吳 朗 劉家壽 張 國 劉宗娟柳 明 謝松光

(1.中國科學(xué)院水生生物研究所, 中國科學(xué)院水生生物多樣性與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430072;2.中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049; 3.中國科學(xué)院水生生物研究所淮安研究中心, 淮安223002)

太湖新銀魚(Neosalanx taihuensisChen)隸屬于胡瓜魚目(Osmeriformes)、銀魚科(Salangidae), 浮游動物食性, 生命周期一般一年, 是長江中下游及其附屬水體重要的小型經(jīng)濟(jì)魚類[1,2]。由于其顯著的經(jīng)濟(jì)價值, 自20世紀(jì)70年代末云南滇池引種獲得成功后已被廣泛引種到全國 20多個省市的湖泊和水庫[3]。太湖新銀魚于1998年引入丹江口水庫, 具有春秋兩個繁殖群體, 以春群為主[4]。春群個體在 11月之前性腺一般處于Ⅱ期, 而秋群在9月、10月間性腺發(fā)育成熟[5,6]。本研究僅選擇春群雌性個體進(jìn)行研究, 將11月之前卵巢處于Ⅲ期及以上個體確定為秋群個體。

繁殖周期與機(jī)體物質(zhì)和能量的儲存-利用周期密切相關(guān)[7—8]。在卵巢發(fā)育過程中, 以蛋白質(zhì)、脂類為主的卵黃不斷地在卵細(xì)胞中積累, 在卵細(xì)胞成熟時能量儲備達(dá)到峰值[10,11], 外界環(huán)境條件適宜(如水溫、光照等)時產(chǎn)卵繁殖[12—15]。魚類的性腺發(fā)育和繁殖的能量來源主要有3種模式： (1)由身體其他組織或器官中儲存物質(zhì)轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移而來, 這一類物種一般被稱為保守主義者(Conservative species); (2)通過短期內(nèi)大量的攝食直接為性腺發(fā)育提供能量, 這一類物種一般被稱為機(jī)會主義者(Opportunistic species); (3)來源于其他組織或器官中儲存能量的轉(zhuǎn)移和外界攝食, 即前兩者的綜合[16—18]。本研究對丹江口水庫太湖新銀魚雌魚處于不同性腺發(fā)育階段個體的性體指數(shù)、魚體生化組成和能值進(jìn)行比較研究,探討個體在繁殖周期中的能量分配規(guī)律, 為了解其繁殖策略提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2008年8月至2009年5月每月中旬在丹江口水庫采集太湖新銀魚。樣品用抬網(wǎng)(網(wǎng)目： 2 mm)通過燈光誘捕采集[3—5]。樣品采集后立即帶回室內(nèi)處理。

1.2 樣品處理與生物學(xué)測定

每尾魚測量標(biāo)準(zhǔn)長(SL)、體重(BW), 并根據(jù)外部副性征初步鑒定性別(如外部難鑒別, 則通過解剖性腺確定)。對雌性個體解剖后, 肉眼觀察性腺發(fā)育狀況, 并結(jié)合卵巢組織學(xué)切片確定性腺發(fā)育時期。取出性腺, 稱取性腺重量(GW)、去性腺體重(SW)和去內(nèi)臟體重(BW′)。性體指數(shù)(GSI)按以下公式計(jì)算：

根據(jù)性腺分期將樣品魚分為5組(分別對應(yīng)性腺Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期、Ⅴ期、Ⅵ期個體), Ⅱ期個體僅對全魚測定生化組成和能值, Ⅲ期至Ⅵ期每組個體隨機(jī)分為兩份, 分別用于測定全魚和去性腺魚體中的生化組成和能量密度(單位重量魚體的能值, 又稱比能值)。樣品測定前密封保存于?20℃冰箱中。

1.3 生化組成和能量密度測定

樣品在高壓蒸汽滅菌器(ES-315, TOMY KOGYO CO., Japan)120℃蒸30min, 搗爛充分混勻后置于70℃恒溫烘箱中烘干至恒重, 采用失重法計(jì)算干物質(zhì)含量; 將烘干的魚樣粉碎、磨細(xì)、混勻后, 裝入密封袋保存于?20℃冰箱中待測。采用凱氏定氮法(2300 Kjeltec Analyzer Unit, FOSS TECATOR, Sweden)測定粗蛋白含量, 索氏抽提法(Soxtec system HT 1043,Tecator, Extraction Unit, Hoganas, Sweden)測定粗脂肪含量, 灰分采用馬福爐(中國湖北英山縣建力電爐制造廠)550℃焚燒法測定, 能值采用 Phillipson 微量能量計(jì)(Phillipson microbomb calorimeter, Gentry Instruments Inc., Aiken, South Carolina, U.S.A.)測定。每組樣品重復(fù)測定至少3次, 以相對偏差低于2%的3個測定值的平均值為測定結(jié)果。采用以下公式計(jì)算各期全魚總能值(E0)、去性腺魚體能值(E1)以及性腺能值(E2)：

公式中ED0代表全魚能量密度,ED1代表去性腺魚體能量密度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用單因素方差分析(ANOVA)檢驗(yàn)卵巢不同發(fā)育階段個體標(biāo)準(zhǔn)長、體重、去性腺體重、性體指數(shù)、魚體生化組成和能量密度差異顯著性。當(dāng)差異顯著時, 再采用 Tukey’s HSD多重比較方法對平均數(shù)進(jìn)行比較。結(jié)果中各變量采用平均數(shù)±SD表示, 顯著水平為P< 0.05。統(tǒng)計(jì)分析采用STATISTIC 6.0進(jìn)行。

2 結(jié)果

2.1 性腺發(fā)育

8—11月間卵巢均處于Ⅱ期, 12月份處于Ⅲ期,此后均為成熟卵巢(Ⅳ或Ⅴ期)或產(chǎn)后卵巢(圖1)。卵巢發(fā)育的Ⅱ期和Ⅲ期, 太湖新銀魚體長和體重均顯著增加, Ⅲ期以后, 則增幅不大。GSI隨卵巢發(fā)育而增大, 最高達(dá)34.87; 產(chǎn)卵后GSI顯著下降(表1)。

2.2 各期魚體生化組成和能量密度

圖1 丹江口水庫2008年8月至2009年5月間太湖新銀魚卵巢不同發(fā)育階段個體百分比Fig.1 Percentage of N.taihuensis at different ovarian maturity stages from August 2008 to May 2009

全魚干物質(zhì)含量為體重的11.19%—13.30%, Ⅱ期個體干物質(zhì)含量最低, Ⅵ期個體最高, Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ期個體差異不顯著(表 2)。粗蛋白含量為體重的9.57%—10.90%, Ⅱ期個體粗蛋白含量最低,Ⅵ期個體最高, Ⅲ期個體顯著高于Ⅳ、Ⅴ期個體(表2)。粗脂肪含量為體重的0.18%—0.63%, 隨卵巢發(fā)育而顯著增加, 繁殖后則急劇下降(表 2)?；曳趾繛?.72%—2.17%, Ⅳ期前, 隨卵巢發(fā)育而顯著增加,Ⅳ期后則迅速下降(P< 0.05)。能量密度為 2.22—2.79 kJ/g體重, 其含量變化趨勢與粗脂肪一致(P<0.05)。

干物質(zhì)、粗蛋白和灰分含量分別為去性腺體重的 11.42%—13.27%、9.81%—11.01%和 1.72%—2.23%。三者都隨卵巢發(fā)育而顯著增加(P< 0.05)。粗脂肪含量為去性腺體重的0.27%—0.40%, Ⅲ期和Ⅳ期個體粗脂肪含量顯著高于Ⅴ期和Ⅵ期個體(P<0.05)。去性腺魚體的能量密度為 2.45—2.58 kJ/g,Ⅳ、Ⅴ期、Ⅵ期個體的能量密度顯著高于Ⅲ期個體(表 3)。

表1 太湖新銀魚樣本數(shù)量(N)、標(biāo)準(zhǔn)長(SL)、體重(BW)、去性腺體重(SW)和性體指數(shù)(GSI)Tab.1 Number of specimens (N), standard length (SL), body weight (BW), body weight without ovaries (SW) and the gonadosomatic index(GSI) of N.taihuensis

表2 太湖新銀魚卵巢不同發(fā)育階段個體全魚中的生化組成和能量密度(濕重)Tab.2 Chemical compositions and energy densities of whole fish (based on wet mass) of N.taihuensis at different ovarian maturity stages

表3 太湖新銀魚卵巢不同發(fā)育階段個體去性腺魚體中的生化組成和能量密度(濕重)Tab.3 Chemical compositions and energy densities of fish body without ovaries (based on wet mass) of N.taihuensis at different ovarian maturity stages

2.3 魚體和性腺中物質(zhì)和能量變化

全魚中的總能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量隨性腺發(fā)育的變化趨勢基本一致： Ⅲ期個體發(fā)育到Ⅳ期個體時, 三者均明顯增加, 其中總能量和粗蛋白絕對含量主要在去性腺魚體中增加, 而性腺中增加不明顯; 粗脂肪含量的增加主要在性腺中。由Ⅳ期發(fā)育到Ⅴ期時, 全魚中的總能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量均略有增加, 其中去性腺魚體中能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量均明顯減少, 性腺中則明顯增加。產(chǎn)后Ⅵ期個體全魚中的總能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量均急劇降低, 其中能量和粗蛋白含量與Ⅲ期個體相近, 脂肪含量明顯低于Ⅲ期個體(圖2)。

3 討論

GSI月變化及卵巢組織學(xué)切片分析表明, 丹江口水庫太湖新銀魚春群繁殖時間主要為 1—4月,其中 2—3月為繁殖高峰期, 這和長江中下游其他水體中的太湖新銀魚春群繁殖時間是基本一致的[4]。在卵巢發(fā)育不同階段, 太湖新銀魚雌魚的生化組成和能量發(fā)生顯著變化。卵巢發(fā)育成熟前, 全魚和去性腺魚體中的干物質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪、灰分含量和能量均顯著增高, 但性腺中物質(zhì)和能量的增加較少; 性腺由Ⅳ期發(fā)育為Ⅴ期時, 全魚物質(zhì)和能量增加不明顯, 性腺中物質(zhì)和能量含量明顯增加, 而去性腺魚體物質(zhì)和能量含量明顯減少。這些結(jié)果初步表明性腺成熟前魚體機(jī)體物質(zhì)和能量的積累是性腺發(fā)育成熟的主要物質(zhì)和能量來源[19,20]。因此, 從能量來源模式看,太湖新銀魚繁殖可能以保守主義策略為主[17]。

產(chǎn)卵后, 太湖新銀魚全魚中粗蛋白、粗脂肪絕對量以及總能量都急劇下降, 去性腺魚體中粗蛋白絕對量以及能量也都大大減少, 這些說明太湖新銀魚在繁殖過程中需要消耗大量的能量。繁殖過程中能量的大量消耗可能是導(dǎo)致太湖新銀魚親本繁殖后即迅速死亡的原因。這一現(xiàn)象與一些鮭鱒魚類繁殖時大量的物質(zhì)和能量消耗導(dǎo)致的產(chǎn)后死亡現(xiàn)象一致[12]。

圖2 太湖新銀魚卵巢不同發(fā)育階段個體去性腺魚體和卵巢中的能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量Fig.2 Absolute mass of energy, protein and lipids in fish body with and without ovaries at different ovarian maturity stages

卵巢由Ⅱ期發(fā)育到Ⅲ期發(fā)生在12月之前, 期間丹江口水庫水溫較高, 食物豐富[21]。龔世園等[22]對長江中游富水水庫太湖新銀魚的研究發(fā)現(xiàn), 這段時期太湖新銀魚的攝食強(qiáng)度較大。性腺發(fā)育成熟階段(Ⅴ期), 全魚總能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量均增加較少, 全魚的生化組成變化也不明顯, 表明這一階段個體通過攝食積累的能量有限。但Ⅴ期個體性腺中的能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量均明顯較Ⅳ期個體增加, 而去性腺魚體中的能量、粗蛋白和粗脂肪絕對含量均明顯較Ⅳ期個體減少, 說明在這一階段卵巢發(fā)育的物質(zhì)和能量可能主要來源于魚體的物質(zhì)和能量積累。黎雨軒[23]通過比較刀鱭未成熟個體和成熟個體不同組織中的生化組成和比能值發(fā)現(xiàn),肌肉、肝胰臟和腸系膜當(dāng)中儲存的脂肪是刀鱭生殖洄游和性腺發(fā)育重要的能量來源。李川等[11]也發(fā)現(xiàn),甌江彩鯉卵巢發(fā)育需要的大量脂肪也可能主要來源于肝胰臟。在本研究中由于銀魚個體規(guī)格較小, 操作較困難, 并未對去性腺魚體中各個組織中生化組成和能量密度分別測量和分析, 有待今后進(jìn)一步研究。

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