趙 賀，趙年樺，李 麗，聶竹蘭，魏 杰,，沈建忠

(1.塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆阿拉爾 843300；2.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，新疆阿拉爾 843300；3.塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾 843300；4.省部共建塔里木盆地生物資源保護(hù)利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾 843300；5.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，武漢 430070)

中國鹽堿水域資源豐富，廣泛分布在我國內(nèi)陸地區(qū)，由于鹽堿水域資源中生物資源貧瘠，生態(tài)環(huán)境脆弱，漁業(yè)生產(chǎn)力低，所以大部分長期處于荒廢狀態(tài)。鹽堿水域的開發(fā)對提高我國水資源價(jià)值具有重要意義，自1991年以來，我國開始鹽堿水土漁業(yè)利用的嘗試，但當(dāng)前我國存在鹽堿水域?qū)I(yè)養(yǎng)殖技術(shù)缺乏，耐鹽堿養(yǎng)殖品種的基礎(chǔ)性研究薄弱，西北地區(qū)諸多鹽堿水域得不到有效開發(fā)利用的問題。目前，研究人員對歐鲇()、葉爾羌高原鰍[(Hedinichthys)(Day)]、黃鱔()、澎澤鯽(Pengze var)等淡水真骨魚類的鹽堿耐受能力進(jìn)行研究，但對裂腹魚亞科魚類研究報(bào)道較少。

裂腹魚亞科(Schizothoracinae)屬于鯉形目(Cypriniformes)鯉科(Cyprinidae)，由100多個(gè)物種組成，主要分布在我國的青藏高原及其周邊水域。由于受到外界因素干擾，裂腹魚數(shù)量近幾年在急劇下降，西藏、新疆等地已經(jīng)開始大規(guī)模人工繁育裂腹魚，推進(jìn)了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)修復(fù)以及裂腹魚資源保護(hù)的工作。斑重唇魚()、厚唇裂腹魚()、寬口裂腹魚()和重唇裂腹魚[()]分布在克孜勒河流域，均為新疆重點(diǎn)保護(hù)魚類。近年來，隨著克孜勒河流域地區(qū)水利工程的興建和人為活動(dòng)的加劇，水質(zhì)條件日漸惡劣，土著魚資源遭到破壞，野外種質(zhì)資源逐年減少，因此進(jìn)行裂腹魚苗種開發(fā)利用和大面積推廣養(yǎng)殖已迫在眉睫。

本研究選取斑重唇魚、厚唇裂腹魚、寬口裂腹魚和重唇裂腹魚4種裂腹魚幼魚作為研究對象，開展4種裂腹魚幼魚對氯化鈉和碳酸氫鈉的急性耐受性的試驗(yàn)研究，探討這4種裂腹魚魚類在鹽堿水域人工養(yǎng)殖的可行性，篩選出適宜于新疆地區(qū)鹽堿水域養(yǎng)殖的魚類，以期為4種裂腹魚資源保護(hù)和開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

試驗(yàn)用4種裂腹魚幼魚采自魚新疆維吾爾自治區(qū)卡拉貝利魚類增殖放流站，每種幼魚各800尾，共計(jì)3 200尾，具體規(guī)格如下：斑重唇魚體長(77.94±0.13)mm，體質(zhì)量(3.83±0.89)g；厚唇裂腹魚體長(78.73±0.51)mm，體質(zhì)量(3.95±0.51)g；寬口裂腹魚體長(77.24±0.33)mm，體質(zhì)量(3.79±0.32)g；斑重唇魚體長(78.25±0.41)mm，體質(zhì)量(3.98±0.59)g。試驗(yàn)用水為卡拉貝利地下水，水溫為(16.5±0.5)℃，pH為8.5～8.6，溶解氧為5.9～6.5 mg/L，鹽度為1.7～1.9，氨氮<0.1 mg/L。試驗(yàn)容器為透明有蓋玻璃水缸(60 cm×35 cm×45 cm)。試驗(yàn)用化學(xué)藥劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 方法

試驗(yàn)采用單因子急性毒性方法。試驗(yàn)前進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，獲得4種幼魚的24 h全部死亡最低氯化鈉或碳酸氫鈉濃度和96 h全部存活最高氯化鈉或碳酸氫鈉濃度。斑重唇魚組其氯化鈉濃度分別為4.5、7.0、9.5、12.0、14.5 g/L；厚唇裂腹魚組其氯化鈉濃度分別為4.0、7.0、10.0、13.0、16.0 g/L；寬口裂腹魚組其氯化鈉濃度分別為4.0、6.0、8.0、10.0、12.0 g/L；重唇裂腹魚組其氯化鈉濃度分別為6.0、8.5、11.0、13.5、16.0 g/L。每個(gè)濃度梯度設(shè)置3個(gè)平行組和1個(gè)對照組，每個(gè)平行組20尾魚。

斑重唇魚組其碳酸氫鈉濃度分別為70、85、100、115、130 mmol/L；厚唇裂腹魚組其碳酸氫鈉濃度分別為60、75、90、105、120 mmol/L；寬口裂腹魚組其碳酸氫鈉濃度分別為80、90、100、110、120 mmol/L；重唇裂腹魚組其碳酸氫鈉濃度分別為60、70、80、90、100 mmol/L。每個(gè)濃度梯度設(shè)置3個(gè)平行組和1個(gè)對照組，每個(gè)平行組20尾魚。

整個(gè)試驗(yàn)過程中每個(gè)試驗(yàn)組10 L溶液，保持充氣。為確保試驗(yàn)過程中水體清潔穩(wěn)定，每24 h更換20%水量，試驗(yàn)進(jìn)行96 h，連續(xù)觀察記錄前12 h魚在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)情況并記錄24、48、72、96 h的死亡數(shù)，及時(shí)撈出死亡個(gè)體(以實(shí)驗(yàn)魚靜臥水箱底部、呼吸停止、用玻璃棒觸碰無反應(yīng)為死亡標(biāo)準(zhǔn))。

1.3 數(shù)據(jù)分析

本研究中幼魚體長和體質(zhì)量的數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±S.D.)來表示。篩選比較四種裂腹魚鹽堿耐受能力時(shí)，使用SPSS 26.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan法進(jìn)行多重比較，顯著性水平設(shè)為0.05。

單一因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果運(yùn)用改良寇氏法分析計(jì)算半致死濃度以及95%置信區(qū)間：

lg=-(∑-05);

95%置信區(qū)間=lg(lg±1.96SD)，

式中，為最高濃度對數(shù)，為濃度對數(shù)差，為死亡率，為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物數(shù)，SD為標(biāo)準(zhǔn)差。

采用直線內(nèi)插法估計(jì)安全質(zhì)量濃度(safe quality concentration，SC，%)：

SC=0.1×96 h LC

2 結(jié)果

2.1 氯化鈉急性脅迫下的死亡率

氯化鈉急性耐受性試驗(yàn)過程中，對照組中幼魚的行為始終正常，無死亡個(gè)體，水質(zhì)清澈。在不同濃度的氯化鈉急性耐受性試驗(yàn)組中，幼魚反應(yīng)強(qiáng)烈，具體表現(xiàn)為貼壁亂游，鰓蓋活動(dòng)頻率加快，反應(yīng)強(qiáng)度隨著濃度的增加而加強(qiáng)。4種裂腹魚幼魚開始死亡時(shí)間各不相同，斑重唇魚為5.5 h(濃度14.5 g/L)，厚唇裂腹魚為7.5 h(濃度16.0 g/L)，寬口裂腹魚為4.0 h(濃度12.0 g/L)，重唇裂腹魚為8.0 h(濃度16.0 g/L)。死亡前幼魚不能正常游動(dòng)，體表無光澤(圖1)。

圖1 裂腹魚幼魚在氯化鈉急性脅迫下死亡

4種裂腹魚幼魚在不同氯化鈉濃度條件下的累計(jì)死亡率見表1，死亡率隨著時(shí)間的延長、濃度的增加而增大。斑重唇魚在12 h濃度7.0 g/L時(shí)未出現(xiàn)死亡，濃度達(dá)到14.5 g/L死亡率達(dá)到68.33%，24 h全部死亡。厚唇裂腹魚在12 h濃度7.0 g/L時(shí)未出現(xiàn)死亡，濃度為16.0 g/L時(shí)，死亡率達(dá)到73.33%。寬口裂腹魚在48 h濃度6.0 g/L時(shí)未出現(xiàn)死亡，濃度上升至12.0 g/L時(shí)，死亡率為95.00%。重唇裂腹魚24 h內(nèi)在濃度11.0 g/L時(shí)死亡率較低，在16.0 g/L時(shí)死亡率達(dá)到91.67%，當(dāng)暴露時(shí)間至72 h時(shí)全部死亡。

表1 不同氯化鈉濃度條件下裂腹魚幼魚的死亡率

4種裂腹魚幼魚的氯化鈉半致死濃度(LC)見表2，斑重唇魚24、48、72、96 h LC分別為9.9、8.3、7.4、6.5 g/L，安全質(zhì)量濃度(SC)為0.7g/L；厚唇裂腹魚24、48、72、96 h LC分別為12.8、10.6、9.5、8.6 g/L，SC為0.9 g/L；寬口裂腹魚24、48、72、96 h LC分別為9.3、7.8、6.7、6.2 g/L，SC為0.6 g/L；重唇裂腹魚24、48、72、96 h LC分別為12.6、11.4、10.3、10.00 g/L，SC為1.0 g/L。4種裂腹魚幼魚的氯化鈉急性耐受能力順序?yàn)椋褐卮搅迅刽~>厚唇裂腹魚>斑重唇魚>寬口裂腹魚。根據(jù)圖2，4種裂腹魚氯化鈉LC隨著暴露時(shí)間延長而減小且四種裂腹魚48、72、96 h時(shí)的LC差異均顯著。

圖2 4種幼魚相同暴露時(shí)間下氯化鈉LC50比較

表2 4種裂腹魚幼魚在不同氯化鈉濃度條件下的LC50

2.2 碳酸氫鈉急性脅迫下的死亡率

碳酸氫鈉急性耐受性試驗(yàn)過程中，對照組中幼魚的行為始終正常，無死亡個(gè)體，水質(zhì)清澈。在不同濃度的碳酸氫鈉試驗(yàn)組中，幼魚魚體分泌大量黏液，水質(zhì)渾濁且表面漂浮泡沫。4種裂腹魚幼魚開始死亡時(shí)間各不相同，斑重唇魚為4.0 h(濃度130 mmol/L)，厚唇裂腹魚為5.0 h(濃度120 mmol/L)，寬口裂腹魚為5.5 h(濃度120 mmol/L)，重唇裂腹魚為4.0 h(濃度100 mmol/L)。死亡幼魚眼睛、背鰭、尾鰭、臀鰭充血，腹部充滿腹水(圖3)。

圖3 裂腹魚幼魚在碳酸氫鈉急性脅迫下死亡

4種裂腹魚幼魚在不同碳酸氫鈉濃度條件下的累計(jì)死亡率見表3，死亡率隨著時(shí)間的延長、濃度的增加而增大。斑重唇魚在12 h濃度85 mmol/L時(shí)未出現(xiàn)死亡，濃度達(dá)到130 mmol/L 死亡率達(dá)到38.33%，96 h時(shí)全部死亡。厚唇裂腹魚在12 h濃度90 mmol/L 時(shí)未出現(xiàn)死亡，濃度為120 mmol/L時(shí)，死亡率達(dá)到18.33%，96 h時(shí)全部死亡。寬口裂腹魚在12 h濃度90 mmol/L 時(shí)未出現(xiàn)死亡，濃度上升至120 mmol/L時(shí)，死亡率為41.67%，96 h時(shí)全部死亡。重唇裂腹魚24 h內(nèi)在濃度70 mmol/L時(shí)死亡率較低，在100 mmol/L時(shí)死亡率達(dá)到83.33%，當(dāng)暴露時(shí)間至48 h時(shí)全部死亡。

表3 不同碳酸氫鈉濃度條件下裂腹魚幼魚的死亡率

4種裂腹魚幼魚的急性碳酸氫鈉LC見表4，斑重唇魚24、48、72、96 h LC為112.3、102.7、91.4、88.5 mmol/L，SC為8.9 mmol/L；厚唇裂腹魚24、48、72、96 h LC為107.2、97.6、88.8、81.3 mmol/L，SC為8.1 mmo/L；寬口裂腹魚24、48、72、96 h LC為110.9、103.9、98.6、94.3 mmol/L，SC為9.4 mmol/L；重唇裂腹魚24、48、72、96 h LC為86.3、77.9、73.9、72.1 mmol/L，SC為7.2 mmol/L。4種裂腹魚幼魚的碳酸氫鈉急性耐受能力順序?yàn)椋簩捒诹迅刽~>斑重唇魚>厚唇裂腹魚>重唇裂腹魚。根據(jù)圖4，4種裂腹魚LC隨著暴露時(shí)間延長而減小。當(dāng)暴露時(shí)間為24 h和48 h時(shí)，斑重唇魚和寬口裂腹魚LC差異不顯著，暴露時(shí)間大于48 h時(shí)，兩者LC差異顯著。

表4 4種裂腹魚幼魚在不同碳酸氫鈉濃度條件下的半致死濃度

圖4 4種幼魚相同暴露時(shí)間下碳酸氫鈉半致死濃度比較

3 討論

3.1 幼魚對氯化鈉的急性耐受能力

為適應(yīng)水體的復(fù)雜環(huán)境條件，魚類進(jìn)化出比陸生動(dòng)物更為發(fā)達(dá)的離子和滲透壓調(diào)節(jié)機(jī)制，從而保證內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。其中氯化鈉濃度是復(fù)雜水體環(huán)境中的一個(gè)重要的因子，魚類的能量收支、生長發(fā)育、鰓部氯細(xì)胞數(shù)量及分布和Na/K-ATPase活性等均受到氯化鈉濃度影響。適量的氯化鈉濃度可以使魚類保持良好的生長性能并增強(qiáng)其免疫能力，但當(dāng)氯化鈉濃度超過魚類的耐受能力后，魚類體內(nèi)鹽分大量積累，高濃度氯化鈉對鰓和皮膚等器官造成傷害，并擾亂魚類自身體內(nèi)環(huán)境滲透平衡，進(jìn)而破壞魚類正常生理機(jī)能，甚至造成死亡。

本研究中，4種裂腹魚幼魚對氯化鈉濃度耐受能力表現(xiàn)與澎澤鯽幼魚、花鱸幼魚一致，均為“閥值型”，即當(dāng)氯化鈉濃度超出一定限度時(shí)，幼魚隨著氯化鈉濃度的升高而出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的原因可能是隨著氯化鈉濃度的增加以及試驗(yàn)脅迫時(shí)間的延長，魚類消耗大量能量用于維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，調(diào)節(jié)滲透壓所需能量通常占基本生命活動(dòng)所必需總能量的10%～20%，甚至超過50%，當(dāng)應(yīng)激時(shí)間過長，能量消耗殆盡，魚類體內(nèi)大量鹽分無法排出，失去的水分不能獲得補(bǔ)充，內(nèi)環(huán)境平衡破壞，魚類出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。

不同研究中試驗(yàn)條件和魚類規(guī)格有所差異，表5可以大致看出：斑重唇魚、厚唇裂腹魚、寬口裂腹魚、重唇裂腹魚對氯化鈉的耐受能力一般，僅高于歐鲇與葉爾羌高原鰍。本試驗(yàn)用水鹽度為1.7～1.9，鹽度較大，這可能是造成4種裂腹魚幼魚鹽度LC數(shù)值較低的原因之一；同屬裂腹魚亞科的青海湖裸鯉()，規(guī)格為(12.52±0.32)g，對氯化鈉的急性耐受能力較高，通過組織學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，為了適應(yīng)高鹽堿、低溶氧的高原水體環(huán)境，青海湖裸鯉鰓絲上布滿毛細(xì)血管且鰓耙多而密，可以更好地維持其生理活動(dòng)，提高自身存活率。本研究僅以四種裂腹魚幼魚為研究對象，并未涉及較大規(guī)格個(gè)體的耐受能力研究及其組織學(xué)觀察，四種裂腹魚對氯化鈉耐受能力機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

3.2 幼魚對碳酸氫鈉的急性耐受能力

高碳酸鹽堿度脅迫會(huì)導(dǎo)致魚類產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，其體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的有害氧自由基或者磷酸化的產(chǎn)物，大多數(shù)魚類將80%的氮廢物以氨的形式排出到水體中，而H捕獲的NH擴(kuò)散是清除氮廢物的主要途徑。在過高的碳酸鹽堿度條件下，魚類體內(nèi)酸堿緩沖體系受到干擾，體內(nèi)NH擴(kuò)散梯度遭到破壞，血液中氨的含量大量提升，從而造成魚類堿中毒現(xiàn)象的發(fā)生。

試驗(yàn)過程中，死亡幼魚個(gè)體體表分泌粘液較多，尾鰭充血現(xiàn)象明顯，黑色腹水聚集在魚的胸腔與腹部。其造成這些現(xiàn)象的重要原因是幼魚在高堿度水環(huán)境中，出現(xiàn)堿中毒現(xiàn)象，皮膚以及器官受到了損傷，體內(nèi)內(nèi)環(huán)境和緩沖系統(tǒng)遭到破壞，生理活動(dòng)無法正常進(jìn)行，從而導(dǎo)致幼魚死亡。

表5可以看出：4種裂腹魚幼魚對碳酸氫鈉的急性耐受能力(96 h LC>72 mmol/L)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐鲇和葉爾羌高原鰍，與草魚()、鰱()、黑龍江泥鰍(Dybowsky)、大鱗副泥鰍(Sauvage)、黃鱔、灘頭雅羅魚(Dybowski)對碳酸氫鈉的急性耐受能力相似，這說明4種裂腹魚幼魚的對碳酸氫鈉的急性耐受能力較高。研究表明，具有耐高堿性的魚類可能通過降低體內(nèi)氨氮排泄速率或?qū)⒎e累的氨轉(zhuǎn)化為無毒的氨基酸或尿素，將其作為在堿性水環(huán)境中調(diào)節(jié)滲透壓的補(bǔ)充離子，從而提高了魚類在高堿水域適應(yīng)性，但有關(guān)裂腹魚對鹽堿脅迫的適應(yīng)性機(jī)理有待深入研究。斑重唇魚、厚唇裂腹魚、寬口裂腹魚、重唇裂腹魚和青海湖裸鯉都同屬裂腹魚亞科，前四者幼魚對碳酸氫鈉的急性耐受能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于青海湖裸鯉(96 h LC>150 mmol/L)，推測碳酸氫鈉對魚類的毒性與魚體的大小、年齡和生活環(huán)境等因素有著密切關(guān)系。

表5 常見魚類在不同實(shí)驗(yàn)時(shí)間下的半致死濃度(LC50)