镧对黄姑鱼幼鱼促生长作用和成活率影响的研究

陈 超, 陈建国, 张廷廷, 邵彦翔, 谭鲁玉, 孙曙光, 张春禄, 张梦淇, 王孝山, 徐加元



镧对黄姑鱼幼鱼促生长作用和成活率影响的研究

陈 超1, 2, 陈建国1, 2, 张廷廷1, 2, 邵彦翔1, 3, 谭鲁玉1, 4, 孙曙光1, 张春禄1, 2, 张梦淇1, 2, 王孝山5, 徐加元5

(1. 中国水产科学研究院 黄海水产研究所, 农业部海洋渔业可持续发展重点实验室, 青岛市海水鱼类种子工程与生物技术重点实验室, 山东 青岛 266071; 2. 上海海洋大学 水产与生命学院, 上海 201306; 3. 大连海洋大学 水产与生命学院, 大连 116023; 4. 中国海洋大学 海洋生命学院, 山东 青岛 266003; 5. 中国水产科学研究院 东海水产研究所, 上海 200090)

为探究镧对黄姑鱼()幼鱼的促生长作用和成活率的影响, 本研究设7 组不同镧质量浓度处理组, 采用不同方程对不同镧质量浓度组的体质量生长拟合。实验结果表明, 不同镧质量浓度处理组黄姑鱼幼鱼的生长速度差异显著(<0.05)。采用线性方程: 1.8 mg/L处理组的体质量生长系数最大, 为0.011 2, 而对照组(0 mg/L)的体质量生长系数最小, 为0.009 9; 采用多项式方程: 1.8 mg/L组全长生长系数的绝对值最大, 为3.26, 而对照组(0 mg/L)的全长生长系数的绝对值最小, 为1.17。镧对体质量增大率、全长增长率和特定生长率、死亡率均有显著的影响(<0.05), 用多项式方程分别对上述生长参数与镧质量浓度()之间的相关关系拟合得到, 体质量增大率=162.93+42.79+(–11.62)2(2= 0.95), 全长增长率=38.49+21.54+(–7.27)2(2=0.90), 特定生长率=1.08+0.16+(–0.04)2(2=0.93), 死亡率= 62.91+(–22.88)+7.192(2=0.54)。根据方程, 得到最适体质量增大、最适全长增长、最适特定生长、最低死亡率的镧质量浓度分别为1.84、1.48、2和1.59 mg/L。证实, 镧可促进黄姑鱼幼鱼的生长及提高成活率, 1.48 ~2 mg/L为黄姑鱼幼鱼的最适生长的镧质量浓度范围。

黄姑鱼幼鱼; 镧(La3+); 体质量增大率; 全长增长率; 特定生长率; 平均死亡率

黄姑鱼()属鲈形目(Perciformes)、石首鱼科(Sciaenidae)、黄姑鱼属(), 体形与黄花鱼有相似处, 为近海中下层鱼类, 主要栖息于砂泥底质沿岸海域, 以小型甲壳类及小鱼等底栖动物为食[1]。分布于太平洋西北部沿海、日本的土佐湾、中国的黄海和渤海[2]。耐受温度为8~33℃[1], 最适温度为24~29℃, 2龄可性成熟, 耐受盐度为10~40[1]。黄姑鱼营养价值高、肉质鲜美, 是中国传统渔业的主要捕捞对象之一, 在中国近海渔业资源中占有重要地位[3]。近年来, 由于不加节制的捕捞、海域污染的加剧, 加上弧菌类疾病和淀粉卵涡鞭虫()、刺激隐核虫()为主的寄生虫病害等病害因素等[4], 使黄姑鱼资源日趋衰退[3]。

有研究表明, 稀土元素镧具有促进生物机体生长、调控生物机体免疫应答、增强机体抗病力等生理作用。稀土在农作物(水稻、玉米)生产、畜禽业(猪)和渔业(鱼、虾、贝、藻)的养殖产业中得到广泛应用。稀土离子可以结合在生物体内的细胞膜或细胞器膜上, 从而调控膜上有关酶(钙调蛋白)的酶活性或者改变膜的通透性, 诱导生物机体内相关基因的差异性表达, 来达到调控生物机体的免疫应答、机体生长发育的目的[5-8]。王艳龙等[9]研究证实,镧是主要的稀土元素之一, 它在一定剂量范围内可以促进生物机体的生长, 在刺参()饲料中添加50 mg/kg的稀土元素镧与对照组相比, 可以提高36.92%的特定生长率。周晓波等[10]研究表明, 稀土离子通过参与或调节Ca2+的代谢来调控生物机体的细胞伸长、细胞分裂。有关稀土对鱼类的作用研究已有许多报道[9]。稀土作为饵料添加剂对团头鲂()、草鱼(、青鱼()、鲤()、鲫()、鲢()、鳙等鱼种的研究发现, 不仅能促进鱼体生长、降低饵料系数, 而且还能增强抗病能力、提高成活率[11]。韩希福等[11]研究表明, 在鲤鱼饵料中20 mg/kg的稀土元素镧可以显著提高鲤鱼的生长率。石文雷[12]研究报道了Vc 稀土作为饵料添加剂, 可以促进鱼体生长、饵料利用效率和成活率。韩希福[13]研究表明, 稀土元素镧可以提高卤虫()孵化率、变态率和成虫率。王艳龙等[9]研究表明, 刺参饲料添加稀土元素镧, 可提高刺参机体的非特异性免疫酶的活性。

本实验旨在探讨在人工养殖条件下, 稀土元素镧对黄姑鱼幼鱼生长和成活率的影响, 以期为镧元素在黄姑鱼苗种繁育的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

选90日龄的黄姑鱼幼鱼体质量为0.46 g±0.14 g, 全长为3.64 cm±0.36 cm 1 050尾, 暂养于中国水产科学院东海水产研究所福建福鼎研究中心7日。

1.2 养殖管理

黄鱼幼鱼在室内暂养。挑选个体大小均匀的健康黄姑鱼, 21个200 L圆柱形玻璃缸中。随机分为7组, 每组3个重复, 每个重复50尾黄姑鱼。饲养期间连续充氧, 盐度14~20, pH 7.7~8.1, 溶氧为7.5 ~ 8.1 mg/L, 氨氮为0.48 mg/L, 亚硝氮为0.045 mg/L。每天根据黄姑鱼摄食情况适当调整投饵量以达到饱食投喂, 投喂量为黄姑鱼体质量5%~8%, 一天投喂两次, 投喂时间为8: 00, 15: 00。次日10: 00清理残饵和粪便和更换2/3新鲜海水, 养殖实验持续90 d。

1.3 镧元素的添加与取样

实验组采用浸泡法: 将氯化镧药品溶解于海水中, 实验组分为6组, 镧离子(La3+)的质量浓度依次为0.1、0.6、1.2、1.8、2.4、3.0 mg/L。空白对照组不添加氯化镧, 分别在0、15、30、60、90 d测量黄姑鱼幼鱼的全长、体质量, 并记录死亡鱼的数量。

1.4 实验中所涉及的生长性能公式[14]:

平均体质量增大率(f–i)/i×100%

平均全长增长率(f–i)/i×100%

特定生长率=100×(lnf– lni)/(f–i)

死亡率(f–i)i×100%

其中,i和f、i和f、i和f、i和f分别代表实验开始和结束时的体质量(g)、全长(cm), 实验材料数量以及时间[14]。

本实验所有数据采用Excel 2010, SPSS 22.0, Origin 7.0软件进行统计学分析, 用平均值±标准差(Means±SD)的形式表示。全长、体质量的实验数据采用单因素方差(One-Way-ANOVA)分析。若差异显著(<0.05), 则采用Duncan法进行多重比较, 并用Origin 7.0软件做出相关回归方程。

2 结果与分析

2.1 不同镧质量浓度对黄姑鱼幼鱼体质量生长和全长生长的影响

不同镧质量浓度处理组黄姑鱼幼鱼的体质量生长情况如图1 所示。从图1可见, 1.8 mg/L处理组中黄姑鱼幼鱼的体质量增大最快, 随着实验时间的增加, 其体质量显著地高于其他各处理组。用线性函数方程(=+×)对不同镧质量浓度处理组黄姑鱼的体质量生长数据进行拟合, 0、0.1、0.6、1.2、1.8、2.4、3.0 mg/L各质量浓度组下体质量的生长系数值依次为: 0.0093、0.0099、0.0106、0.0108、0.0112、0.0097、0.0096。1.8 mg/L处理组黄姑鱼幼鱼的体质量生长系数最大; 而对照组(0 mg/L)的体质量生长系数最小。从体质量的生长系数值来看, 生长最快的为1.80 mg/L处理组, 生长最慢的为对照组(图2)。

图1 不同镧质量浓度对黄姑鱼体质量生长的影响

不同镧质量浓度下黄姑鱼的全长生长情况如图2 所示。从图2 可见, 1.8 mg/L处理组中黄姑鱼幼鱼的全长增长最快, 随着实验时间的增加, 其全长明显地高于其他各处理组。采用多项式函数方程(=+1×T+2×2)对不同镧质量浓度组的黄姑鱼的全长生长数据进行拟合, 可见不同镧质量浓度下黄姑鱼幼鱼全长随时间()的生长拟合曲线的2值呈现显著差异。0、0.1、0.6、1.2、1.8、2.4、3.0 mg/L各质量浓度组下体质量的生长系数|2|值依次为: 1.17、1.82、1.65、2.68、3.26、2.37、1.90, 1.8 mg/L组黄姑鱼幼鱼的全长生长系数最大, 而对照组(0 mg/L)的全长生长系数最小。从全长的生长系数|2|值来看, 生长最快的为1.80 mg/L处理组, 生长最慢的为对照组(图2)。

图2 不同镧质量浓度对黄姑鱼全长生长的影响

2.2 不同镧质量浓度对黄姑鱼幼鱼各生长参数的影响

不同镧质量浓度处理组中黄姑鱼幼鱼的各生长参数如表1 所示。选取健康规格相近的黄姑鱼幼鱼, 进行随机分组实验。经过90 d 的不同镧质量浓度(La3+)处理后, 1.8 mg/L处理的结束体质量显著大于对照组和其他处理组(<0.05), 1.8 mg/L处理结束全长显著大于对照组、0.1、和3.0 mg/L处理组(<0.05), 与0.6、1.2和2.4 mg/L处理组无显著差异。另外, 镧对黄姑鱼幼鱼的平均体质量增大率、平均全长增长率、特定生长率均产生了显著的影响。采用Duncan多重比较表明平均体质量增大率、平均全长增长率、特定生长率均是在1.8 mg/L处理组中最大, 并且显著地高于对照组组(<0.05), 其中, 1.8与2.4 mg/L 的平均全长增长率和特定生长率无显著差异。死亡率在1.8 mg/L处理组中最小, 并且显著低于对照组(<0.05)。

2.3 最适生长镧离子(La3+)浓度

对表1 中不同浓度组的平均体质量增大率数据运用多项式函数方程拟合分析, 得出回归曲线如图3 所示, 得出回归方程: 平均体质量增大率=162.93+ 42.79+(–11.62)2(2=0.95), 得出平均体质量增大率最大时的镧离子浓度是1.84 mg/L。对表1 中不同浓度组的平均全长增长率数据运用多项式函数方程拟合分析, 得出回归曲线如图4 所示, 得出回归方程式: 平均全长增长率=38.49+21.54+(–7.27)2(2=0.90),得出平均全长增长率最大时的镧离子浓度是1.48 mg/L。对表1 中不同浓度组的特定生长率数据运用多项式函数方程, 得出回归曲线如图5 所示, 得出回归方程: 特定生长率=1.08+0.16+ (–0.04)2(2=0.93), 得出特定生长率最大时的镧离子浓度是2 mg/L。对表1 中不同浓度组的死亡率数据运用多项式函数方程拟合分析, 得出回归曲线如图6 所示, 得出回归方程式: 死亡率=62.91+(–22.88)+ 7.192(2=0.54), 得到黄姑鱼最低死亡率的镧质量浓度为1.59 mg/L。

通过对上述各生长参数与稀土元素镧的回归曲线可知, 镧离子浓度对黄姑鱼幼鱼的体质量增大、全长增长、特定生长、死亡率均有显著的影响, 通过回归方程, 求得黄姑鱼幼鱼的的最适体质量增大、最适全长增长、最适特定生长和最底死亡率的镧离子(La3+)浓度分别为1.84、1.48、2和1.59 mg/L。综合上述各生长参数, 得出黄姑鱼幼鱼最适生长镧离子(La3+)浓度范围为1.48~2 mg/L。

3 讨论

3.1 稀土元素镧对黄姑鱼幼鱼促生长作用

有学者报道, 稀土元素添加在猪、鱼、虾、贝等动物的饲料中, 可以提高其生长速率[15]。王敏奇等[16]研究证实, 在猪饲料中添加稀土元素镧可以提高13.06%的日增质量和6.53%的饲料转化率。刘颖等[17]研究证实, La(NO3)3可以提高大鼠()的体质量生长率和加速肝糖原的合成, 但是高于一定剂量(200 mg/kg)时, 则作用相反。韩希福等[11]研究表明, 在鲤鱼饵料中20 mg/kg的稀土元素镧可以显著提高鲤鱼的生长率, 25~30 mg/kg 也有一定的促生长作用。石文雷[12]研究报道了Vc 稀土作为饵料添加剂, 一方面可以促进鱼体生长、提高饵料利用效率, 另一方面可以提高鱼体的抗病能力、成活率。朱伯清等[18]研究证实, 东方对虾()饲料中添加30~200 mg/kg剂量的稀土物质, 可以促进其生长, 最适生长剂量为60 mg/kg。辛福言等[19]研究证实, 稀土元素镧可以提高17.1%~23.5%的中国对虾()的受精卵的孵化率。韩希福等[13]研究表明, 稀土元素镧可以提高16.5%的卤虫()孵化率、57.3%~57.8%的变态率和12.0%~12.3%的成虫率, 并且可以提高卤虫对杜氏盐藻()的摄食强度, 盐卤虫的最佳效应La3+浓度为1.8 mg/kg。宋凌云等[20]研究证实, 低剂量的镧可以加速满江红鱼腥草()叶绿素a的合成, 提高其光合作用, 并且可以促进其生长。赵宝华等[21]研究证实: 低剂量的Ca2+和La3+等离子可促进酿酒酵母生长(<0.05), 而高剂量的Ca2+和La3+等离子则起到抑制作用。本研究证实, 镧离子(La3+)浓度对黄姑鱼幼鱼的体质量增大、全长增长、特定生长均有显著的影响。通过回归方程, 求得黄姑鱼幼鱼的的最适体质量增大、最适全长增长、最适特定生长和最底死亡率的镧离子(La3+)质量浓度分别为1.84、1.48、2和1.59 mg/L。因此, 黄姑鱼幼鱼最适生长的稀土元素镧离子(La3+)质量浓度范围为1.48~2 mg/L。

表1 不同镧质量浓度处理组中黄姑鱼幼鱼的生长情况

注: 数据右上角不同的英文字母, 代表有显著性差异(<0.05)

图3 黄姑鱼幼鱼体质量增大率与不同镧质量浓度的拟合曲线

图4 黄姑鱼幼鱼全长增长率与不同镧质量浓度的拟合曲线

图5 黄姑鱼幼鱼特定生长率与不同镧质量浓度的拟合曲线

图6 黄姑鱼幼鱼死亡率与不同镧质量浓度的拟合曲线

3.2 稀土元素镧对黄姑鱼幼鱼的成活率的影响

稀土元素不仅可以促进生物机体的生长, 还可以提高动物的成活率。陈兴安等[22]研究表明, 低剂量(0.1 mg/kg)的柠檬酸稀土可以增强小鼠多核细胞的吞噬作用, 进而提高动物机体的免疫能力。在“七五”期间, 稀土养鱼示范田2 000 hm2, 产量增加14%~ 18%, 鱼苗的成活率提高14%, 更降低了草鱼的赤皮、肠炎、烂鳃等病害的发生率。近20 年来推广面积660万 hm2, 增加效益20 亿元[23]。王艳龙等[9]研究表明, 刺参()饲料添加50 mg/kg的稀土元素镧, 可以通过提高刺参机体的非特异性免疫酶的活性, 来增强刺参机体免疫力和抗病力。邱关明等[24]报道, 稀土能使动物体抵抗力增强的原因很可能是稀土能够清除动物体内有害自由基。周光理[25]通过探究稀土元素镧对大鼠腹腔巨噬细胞生长的作用, 证实了稀土离子对自由基具有消除作用。李健强等[26]研究表明, 稀土元素镧浸种处理, 可以通过提高水稻()植株体内还原糖的和合成量糖、调控植物体内酚类含量, 从而提高水稻植株的抗病能力。本研究证实, 1.8 mg/L处理组的稀土元素镧可以显著降低养殖实验中黄姑鱼幼鱼死亡率。通过死亡率的回归方程, 求得黄姑鱼幼鱼的的最底死亡率的稀土元素镧质量浓度为1.59 mg/L。证实镧元素在自然海水条件下, 也可以提高黄姑鱼的成活率。

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(本文编辑: 谭雪静)

Effect of Lanthanum (La3+) on growth and survival rate oflarvae

CHEN Chao1, 2, CHEN Jian-guo1, 2, ZHANG Ting-ting1, 2, SHAO Yan-xiang1, 3, TAN Lu-yu1, 4, SUN Shu-guang1, ZHANG Chun-lu1, 2, ZHANG Meng-qi1, 2, WANG Xiao-shan5, XU Jia-yuan5

(1. Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Key Laboratory of Sustainable Development of Marine Fisheries, Ministry of Agriculture, Qingdao Key Laboratory for Marine Fish Breeding and Biotechnology, Qingdao 266071, China; 2. College of Fisheries and Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 3. College of Fisheries and Science, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China; 4. College of Marine Life Sciences, Ocean University of China , Qingdao 266003, China; 5. East China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shanghai 200090, China)

To investigate the role of La3+in the growth and survival rate oflarvae, we designed seven different concentration treatment groups of La3+. Results showed that La3+has a significant effect on the larval growth (< 0.05). Statistical analysis revealed correlations between body weight (W) and culture days (d) in the linear equation, wherein the 1.8 mg/L treatment group showed the maximum body weight coefficient of 0.0112, whereas the control group (0 mg/L) showed the minimum coefficient of 0.009 9. Correlations between body length (L) and culture days (d) could be described by the polynomial equation, in which the 1.8 mg/L treatment group showed the maximum length growth coefficient of 3.26, whereas the control group (0 mg/L) showed the minimum length growth coefficient of 1.17. La3+() had a significant influence on the body weight growth rate, body length growth rate, specific growth rate, and average mortality rate (< 0.05). The polynomial equations with the correlations are as follows: body weight growth rate = 162.93 + 42.79C + (–11.62)2(2= 0.95), body length growth rate = 38.49 + 21.54+ (–7.27)2(2= 0.90), specific growth rate = 1.08 + 0.16+ (–0.04)2(2= 0.93), and average mortality rate = 62.91 + (–22.88)+ 7.192(2= 0.54). According to the regression equation, the optimal weight growth, the optimum length growth, the optimal specific growth, and the lowest mortality were observed at La3+concentrations of 1.84, 1.48, 2 and 1.59 mg/L, respectively. This study confirmed that La3+has a growth- promoting action and improves the survival rate of, and the optimum concentration range is 1.48–2 mg/L.

Juvenile; La3+; body weight growth rate; body length growth rate; specific growth rate; average mortality rate

Jan. 6, 2017

陈超(1959-), 男, 山东青岛人, 学士, 研究员, 主要从事海水鱼类苗种繁育和养殖技术研究, E-mail: ysfrichenchao@126.com

S94

A

1000-3096(2017)09-0074-07

10.11759//hykx20170106001

2017-01-06;

2017-04-19

国际合作项目(2012FDA30360)

[Jointly Funded by International Cooperation Projects, No.2012FDA30360]