基于耳石微化学的刀鲚群体生境履历研究进展

刀鲚(Coilia nasus)是一种经济价值高的洄游型鱼类。受过度捕捞、生态环境污染以及水利工程建设等影响,其资源量已极度匮乏。总结了日本水域、黄河水域和长江水域内刀鲚生境履历的研究进展,解析不同水域刀鲚群体的生境履历模式,以期为刀鲚资源保护提供科学支撑和参考资料。随着长江十年禁渔计划的实施,充分了解长江水域刀鲚的生境履历,有助于为中国刀鲚资源的保护和恢复提供参考。     

日本有明海及周边水域刀鲚耳石微化学研究

刀鲚在日本仅分布于有明海及与之相通的一些河流中,为重要的渔业资源,现已被列入了"危急种"名录。为探明相关水域该资源种的生活史履历及生境需求特征,本研究利用鱼类耳石微化学分析技术,对采自有明海海区及六角川、筑后川河口水域的刀鲚进行了耳石锶(Sr)和钙(Ca)的微化学研究。耳石由核心到边缘Sr、Ca定量线及Sr面分布分色图谱分析结果发现,3种水域刀鲚个体总体上可分为淡水产卵场起源(即溯河洄游)和非淡水产卵场起源(即海生刀鲚)2种生态类型,其中前者刀鲚中还进一步包含有3种不同淡水、海水间生境履历模式,反映出3种水域分布刀鲚生活史和生境需求的多样性及对不同盐度生境较好的适应性。此外,微化学结果还显示,研究涉及的17尾刀鲚中,有30%是在河口半咸水生境孵化起源。这在一定程度上提示,相关水域除传统淡水起源的资源补充量外,河口域半咸水起源的补充量同样不能忽视。     

基于耳石微化学分析的丹东鸭绿江刀鲚不同生态表型生境履历的研究

为了解东北地区刀鲚(Coilia nasus)的生活史履历特征,2020年7月对丹东鸭绿江水域刀鲚进行调查,获得传统长颌鲚10尾、短颌鲚3尾,并首次采集到“杂颌鲚”6尾。通过电子探针微区分析技术对不同刀鲚进行了研究。耳石Sr和Ca定量线分析及Sr面分布图谱分析结果显示,长颌鲚既有具江海洄游生境履历的生态表型,亦有仅具淡水定居生境履历的生态表型;而短颌鲚及“杂颌鲚”个体则全为河口孵化起源、具江海洄游生境履历的生态表型。结果表明,丹东鸭绿江刀鲚类型的组成非常复杂,生境履历极富多样性,显示其可能是一个独特资源地理种群。     

刀鲚胸鳍条和耳石微化学“指纹”相似性研究

耳石微化学被广泛应用于鱼类洄游生态学研究,但耳石的摘取难免会造成鱼的死亡和损伤,故寻找可以快捷、非致死地替代耳石进行微化学分析的材料很有意义。为此,本研究比较了刀鲚(Coilia nasus)胸鳍条和耳石微化学的相似性特征。耳石的锶钙比值(Sr/Ca)和Sr含量图谱分型结果分别很好地对应了所研究的洄游型、淡水定居型和陆封型的典型个体。胸鳍条微化学结果显示,湖鲚和短颌鲚2类个体呈现出稳定的低Sr/Ca值?(1.38±0.52)~(2.04±0.74)和(1.40±0.32)~(1.81±0.66)?与刀鲚胸鳍条生活史第一阶段的特征相吻合?(2.06±0.64)~(2.26±0.29)?,这些均反映了淡水生境“指纹”的特征。刀鲚胸鳍条Sr含量图谱和耳石相似,自核心至边缘可分为明显的3个阶段,分别对应于面分布图上自核心至边缘的蓝色、绿色、蓝色之间微化学“指纹”的变化。由此可见,刀鲚胸鳍条可以作为耳石的非致死、低损伤的代替材料,用于刀鲚洄游习性、生境履历等研究。同时,由于胸鳍条具有取样和前处理的优势,在其他鱼类资源或标志放流评价研究时,可以考虑以胸鳍条代替耳石来开展研究。     

基于耳石微化学的黄河垦利段刀鲚生活史初步研究

为研究黄河刀鲚(Coilia nasus)生境履历特征,利用电子探针微区分析技术(EPMA)对采集自黄河垦利段5尾刀鲚个体(D1、D2、D4、D5和D6)的矢耳石进行微化学特征研究。定量线分析结果显示,黄河口刀鲚生境履历较为复杂,所有个体核心区Sr/Ca值较低,表明其淡水孵化特征,但随着个体生长表现出不同的生活履历。个体D2生活史较复杂,其生长轨迹多次往返于淡水—半咸水生境,不具备洄游型刀鲚应有的规律性特征;个体D1、D4、D5和D6具有明显的洄游特征,不同的是个体D1和D4的Sr/Ca最大值分别为6.1和6.2,D5、D6生境已延伸至Sr/Ca值较高的区域,最大值分别达到8.44、8.63,但是由于调水、调沙对黄河口盐度变化影响较大,尚不能判断D5、D6个体生境已延伸至海水区域。分析的结果显示了同样的特征,个体D1、D4核心区表现为蓝色,外缘区域表现为蓝绿色;个体D2核心区表现为蓝色、绿色、黄色交替出现,个体D5、D6核心区域表现为Sr值较低的蓝色区域,随着生长耳石外围逐渐形成较为明显的黄色圆环。基于以上结果,本研究重新建立了黄河口刀鲚的生境履历,多数个体孵化和早期的生活主要在淡水生境完成,之后进入盐度较高的区域,往返于半咸水—海水生境中进行索饵、育肥,直至被捕获。以个体D2为代表的群体生活史较为复杂,推测可能是由于当年山东东平湖汛期放水而被动进入黄河的定居型刀鲚。     

鄱阳湖刀鲚耳石的两种微化学特征

为确认鄱阳湖中是否仍存在有溯河洄游的刀鲚个体,利用X射线电子探针微区分析技术(EPMA)研究了采自鄱阳湖星子县水域2尾刀鲚个体矢耳石的锶和钙微化学特征.定量线分析结果显示,上颌骨较短个体(PYCB02)的耳石锶钙比值(即Sr/Ca×1 000)为稳定的低值(1.66±0.54),反映了其淡水定居的生活习性;而上颌骨较长个体(PYCE05)的锶钙比值波动显著,不仅具有对应淡水生活的低值(1.82 ±0.50),而且出现了对应于海水生活的高值(5.79±0.91),显示出其溯河洄游的“履历”.这些结果更得到了耳石元素面分布分析结果的支持.这两种截然不同的耳石微化学特征类型首次直观地反映和证实了目前距长江河口约800 km的鄱阳湖中同时存在有溯河洄游和淡水定居的两类刀鲚个体.     

基于耳石微化学分析的鱼类种群生态学研究进展

研究鱼类的种群生态学,破解其数量特征、生境利用、种群结构和动态变化等种群属性是保护和合理开发天然渔业资源的基础。耳石微化学分析是破解鱼类的种群生态学难题的新颖而有力的手段,不仅可以反演鱼类生活史过程中所经历的环境条件,还可溯源资源群起源的产卵场等关键生境,在鱼类资源种群空间结构形成机制研究及动态评估中具有优势。本文在分析耳石元素组成及其沉积特征的基础上,重点介绍了耳石微化学分析在鱼类种群生态学(如反演鱼类生活史、评估种群结构、把握关联性和破解混合群体的构成与来源等)中的应用进展,也客观评述了耳石微化学分析在鱼类种群生态学研究中的局限性与解决途径,并对今后相关技术的发展趋势及需要关注的科学问题进行了展望。     

长江南京江段长颌鲚生境履历的反演研究

利用电子探针显微分析技术(EPMA),对2009年和2014年采自长江南京段的长颌鲚耳石微化学进行了研究,反演了其生境履历.结果显示,这些长颌鲚耳石上元素Sr/Ca值的动态可分为两类.一类Sr/Ca值出现显著波动,不仅具有对应淡水生境的低值(1.87±0.36),而且有对应于河口半咸水生境的较高值(4.80±0.80),甚至出现了外海高盐度生境的高值(7.85±0.57),反映了溯河洄游的生境履历特征.另一类Sr/Ca值稳定3.0以下(14NJC09和14NJCE10),仅反映出在淡水生境中生活的履历.上述结果均得到了耳石Sr面分布的验证.上述“反演”的结果首次发现,传统上认为的一定是溯河洄游的长颌鲚,也可能存在有淡水定居个体.单纯利用上颌骨的长短并不能作为有效判别长江刀鲚资源群体中溯河洄游个体和淡水定居个体的标准.     

长江短颌鲚耳石Sr/Ca值变化特征及其江海洄游履历

为确证长江刀鲚生殖洄游季节的短颌刀鲚是否为江海洄游个体,采用X射线电子探针微区分析技术(EPMA)研究了2013年4月27日采自长江靖江段的1尾短颌鲚(XGC-A)和1尾长颌鲚(XGC-B)矢耳石的锶(Sr)和钙(Ca)的微化学特征,同时将实验结果与确认是江海洄游型长江刀鲚矢耳石的Sr和Ca的微化学特征进行了比对分析。定量线分析结果显示,短颌鲚和长颌鲚个体的Sr/Ca值均波动显著,不仅具有对应淡水生活的低值(1.59±0.80、1.55±0.74),而且出现了对应于海水生活的高值(4.38±1.33、3.56±0.94),显示出其溯河洄游的履历;耳石元素面分布分析结果同时验证了短颌鲚和长颌鲚均参与江海洄游的事实。研究表明,目前长江中存在参与江海洄游的短颌鲚个体。     

几种前处理方法所获刀鲚(Coilia nasus)耳石年轮的效果比较

本研究较为系统地比较了刀鲚(Coilia nasus)耳石的几种碾磨方法及耳石酸蚀前处理所获刀鲚耳石年轮的效果.结果显示,耳石横截面碾磨法更易获取较为清晰的年轮,而矢状面碾磨法的效果不及前者,但后者在用于耳石微化学的研究中却更有优势.经5％EDTA处理过的耳石,比用1％HC1处理过的耳石,更容易获得较好的年轮效果.本研究还发现,刀鲚耳石年轮形成过程中的一些形态变化,与刀鲚生活史中的生境变化有关联性.     

基于线粒体Cyt-b序列的太湖湖鲚与短颌鲚种群遗传分析

为了解太湖的湖鲚(Coilia nasus taihuensis)与短颌鲚(Coilia brachygnathus)的遗传多样性及遗传分化情况,利用线粒体细胞色素b(Cyt-b)基因,开展了种群遗传学研究。结果显示,47条序列共有变异位点26个,其中,简约信息位点12个,共得到22个单倍型。两物种间Fst值达0.703,分化程度较高,种群间的基因流仅为0.212。湖鲚种群内平均Kimura双参数遗传距离为0.002,短颌鲚种群内为0.001,而湖鲚与短颌鲚种间平均Kimura双参数遗传距离为0.005,湖鲚与短颌鲚种间遗传距离高于湖鲚种群内部遗传距离,也高于短颌鲚种群内部遗传距离。系统发育树和单倍型网络图结果显示,湖鲚与短颌鲚分成2个大的类群,但有1个湖鲚个体与短颌鲚具有共有单倍型。总体结果显示,湖鲚与短颌鲚之间存在明显的遗传分化,Cyt-b序列可用于区分湖鲚与短颌鲚个体。     

刀鲚MSTN基因的克隆及其组织表达

 运用同源克隆的方法和RACE技术, 从刀鲚(Coilia nasus)肌肉组织中克隆了肌肉生成抑制素基因(Myostatin, MSTN)的cDNA全长并分析了肌肉生长抑制素基因在刀鲚不同组织的表达情况。结果表明, 刀鲚MSTN 基因的cDNA全长2 252 bp, 编码区1 125 bp, 编码374氨基酸。二级结构预测显示, 刀鲚MSTN具有MSTN家族的典型结构域, 包含Pfam和TGFB结构域。运用荧光定量的方法检测了该基因在刀鲚不同组织中的表达。结果显示,  MSTN基因在健康刀鲚肌肉和脑中呈高表达, 鳃、肝、脾、肠、肾和头肾中微量表达。根据以上研究结果认为, 刀鲚MSTN基因的序列具有高度保守性, 组织表达模式相似, 推测该基因的功能也具有高度保守性。本研究旨为MSTN基因在刀鲚后续育种工作提供基础依据。     

长江刀鲚鱼种驯食浮性颗粒饲料试验研究

采用灯光诱鱼协同缓沉饲料驯食过渡至浮性颗粒饲料投喂的方法,高密度驯养长江刀鲚(Coilia nasus)鱼种,建立了8~10 cm刀鲚鱼种转食浮性颗粒饲料的人工饲养技术,为刀鲚的集约化养殖提供技术支撑。结果显示,经16 d的驯食,刀鲚在投饵后1 h之内吃完饲料,驯食期间刀鲚平均成活率为75.05%。闪光诱鱼比常光诱鱼更利于刀鲚鱼种驯食浮性颗粒饲料;先期对浮性颗粒饲料处理成缓沉投饲驯食并逐步过渡至完全摄食浮性颗粒饲料的操作能让刀鲚鱼种在短期内(16 d)完全摄食浮性颗粒饲料。     

双台子河口刀鲚个体生殖力

于2015年5~6月在辽河双台子河口水域采捕176尾性腺发育到Ⅳ期的刀鲚Coilia nasus雌鱼,测量其体长(L)、体质量(W)、净体质量(W_o)、性腺重(W_l)和卵径等生物学指标。取左侧鳃盖骨鉴定年龄,用重量法计数个体绝对生殖力(F),计算体长相对生殖力(F_L)和体重相对生殖力(F_w),用5种数学模型及多元逐步回归方程拟合个体生殖力与生物学指标的关系。结果显示:样本由4~+~6~+龄组成,个体绝对生殖力(F)17 968~116 935粒,平均44 995粒;体长相对生殖力(F_L)66~297粒/mm,平均为145粒/mm;体质量相对生殖力(F_w)192~710粒/g,平均为362粒/g。F和F_L与体长(L)、体质量(W)、净体质量(W_o)、性腺重(W_l)、成熟系数(GSI)和年龄呈极显著正相关,与肥满度(K)相关关系不显著。F_w仅与W_l、GSI极显著正相关,和其他指标的相关性不显著。多元逐步回归显示,F与W和W_l密切相关,相关式为:F=-15 623.878+1 158.377W_l+324.104W(n=176,R=0.851;DW=1.890,P0.01);F_L与W_l和K密切相关,相关式为:F_L=-68.850+3.868W_l+302 687.076K(n=176,R=0.728;DW=1.743,P0.01);F_w均与L和GSI密切相关,相关式为:F_w=207.215-5.17L+7.5918GSI(n=176,R=0.646;DW=1.849,P0.01)。第Ⅳ~Ⅴ期刀鲚卵巢中,卵径变化范围在0.55~1.05mm之间,平均0.81mm。依据卵径频率分布推测,刀鲚属单峰一次性产卵鱼类。     

1+龄刀鲚与暗纹东方鲀成鱼的混养自繁试验

为提高刀鲚和暗纹东方鲀的池塘养殖效益以及获得大规格刀鲚鱼种,2021年在上海市水产研究所奉贤科研基地的4口池塘中进行了1⁺龄刀鲚(3 000尾/hm²)与暗纹东方鲀成鱼(12 000尾/hm²)的混养试验以及刀鲚生态自繁养殖试验。经过132 d的养殖,刀鲚出塘规格达到24.99～59.90 g/尾,成活率为15.0%～54.1%,其中有3口试验池塘获得了大规格刀鲚自繁鱼种,数量分别为2 515、2 871、3 399尾;暗纹东方鲀出塘规格在280.2～296.3 g/尾,单位面积产量达到3 372.8～3 502.5 kg/hm²,成活率达97.8%～100.0%。     

刀鲚POMC基因的cDNA克隆及其应激应答

为了研究刀鲚(Coilia nasus)阿黑皮素原(proopiomelanocortin,POMC)基因的应激应答及调控,克隆了刀鲚POMC基因的c DNA全长。刀鲚POMC基因的c DNA全长2030 bp,编码区699 bp,编码232个氨基酸。二级结构预测显示,刀鲚POMC包括信号肽(signal peptide)、N末端区(N-terminal region,NPP)、促肾上腺皮质激素结构域(adrenocorticotropic hormone,ACTH)、β-脂解素(β-LPH)、α-促黑素(α-MSH)、促肾上腺皮质激素样垂体中叶多肽(CLIP)、γ-脂解素(γ-LPH)、β-促黑素(β-MSH)和β-内咖肽(β-EP)结构域。运用荧光定量的方法检测了该基因在刀鲚不同组织中的表达分布。结果显示,POMC在健康刀鲚的脑高表达,鳃、肾、精巢相对高表达,肝、脾、肠、头肾、肌肉和卵巢中微量表达。运输胁迫后,POMC基因的表达量显著下降(P0.05);10‰ NaCl组4 h和6 h POMC基因的表达量显著上调(P0.05),6 h的表达量恢复至应激前。POMC基因在脂肪代谢及应激调控中发挥重要的功能,本研究结果可为该基因在刀鲚后续育种及应激调控工作提供重要基础。     

菊黄东方鲀与长江刀鲚池塘混养试验

为探索适合长江刀鲚的新的养成模式,于2020、2021年两个年度在主养菊黄东方鲀的池塘中进行了混养长江刀鲚的试验,每年养殖周期为5月中旬至11月底。试验结果：2020、2021年,菊黄东方鲀的单位面积产量分别为2 812.5、3 007.5 kg/hm²,收成规格分别为261.5、268.5 g;长江刀鲚的成活率分别为57.45%、66.90%,收成规格分别为38.6、50.7 g,单位面积产量分别为73.50、112.65 kg/hm²。试验结果表明,在菊黄东方鲀池塘中混养长江刀鲚不会影响主养对象的养成效果,且在不额外增加日常养殖生产成本(不单独投喂饵料或饲料)的情况下,能保证长江刀鲚的养殖成活率和收成规格,从而提高了养殖生产经济效益。     

1+龄长江刀鲚与暗纹东方鲀池塘混养试验

为探索适合刀鲚的池塘养殖新模式,分别在淡水和半咸水环境下开展了1⁺龄刀鲚与暗纹东方鲀的混养试验。试验结果表明,刀鲚与暗纹东方鲀在半咸水环境下混养,在产量、成活率、平均出塘规格等方面具有明显优势,当刀鲚放养密度为3 000尾/hm²时,单位面积产量最高可达116.70 kg/hm²,该塘刀鲚成活率为68.16%,平均出塘规格可达57.11 g,体质量在50 g以上的比例为61.66%。