叶尔羌高原鳅早期发育及盐碱适应生理机制

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叶尔羌高原鳅Triplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day),地方名:狗头鱼(Dog-head)。属鲤形目(Cyprinidformes)、鳅科(Cobitidae)、条鳅亚科(Nemachilinae)、高原鳅属(Triplophysa)、鼓鳔鳅亚属(Hedinichthys);曾广泛分布于塔里木河水系,是优势特有鱼类,是塔里木河水系中生长较快、个体较大的一种鳅科鱼类,最大个体长达33.0 cm、体重425 g。2015年,环境保护部和中国科学院联合编制《中国生物多样性红色名录-脊椎动物卷》中叶尔羌高原鳅被定为“易危(VU)”。《新疆维吾尔自治区重点保护水生野生动物名录》(2018,修订),列为Ⅱ级重点保护水生动物。2015年1月2018年12月,在塔里木河水系采集叶尔羌高原鳅528尾、其他高原鳅鱼类199尾、外来鱼类2037尾,共计采集鱼类2764尾,以及通过塔里木大学水产试验站养殖样本2000尾。通过对样本进行测定、分析和处理,对叶尔羌高原鳅早期发育和盐碱耐受生理机制进行了研究。获得主要结论如下:1.塔里木河水系渔业调查中发现,阿拉尔点水温较高,台特玛湖最低约为14℃,与其他采样点差异显著(p<0.05);溶解氧、温度和pH值基本相差无几;盐碱浓度,阿拉尔、台特玛湖、盖孜河三者差异不显著(p>0.05);和田河盐度最高8.86±2.9093,台特玛湖碱度浓度最高6.90±0.2409 g/L,盐度浓度最低为阿克苏河0.43±0.3056,碱度浓度0.65±0.0714 g/L。塔里木河水系2764尾鱼类,隶属于6目10科19属25种。鲤形目鱼类最多,其次是鲈形目20.48%,土著鱼类占26.30%,外来鱼类占73.70%。其中,多数土著鱼类属于华西区(中亚高山区)中的塔里木亚区;5种土著高原鳅属鱼类的体长与体重中显示,隆额高原鳅基本符合匀速生长,叶尔羌高原鳅与其他3种鱼类其余均为异速生长。其中,盐度S在13左右高原鳅的数量较多,从数量上来观察阿克苏河中小鳔高原鳅大于盖孜河中巨头高原鳅大于尼雅河隆额高原鳅。叶尔羌高原鳅种群数量,在一定盐碱浓度范围内,与盐度浓度(S)成正相关,与碱度浓度(A)负相关。2.叶尔羌高原鳅,卵微黏性,略有沉性,受精卵呈卵圆形,卵径为0.060±0.052mm,在水温(20±1.0)℃下,历时65h34min完成整个7个阶段的胚胎发过程;根据卵黄囊、体色、鼓鳔和须发育特征将胚后发育分为仔鱼期、稚鱼期、幼鱼期。初孵卵黄囊仔鱼平均全长2.0±0.65 mm,出膜后7 d,卵黄囊吸收完毕,完全消失;初孵仔鱼继续培育至16 d龄,仔鱼鳃盖后缘鼓鳔明显长出,须清晰可辨,体色加深,心脏红色素明显,体色与成体相似,标志后期仔鱼发育完全进入稚鱼期,此时鱼苗平均全长8.0±0.45 mm;培育至30 d龄,仔鱼鼓鳔完全,鳃盖张合明显,身体透明特征消失,稚鱼阶段完成发育进入幼鱼期,此时平均全长达13.0±0.55 mm,其外部形态和生态习性均与成鱼相似。试验中,卵黄囊长度(LY)和出膜天数(D)的关系式:LY=0.0286D2-0.0636D+3.1196(R2=0.9050);用直线方程拟合卵黄囊长度(LY)和卵黄囊仔鱼全长(LT)的关系式:LY=-1.315LT+5.368(R2=0.8199);拟合卵黄囊仔鱼全长(LT)和出膜后仔稚鱼天数(D)的关系式:LT=-0.0263D2+0.5113D+1.6169(R2=0.9890)。3.叶尔羌高原鳅仔鱼3日龄即开口摄食,进入混合营养期,仔鱼卵黄囊于67 d龄消耗完毕,混合营养期维持仅为34 d。初次摄食点出现在3 d龄时,摄食率仅为16.7%,初次摄食率最高达在7 d龄,摄食率可达90%,PNR出现在仔鱼孵出后的89 d龄。3日龄后饥饿对仔鱼卵黄吸收速度影响显著(p<0.05);摄食仔鱼生长呈线性增加,饥饿仔鱼生长呈现先升高后降低的趋势。叶尔羌高原鳅仔鱼的最佳投喂时间应在仔鱼开口后4 d之内。叶尔羌高原鳅仔鱼个体较小,对于初次摄食饵料的的选择范围较小,食谱范围窄,初孵仔鱼死亡率高,对于高原鳅属仔鱼开口饵料有待进一步开发。叶尔羌高原鳅生长中,投喂6次是体重增势明显;绝对生长率中,相对生长率(RGR)和瞬时生长率(SGR)中其他投喂次数与投喂6次差异极为显著(p<0.01)。每天投喂微粒子(WL)与其他饲料差异显著(p<0.05)。绝对生长率(AGR)和相对生产率(RGR)及瞬时生长率(SGR)在不同光照下差异极为显著(p<0.01),自然光下生长最为旺盛。4.叶尔羌高原鳅受精卵孵化率、存活率及仔鱼活力系数,当盐度浓度26和碱度浓度0.51.5 g/L时表现最高;随着盐碱浓度的升高,超过阈值后孵化率和成活率日趋降低;SAI和孵化率之间存在直线相关,关系式Y=0.0075X+0.7035(R2=0.9371),SAI和畸形率却表现出二项式的关系式,Y=-0.0053X2+0.3027X-3.3947(R2=0.9999)。不同盐碱浓度下,叶尔羌高原鳅仔稚鱼行为表现出先行出现狂躁和急游,力竭而死,体表黏液增多,头和腹微显红点。仔稚鱼盐度浓度下在24h、48h、72h、96h的半致死浓度分别为7.7334、6.4007、5.6797和5.3928,SC为2.6893;仔稚鱼耐受性碱度浓度下在24h、48h、72h、96h的半致死浓度(LC50)分别为3.9194 g/L、2.7417 g/L、1.7618 g/L和1.0281 g/L,SC为0.5754 g/L。成鱼不同盐度浓度下在24 h、48 h、72 h、96 h时试验鱼盐度耐受性半致死浓度LC50分别是13.9790、12.9200、12.1170、10.7700;SC为5.8852;碱度浓度下在24 h、48 h、72 h、96 h时试验鱼碱度耐受的半致死浓度LC50分别为5.1645 g/L、4.0047 g/L、3.6017 g/L、2.9524 g/L;SC为0.9316 g/L。叶尔羌高原鳅仔稚鱼在盐度浓度S4和碱度浓度A0.5g/L下全长、体重、绝对生长率和瞬时生长率生长优势最明显。幼鱼在盐度浓度S2和碱度浓度A0.5g/L时有所不同。成鱼阶段,盐度浓度S4和碱度浓度A0.5 g/L差异显著(p<0.05),生长趋势最明显。5.不同盐碱浓度下,叶尔羌高原鳅血液中Na+和Cl-明显较高。24h、48h、72h、96h时,血液总蛋白(TP)、球蛋白(GLP)、白蛋白(ALB)、总胆固醇(CHOL)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(AKP)、乳酸脱氢酶(LDH)等各个生化指标均有所不同;多数指标的变化主要集中在48h和72h之间;NKA在72h时差异不显著(p>0.05),高盐碱浓度和低盐碱浓度中,均表现出较低活力。在组织学上,叶尔羌高原鳅,鳃小片(GL),缩短弯曲,随着盐度浓度的变大,泌氯细胞(CC)增加但不明显,胞体增大。盐碱浓度随时间增加过程中肾小球萎缩(G),肾小囊膨大(BC),肾小管萎缩,肾小管上皮细胞水肿,变性,远曲小管和近曲小管(PI和PⅡ)萎缩,集合小管(CS)和颈部(NE)萎缩现象较前者较甚。肠绒毛上的单层柱状上皮细胞(SCE)有增厚迹象,内中内含的杯状细胞(GC)数也明显减少,杯状细胞大小差异也较为明显,纹状缘损坏严重。从叶尔羌高原鳅21个样本中共检测到raw reads 118.22 Mb,经初步筛选过滤后clear reads为112.34 Mb。不同盐碱度下叶尔羌高原鳅组装unigenes的平均长度为1703 bp(29.76%)。GO功能富集细胞成分分类(Cellular Component,CC)中,生物学过程(Biological Process,BP)分类中,细胞过程主要占19.76%;分子功能范围(Molecular Function,MF)内,连接占45.63%。KEEP富集中,主要是信号转导途径和一般功能基因预测。与对照组相比,在盐度实验组中有1794个上调表达DEGs(fold-change ratio实验组/对照组>2,FDR p-value<0.05)和1180个下调表达基因(fold-change<0.5,FDR p-value<0.05);在碱度浓度实验组中共鉴定出2495个上调表达基因和2463个下调表达基因。盐碱浓度会对结合样受体信号通路、癌症通路、Ras信号、病毒致癌等通路及其下游调控机制产生显著影响。与其他盐碱浓度组相比,盐度浓度S4和碱度浓度A0.5时fubp3、glud、galphai2、gbas和slco2b1的表达中显著升高,而prkci、zfyve16和abcc13的表达变化趋势与之相反。
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