不同温度下四指马鲅幼鱼耗氧率及其窒息点研究.pdf

渔业研究，（）：收稿日期：基金项目：广东省省级乡村振兴战略专项资金种业振兴项目（）；中国水产科学研究院基本科研业务费资助项目（）；福建省海洋服务与渔业高质量发展专项（）作者简介：林 欣（），女，硕士研究生，研究方向为鱼类生物学、分子生物学。：通信作者：区又君（），女，研究员，从事鱼类生物学、发育生物学与水产增养殖技术研究。：林 欣，谢希尧，区又君，等 不同温度下四指马鲅幼鱼耗氧率及其窒息点研究 渔业研究，（）：不同温度下四指马鲅幼鱼耗氧率及其窒息点研究林 欣，谢希尧，区又君，李加儿，吴水清（中国水产科学研究院南海水产研究所，农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室，广东 广州；大连海洋大学水产与生命学院，辽宁 大连；福建省水产研究所，福建 厦门）摘要：为探讨四指马鲅幼鱼（）在不同水温条件下耗氧率和窒息点的变化规律，试验比较了不同温度（、）对平均全长（）、平均体质量（）四指马鲅幼鱼耗氧的影响。试验结果表明：）在本试验条件下，水体温度越高，幼鱼全部死亡的时间越短，水体中所含溶解氧（）的质量浓度越高，窒息点为 ，窒息点为 ，窒息点为 ；）各温度组中幼鱼的耗氧率随试验时间的延长呈下降趋势，且温度越高，其耗氧率下降速度越快，当耗氧率从试验之初的 、（）下降到 （）时，幼鱼全部死亡，不同温度组变化减慢，相邻观测时间点浓度差异不显著（），对照组幼鱼存活率为；）试验过程中，当、温度组的 含量分别为 、时，幼鱼开始出现乱窜、焦躁不安、偶尔跃出水面以及咧鳃等现象，随着试验持续进行，幼鱼跃出水面的频次增加，鳃盖振动幅度随之增加；其剧烈应激后静卧于水底、咧鳃、抽搐，然后窒息死亡。关键词：四指马鲅；温度；耗氧率；窒息点中图分类号：文献标识码：文章编号：（）四指马鲅（）隶属于鲻形目（）、马鲅亚目（）、马鲅科（）、四指马鲅属（），俗称马友鱼，主要分布在印度、印度尼西亚、菲律宾、澳洲西部、日本以及中国沿海，在中国主要分布于台湾、福建、广东和海南等地区。四指马鲅脂肪含量较高，肉质鲜美口感细腻，是中国沿海地区名贵的鱼类之一。近年来，其人工繁育技术已经被突破，并在广东、广西、福建、海南、浙江等沿海地区被推广养殖，现已发展成为水产养殖的新品种，具有极高的经济价值和发展前景。迄今为止，有关学者已对四指马鲅的胚胎发育、盐度耐受性、消化道结构和功能细胞的发育等进行了系统研究。温度不仅会影响鱼类的生长发育，还会影响其代谢率以及生理活动。温度决定了机体内各种酶的活性，对其新陈代谢起决定性作用，渔业研究第 卷有研究结果显示，在适宜的温度范围内，鱼类的新陈代谢与其生存环境温度之间呈正相关；若温度超出适宜范围，则会影响鱼类体内的代谢和抗氧化，减弱体内消除自由基的能力，造成鱼类机体损伤。鱼类作为一类水生生物，属于变温动物，相比于恒温动物，其呼吸频率与生理状态对水温的变化更为敏感，且生长受内源和外源两种因子的调控，内源因子与鱼类的生理状况和遗传有关，外源因子则包括食物、盐度、光照以及 等，其中 被称为鱼类活动和生长的限制因子。然而由于四指马鲅的鳃盖骨很小，鳃丝面积小且疏离，氧气交换能力较差，因此水体中的溶解氧（）等对其生存有着巨大的影响。本文以四指马鲅幼鱼为研究对象，采用静水密闭呼吸室的方法进行 胁迫，通过检测不同水温条件下的耗氧速率和窒息点，探讨其在不同温度（、）条件下的呼吸代谢特征及对低氧的耐受性，观察幼鱼在低氧环境中的行为特征变化，为其在不同水温条件下的健康养殖提供参考。材料与方法 试验材料四指马鲅幼鱼为本课题组在中国水产科学研究院南海水产研究所中山科技成果转化基地自繁自育，平均全长为（），平均体质量为（）。用水车运输至南海水产研究所实验室。试验前暂养 ，玻璃鱼缸规格为 ，养殖用水 为 ，盐度为，经曝气处理后使用，暂养期间 连续充氧，每天换水 次，换水量，每天：、：和：进行饱食投喂。暂养期间，每天观察，记录幼鱼进食情况，试验前禁食 。试验方法采用静水密闭测定方法，使用圆柱玻璃瓶作为呼吸室，采用水浴法使呼吸室内水温保持稳定，试验前将玻璃瓶固定在调好温度的水槽中。随机选取体质健康、体表无损伤的幼鱼进行试验，共设置、三个温度组和一个空白组（充氧条件保持不变），其中 组为正常培育水温，、两组在 基础上每 天升温 （使用加热棒进行加热），逐渐升至设定温度后，让幼鱼适应 。每组设置 个平行，每个平行选取 尾幼鱼（试验幼鱼不重复使用）转移至 （装有 养殖水）的圆柱玻璃瓶中，并让其适应。试验开始前，对呼吸室内的水体进行充气处理，插入导管（虹吸）以抽取水样 ，测定 含量，随后用液体石蜡密封（厚度 ），防止空气进入水中。空白组与试验组使用相同设施进行同步试验，且充氧条件不变，水体不密封。试验开始后，使用 便携式多参数水质分析仪（使用前采用 碘量法校正），每隔 测量圆柱玻璃瓶中水体的 含量。试验过程中，实时监测呼吸室内水体的水温变化，观察记录幼鱼的状态，并记录呼吸室内所有幼鱼的死亡时间（死亡判别标准：当幼鱼静卧水底，鳃盖保持不动时，视为幼鱼死亡）。期间测定第一尾死亡、半数死亡和全部死亡时水体的 含量，当呼吸室中全部幼鱼死亡时结束试验。耗氧率计算公式：（）（）（）式（）中：为耗氧率 （）；为呼吸室的容积（）；为第 （、）次测得的 含量（）；为 相邻下一次测得的 含量（）；为幼鱼的体质量（）；为试验时间（）。窒息点的测定：当鱼类由于缺氧而处于昏迷状态并濒临死亡时，其水体 含量即为窒息点。本试验在 的试验幼鱼侧卧水底、无法保持平衡游动、鳃盖不再张开和闭合时所测得的 含量为窒息点。参照宋银都等研究的分类并结合本研究中四指马鲅幼鱼的具体缺氧特征，将幼鱼的缺氧特征分为 个阶段（表）。数据处理利用 和 软件对试验数据进行统计学分析，所有试验数据以“平均值 标准差（）”表示，在运用单因素方差分析的基础上，进行邓肯多重比较检验组间差异，以 为差异显著，并使用 第 期林 欣等：不不同同温温度度下下四四指指马马鲅鲅幼幼鱼鱼耗耗氧氧率率及及其其窒窒息息点点研研究究 进行相关图表的制作。表 四指马鲅幼鱼试验中缺氧阶段分期 阶段分期 特征 适宜阶段 试验开始至第 尾幼鱼出现浮头、开始躁动的时间段窒息阶段 第 尾幼鱼躁动后到第一尾幼鱼死亡的时间段死亡阶段试验中第 尾幼鱼死亡到全部死亡的时间段 结果与分析 各试验组 的变化情况本研究中，将四指马鲅幼鱼放入玻璃瓶试验容器中适应一段时间后，再测量，结果显示各温度组（、）起始 质量浓度分别为 、。水体 质量浓度随温度升高而降低，、不同温度组的试验耗时分别为、。试验结束时，水体中 质量浓度分别为 、。在不同温度条件下，温度越高，幼鱼全部死亡的时间越短。试验组前 含量变化较快，相邻观测时间点呈显著性差异（），后 含量变化减慢，相邻观测时间点浓度差异不显著（）；试验组 前 含量变化差异明显，后不显著（）；各时间点 含量变化均差异明显（图）。不同温度下四指马鲅幼鱼耗氧率变化 个温度组（、）幼鱼分别在、后开始出现死亡，该时间点为进入死亡阶段节点。各温度组中，试验鱼耗氧率随试验时长的延长呈下降趋势，随温度升高，其耗氧率下降速度加快，幼鱼全部死亡时间更短，耗氧率从试验之初的 、（）降低到 （）时，幼鱼全部死亡。在临近窒息点前偶有出现波动，但 种温度组各相邻观测时间点耗氧率差异不显著（），如图 所示。图1各组溶解氧含量变化Fig.1The change of dissolved oxygen content ineach group溶解氧含量/(mg/L)Content of dissolved oxygen40030020010001234567时间/min TimeHIJKIJKLHIHIJFGGHFEABCDDEABCABzAtustrsrpqopnoonmlkmmnjlkijihghfegfdecdcbbayzxywxvwuvtustrsqrpqopnomnlmkljkijhighfgefedcbaa22 32 27 注：不同字母表示同一温度不同时间的 含量差异性显著（）。：（）图2各温度组耗氧率的变化Fig.2Change of oxygen consumption rate in eachtemperature group耗氧率/mg/(gh)Oxygen consumption rate400300200100时间/min Time0246ddddddddddddddddddjjjccciicgcgececgecfeccecffdecdddcedcedebbdbcbbacaaaca22 32 27 四指马鲅幼鱼缺氧特征：时 为适宜阶段，为窒息阶段，为死亡阶段；时 为适宜阶段，为窒息阶段，为死亡阶段；时 为适宜阶段，为窒息阶段，为死亡阶段。不同阶段的耗氧率变化如表 所示，不同温度条件下 个阶段的耗氧速率均有降低的趋势，和 组 个阶段之间均差异显著（），在 条件下，相邻 个观测时间点无显著性差异（），而非相邻个观测时间点有显著性差异（）；各温度组适宜阶段和窒息阶段耗氧率随温度的升高而增加，且各组之间存在显著差异（），渔业研究第 卷在死亡阶段 和 差异显著（），其余组间差异不显著（）。表 幼鱼各温度组不同阶段的耗氧率 阶段 耗氧率 （）适宜 窒息 死亡 注：、表示相同温度不同阶段差异性显著（）；、表示不同温度同一阶段差异性显著（）。：、（）；、（）表 不同水温下四指马鲅幼鱼的窒息点、不适溶解氧含量和死亡溶解氧含量 ，水温 体质量 窒息点（）不适溶解氧含量（）死亡溶解氧含量（）开始死亡 半数死亡 全部死亡 不同温度下四指马鲅幼鱼的窒息点和行为响应试验初始时，幼鱼状态正常，无任何应激反应和特殊行为。随着试验时间的延长，呼吸室内 含量逐渐降低，幼鱼开始出现上下乱窜、焦躁不安、偶尔跃出水面等现象，此时、温度组的 含量分别为 、。随着试验持续进行，幼鱼跃出水面的频次增加，鳃盖振动幅度随之增加；之后静卧于水底、咧鳃、抽搐，然后窒息死亡。当呼吸室内试验幼鱼半数死亡时，水体中 含量即为四指马鲅幼鱼窒息点。窒息点为 ；窒息点为 ；窒息点为 ，结果显示四指马鲅幼鱼的窒息点随着水体温度的上升而升高，各组之间呈显著性差异（）。幼鱼开始死亡到全部死亡的 含量变化如下：由 降至 ，下降了 ；试验组由 下降至 ，下降了 ；试验组由 下 降 至 ，下 降 了 （表）。讨论 水温及水体 对四指马鲅幼鱼耗氧的影响水温变化的影响主要表现在养殖动物呼吸频率和新陈代谢的改变等方面。在适温范围内，水温升高，呼吸频率增快，代谢作用增强，耗氧量增大；若超出适温范围，温度的迅速变化则会导致新陈代谢速度的改变，渗透压调节和免疫系统功能低下等问题，甚至会导致水生动物体内各种酶的失活，从而引起鱼类的死亡。研究表明：养殖水体中的饱和 含量随着水温的上升 第 期林 欣等：不不同同温温度度下下四四指指马马鲅鲅幼幼鱼鱼耗耗氧氧率率及及其其窒窒息息点点研研究究而降低，这与本研究中、三个温度条件下，水温与水体中起始 含量呈负相关一致。本试验开始前，幼鱼在水温较高的水体中充氧适应时，幼鱼游动速度更快，对氧的需求更高，因此导致试验初始时水中 含量较低（四指马鲅幼鱼极易因操作而产生应激，可能会影响后续数值的准确性，需要先适应再测定相关数值），表明四指马鲅幼鱼的耐低氧能力随温度的升高而减弱。当水体温度为 时，试验进行 后水体 含量变化幅度减小；时封闭 后 含量变化趋于平缓；条件下各时间点的 含量变化均差异明显。水温对四指马鲅幼鱼行为、耗氧率及窒息点的影响 水温对四指马鲅幼鱼行为及耗氧率的影响温度会影响水体中 的含量，水体中温度和 的变化对鱼类的生长、发育以及新陈代谢起着很大的作用，。本研究各温度组四指马鲅幼鱼的耗氧率随温度的升高而升高，但随时间的延长而呈下降趋势，且各温度组间也存在明显差距。相关研究表明温度对条石鲷（）幼鱼耗氧率的影响较大，这与本研究结论一致。幼鱼为保证其体内的新陈代谢，相应的组织和脏器的活力会增强，体内酶的活性也会加强，导致其对基础代谢需求增加，具体表现为耗氧率上升。本试验开始阶段，幼鱼耗氧率在不同水温条件下均出现一定的起伏，整体上表现出缓慢下降的趋势，但各时间点耗氧率的变化无明显差别，表明在此阶段水体 含量能够满足幼鱼的正常耗氧需要，鱼体此时处于适宜阶段，暂未出现缺氧现象。对不同水温下幼鱼在适宜阶段的耗氧率进 行 比 较，组 之 间 耗 氧 率 差 异 显 著（），结果表明在这阶段内水温成为影响幼鱼耗氧率的主要因素。随着试验继续进行，呼吸室内水体 含量下降，幼鱼开始出现应激，具体表现为：跃出水面及咧鳃等现象，表明此时水中 含量过低，幼鱼出现应激胁迫状态，鱼体处于窒息阶段。随着试验时长的增加，呼吸室内 含量降低，幼鱼的耗氧率也逐渐降低，表明四指马鲅幼鱼以减少基础耗氧率来维持其生命活动；窒息阶段时，各组四指马鲅幼鱼的耗氧率在 种水温条件下差异明显，表明在这阶段水温对幼鱼的耗氧仍有很大的影响（图）。通过对四指马鲅幼鱼开始死亡时水体中的 含量进行分析（表），并结合各组 含量变化（图），个温度组中幼鱼分别在、后开始出现死亡，该时间点为进入死亡阶段节点，表明水体 含量过低会影响幼鱼正常的生命活动，并对鱼体造成严重损伤。在严重低氧情况下，幼鱼活力下降，导致耗氧量降低。在死亡阶段时，对 种水温下四指马鲅幼鱼的耗氧率进行比较，组与 组之间差异显著（），组与 组之间差异不显著（），表明此阶段温度和低氧共同影响幼鱼的耗氧率。在不同水温条件下，四指马鲅幼鱼在 个阶段的耗氧率呈逐渐下降趋势，且各阶段之间存在显著差异（），结果表明 个阶段的四指马鲅幼鱼呼吸代谢速率存在明显差异（表）。水温对四指马鲅幼鱼行为及窒息点的影响鱼体生存的水环境温度发生变化时，其不同组织 和 器 官 对 的 耐 受 能 力 也 发 生 了 改变。本研究中开始阶段四指马鲅幼鱼状态如常，未见应激反应，表明此阶段水体 含量能满足幼鱼的正常耗氧需求。本试验中后续四指马鲅幼鱼开始出现上下窜动、焦躁、浮头等现象，表明此阶段随着呼吸室内 含量降低，已经无法满足幼鱼维持正常生命活动的耗氧需求，出现低氧应激状态，因此水中 含量不足会对幼鱼产生不利影响。窒息点是衡量鱼类代谢水平的重要指标，在实际生产养殖和运输等操作过程中极具指导意义。本试验中，窒息点可直接反映四指马鲅幼鱼的耐低氧能力，研究结果表明温度越高，幼鱼的耐低氧能力越差，与大口黑鲈（）和 锦 鲤（）的研究结果相似。各组四指马鲅幼鱼的窒息点在 种温度之间差异显著（），表明水温变化对其窒息点产生明显的影响。在不同水温下，四指马鲅幼鱼出现不适 含量和窒息点 含量有一定的差值范围，分别为 、渔业研究第 卷、（图）。因此，在养殖过程中要及时监测水体 含量，预防因低氧引起的一系列疾病。与黄鳍鲷（）相比，在相同水温 条件下，四指马鲅的耗氧率与窒息点均高于黄鳍鲷；与其他海水鱼的耗氧率与窒息点相比较（表），其与同属鲻形目的鲻（）耗氧率相似，但窒息点较高。本研究发现四指马鲅幼鱼耗氧率均高于其他海水鱼类，表明四指马鲅幼鱼对低氧的耐受性较差，对水体 含量要求较高。不同鱼类窒息点和耗氧率的比较耗氧率和窒息点是鱼类生理学中的重要参数指标，窒息点是不同鱼类对 含量的要求和对低氧耐受力的重要参数 。相关研究表明，急性低氧胁迫会造成四指马鲅幼鱼肝脏等组织的损伤而应激死亡。经过一系列的试验，本研究结果显示四指马鲅幼鱼在 条件下的窒息点和耗氧率分别为（）、（）（），比多数鱼类的耗氧率和窒息点高（表）。表 不同海水鱼类耗氧率和窒息点对比 种类 体质量 温度 窒息点（）耗氧率 （）参考文献四指马鲅 本研究黄鳍鲷 李加儿等鲻 李加儿等花鲈 崔宽宽等大泷六线鱼 于燕光等金钱鱼 蒋飞等秀丽高原鳅 王志飞等赤点石斑鱼 杨婧曦等 结论综上所述，四指马鲅幼鱼在不同水温和 含量下的耗氧率和窒息点的变化规律如下：四指马鲅幼鱼的耗氧能力随着水温上升而升高，但随着 含量的下降而降低；四指马鲅幼鱼的耗氧率较高，对氧的需求较大，且低氧耐受能力较差。窒息点为 ，窒息点为 ，窒息点为 。本文研究的四指马鲅幼鱼在不同水温下的耗氧率规律以及窒息点的变化，可为四指马鲅健康养殖、合理生产以及苗种运输提供参考。参考文献：孙典荣，陈铮 南海鱼类检索上册 北京：海洋出版社，：沈世杰 台湾鱼类志 台北：台湾大学动物学系，：郑慈英 珠江鱼类志 北京：科学出版社，：朱元鼎，张春林，成庆泰 东海鱼类志 北京：科学出版社，：庄平，王幼槐，李圣法，等 长江口鱼类 上海：上海科学技术出版社，：牛莹月，罗志平，区又君，等 不同盐度对四指马鲅幼鱼存活及鳃组织形态变化的影响 南方农业学报，（）：谢木娇，区又君，李加儿，等 不同发育阶段的四指马鲅消化道组织学比较研究 南方水产科学，（）：谢 木 娇，区 又 君，温 久 福，等四 指 马 鲅（）受精卵和仔鱼对不同盐度的耐受性 生态学杂志，（）：谢木娇，区又君，李加儿，等 四指马鲅稚鱼、幼鱼和成鱼消化道黏液细胞组织化学研究 中国细胞生物学学报，（）：第 期林 欣等：不不同同温温度度下下四四指指马马鲅鲅幼幼鱼鱼耗耗氧氧率率及及其其窒窒息息点点研研究究 张永泉，尹家胜，徐革峰，等 水温和体重对白斑红点鲑临界游泳速度和游动耗氧率的影响 水生生物学报，（）：亢玉静，郎明远，赵文水生生物体内抗氧化酶及其影响因素研究进展 微生物学杂志，（）：，（）：区又君，陈世喜，王鹏飞，等 低氧环境下卵形鲳鲹的氧化应激响应与生理代谢相关指标的研究 南方水产科学，（）：宋银都，唐首杰，赵金良 鳜幼鱼窒息点、耗氧率的初步研究 水产养殖，（）：杨婧曦 赤点石斑鱼苗种耗氧率与窒息点的初步研究 海洋湖沼通报，（）：，：，（）：，：，（）：闫茂仓，单乐州，谢起浪，等 温度、盐度及体重对条石鲷幼鱼耗氧率和排氨率的影响 海洋科学进展，（）：饶胡敏，黄旺银 影响水体中溶解氧含量因素的探讨 盐科学与化工，（）：区又君，刘奇奇，温久福，等 急性低温胁迫对四指马鲅幼鱼肝脏、肌肉以及鳃组织结构的影响 生态科学，（）：杨斯琪，郑洪武，孙颖，等 氨氮、温度和体重对大口黑鲈（）幼鱼耗氧率和窒息点的影响 海洋与湖沼，（）：蔡磊，白俊杰，李胜杰，等 大口黑鲈幼鱼低温耐受、耗氧率和窒息点研究 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