拉萨裂腹鱼鱼卵适宜孵化pH的研究

The suitable pH for hatching eggs of Schizothorax waltoni

摘要

目的 探讨拉萨裂腹鱼繁殖过程中鱼卵适宜孵化pH，评估自然水体盐碱度变化对拉萨裂腹鱼早期生长的影响。 方法 采用单因子试验的方法，在水温(15±0.5) ℃条件下，将鱼卵与精子在不同pH（6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5）水体下授精与孵化，观察比较其受精率、孵化率及其畸形率的影响。 结果 孵化水体pH在6.5~9.5，随着pH升高，拉萨裂腹鱼鱼卵受精率呈先升高后降低的变化趋势。pH为6.5时，鱼卵受精率为0，pH8.5试验组鱼卵受精率最高，与pH7.5、8.0和9.0试验组差异不显著，显著高于其余试验组。孵化水体pH在6.5~9.5，随着pH升高，拉萨裂腹鱼鱼卵孵化率呈先升高后降低的变化趋势。pH为6.5和9.5时，鱼卵均在出膜前全部死亡，出膜率为0。pH9.0试验组鱼卵孵化率最高，与pH7.5、8.0和8.5试验组差异不显著，显著高于其余试验组。孵化水体pH在6.5~9.5，随着pH升高，拉萨裂腹鱼初孵仔鱼畸形率呈先降低后升高的变化趋势。pH为7.5时，出孵仔鱼畸形率最低，与pH为7.0、8.0和8.5试验组差异不显著，显著低于pH为9.0试验组。 结论 pH过低会降低拉萨裂腹鱼鱼卵的受精率和孵化率，pH过高会降低鱼卵孵化率，增加初孵仔鱼畸形率，建议拉萨裂腹鱼孵化pH为7.5~8.5。

关键词

拉萨裂腹鱼 / pH / 受精率 / 孵化率 / 畸形率 / 盐碱水养殖

Key words

Schizothorax waltoni / pH / rate of fertilization / rate of hatching / rate of malformation / saline-alkali aquaculture

西藏地区为青藏高原的最大板块，地域广阔，气候独特，为典型的高原大陆性气候，年日照时间长，雨水蒸发量高，地下水的盐分会随着蒸发不断迁移聚集至地表，土壤日趋盐碱化^[1]，容易导致附近湖泊、河岸盐碱化特征，表现为水体盐度及pH水平高^[2-3]，随着时间的推移，水体中存在着盐碱化加剧的隐患。在鱼类早期阶段，温度、盐度、pH是影响其生活史的重要环境因子^[4-6]。研究表明，pH过低会延缓鱼类胚胎发育进程，甚至引起胚胎死亡^[7]。超出pH临界点会阻碍鱼类呼吸^[8]，影响鱼类生理状况阻滞生长发育^[9]。

拉萨裂腹鱼（Schizothorax waltoni），隶属于鲤形目（Cypriniformes），鲤科(Cyprindiae)，裂腹鱼亚科(Schizothoracinae)，裂腹鱼属(Schizothorax)，主要分布于雅鲁藏布江中上游的干流、支流及其附属水体，是雅鲁藏布江中上游主要经济鱼类之一^[10]。由于生态系统结构简单、生产力低下、西藏生态脆弱，且以拉萨裂腹鱼为代表的土著裂腹鱼生长缓慢、对水环境依赖度高，资源补充周期长等特点^[11]，近几十年以来，水电水利设施的兴建^[11]、水质环境恶化^[11]、外来鱼类入侵^[12]、过度捕捞^[13]，2016年拉萨裂腹鱼被《中国脊椎动物红色名录》列为易危鱼类（VU）^[14]，2019年拉萨裂腹鱼被《西藏雅鲁藏布江中游裂腹鱼类优先保护等级定量评价》列为三级优先保护鱼类^[15]，2021年被评为国家二级保护鱼类。目前，有关学者对拉萨裂腹鱼的研究主要集中在分类学^[16]、起源和演化^[17]、生物地理学^[18]、早期发育^[19]、个体生物学^[11]以及养殖生物学^[20]。有关不同理化因子对拉萨裂腹鱼鱼卵孵化影响的研究尚未见报道。

本文主要研究pH对拉萨裂腹鱼早期发育的影响，通过分析鱼卵孵化过程中受精率、孵化率和畸形率的变化，确定拉萨裂腹鱼早期发育阶段适宜水体pH，评估自然水体盐碱度变化对拉萨裂腹鱼早期生活史的影响，旨在为水体盐碱度加剧的环境下健康仔鱼的生产实践提供参考依据，对后续拉萨裂腹鱼的合理保护与开发利用具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验鱼卵来源

试验鱼卵来自2019年4月在雅鲁藏布江日喀则段捕获拉萨裂腹鱼野生亲本，2019年4月24日，对同一组亲鱼进行人工繁殖获得受精卵1.1万粒。雌性亲本体质量1 891.32 g，体长51.4 cm。

1.2 试验方法

pH试验梯度为6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5。试验在白色塑料盆（长0.4 m、宽0.3 m、水深0.15 m）中进行（容量18 L），孵化盘规格为0.25 m×0.25 m；试验前利用盐酸或氢氧化钠调节水体pH，精卵混合后，使用各组调节好的水进行人工授精。每个pH处理组设3个平行组，每组200粒受精卵。试验期间，每6 h用pH计校正pH值，以保证pH在±0.2范围内。试验期间，水温（15±0.5） ℃，溶解氧≥6 mg/L。记录各组原肠早期、整个孵化期间的死卵数及出膜仔鱼畸形数，用于统计受精率、孵化率以及初孵仔鱼畸形率。

1.3 受精率、孵化率和畸形率计算

受精率=（总卵数－原肠早期死卵数）/总卵数×100%；

孵化率=（总卵数－整个孵化期间的死卵数）/（总卵数－原肠早期死卵数）×100%；

畸形率=畸形鱼苗数/（总卵数－整个孵化期间的死卵数）×100%。

1.4 数据处理及分析

数据通过Excel 2010统计、计算与作图，采用Spss 23.0统计软件中one-way ANOVA进行单因素方差分析，并采用Duncan's进行多重比较，差异显著水平为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 水体pH对拉萨裂腹鱼鱼卵受精率的影响

由图1可见，孵化水体pH从6.5～9.5，随着pH升高，拉萨裂腹鱼鱼卵受精率呈先升高后降低的变化趋势。pH为6.5时，鱼卵发育到原肠中期全部死亡，鱼卵受精率为0，显著低于其余试验组（P＜0.05）。pH为7.0时，鱼卵受精率显著升高，达到91.85%，显著高于pH 6.5和9.5试验组（P＜0.05），显著低于pH 7.5、8.0、8.5和9.0试验组（P＜0.05）。pH8.5组受精率最高（98.88%），与pH为7.5、8.0和9.0的试验组差异不显著（P＞0.05），显著高于其余试验组（P＜0.05）。pH 9.5组鱼卵受精率显著降低，为10.28%，显著高于pH 6.5组（P＜0.05），显著低于其余试验组（P＜0.05）。

2.2 水体pH对拉萨裂腹鱼鱼卵孵化率的影响

由图2可见，孵化水体pH从6.5~9.5，随着pH升高，拉萨裂腹鱼鱼卵孵化率呈先升高后降低的变化趋势。pH为6.5和9.5时，鱼卵均在出膜前全部死亡，出膜率为0，显著低于其余试验组（P＜0.05）。pH为7.0时，鱼卵孵化率显著升高，达到19.00%，显著高于pH6.5和9.5试验组（P＜0.05），显著低于pH7.5、8.0、8.5和9.0试验组（P＜0.05）。pH9.0试验组鱼卵孵化率最高，为33.34%，与pH7.5、8.0和8.5试验组差异不显著（P＞0.05），显著高于其余试验组（P＜0.05）。

2.3 水体pH对拉萨裂腹鱼初孵仔鱼畸形率的影响

由图3可见，孵化水体pH从7.0~9.0，随着pH升高，拉萨裂腹鱼初孵仔鱼畸形率呈先降低后升高的变化趋势。pH为7.5时，出孵仔鱼畸形率最低，为0.58%，与pH为7.0、8.0和8.5试验组差异不显著（P＞0.05），显著低于pH为9.0试验组（P＜0.05）。pH为9.0试验组初孵仔鱼畸形率最高（P＜0.05），达到43.08%。

3 讨论

3.1 孵化水体pH过高或者过低对鱼卵的影响

水体pH通过影响胚胎渗透压平衡与新陈代谢水平来影响鱼类胚胎发育^[21]。低pH会延迟大西洋鲑（Salmo salar）胚胎孵化，低于4.0时鱼卵会全部死亡^[22]。受精卵在低pH水体表皮细胞被酸腐蚀，胚胎离子调节与呼吸受到干扰，最终导致受精卵死亡^[23]。本试验中，pH 6.5条件下，拉萨裂腹鱼卵全部死亡；鱼卵表现为膜变薄，卵周隙充满体液，可能是因为高浓度的氢离子内渗，胚体离子调节失去平衡，最终导致胚胎死亡。因此，拉萨裂腹鱼卵pH≤6.5时，鱼卵无法生存，极限最低孵化pH值为6.5，高于泥鳅（Oriental weatherfish）（pH 4.5）^[24]、虹鳟（Oncorhynchus mykiss）（pH 4.5）^[25]、四大家鱼（pH 5.0）^[24]、鲤（Cyprinus carpio）（pH 5.0）^[24]、七彩神仙鱼（S. aequifasciata）（pH 4.0）^[26]、神仙鱼（Pterophyllum scalare）（pH 6.0）^[27]、斜带石斑鱼（Epinephelus coioides）（pH 5.5）^[28]、花鲈（Lateolabrax maculatus）（pH 5.5）^[29]、纹缟虾虎鱼（Tridentiger trigonocephalus）（pH 4.5）^[21]；同云纹石斑鱼（Epinehelus moara）（pH 6.5）^[30]相同。说明拉萨裂腹鱼卵对酸性水体比较敏感，适应酸性的能力较弱。可能是因为拉萨裂腹鱼长期生活于高原水域，水域pH普遍偏高（pH 8.5左右），适应了水体高pH特征，对低pH水体比较敏感。因此，适当提高水体pH，可提高精子活力^[31-32]，提高鱼卵受精率，提高鱼卵孵化率。本试验中，水体pH值从6.5提升到7.5，拉萨裂腹鱼受精卵孵化率显著升高，pH值从7.5提升到9.0，拉萨裂腹鱼受精卵孵化率差异不显著，同以上研究结论基本一致。水体pH过高，同样会引起鱼卵渗透压失衡，导致新陈代谢紊乱。拉萨裂腹鱼鱼卵在pH值为9.5水体条件下，卵质分解，动物极与卵黄界限消失，卵间隙被原生质裂解产物充满，失去透明性，发白死亡。

3.2 拉萨裂腹鱼鱼卵孵化适宜水体pH

pH通过影响鱼类胚胎孵化相关酶的活力，进而影响胚胎发育速度以及孵化率^[24]，pH稍高或过稍低易导致仔鱼畸形^[33-34]。本研究中，综合考虑孵化率及初孵仔鱼畸形率，拉萨裂腹鱼卵最适孵化水体pH为7.5~8.5，与豹纹鳃棘鲈(Plectropomus leopardus)（pH 7.0~8.5）^[35]以及云纹石斑鱼（pH 7.5~8.0）^[30]、池沼公鱼（Hypomesus olidus）（pH 8.47）^[36]、纹缟虾虎鱼（pH 7.5～9.5）^[21]比较接近，高于斜带石斑鱼（pH 6.5~7.5）^[28]以及花鲈（pH 6.5~7.5）^[29]、唐鱼（pH 5.0~8.5）^[34]、七彩神仙鱼（pH 5.3～6.2）^[26]、神仙鱼（pH 6.5~7.0）^[27]、斑马鱼（Barchydanio rerio var）（pH 7.5）^[37]；相比之下，拉萨裂腹鱼卵具有更强的弱碱性适应能力。刘佳驹等^[38]通过对雅鲁藏布江流域的67个采样点发现，雅鲁藏布江枯水期pH平均值为8.67，平水期pH平均值为8.46，丰水期pH平均值为8.58，水体整体呈弱碱性，而拉萨裂腹鱼卵表现出来适宜弱碱性的生态习性，可能与其长期生活的水体有关，是与自然环境相适应而进化的结果。

4 结论

pH过低会降低拉萨裂腹鱼鱼卵的受精率和孵化率，pH过高会降低拉萨裂腹鱼鱼卵孵化率，提高拉萨裂腹鱼初孵仔鱼畸形率。综合拉萨裂腹鱼鱼卵受精率、孵化率及初孵仔鱼畸形率，建议其适宜孵化水体pH值为7.5～8.5。

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