)飼養(yǎng)在暫養(yǎng)池中，待其長(zhǎng)至1、3、5 cm時(shí)，分別隨機(jī)挑選健康的幼魚(yú)100條，將其轉(zhuǎn)移到一個(gè)盛有600 L標(biāo)記海水的養(yǎng)殖缸中標(biāo)記48 h。在進(jìn)行1 cm幼魚(yú)標(biāo)記的同時(shí)，隨機(jī)挑選健康的幼魚(yú)100條，轉(zhuǎn)移到一個(gè)盛有600 L自然海水的養(yǎng)殖缸中，作為整個(gè)試驗(yàn)的對(duì)照組。標(biāo)記期間，每天正常投喂但不換水。每次標(biāo)記完成后，將全部標(biāo)記幼魚(yú)單獨(dú)轉(zhuǎn)移到一個(gè)獨(dú)立的養(yǎng)殖缸（盛有自然海水600 L）進(jìn)行后期飼養(yǎng)。5 cm幼魚(yú)標(biāo)記試驗(yàn)完成后25 d，從每個(gè)試驗(yàn)組隨機(jī)挑選5尾鮻進(jìn)行耳石微化學(xué)分析。后期養(yǎng)殖管理措施同暫養(yǎng)，每天觀察并記錄好幼魚(yú)的死亡狀況。

1.3 耳石微化學(xué)檢測(cè)方法

耳石取樣、前處理及耳石的EPMA分析同郭彪等[21]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010整理，不同時(shí)期鮻存活率采用χ檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其他數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件中單因素方差分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Excel 2007和SigmaPlot 14軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)記期間與標(biāo)記后鮻存活情況

在所有體長(zhǎng)鮻標(biāo)記期間，均未發(fā)生死亡情況；標(biāo)記后養(yǎng)殖期間，不同體長(zhǎng)組在不同時(shí)間段均有一定數(shù)量鮻死亡（表1），但各組間在各階段死亡率均無(wú)顯著差異（>0.05）。

表1 標(biāo)記期間與標(biāo)記后鮻的存活情況

2.2 不同體長(zhǎng)鮻耳石上鍶元素的面分布

對(duì)1、3、5 cm標(biāo)記鮻和對(duì)照組鮻耳石的鍶元素沉積情況上機(jī)進(jìn)行EMPA面分析。對(duì)照組沒(méi)有出現(xiàn)明顯的“高鍶標(biāo)記環(huán)”，但3個(gè)不同體長(zhǎng)組的15個(gè)樣本均發(fā)現(xiàn)明顯的“高鍶標(biāo)記環(huán)”（圖1）。

圖1 鍶濃度處理后不同體長(zhǎng)鮻耳石鍶元素面分布結(jié)果

2.3 不同體長(zhǎng)鮻耳石上鍶元素線性分析結(jié)果

通過(guò)定量線分析可知，對(duì)照組的Sr/Ca比值一直保持相對(duì)平穩(wěn)，而1、3、5 cm鮻的Sr/Ca比值分別在距核50～180 μm、360～480 μm、1 140～1 440 μm附近有顯著提高階段（圖2）。定量線分析結(jié)果表明，所有體長(zhǎng)組鮻在Sr質(zhì)量濃度為50 mg·L的海水中浸泡48 h，其耳石均能形成明顯的標(biāo)記。

圖2 不同處理組鮻耳石樣品定量線分析結(jié)果

將鮻耳石的Sr/Ca比值平穩(wěn)階段定義為Ⅰ階段，將顯著變化階段定義為Ⅱ階段，并對(duì)鮻的Ⅰ階段、Ⅱ階段和Sr/Ca比峰值進(jìn)行單因素方差分析，分析結(jié)果見(jiàn)表2。對(duì)照組和3個(gè)不同體長(zhǎng)組Ⅰ階段鮻耳石的Sr/Ca比值均值沒(méi)有顯著性差異（＞0.05），不同體長(zhǎng)組Ⅱ階段鮻耳石的Sr/Ca比值值也沒(méi)有顯著性差異（＞0.05）。鮻耳石的Sr/Ca比值峰值以及Sr/Ca峰值與Ⅰ階段均值的比值在3個(gè)不同體長(zhǎng)組的差異規(guī)律一致，其中體長(zhǎng)1 cm鮻組顯著高于體長(zhǎng)3 cm鮻組和體長(zhǎng)5 cm鮻組（＜0.05），體長(zhǎng)3 cm鮻組和體長(zhǎng)5 cm鮻組間沒(méi)有顯著性差異（＞0.05）。鮻耳石Sr/Ca比值Ⅱ階段均值與Ⅰ階段均值的比值在3個(gè)不同體長(zhǎng)組存在顯著性差異（＜0.05），體長(zhǎng)1 cm鮻組顯著高于體長(zhǎng)5 cm鮻組（＜0.05），其他組間未見(jiàn)顯著性差異（＞0.05）。體長(zhǎng)1 cm組鮻的標(biāo)記環(huán)寬度顯著高于體長(zhǎng)5 cm組（＜0.05），但是其他組之間沒(méi)有顯著性差異（＞0.05）。距耳石核心的距離隨著鮻體長(zhǎng)的增加顯著加長(zhǎng)，3個(gè)體長(zhǎng)組之間均存在顯著性差異（＜0.05）。

表2 不同處理組鮻耳石Sr/Ca比值變化

3 結(jié)論與討論

科學(xué)區(qū)分放流群體和自然群體是準(zhǔn)確評(píng)估增殖放流效果的基礎(chǔ)，標(biāo)志性放流是解決該問(wèn)題的主要手段。掛牌標(biāo)記、被動(dòng)整合式雷達(dá)標(biāo)等標(biāo)記方法需要放流生物個(gè)體較大，而分子標(biāo)記等標(biāo)記方法需要放流生物清晰的遺傳背景。因此，上述方法在增殖生物標(biāo)記中有一定的局限性。耳石微化學(xué)標(biāo)記技術(shù)突破生物個(gè)體大小和遺傳背景資料的限制，已經(jīng)在大黃魚(yú)（）、牙鲆（）等海水魚(yú)中得以驗(yàn)證。筆者先前的試驗(yàn)也表明，體長(zhǎng)5 cm鮻在Sr質(zhì)量濃度50 mg·L以上的海水中浸泡48 h，能夠在其耳石上形成明顯的“高鍶標(biāo)記環(huán)”。本研究中體長(zhǎng)1、3、5 cm的鮻在Sr質(zhì)量濃度50 mg·L以上的海水中浸泡48 h，其耳石均出現(xiàn)明顯的“高鍶標(biāo)記環(huán)”。這證明通過(guò)人為提高海水中鍶離子濃度的方法實(shí)現(xiàn)鮻耳石進(jìn)行微化學(xué)標(biāo)記是可行的。

鍶廣泛存在于巖石、土壤、水、空氣和幾乎所有的生物體中，適量的鍶攝入具有防止骨質(zhì)疏松、降低心臟病和高血壓風(fēng)險(xiǎn)、延緩動(dòng)脈粥樣硬化等功能。而關(guān)于人體攝入鍶導(dǎo)致中毒的數(shù)據(jù)尚沒(méi)有報(bào)道，但日攝入680 mg是安全的。鍶在魚(yú)類(lèi)肌肉中的富集與耳石中的不同，鯉（）仔魚(yú)經(jīng)過(guò)607 d長(zhǎng)期續(xù)養(yǎng)恢復(fù)后仍可在耳石發(fā)現(xiàn)留存清晰的高鍶標(biāo)記，但是經(jīng)高鍶處理的大黃魚(yú)經(jīng)過(guò)66 d暫養(yǎng)恢復(fù)，其肌肉中的鍶含量與試驗(yàn)前相同，且此時(shí)其鰓、腎臟和肝臟鍶的含量均與未標(biāo)記大黃魚(yú)上述器官的鍶含量相近。本研究中標(biāo)記的Sr質(zhì)量濃度為50 mg·L，且標(biāo)記時(shí)間僅為48 h，因此，被標(biāo)記魚(yú)類(lèi)產(chǎn)生食品安全問(wèn)題的可能性極小。本研究中，整個(gè)標(biāo)記過(guò)程中，鮻未出現(xiàn)死亡，在后續(xù)暫養(yǎng)的各個(gè)階段，其存活率與對(duì)照組也不存在顯著性差異?，F(xiàn)有的文獻(xiàn)報(bào)道中，大麻哈魚(yú)（）、鳙（）、牙鲆和黑鯛（）幼魚(yú)的存活率同樣也未受到外源鍶離子的影響。綜上，將耳石鍶標(biāo)記技術(shù)作為小規(guī)格鮻苗種大規(guī)模標(biāo)記的方法是安全的。

紀(jì)嚴(yán)等分析了體長(zhǎng)在22～574 mm的鮻矢耳石長(zhǎng)與體長(zhǎng)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)鮻矢耳石長(zhǎng)隨個(gè)體發(fā)育生長(zhǎng)而增大，矢耳石初期增長(zhǎng)率較大，后期漸緩。鍶離子標(biāo)記鮻是利用環(huán)境中高鍶離子在耳石中的沉積實(shí)現(xiàn)的。因此，其標(biāo)記環(huán)的位置必然與鮻耳石的生長(zhǎng)有關(guān)。本研究中，隨著標(biāo)記用魚(yú)體長(zhǎng)的增加，其標(biāo)記環(huán)的寬度在下降，標(biāo)記環(huán)的出現(xiàn)位置距耳石核心的距離也在增加，這些結(jié)果均與魚(yú)類(lèi)及其耳石的生長(zhǎng)速率和增長(zhǎng)模式相吻合。

王臣等研究發(fā)現(xiàn)，相同Sr標(biāo)記濃度下大馬哈魚(yú)耳石Sr沉積峰均值和極值不穩(wěn)定。本研究中，即使同一體長(zhǎng)同一標(biāo)記濃度下，不同鮻個(gè)體Sr/Ca峰值數(shù)值相差也較大，這種現(xiàn)象在體長(zhǎng)1 cm鮻中體現(xiàn)的更加明顯，體長(zhǎng)3 cm鮻和體長(zhǎng)5 cm鮻其不同個(gè)體間的差異明顯下降。另外，本研究中體長(zhǎng)1 cm鮻Sr/Ca峰值數(shù)值顯著高于體長(zhǎng)3 cm和體長(zhǎng)5 cm鮻Sr/Ca峰值數(shù)值，這可能與更長(zhǎng)體長(zhǎng)的鮻擁有更高的基礎(chǔ)代謝率和鍶在魚(yú)類(lèi)耳石沉積的時(shí)滯特征有關(guān)。

綜上所述，采用質(zhì)量濃度50 mg·L的Sr進(jìn)行小規(guī)格鮻大規(guī)模標(biāo)記是安全的、可行的，體長(zhǎng)1～5 cm鮻均能成功試驗(yàn)標(biāo)記，且其存活率一致。標(biāo)記環(huán)寬度、標(biāo)記環(huán)位置等參數(shù)與魚(yú)類(lèi)耳石生長(zhǎng)的規(guī)律相吻合，但是Sr/Ca峰值在標(biāo)記個(gè)體之間不穩(wěn)定，這種現(xiàn)象在體長(zhǎng)1 cm鮻中體現(xiàn)的更加明顯。因此，在增殖放流實(shí)踐中，鮻苗種體長(zhǎng)不是進(jìn)行大規(guī)模標(biāo)記的限制性因素，但是從標(biāo)記效果的穩(wěn)定性上考慮，我們建議采用3 cm以上的鮻進(jìn)行標(biāo)記。