鲇Silurus asotus是中国重要的淡水经济鱼类之一,其肉鲜刺少,营养丰富,市场需求较高[1]。传统池塘养殖中,鲇往往作为“除野”对象被清除。近年来,随着养殖结构调整,鲇在池塘及其他水域中的养殖不断增多,人们对鲇形态特征[2]、肌肉品质[3]、消化生理[4-5]、性腺发育[6]和遗传多样性[7]等诸多方面的研究也越来越广泛。
有关鱼类血液生理、生化指标的研究,历来为科研和养殖人员所重视,国内外已有不少相关报道[8]。目前,对鱼类血液成分的研究主要是将其作为鱼类的生理、病理和毒理学指标,广泛应用于评价鱼类的健康状况、营养状况及对环境的适应状况等[9-10]。
本研究中以鲇为对象,在夏季和冬季进行相关试验,试验中区分雌、雄,对同一批饲养的鲇分别测定其生长指标及血液生理生化成分,对比鲇两性间的生长情况,以及不同季节鲇两性间血液生理生化成分的变化特点,探索分析鲇两性生长与其血液指标变化的关系,以期为开展鲇的选择育种及其健康养殖提供科学指导。
试验鱼取自河南省淇县皇王庙村渔场,分别于夏季(2017年7月27日,水温为29 ℃)和冬季(2017年11月27日,水温为10 ℃)在人工饲养的同一批鲇(总数量约2万尾)中采样。夏季采样时,试验鱼为100日龄,冬季采样时,试验鱼为218日龄。
1.2.1 样品的采集与处理 随机挑选雌、雄鲇各45尾,测量体长(用数显游标卡尺测量,精度为0.01 mm)和体质量(用电子天平测量,精度为0.01 g),观察其生长状况,并分别计算雌、雄鲇的肥满度。从中随机挑选雌、雄鲇各6尾,分别从尾静脉采血,将采集的血液制备成血清及抗凝血,用于血液生理和生化指标测定。肥满度[11]计算公式为
肥满度=体质量(g)/体长(mm)3×106。
1.2.2 雌、雄鲇的鉴别 采取观察鲇生殖突形态的方法,鉴别雌、雄鲇。一般来说,雌鲇生殖突圆钝,雄鲇生殖突尖细。但为了验证被采样鲇个体的性别,在取样完成后,对每尾采集血样的鲇个体进行解剖,根据解剖观察到的鲇个体性腺类别区分雌性和雄性。
1.2.3 鲇血清及抗凝血的制备 随机选取雌鲇和雄鲇,平放于解剖盘内,用湿毛巾稳住鱼体,以2.5 mL注射器从尾静脉采血。抽血完毕后,将部分血液缓慢注入经肝素钠抗凝剂处理的1.5 mL Eppendorf管中,置于冰箱(4 ℃)中,用于血液生理指标测定。部分血液缓慢注入未经肝素钠抗凝剂处理的1.5 mL Eppendorf管中,室温下静置4 h,低温条件下以4000 r/min离心5 min,收集上清液即血清,置于1.5 mL Eppendorf管中,4 ℃下保存,用于血液生化指标测定。
1.2.4 鲇血液成分的测定 将制备好的鲇抗凝血用全自动血液分析仪,结合鲇血涂片,检测红细胞数量、白细胞数量、血红蛋白含量、红细胞压积等4项生理指标。将制备好的鲇血清用全自动生化分析仪检测磷酸激酶、乳酸脱氢酶、谷草转氨酶、谷丙转氨酶、甘油三酯和血糖等6项生化指标。
试验结果采用平均值±标准差(mean±S.D.)表示,采用SPSS 22.0软件进行单因素方差分析(One-way ANOVA)或双因素方差分析(Two-way ANOVA),显著性水平设为0.05,极显著性水平设为0.01。
对同一批饲养于池塘的鲇,区分雌、雄,依次在夏季(鲇为100日龄)和冬季(鲇为218日龄)随机测量45尾雌鲇和45尾雄鲇的体长和体质量。夏、冬两季雌、雄鲇生长指标如表1所示,统计分析结果表明,无论是夏季还是冬季,雌性鲇的体长、体质量和肥满度均显著或极显著高于雄性鲇(P<0.05或P<0.01)。
表1 雌、雄鲇生长指标(n=45)
Tab.1 Statistical differences in body lengh and body weight between female and male catfishSilurus asotus(n=45)
性别sex夏季summer冬季winter体长(范围)/mmbody length(range)体质量(范围)/gbody weight(range)肥满度condition factor体长(范围)/mmbody length(range)体质量(范围)/gbody weight(range)肥满度condition factor雌性female276.32±3.72(230.00~306.04)207.1±12.49(154.2~239.8)9.82354.9±3.13(292~459)486.94±24.43(403.3~637.1)10.89雄性male261.83±3.97(219.46~305)143.68±8.91(119.5~173.2)8.01307.53±2.73(256~395)183.25±15.72(120.4~260.5)6.30显著性Sig.*********
注:NS表示雌、雄间无显著性差异(P>0.05); *表示雌、雄间有显著性差异(P<0.05); **表示雌、雄间有极显著性差异(P<0.01),下同
Note:NS means no significant difference between males and females(P>0.05); * means significant difference(P<0.05)between males and females; **means very significant difference(P<0.01)between males and females, et sequentia
夏、冬两季雌、雄鲇血液生理、生化指标如表2所示。对夏、冬两季雌、雄鲇间血液生理、生化指标进行单因素方差分析(One-way ANOVA)显示:夏季时,雌、雄鲇间血红蛋白含量和红细胞数量有显著性差异(P<0.05),且雄鲇显著大于雌鲇(P<0.05);其他测定的各项血液指标,无论夏季或冬季,雌、雄鲇间均无显著性差异(P>0.05)(表2)。
季节和性别对鲇血液生理、生化指标的双因素方差分析(Two-way ANONA)显示:性别除对红细胞数量有显著性影响(P<0.05)、对血红蛋白含量有极显著性影响(P<0.05)外,对其他血液生理生化指标均无显著性影响(P>0.05);季节除对红细胞数量和磷酸激酶无显性影响(P>0.05)外,对其他血液生理生化指标均有显著或极显著性影响(P<0.05或P<0.01);二者的交互作用对各项生理生化指标均无显著性影响(P>0.05)(表3)。
对同一批次100日龄和218日龄雌、雄鲇的体长和体质量测定发现,两时期雌鲇和雄鲇间的体长和体质量指标均有显著或极显著性差异,且同一时期雌鲇的体长、体质量均显著大于雄鲇,雌鲇肥满度也显著高于雄鲇。可见,鲇属于雌性具有优势生长的动物类群,同龄条件下,雌鲇生长快、个体大。因此,在鲇产业化养殖过程中,可利用雌鲇的生长优势,开展全雌鲇养殖,提高鲇的养殖产量。
表2 雌、雄鲇的血液生理、生化指标
Tab.2 Comparison of blood physiological and biochemical indices in catfishSilurus asotus
季节season性别sex红细胞压积/%HCT血红蛋白/(g·L-1)HGB红细胞数量/(1012·L-1)RBC白细胞数量/(109·L-1)WBC谷丙转氨酶/(U·L-1)ALT谷草转氨酶/(U·L-1)AST磷酸激酶/(U·L-1)CK血糖含量/(mmol·L-1)Glu乳酸脱氢酶/(U·L-1)LD甘油三酯/(mmol·L-1)TG夏季summer雌性female26.23±3.0352.75±6.181.65±0.16126.23±14.6532.75±8.98205.50±41.393420.20±741.7711.55±0.84631.00±173.637.45±0.97雄性male34.07±2.9575.00±5.032.19±0.11100.55±21.0119.75±1.60205.50±15.522624.70±283.1011.28±1.36498.75±51.067.09±0.71显著性Sig.NS**NSNSNSNSNSNSNS冬季winter雌性female36.00±1.1383.75±2.662.05±0.0642.40±8.319.50±2.6381.00±10.631682.20±226.804.23±0.44236.25±45.181.85±0.15雄性male37.08±2.2691.75±4.942.24±0.1753.22±8.3910.00±2.0899.67±4.102952.60±720.303.67±0.48360.67±38.522.47±0.37显著性Sig.NSNSNSNSNSNSNSNSNSNS
表3 鲇血液生理、生化指标的双因素方差分析
Tab.3 Two-way ANOVA of blood physiological and biochemical indices in catfishSilurus asotus
因素factor红细胞压积 HCT血红蛋白含量 HGB红细胞数量 RBC白细胞数量WBC谷丙转氨酶ALT谷草转氨酶AST磷酸激酶CK血糖含量Glu乳酸脱氢酶LD甘油三酯TG性别 sexNS***NSNSNSNSNSNSNS季节 season***NS******NS*****交互 interac-tionNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS
注:*表示有显著性影响(P<0.05);**表示有极显著性影响(P<0.01)
Note: *means significant effect(P<0.05);** means very significant effect(P<0.01)
动物雌、雄个体间的生长差异一般解释为性选择、生育力选择和生态位分离等综合作用的结果[12-13]。研究表明,造成不同鱼类两性生长差异的成因有所不同,雄性争斗是导致雄体大于雌体两性差异的成因,如黄颡鱼Pelteobagrus fulvidraco[14]、棒花鱼Abbottina rivularis[15]和胡子鲶Clarias fuscus[16]等;而生育力选择则被认为是雌体大于雄体两性差异的进化动力[17],如食蚊鱼Gambusia affinis[18]、温州厚唇鱼Acrossocheilus wenchowensis[19]和翘嘴红鲌Erythroculter ilishaeformis[20]。分析同一条件下,雌鲇具有生长优势的原因,樊晓丽等[16]对雌性鲇生育力研究发现,雌性鲇个体的体长和体质量与其个体生育力呈显著正相关,一定程度上证明了生育力选择有利于鲇进化出现较大的雌鱼[21]。
血液在动物体内起着十分重要的作用,主要为身体各个细胞送去养料并带走代谢废物,此外,血液还有防御、免疫、体液调节及维持内环境相对稳定的作用[8]。血液生理、生化指标受品种、年龄、性别、生理状态和生活环境等因素的影响,具有一定的变异度[9]。
张涛等[22]研究发现,利用血浆总胆固醇、低密度脂蛋白、谷草转氨酶、谷丙转氨酶可以判断西伯利亚鲟Acipenser baerii的性别。Pottinger等[23]研究发现,利用血浆中碱性磷酸酶可以判别褐鳟Salmo trutta和大西洋鲑Salmo salar的性别。可见,鱼类血液生理、生化指标在性别间存在着明显差异。另外,雌性泥鳅Misgurnus anguillicaudatus的红细胞及红细胞核的长短径均长于雄性泥鳅[24]。林光华等[25-27]对兴国红鲤Cyprinus carpio var singguonensis、草鱼Ctenopharyngodon idellus和尼罗罗非鱼Tilapia nailotica血液研究发现,雄鱼血液的部分常数值大于雌鱼。徐万土等[28]对Miichthy smiiuy血液研究发现,雌红细胞和Ca2+含量显著高于雄。Tang等[29]测得花斑裸鲤Gymnocypris eckloni雌性的红细胞数量、血红蛋白含量和红细胞压积等指标显著低于雄性。Zhu等[30]对重口裂腹鱼Schizothorax davidi研究发现,雌性红细胞数量、白细胞数量和血红蛋白含量显著高于雄性。综上所述,鱼类血液生理、生化指标存在性别间差异,但指标高低在雌、雄鱼间无规律性,且指标大小随鱼类种类而异。
本研究中测定的鲇10项血液生理、生化指标中,夏季采样时只测得雄鲇血红蛋白含量、红细胞数量显著大于雌性,而其他8项指标在鲇两性间则无显著性差异。冬季采样时所测定的10项鲇血液生理、生化指标中,两性间全无显著性差异。可见,同一季节鲇雌、雄间血液生理、生化指标变化不大,推测由血液生理、生化指标的变化引起雌鲇和雄鲇生长差异的可能性较小。
Collazos等[31]认为,鱼类红细胞数量变化主要受水温影响,其随水温升高而升高,表现为夏季高、冬季低。本试验证明,季节因素对鲇各项血液生理、生化指标影响较大,其中,血红蛋白含量、红细胞数量、红细胞压积3项指标在冬季(相对低温,采样时水温为10 ℃)的水平均显著高于夏季(相对高温,采样时水温为29 ℃)。这与Collazos等[31]的研究结果相反,推测可能是由于本试验研究对象不足1年龄(两次取样时,鲇分别为100日龄和218日龄)的幼鲇所致。朱心玲等[32]研究表明,鱼类红细胞数目随着年龄的增长而增多,当鱼体生长至一定程度后,红细胞数目趋于稳定。其原因主要有两个方面:一方面,幼鱼血液循环器官尚未完全发育成熟,血细胞尚未完全分化;另一方面,随着鱼类的生长,体长和体质量不断增加,耗氧量也随之增大,鱼体通过红细胞数增多以适应耗氧量的需求[33]。由此可见,本试验中冬季鲇(218日龄)的血红蛋白含量、红细胞数量、红细胞压积高于夏季鲇(100日龄),应是鱼类在不同发育阶段血液生理、生化指标变化的正常表现。
本研究中对谷丙转氨酶、谷草转氨酶、磷酸激酶、乳酸脱氢酶等血清酶进行检测发现,各指标的离散范围较大,不同性别及季节间各血清酶的变化也较大。赵海鹏[34]对不同季节铜鱼Coreius heterodon、圆口铜鱼Coreius guickenoti和长鳍吻鮈Rhinogobio ventralis谷丙转氨酶、谷草转氨酶、磷酸激酶、乳酸脱氢酶等血清酶进行检测发现,不同种类血清酶变化范围广泛,无种属特异性。
另外,本研究中发现,鲇白细胞数量、血糖含量、甘油三酯含量在季节上有显著性差异,夏季各指标均显著大于冬季,可能是在冬季低温条件下,鱼类摄取能量减少、机体新陈代谢能力降低所致[35]。
综上所述,季节因素是引起鱼类在不同季节间血液生理生化指标发生变化的主要原因。但这里的季节因素是鱼类所处环境的综合生态因子的变化过程,其中,包含了诸如水质理化因子差异、日夜温差高低、食物丰度大小等的变化,这些综合生态因子在不同季节的变化,引起了鱼类血液生理生化指标的变化,同时,各指标的变化也可能因鱼类性别、发育阶段等个体因素的差异而有所不同。
[1] 乔志刚,张建平,牛景彦,等.饥饿和再投喂对鲇血液生理生化指标的影响[J].水生生物学报,2008,32(5):631-636.
[2] 杨元昊,周继术,卢玲,等.兰州鲇与鲇形态特征和血清生化指标的比较研究[J].水生态学杂志,2013,34(1):87-91.
[3] 杨元昊,贺玉良,周继术,等.兰州鲇与鲇、黄河鲤肌肉品质比较研究[J].水生生物学报,2013,37(1):54-61.
[4] 杨元昊,王立新,李学智,等.兰州鲇与鲇消化系统的形态学及组织学比较研究[J].水生生物学报,2017,41(1):174-181.
[5] 向枭,叶元土,周兴华,等.鲇的消化能力与营养价值分析[J].动物学杂志,2004,39(6):65-69.
[6] 乔志刚,刘淑琰,沈方方.鲇精子超微结构及pH、温度对其精子活力的影响[J].大连海洋大学学报,2016,31(6):602-606.
[7] 徐丹丹.基于微卫星标记和线粒体cytb基因序列的鲇遗传多样性研究[D]重庆:西南大学,2013.
[8] 陈洁,熊邦喜,顾钱洪,等.内源及外源因子对鱼类血液生理生化指标的影响[J].湖北农业科学,2011,50(9):1861-1865.
[9] 周玉,郭文场,杨振国,等.鱼类血液学指标研究的进展[J].上海水产大学学报,2001,10(2):163-165.
[10] 陈刚,周晖,叶富良,等.美国红鱼血细胞观察[J].热带海洋学报,2006,25(2):59-65.
[11] 殷名称.鱼类生态学[M].北京:中国农业出版社,1995:51-52.
[12] 胡凤霞,胡海洋,田华香,等.淇河鲫鱼形态学两性异形研究[J].水产科学,2016,35(1):43-48.
[13] Cervio S.Estimating growth from sex ratio-at-length data in species with sexual size dimorphism[J].Fisheries Research,2014,160:112-119.
[14] 林植华,雷焕宗.黄颡鱼的两性异形和雌性繁殖特征[J].动物学杂志,2004,39(6):13-17.
[15] 林植华,雷焕宗,陈利丽,等.棒花鱼形态特征的两性异形和雌性个体生育力[J].四川动物,2007,26(4):910-913.
[16] 樊晓丽,林植华,丁先龙,等.鲶鱼和胡子鲶的两性异形与雌性个体生育力[J].生态学报,2014,34(3):555-563.
[17] Shine R.The evolution of large body size in females:a critique of Darwin’s ‘Fecundity Advantage’model[J].The American Naturalist,1988,131(1):124-131.
[18] 樊晓丽,林植华,胡雄光,等.卵胎生入侵种食蚊鱼的两性异形和雌性繁殖输出[J].生态学报,2016,36(9):2497-2504.
[19] 徐德钦,林植华,雷焕宗.温州厚唇鱼形态特征的两性异形和雌性个体生育力[J].上海交通大学学报:农业科学版,2006,24(4):335-340.
[20] 陈世通,赵仁友,张亚平,等.翘嘴红鲌的形态两性异形和雌性生育力[J].丽水学院学报,2013,35(2):11-15.
[21] Elgar M A.Evolutionary compromise between a few large and many small eggs:comparative evidence in teleost fish[J].Oikos,1990,59(2):283-287.
[22] 张涛,章龙珍,赵峰,等.基于血液生化指标判别分析西伯利亚鲟性别及卵巢发育时期[J].中国水产科学,2007,14(2):236-243.
[23] Pottinger T G,Pulman K G T,Carrick T R,et al.Evaluation of biochemical methods for the non-destructive identification of sex in upstream migrating salmon and sea trout[J].Journal of Fish Biology,2005,67(6):1514-1533.
[24] 徐未宇.泥鳅几项正常血液指标及其与性别的关系[J].水产科学,2004,23(8):15-17.
[25] 林光华,张丰旺.性别和繁殖对兴国红鲤血液指标的影响[J].水生生物学报,1989,13(1):91-93.
[26] 林光华,张丰旺,翁世聪.草鱼血液的研究[J].动物学报,1985,31(4):336-343.
[27] 林光华,张丰旺.尼罗罗非鱼血液研究[J].南昌大学学报:理科版,1992,16(2):103-107,110.
[28] 徐万土,龚佳男,谢海军.鮸鱼血液生理生化指标分析[J].宁波大学学报:理工版,2014,27(3):28-31.
[29] Tang Y,Peng X,Fang J,et al.Characterization of hematological parameters and blood cells of culturedGymnocypris eckloniHerzenstein,1891[J].Journal of Applied Ichthyology,2015,31(5):931-936.
[30] Zhu Panpan,Tang Yin,Fan Junde,et al.Hematological parameters and blood cell morphology of male and femaleSchizothorax(Racoma)davidi(Sauvage)[J].Journal of the World Aquaculture Society,2017,48(5):821-831.
[31] Collazos M E,Ortega E,Barriga C,et al.Seasonal variation in haematological parameters in male and femaleTinca tinca[J].Molecular and Cellular Biochemistry,1998,183(1-2):165-168.
[32] 朱心玲,贾丽珠,张明瑛.草鱼血液学的研究:I.九项血液常数的周年变化[J].水生生物学报,1985,9(3):248-257.
[33] 孟繁伊,黄权,郝凤奇.不同年龄花羔红点鲑肌肉成分和血液指标的比较研究[J].中国水产科学,2009,16(1):113-119.
[34] 赵海鹏.长江中上游几种经济鱼类的血液学研究[D].重庆:西南大学,2008.
[35] Guijarro A I,Lopez-Patio M A,Pinillos M L,et al.Seasonal changes in haematology and metabolic resources in the tench[J].Journal of Fish Biology,2003,62(4):803-815.