黑斑原鮡对急性高温耐受性的研究.pdf

渔业研究，（）：收稿日期：基金项目：华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司科研项目（）作者简介：曾荣俊（），男，高级工程师，学士，研究方向：水电厂生态环境保护。：曾荣俊，刘晓锐，耿庆宝，等 黑斑原对急性高温耐受性的研究 渔业研究，（）：黑斑原对急性高温耐受性的研究曾荣俊，刘晓锐，耿庆宝，唐雪梅，方媛林，吴 雷，张 欢，顾正选，禹 猛（华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司藏木水电厂，西藏 山南；四川律贝生物科技有限公司，四川 成都；武汉中科瑞华生态科技股份有限公司，湖北 武汉）摘要：为探究黑斑原（）鱼苗与成鱼对急性高温胁迫的耐受情况，本研究测定了鱼苗与成鱼在不同急性高温胁迫下的半致死时间，以及成鱼的呼吸频率。结果表明：黑斑原鱼苗的半致死时间（）随水温的升高而缩短，不同水温组的半数死亡时间存在显著差异（），其中 组在 可达到半数死亡，则为 ；在高温胁迫下，成鱼的呼吸频率显著升高，组的半致死时间（）为 ，远短于鱼苗在该水温下的半致死时间。急性高温胁迫下黑斑原鱼苗的耐受能力强于成鱼，但两者均容易在短期内发生大量死亡，因此在养殖过程中应时刻关注水温的变化。关键词：黑斑原；鱼苗；成鱼；急性高温胁迫；半致死时间中图分类号：文献标识码：文章编号：（）黑斑原（），隶属于鲇形目（）、科（）、原属（），是中国唯一的原属鱼类，仅分布在中国境内的雅鲁藏布江水系，栖息地海拔约 ，具有较高的经济价值和药用价值，同时也是研究适应高海拔鱼类的重要物种。近年来受水利工程、过度捕捞、外来入侵物种等的影响，野生黑斑原的资源量和分布范围均日趋减少，加之其生长缓慢、性成熟晚，种群资源难以恢复，现已被 中国生物多样性红色名录 列为极危（）物种。因此，保护黑斑原种质资源、推动苗种繁育技术的研究迫在眉睫。鱼类为变温动物，在鱼体可承受的温度范围内，随着水温的升高，鱼体的生理代谢水平也相应升高，但当水温高于鱼体的可承受范围时，鱼类的摄食量、代谢水平、生长速率等会相应降低，甚至出现死亡现象。近年来随着全球气候变化，极端天气频现，水温也随之发生相应的变化，而温度又在很大程度上影响着鱼类对栖息地的选择。因此探究鱼类的生存温度阈值对应对短期内环境温度巨变和分析鱼类地理分布格局成因具有十分重要的作用。黑斑原为冷水性鱼类，栖息地年平均水温在 以下，对水温变化较为敏感。研究表明，黑斑原胚胎在 均可孵化，其中 为其早期发育的最佳温度。目前针对黑斑原的急性高温胁迫，探究其生存温度阈值的相关研究尚未见报道。因此，本研究拟探究黑斑原鱼苗和成鱼在急性高温胁迫下的死 第 期曾荣俊等：黑黑斑斑原原对对急急性性高高温温耐耐受受性性的的研研究究亡 率 以 及 半 致 死 时 间（，），旨在为黑斑原应对高温胁迫的机制研究与健康养殖提供基础数据。材料与方法 试验材料黑斑原鱼苗和成鱼均为 年 月 日至 月 日收集的黑斑原亲鱼及在西藏拉萨雅鲁藏布江鱼类资源繁育基地所繁殖的子一代。试验开始前，先将试验鱼移至水温约 （与原饲养水温相近）的全自动控温水族箱中暂养一周，试验用水的 为（），溶解氧浓度 。试验开始前禁食，整个试验期间不投喂饵料。试验方法 预试验选择 尾体质健壮的黑斑原鱼苗，随机分成 组，温度分别设定为、，试验进行，在试验期间不进行饵料投喂。根据 内出现黑斑原半数死亡的最低温度，再进行后续试验。鱼苗急性高温胁迫试验根据预试验结果，发现在 及以下水温时，黑斑原鱼苗未出现大量死亡，内未出现半数死亡。因此，本试验设置、个胁迫温度，随机选取 尾无病无伤、体质健壮的开口 左右的黑斑原鱼苗 平均体质量为（）、平均全长为（），分成 个处理组，每组 个平行。试验开始时，先将黑斑原鱼苗放入水族箱，再 逐 渐 调 高 水 温，温 度 上 调 频 率 为 ，直到水族箱内的水温分别达到、。所选黑斑原鱼苗分别放入编号为 号的 个室内全自动控温水族箱，每个水族箱用亚克力隔板平均分成 格，其中 号水族箱每格 尾（基于 水温预实验时，黑斑原鱼苗 内出现半致死率的时间较长，因此在正式实验时增加其数量），号水族箱每格尾。在水族箱水温分别达到预设温度后，开始连续观察并记录死亡黑斑原鱼苗的个体数量与相应的时间，统计死亡率达、所用的时间，待 出现时停止记录。成鱼急性高温胁迫试验为比较黑斑原鱼苗与成鱼耐受性的差异，根据鱼苗的试验结果，选择在 内出现 的最低水温进行成鱼急性高温胁迫试验。随机选取黑斑原成鱼 尾作为试验对象，分为对照组和试验组，每组 尾，每组设置 个平行。黑斑原成鱼放入用亚克力隔板平均分成 格的室内全自动控温水族箱中，每格 尾。对照组水温保持在 ；试验组的黑斑原成鱼放入水族箱后，按 将水温调至 。连续观察并测定水体溶解氧、试验鱼每 的平均呼吸频率，由于黑斑原成鱼数量较少，因此试验中连续记录试验组黑斑原的死亡情况，并计算其死亡率，待到达半致死时间时，停止记录。数据统计与分析采用 和 对所得数据进行统计与分析，数据以平均值 标准差（）进行表示。对急性高温胁迫下不同水温处理组黑斑原鱼苗达到相应死亡率所用的时间进行单因素方差分析（），表示差异显著。结果 急性高温胁迫对黑斑原鱼苗的影响试验结果（表）表明，在 水温范围内，黑斑原鱼苗死亡速度随水温的升高而明显加快。当水温达 及以上温度时，黑斑原鱼苗在 内均出现了半致死率（此时即为），在水温 时的 为 ，为 ，而当水温达到 时，黑斑原鱼苗死亡速度快速增加，在 内即达到了的死亡率。这说明水温越高，半致死时间越短，对黑斑原鱼体的伤害越大。急性高温胁迫对黑斑原成鱼的影响急性高温胁迫对水体溶解氧与黑斑原成鱼呼吸频率的影响结果如表 所示。在急性高温胁迫中，试验组水体的溶解氧浓度显著低于对照组（），黑斑原成鱼呼吸频率显著高于对照组（）。渔业研究第 卷表 急性高温胁迫下黑斑原鱼苗达到相应死亡率所用的时间 温度 致死时间 （）注：不同小写字母表示不同温度组到达同一死亡率时的时间存在显著差异（），相同则无差异（）。：（），（）表 急性高温胁迫对水体溶解氧与黑斑原成鱼呼吸频率的影响 组别温度 溶解氧（）呼吸频率（次）对照组 试验组 注：表示试验组与对照组间存在显著差异（）。：（）表 急性高温胁迫下黑斑原的死亡情况 时间 累计死亡数 累计死亡率 注：开始时间记为 。：试验结果（表）表明，在 水温条件下，黑斑原成鱼在试验开始后的 即出现死亡，死亡率为 ，在 死亡率达到 ，明显短于同样温度条件下的鱼苗。这说明急性高温胁迫下黑斑原成鱼的耐受能力较鱼苗弱。讨论鱼类属于变温动物，生理活动易受到外界温度的影响，随着温度的变化，鱼体的能量代谢、生长均随着酶活性的变化而受到影响。已有的研究表明，当水温超过鱼体的最适温度范围时，鱼类的摄食量、代谢酶活力等会相应降低，直至鱼类死亡，。本试验结果表明，当水温达 及以上时，黑斑原鱼苗和成鱼在 内均出现了半致死时间（），水温越高，半致死时间越短，组间差异显著（）。另有研究表明，与半致死浓度（）具有较强的相关性，二者均可衡量毒物毒性。由此可 第 期曾荣俊等：黑黑斑斑原原对对急急性性高高温温耐耐受受性性的的研研究究以看出，温度越高对鱼体的伤害越大。这可能是因为随着温度的升高，细胞代谢增加，导致活性氧（）增加，而黑斑原又长期生活在寒冷的环境中，对于氧化应激可能具有先天的生理敏感性。在本研究中，高温状态下水体溶解氧浓度降低，黑斑原成鱼的呼吸频率加快。在气候变化的情况下，随着温度的升高，水体溶解氧饱和度会相应降低，这与本研究结果一致。鱼类大规模死亡事件的发生，常与水体溶解氧浓度的降低有关。在对 种海水养殖鱼类幼鱼 豹纹鳃 棘 鲈（）、驼 背 鲈（）、棕点石斑鱼（）、赤点石斑鱼（）和珍珠龙胆石斑鱼（）及淡水鱼类 鲤鱼（）进行研究时，发现鱼类的呼吸频率与温度呈正相关，水体温度越高，呼吸频率越快，窒息越快，这与本研究的结果一致。在变温生物中，温度变化的补偿是通过生理过程实现的，例如通过调节呼吸频率和代谢率来适应温度变化。因此在高温环境中鱼类的呼吸频率加快，可能与鱼体红细胞数量的减少、水体的溶解氧浓度的降低和鱼体的需氧量增加有关。这也就可以解释黑斑原鱼苗的 随温度升高而显著缩短的原因。本研究中，在 高温胁迫下，黑斑原成鱼的 为 ，远短于鱼苗的 ，这说明急性高温胁迫下黑斑原鱼苗的耐受能力较成鱼强。在对不同生长阶段的鱼类的低氧耐受性研究中也发现，幼鱼观测到的最低效应浓度低于成鱼，幼鱼更耐低氧。而且对拉萨裂腹鱼（）温度耐受性的研究还发现，小规格拉萨裂腹鱼的极限高温高于中规格和大规格，这与本研究的结果较为一致。但鱼类在成年后的体长与热耐受性间不存在显著的相关性，此外澳洲鳗鲡（）对水温的耐受性随体质量的增加而增加。综上可知，不同鱼类在不同生长阶段的耐受性可能会因物种而不同，没有统一的界限。在查阅文献的过程中，发现有关鱼类不同生长阶段的耐受性的差异及其内在机理变化的研究文献较少，但对于健康养殖来说，了解鱼类不同生长阶段的生理机能、对某一环境因子的耐受情况十分重要。结论本研究进行了黑斑原鱼苗和成鱼的急性高温胁迫试验，结果显示：在试验水温内，黑斑原鱼苗的 随水温的升高而缩短，成鱼在高温胁迫下的呼吸频率会显著升高，远低于在相同水温下鱼苗的，说明黑斑原鱼苗的高温耐受能力高于成鱼。在高温胁迫下，黑斑原鱼苗和成鱼在短期内容易发生大量死亡，因此在养殖过程中应时刻关注水温的变化。但本研究仅测定了高温胁迫下黑斑原鱼苗与成鱼的，而未对其代谢机理、高温胁迫响应机制进行研究，因此后续可针对该方面进行更深入的研究。参考文献：陈美群，李宝海，周建设，等 黑斑原的生物学研究进展 安徽农业科学，（）：，（）：潘瑛子，李宝海，格桑加措，等 西藏黑斑原胚胎发育观察 中国水产科学，（）：张锦瀛 低温胁迫对虹鳟生长、肠道菌群以及免疫相关基因影响的研究 武汉：华中农业大学，王万良，周建设，扎西拉姆，等 基于转录组分析温度诱导黑斑原（）选择性剪接的变化 水产学杂志，（）：邵彦翔 石斑鱼对温度胁迫的耐受性研究 大连：大连海洋大学，林国文 珍珠龙胆石斑鱼对水温、盐度和低溶解氧耐受能力的初步研究 渔业研究，（）：，：，（）：周建设，王万良，朱挺兵，等 黑斑原肌肉营养成分与品质评价 水产科学，（）：渔业研究第 卷 李磊，刘欣苑，周荣攀，等 温度对黑斑原胚胎发育的影响 中南农业科技，（）：张颖，吕伟华，卢彤岩，等 温度对黑斑原仔鱼生长的影响 水产学杂志，（）：郭红会，胡振，张金刚，等 鱼类环境耐受性与抗逆性育种研究进展 水产学报，（）：黄天晴，董福霖，刘恩慧，等 热应激对鱼类生命活动影响的研究进展 水产学杂志，（）：，孙婕 小型鱼监测污染源废水毒性的时间效应研究 长春：吉林农业大学，：，：，（）：，：，：陈婉情，吴洪喜，吴亮，等 种海水养殖鱼类幼鱼的耗氧率及窒息点 海洋学研究，（）：，（），：，（）：何林强，王万良，曾本和，等 不同规格拉萨裂腹鱼温度耐受性研究 水生生物学报，（）：，（）：魏金生，江兴龙，王泽旭，等 澳洲鳗鲡（）不同生长阶段的生物学耐受性特征及其演变趋势 海洋与湖沼，（）：第 期曾荣俊等：黑黑斑斑原原对对急急性性高高温温耐耐受受性性的的研研究究 ，（，；，；，）：，（），（），（），：；