2016, Vol. 35扩展功能
文章信息
- 陈生熬, 姚娜, 江春雨, 王帅, 程勇, 谢从新
- CHEN Shengao, YAO Na, JIANG Chunyu, WANG Shuai, CHENG Yong, XIE Congxin
- 塔里木河叶尔羌高原鳅盐碱耐受性研究
- Studies on the Tolerance of Triplophysa (Hedinichthys) yarkandensis (Day) to Salinity and Alkalinity
- 四川动物, 2016, 35(4): 523-527
- Sichuan Journal of Zoology, 2016, 35(4): 523-527
- 10.11984/j.issn.1000-7083.20150307
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文章历史
- 收稿日期: 2015-10-08
- 接受日期: 2016-05-11
2. 华中农业大学水产学院, 武汉 430070
2. College of Fisheries, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China
叶尔羌高原鳅Triplophysa (Hedinichthys) yarkandensis (Day)，地方名为狗头鱼、小大头，隶属于鲤形目Cyprinidformes鳅科Cobitidae条鳅亚科Nemachilinae高原鳅属Triplophysa鼓鳔亚属Hedinichthys，为塔里木河水系土著优势鱼类(朱松泉，1989；武云飞，吴翠珍，1992；乐佩琦，陈宜瑜，1998)。关于塔里木河水系渔业的研究多数集中在渔业环境调查、外来物种、新种、裂腹鱼类及鳅科鱼类生物学等方面(乐佩琦，陈宜瑜，1998；樊自立等，2002；吐尔逊·艾山，塔西甫拉堤·特依拜，2007；曾霖，唐文乔，2010；Huo et al.，2012；Nie et al.，2013；陈生熬等，2013，2014)。
近年来，塔里木河干流水量日益减少，盐碱度加剧(樊自立等，2002；吐尔逊·艾山，塔西甫拉堤·特依拜，2007；王建，2013；陈生熬等，2014)，环境因子对渔业资源的影响颇大，导致多种土著鱼类资源锐减，前景令人堪忧，叶尔羌高原鳅可能会成为塔里木河水系继扁吻鱼Aspiorhynchus laticeps和塔里木裂腹鱼Schizothorax biddulphi之后的第三种濒危鱼类(武云飞，吴翠珍，1992；乐佩琦等，1998；陈生熬等，2013)。鉴于此，开展河水盐碱化对叶尔羌高原鳅生长和发育胁迫方面的研究已迫在眉睫。
本研究在叶尔羌高原鳅驯化成功的基础上，采用急性毒性试验方法，系统地阐述叶尔羌高原鳅应对河水盐碱变化，以期为在内陆盐碱水或半咸水中人工驯养提供理论依据，为本物种的增殖保护和苗种培育提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 材料试验用鱼于2013年9月采自塔里木河干流阿拉尔段，并活体运到塔里木大学水产实验基地暂养，养殖用水采用曝气48 h以上的自来水，pH为6.5~7.5，溶解氧保持8.0 mg·L-1以上，水温控制为(20± 1)℃，盐度为0.645‰，碱度为0.035 g·L-1。30 d后，挑选健康无病的鱼类进行预试验，再按照预试验浓 度范围进行盐、碱试验，且试验前48 h停食，试验鱼体长均值7.450 cm±0.891 cm，体质量均值4.800 g± 0.453 g。
1.2 方法试验用水(自来水曝气48 h以上，水温20 ℃± 1 ℃，盐度为0.645‰，碱度为0.035 g·L-1)；盐度依据塔里木河水体范围(5‰~19‰)，分别设置为8‰、10‰、12‰、14‰、16‰、18‰、20‰等7个梯度，使用NaCl分析纯(天津致远化学试剂有限公司)配置，采用盐度计(HANNAHI931101，意大利)矫正。碱度(NaHCO3分析纯，天津致远化学试剂有限公司)按预试验结果进行设置，范围3.0 g·L-1~6.5 g·L-1。为确保pH和碱度均在设定的范围内，当pH为6.5~7.5时采用酸度计(pH-3C，上海雷磁)校正，碱度设置为3.0 g·L-1、3.5 g·L-1、4.0 g·L-1、4.5 g·L-1、5.0 g·L-1、5.5 g·L-1、6.0 g·L-1、6.5 g·L-1。
盐度和碱度试验各设置3个平行组和1个对照组，每组用叶尔羌高原鳅30尾。采用水族箱(长60 cm×宽30 cm×高45 cm)作为试验容器，微充气增氧(电磁式空气泵，ACO-004，0.75~1.1 kw)。
依据文献(臧维玲等，1989；章征忠等，1999a；池炳杰等，2011)中的方法，试验过程保证溶液浓度稳定和水质清洁，所有浓度梯度24 h更换30%水量，不间断增氧，不投饵，及时捞出死亡个体(用玻璃棒触动不能游动、鳃盖未见扇动为死亡)。每组分别在12 h、24 h、48 h、72 h、96 h记录死亡数。
按照Bliss法(雷衍之等，1985；雷衍之，2004)求出概率单位与试验溶液浓度的回归方程，盐、碱度半致死浓度(LC50)和安全浓度(SC)=48 h-LC50×0.3/(24 h-LC50/48 h-LC50)。
1.3 数据分析所得数据经SPSS 16.0处理，用多重比较法进行组间差异检验，以P＜0.05为差异有统计学意义，结果用平均值±标准差(Mean±SD)表示。
2 结果和分析 2.1 叶尔羌高原鳅的盐度耐受性在整个试验过程中，对照组的游泳、呼吸等行为均无显著变化，且水质清洁无杂物。
7个盐度下叶尔羌高原鳅表现有所不同(表 1，表 2)：高盐度下，试验初期，试验组的死亡率较大，经过高盐度缓慢适应和机体对试验浓度的缓冲，死亡率稍有降低，但最终无法耐受高盐度，无法调节渗透而死；低盐度下，试验组的死亡率较低。总体而言，当盐度超过一定浓度时，饲养时间和浓度与叶尔羌高原鳅的死亡率成正比关系，尤其是浓度和死亡率密切相关。
| 浓度 Concentration | 死亡率Mortality/% | ||||||
| 12 h | 24 h | 48 h | 72 h | 96 h | |||
| 盐度/‰ | 8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 17 | |
| 10 | 3.3 | 6.7 | 13 | 27 | 33 | ||
| 12 | 6.7 | 23 | 37 | 50 | 50 | ||
| 14 | 20 | 27 | 47 | 53 | 93 | ||
| 16 | 50 | 87 | 93 | 100 | 100 | ||
| 18 | 87 | 97 | 100 | 100 | 100 | ||
| 20 | 97 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||
| 碱度/(g·L-1) | 3.0 | 0 | 0 | 6.7 | 13 | 53 | |
| 3.5 | 0 | 3.3 | 40 | 53 | 80 | ||
| 4.0 | 0 | 10 | 50 | 67 | 90 | ||
| 4.5 | 0 | 40 | 53 | 87 | 97 | ||
| 5.0 | 3.3 | 50 | 87 | 97 | 100 | ||
| 5.5 | 17 | 50 | 93 | 97 | 100 | ||
| 6.0 | 27 | 63 | 97 | 100 | 100 | ||
| 6.5 | 47 | 93 | 100 | 100 | 100 | ||
| 试验时间Time/h | 回归方程 Regression equation | 相关系数Relative coefficient | 半致死浓度LC50/‰ | 95%置信区间Confidence interval for 95% | 安全浓度SC/‰ |
| 12 | Y=-11.346 8+13.737X | 1.789 1 | 15.490 0 | 14.851 0~16.138 6 | 3.785 2 |
| 24 | Y=-10.104 0+13.186X | 2.018 7 | 13.979 0 | 13.359 0~14.584 1 | |
| 48 | Y=-9.253 4+12.826X | 2.634 7 | 12.117 0 | 12.314 4~13.503 9 | |
| 72 | Y=-7.623 6+11.652X | 3.013 2 | 12.920 0 | 11.498 0~12.710 0 | |
| 96 | Y=-5.800 5+10.463X | 3.352 8 | 10.770 0 | 10.127 2~11.363 2 |
在不同盐度胁迫下，叶尔羌高原鳅表现出的行为有所不同：盐度过高时，放入后即表现出跳跃、狂躁、急游等行为，且狂游和跳跃不止，直至力竭死亡；盐度较低时，放入后3~5 min出现短时的急躁和狂游，而后平稳，约30 min后，腹部出现红点或斑，直到死亡。盐度耐受性试验采用的是叶尔羌高原鳅成鱼，12 h后，尾部充血，鳃丝发白，腹部充血，体表黏 液增多，头部和腹部出现红点或斑，死亡行为加剧，身体颤抖、抽搐失去平衡，不能自游，身体先行弯曲，而后僵硬，机体麻木，头向上，尾向下，腹部朝上，外界刺激下抽动，直到机体卷曲侧卧死亡。
在不同盐度下，叶尔羌高原鳅表现出不同的盐度耐受性，在12 h、24 h、48 h、72 h、96 h下，LC50分别为15.490 0‰、13.979 0‰、12.920 0‰、12.117 0‰、 10.770 0‰；SC为3.785 2‰。
2.2 叶尔羌高原鳅的碱度耐受性在整个试验过程中，对照组的游泳、呼吸等行为均无显著变化，水质清洁无杂物。
当试验鱼进入到设置好的碱度中时，试验初期均出现了和盐度试验类似的行为特征，虽未能发现与不同盐度下极为明显的行为特征，但仍然出现了狂游、抽搐、黏液增多、红点等特征，说明叶尔羌高原鳅对碱度耐受性比盐度耐受性稍好。
碱度范围3.0 g·L-1~6.5 g·L-1，死亡率不同(表 1，表 3)。在4.5 g·L-1和5.0 g·L-1浓度中的死亡率差异有统计学意义，这可能是叶尔羌高原鳅对碱度耐受的一个临界点。
| 试验时间Time/h | 回归方程Regression equation | 相关系数Relative coefficient | 半致死浓度LC50/(g·L-1) | 95%置信区间Confidence interval for 95% | 安全浓度SC/(g·L-1) |
| 12 | Y=-7.337 9 +15.114X | 0.884 9 | 6.551 6 | 6.250 7~7.158 7 | |
| 24 | Y=-2.240 8 +10.155X | 2.604 3 | 5.164 5 | 4.942 7~5.412 8 | |
| 48 | Y=-1.167 2 +10.235X | 3.716 1 | 4.004 7 | 3.800 9~4.191 8 | 0.931 6 |
| 72 | Y=-1.547 9 +11.766X | 4.066 0 | 3.601 7 | 3.408 3~3.769 7 | |
| 96 | Y=-0.022 1 +10.681X | 5.074 1 | 2.952 4 | 2.597 2~3.171 1 |
在不同碱度下，叶尔羌高原鳅表现出不同的碱度耐受性，在12 h、24 h、48 h、72 h、96 h，LC50分别为6.551 6 g·L-1、5.164 5 g·L-1、4.004 7 g·L-1、 3.601 7 g·L-1、2.952 4 g·L-1；SC为0.931 6 g·L-1。
3 讨论 3.1 叶尔羌高原鳅的盐度耐受性国内外有诸多学者发现鲢Hypophthalmichthys molitrix对盐度的耐受性最低，其值为1.51‰，臧维玲等(1989)曾建议淡水养殖中盐度应该≤1.5‰。本实验中，叶尔羌高原鳅盐度SC为3.785 2‰，高于淡水养殖建议标准，说明叶尔羌高原鳅栖息水域盐度过高。从试验数据可知，随盐度升高，叶尔羌高原鳅死亡率持续升高，但在48 h时，出现先行适应后续毒性积累死亡的现象。在盐度胁迫适应的试验中，多数鱼类能够良好地适应有限的(一定盐度)新水体环境，这与鱼类本身具有完善的生理调节机制密切相关，如果超出其耐受的极限则会导致鱼类生理失调甚至威胁到鱼类生命(臧维玲等，1989；章征忠，1999b；雷衍之，2004；林浩然，2007)；在本试验中，对叶尔羌高原鳅采用先行选择暂养模式和驯养模式来让其适应，以便提高成活率和更为合理有效地完成本试验内容。
本试验中，叶尔羌高原鳅在24 h内盐度20‰的死亡率最高，这说明将一个淡水水域鱼类移入盐度较大水体中，由于渗透无法完成，“保水排盐”不能及时进行，导致其快速死亡，这与诸多研究的结果一致(臧维玲等，1989；章征忠，1999b；雷衍之，2004；林浩然，2007)。相同pH下，24 h时鲢仔鱼LC50为13.36‰，48 h时为10.79‰，96 h时为8.60‰，本实验中13.979 0‰、12.920 0‰、10.770 0‰等3个稍小，比鳙Aristichthys nobilis仔鱼稍小，但基本相差不大，这与试验结果规律相符合。相比达里湖鲫Carassius auratus(周伟江等，2013)，其48 h LC50为11.14‰，SC为3.10‰，本试验结果较大，但相差较小。鲢(章征忠等，1999b)对盐度的耐受性为0.14‰~9.5‰，且成活率可以达到94%，这说明长期的盐度耐受使鱼类适应这类水体，这与本试验结果相似。塔里木河干流阿拉尔段的盐度为4.58‰，为叶尔羌高原鳅主要洄游产卵区域之一(王建等，2013；陈生熬等，2014)，这可能是其资源减少的原因之一。叶尔羌高原鳅应对盐度时基因等是否发生变化，还有待研究。
3.2 叶尔羌高原鳅的碱度耐受性碱度试验通常采用NaHCO3，但对于碱度的单位有3种不同表示，mmol·L-1、0HG、g·L-1，其中mmol·L-1和g·L-1比较常用，两者也可相互转换(高仁先，1994；雷衍之，2004)。碱在鱼类养殖中具有重要作用，可以有效结合水体中的金属离子，降低游离重金属离子以便开展养殖，但在一定pH下，碱度达到一定量即会降低转化金属离子的能力；通常碱度过大或过小均会影响中毒死亡率，所以碱度对鱼类等水生生物的毒性具有时间和剂量效应(雷衍之，2004；林浩然，2007；Saraswat et al.，2015)。
不同盐碱水体中鱼类区系和主要经济鱼类的生长性状有所不同，盐碱越高，种类越少，生长越慢(黎道丰，蔡庆华，2000)；因为在高碱下鱼类可能会得一种“碱病”，出现烂鳍、瞎眼、肌肉溃疡和坏疽等，致使鱼类死亡或是高盐碱下基因发生变化(章征忠等，1999a；Xu et al.，2013)。
本试验中，在24 h内，除了碱度为3.0 g·L-1，其他碱度都有死亡现象，48 h后碱度4.0 g·L-1以上均死亡半数以上。当碱度为6.5 g·L-1时，死亡率最高，可达100%。雷衍之等(1985)认为0.71 g·L-1(10 mmol·L-1)是鲢和鳙碱度耐受危险标准，本实验中叶尔羌高原鳅LC50均高于此标准，且SC是0.931 6 g·L-1(12.573 0 mmol·L-1)，也略高于这个标准，这说明这个标准也比较适合于叶尔羌高原鳅。花鲈Lateolabrax japonicus和银鲫C. auratus gibelio(郑伟刚等，2001，2005)、滩头雅罗鱼Tribolodon brandti(Dybowski)(池炳杰等，2011)、达里湖鲫(周伟江等，2013)和尼罗罗非鱼Oreochromis niloticus(赵丽慧等，2014)等鱼类应对的碱度远高于 叶尔羌高原鳅。杨建(2014)报道的5种鱼类碱度耐受性中，鲢96 h LC50为5.60 g·L-1(86.246 mmol·L-1)，和本试验中12 h LC50为6.551 6 g·L-1(87.725 1 mmol·L-1)相差不大，但小于草鱼Ctenopharyngodon idellus 5.94 g·L-1(91.825 mmol·L-1)。泥鳅Misgurnus anguillicaudatus Cantor 对碱度的SC为2.1 g·L-1(李洪涛等，2006)，比本试验中叶尔羌高原鳅SC(0.961 3 g·L-1)高1倍多，这可能与叶尔羌高原鳅为底层无鳞鱼类，栖息水域不同，适应性不同等密切相关。
农田、水利等原因导致塔里木河盐碱度急剧升高，严重超过了叶尔羌高原鳅正常栖息生活的盐碱耐受极限，影响其生长与发育，导致资源衰竭。