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中国大鲵人工养殖技术研究进展

2018-01-17李伟龙罗莉李虹王双李战福翟旭亮薛洋

中国渔业质量与标准 2018年5期
关键词:大鲵饵料人工

李伟龙,罗莉*,李虹,王双,李战福,翟旭亮,薛洋

(1.西南大学动物科技学院,重庆三峡生态渔业产业技术研究院,重庆 400715;2.重庆市水产技术推广总站,重庆400020)

中国大鲵又称“娃娃鱼”(Andriasdavidianus),隶属两栖纲(Amphibia),有尾目(Urodela),隐鳃鲵科(Cryptobranchidae),大鲵属(Andrias),是中国特有的濒危大型两栖动物,主要分布区包括长江、黄河及珠江流域中上游地区及其支流[1]。大鲵肉质鲜美,胶原蛋白丰富,被视为名贵的滋补圣品。据《本草纲目》记载,大鲵可增食欲、补气血、养身心,对癫痫、痢疾、贫血、霍乱等均有一定的治疗效果,皮肤分泌的黏液也可用于烧伤和疾病预防。然而,由于环境污染及过度捕捞,在20世纪80—90年代,就出现野生大鲵数量锐减,几近灭绝[2],栖息地也逐渐岛屿化、碎片化,资源遭到严重破坏[3],对大鲵人工繁殖与养殖技术的构建和完善提出了迫切需求。

近十几年,众学者研究了大鲵的营养成分[4]、肌肉品质[5]、遗传多样性[6]和多种基因的生物信息学[7-8]等,但其重点还主要集中在人工繁殖、养殖、疾病防治和配合饲料研发等方面。人工繁殖和养殖方面,自阳爱生等[9]取得大鲵人工繁殖初步成功以来,诸多学者对其进行了积极的探索与改进。随着大鲵授精试验成功,肖汉兵等[10]对池养大鲵催产的系统性研究,李新民[11]对全人工条件下养殖大鲵和施学文[12]对山洞养殖大鲵以及繁殖技术的研究,使大鲵的人工繁殖与养殖技术逐渐成熟。疾病防治方面,基础研究较为薄弱,某些疾病无法有效治愈[13]。人工配合饲料方面研究的关键技术也尚未全面攻克。

1 大鲵养殖现状

20世纪90年代开始,大鲵人工养殖兴起并快速发展,成为中国特种水产养殖业的重点。在陕西、重庆、浙江、湖南、湖北、广东和广西等省市自治区,大鲵养殖业发展尤为迅速。为增加农民收入,多地政府将大鲵产业作为特色农业进行重点开发[14-15]。据相关统计,2010年全国正规大鲵养殖场几百家,养殖户近5 000,养殖量100~150万尾,人工繁殖单位100多家,年人工繁殖幼苗近55万尾[16]。2012年大鲵市场价格与需求急剧下降,出现拐点,由之前的1 500元/斤下降至2017年的70元/斤,各地成品大鲵大量堆积[17],养殖户积极性严重受挫,产业发展遭遇瓶颈,但大鲵的相关研究未从停止。

2 大鲵的人工繁殖技术

2.1 人工繁殖现状

1978年以来,研究人员针对大鲵的人工繁殖进行了诸多研究,但到目前为止,其规模化全人工繁殖依然尚未完全攻克,尤其是非原产地人工繁殖难度更大[18-19],限制了大鲵养殖业的发展进程。大鲵人工繁殖常见问题主要有:雌、雄大鲵性腺发育与成熟不同步,繁殖率低;雄鲵精子活力弱,雌鲵卵子受精能力弱或无受精能力;受精卵发育到后期出现了大量不可控死亡等。分析这些现象,主要是人工养殖大鲵一般生存环境密闭、狭小,与野外自由、开阔的环境大不相同,抑制了性腺发育,导致精子和卵子的质量下降。其中光照、水温、食物和水流量等是影响其性腺发育和受精卵孵化的主要因素[20]。

大鲵的人工养殖过程中,只有在其性腺成熟的适当时期注射催产素才能使其顺利进入“生理成熟”期,从而成功排卵排精,完成精子和卵子的结合达到受精目的[21-22]。从大鲵性腺发育组织学方面而言,雌鲵产卵的最佳时机是性腺发育Ⅳ期末。而从细胞学方面而言,雌鲵卵细胞的细胞核要极化偏位,精细胞发育变态完成,这些特征和两栖类、鱼类相似[23-25]。根据相关学者对大鲵人工繁殖技术的研究发现,当前大鲵的人工繁殖普遍采用注射脑垂体、促黄体生成素释放激素类似物(LRH-A)、人绒毛膜促性腺激素(HCG)和高效催产合剂等药物促进雌鲵产卵,成功授精后经孵化即可得幼鲵[26]。由于大鲵本身性腺发育以及精子和卵子质量等自身因素限制,目前虽有少数企业可批量生产大鲵苗种,但其规模化人工繁殖技术仍未完全成熟。

2.2 繁殖习性与过程

大鲵属两栖类,卵生,体外受精,性腺发育具有周期性,一般每年产卵一次。自然条件下,每年5~9月是大鲵的繁殖季节,8~9月为产卵盛期[27]。野生大鲵一般在体长达32 cm、体重达300 g以上后,性腺才基本成熟。雌鲵性成熟主要集中在夏季,而雄鲵则在秋季,这种性腺发育不同步导致野生大鲵繁殖率低。人工养殖条件下,雄鲵与雌鲵性腺成熟亦不同步,为降低此现象影响,乔志刚等[28]提出采用体外保存法可延长精子的存活时间,从而提高雌鲵卵子的受精率。此外,王文林等[29]研究发现,大鲵最适孵化水温为15~25 ℃。

大鲵自然和人工养殖条件下的繁殖过程大不相同。自然条件下,大鲵性成熟后,自行交配产卵。雌鲵产卵前,雄鲵先行在水深1 m左右的泥底或沙底溪河洞穴处选择产卵场所,用尾、足、头部清理杂物,随后雌鲵入洞,准备夜间产卵,每次产卵200~1 500粒。产卵结束后,雌鲵离去。雄鲵留下保护鱼卵。待幼鲵孵出,开始分散生活后,雄鲵离去。人工养殖模式下,需先进行亲本培育,要求养殖水体清新、流动,水温以11~25 ℃为宜,培育池阴暗避光且面积不宜过大,培育过程中坚持科学喂养,随水温变化及时调节饵料种类和投喂数量,促进性腺发育。8~9月份,观察大鲵性腺成熟度符合条件后,注射药物进行人工催产,促使雌雄大鲵同步排卵、排精。催产结束后,分池培育待产,待性腺完全成熟后,人工收集精子和卵子,过程中动作要轻,减少对亲鲵的损伤,然后采用干湿法进行人工授精,受精卵放进孵化池孵化[18]。孵化池1 m2左右,每池放卵1 500枚,水不宜过深,以20 cm为宜,水温(19±2)℃,水溶氧>6 mg/L。

2.3 人工繁殖技术发展趋势

目前大鲵的人工繁殖主要是集约化工厂繁殖与仿生态繁殖并存。集约化工厂繁殖是在全人工参与的条件下,提取精子和卵子进行人工授精,然后通过孵化获得幼鲵,此法可有效提高亲鲵的参繁率,但对亲鲵和卵伤害较大,受精卵孵化率较低。仿生态繁殖则是根据野生大鲵的生活习性以及生存环境进行养殖池建设,让大鲵在自然或接近自然的条件下生存,自然产卵、受精、孵化,此法对亲鲵损伤小,受精卵孵化率高,但参繁率较低。人工与仿生态相结合繁殖模式将会是以后大鲵繁殖的主要模式,经初步探索,人工与仿生态相结合繁殖模式中的参繁率、成活率明显高于2种单独的繁殖模式,且对亲鲵的伤害较小,易于规模化生产[30]。

3 大鲵苗种培育

大鲵受精卵孵化时间较长,在适宜的水温中,幼鲵孵出需35 d左右,个别受精卵则需45 d左右。幼鲵成功孵化脱膜后体长一般2 cm左右,运动能力较弱,数小时游动一次,因此出膜后,可在塑料盆中进行静水培养,用微流水效果更佳,水深5~8 cm为宜,每天换水一次。30 d左右,卵黄消耗殆尽,此时幼鲵开始逐步进行摄食,可适时投喂开口饵料[31]。开口饵料要大小适宜、干净、无污染、活动能力弱且数量充足。生产上常选用水蚯蚓和鱼糜,为避免刺伤稚鲵,鱼糜投喂前需先用纱布滤去细刺,然后投喂1~2 d,待幼鲵开始排便后投喂水蚯蚓,此法可有效提高幼鲵成活率[32]。幼鲵阶段生长速度差距较大,养殖过程中按规格及时分池饲养,以防相互残食。到9月龄,幼鲵发育基本完全,开始爬行活动,体型上与成鲵一致,此时外鳃呼吸功能萎缩并逐步脱落,泥沙易附着外鳃,造成呼吸困难,幼鲵机体免疫和自我防御能力下降,极易受病原体侵袭,此时需加强日常管理和检测,保持水中溶氧充足,定期进行消毒,以防止幼鲵因缺氧和疾病而大量死亡[33]。

4 大鲵的人工养殖模式

经过多年的摸索与探讨,目前国内大鲵的人工养殖已形成原生态养殖、仿生态养殖和工厂化立体养殖3种模式。

4.1 原生态养殖

原生态养殖是指将大鲵投放到自然的溪涧、河流内,让其主要摄食自然饵料,每间隔一段时间投喂一次,此法可大大降低养殖成本,但易受外界环境和不良因素影响,繁殖和成活率较低,因此生产上较少使用[34]。

4.2 仿生态养殖

仿生态养殖是根据大鲵的生活习性,仿照自然界的生活环境等,选择相对独立安静、水质良好、水温稳定、水源丰富、饲料来源和交通便利的山区溪流和水库支流等水域建池。养殖规模较小,可选用天然洞穴,降低养殖成本。较大养殖规模的则需人工建池,幼鱼池面积一般5~10 m2,壁高60~80 cm,成鱼池面积一般20~40 m2,壁高1.2 m,池中需安装遮阳设施和堆建洞穴,供大鲵隐藏。养殖池建好后注水浸泡30 d以上,经杀菌消毒后可进行种苗放养。种苗入池前需进行消毒,10 cm以下苗种放养一般30~100尾/m2,投放规格达10 cm以上的3~10尾/m2。养殖过程中合理投喂,加强日常管理和疾病防治[35]。

4.3 工厂化立体养殖

工厂化立体养殖池塘建设要充分考虑大鲵的生活特性及生长发育所需的生态环境。现在常用的养殖池模式主要有两种,一种是露天养殖池,是最为普遍的养殖模式;另一种是人防工程及地下室养殖池,主要采用砖、石头、水泥和混凝土建成,池底一般用厚度为20~30 cm的方形石块夯实,后用混凝土与小石块铺平,池底由四周向中央以2%的角度倾斜,以便后期排水。进水口与排水口相对,设在池脚,以高于池壁60 cm为宜,需根据池塘大小安装不同规格的滤网与进水管。成体大鲵养殖池面积一般100~2 000 m2,室内室外均可设置,室外需安装遮阳设施,避免阳光直射。目前主要的立体化人工养殖模式有室外养殖、人防工程养殖、地下室养殖及工厂化控温养殖,可根据养殖情况选择不同方式,每种养殖方式的放养密度略有不同[36]。

5 大鲵疾病防治与研究

5.1 主要病害种类

目前危害大鲵的主要病害有:细菌病、真菌病、病毒病、寄生虫病。细菌性疾病主要有腐皮病、肠炎病、腹胀病、烂尾病、出血病、白点病等;真菌性疾病主要有水霉病;病毒性疾病主要有虹彩病毒病;寄生虫引起的疾病有线虫病、吸虫病等。此外,大鲵还存在气泡病、脊椎弯曲病等其他类型疾病[37]。

5.1.1 细菌性疾病

体表损伤、水质污染和饵料腐烂是导致细菌性疾病的主要诱因和途径。能够感染大鲵并引发细菌性疾病的主要病原菌有荧光假单胞菌、恶臭假单胞菌、嗜水气单胞菌以及迟钝爱德华菌等,这些病菌感染机体的方式和途径各不相同。据王高学等[38]和敖弟书等[39]研究发现,迟钝爱德华菌和荧光假单胞菌通过体表损伤处感染大鲵,无损伤时接触则不会感染。恶臭假单胞菌主要来源于腐烂饵料,通过大鲵摄食进入体内使其患病[40]。嗜水气单胞菌既可通过体表损伤进行感染,也可通过大鲵饮水和摄食进入体内感染机体[41-42]。大鲵被病原菌感染常出现食欲不振、反应迟钝、活动能力下降等相似症状,若不及时进行针对性治疗,极易引起多种细菌的并发感染,发展到后期难以治愈,死亡率较高。

5.1.2 真菌性疾病

已知大鲵的真菌性疾病主要为水霉病,大鲵生长发育的各个阶段均可感染,但常见于幼鲵孵化至卵黄囊消失阶段,此时幼鲵活动能力弱,易感染。患病大鲵的头部、躯干、尾部常见水霉寄生。寄生处有不明显白点,后逐渐长出棉絮状菌丝,严重时会出现肌肉溃烂,出血[43]。水霉病极易大规模传染,蔓延速度快,若不及时治疗,易造成大鲵大量死亡。机体死亡后,病菌会继续快速繁殖,具有腐生性,对大鲵属于继发性感染。临床上,可使用食盐、苏打水等浸泡治疗[44]。

5.1.3 寄生虫性疾病

自然条件下的大鲵体内也常有寄生虫寄生[45],但能够引起寄生虫病的多属于短肠中肠吸虫、毛细线虫和鲤嗜子宫线虫[46]等外界寄生虫。大鲵患病后往往体质消瘦、食欲不振、黏液过多,活动呆滞。生产上常用敌百虫或高锰酸钾进行预防或治疗。

5.1.4 病毒性疾病

病毒性疾病是制约大鲵高密度集约化养殖的关键因素之一,目前常见的为大鲵虹彩病毒病,是大鲵身上首次发现的病毒性疾病。其病原为大鲵虹彩病毒(Chinese giant salamander iridovirus, GSIV),是一种大型线性双链DNA病毒,基因组全长106 734 bp,可编码101个开放阅读框,其中含26个虹彩病毒核心基因,24个蛙虹彩病毒特有基因,且具囊膜等典型病毒形态,直径在140 nm左右,对成鲵和幼鲵均具感染性,发病和传染速度快,死亡率高达90%[47-48]。高正勇等[49]研究发现,大鲵虹彩病毒对酸、碱、热处理非常敏感,经氯仿、乙醚或56 ℃以上高温处理均可破坏病毒结构,降低其致病力。大鲵患病后常有出血症状,食欲不振,呼吸频率加快,体表黏液分泌量增加,偶有呕吐现象,活动能力减弱,平衡感差,严重者皮肤、肾脏等多处组织器官会出现炎症反应以及变性和坏死[48]。

大鲵虹彩病毒较为普遍的检测方法有病理组织切片、电镜观察、细胞培养、普通PCR、巢式PCR检测等,但检出率较低、准确性差、耗时耗力。基于此,周勇等[50]和孟彦[51]研究发现TaqMan实时荧光定量PCR和环介导等温扩增技术(LAMP法)可较为快速、准确、定量分析大鲵虹彩病毒。TaqMan实时荧光定量PCR检测灵敏度高达10个病毒核酸分子拷贝数,约10-3pg/μl病毒核酸,但对检测设备要求较高;LAMP法对检测设备要求较低,且检测灵敏度高,可检测出1×10-9稀释度的DNA模板,是快速检测大鲵虹彩病毒的首选。

疫苗研制方面,中国水产科学研究院长江所研究人员以β-丙内酯作为灭活剂,确定了大鲵虹彩病毒灭活的最佳时间以及灭活最适浓度,并制备出大鲵虹彩病毒细胞灭活疫苗[52];刘文枝[53]在此基础上,向大鲵体内注射不同剂量的β-丙内酯灭活疫苗,得出剂量在1×106TCID50/mL时可使其获得较高的中和抗体水平和免疫能力,向此剂量疫苗中加入弗氏完全佐剂等免疫佐剂可延长疫苗在机体内的停留时间,进一步加强病毒灭活疫苗的免疫保护作用,为病毒灭活疫苗的研制以及剂量选择奠定了基础。

目前,大鲵虹彩病毒病有效防治方法较为匮乏,人工养殖过程中常用聚维酮碘、高锰酸钾等消毒药物和中草药进行预防和治疗,但效果甚微,无法有效治愈。因此,需进一步开展大鲵虹彩病毒疫苗的研究工作。

5.2 疾病防控措施

疾病发生通常是机体、病原和环境等多种因素共同作用的结果,当外界环境发生剧烈变化,导致细菌、病毒等病原大量繁衍时会破坏机体的免疫,从而诱发疾病。因此,大鲵的健康养殖要以预防为主,治疗为辅。目前较为有效的预防措施有:1)提供良好的水生生态环境。大鲵属肉食性,其残饵和排泄物对水质污染严重,因此,其养殖水体要求清洁、无污染;2)增强大鲵自身机体抵抗力。大鲵自身免疫力低下是其患病的重要因素之一,养殖过程中定期投喂新鲜且营养物质全面的饵料和防治性中草药可有效提高免疫力,降低患病风险;3)定期杀菌消毒,控制和消灭病原菌。定期使用食盐和高锰酸钾对养殖池进行杀菌消毒并投喂药饵,通过控制和消灭病原体来切断疾病的传播途径[54]。

目前,针对大鲵疾病的常规治疗方法主要有口服、口灌、注射、遍洒、浸浴和涂抹等,这些治疗方法各有利弊,可根据疾病的不同特性,多种方法综合使用,进行治疗。但目前由于大鲵病害的基础研究较为薄弱,相关研究也多集中在药物筛选与防治方面,针对性药物研发尚未攻克,疾病的诊断与检测也尚不完善,导致大鲵疾病的治疗效果不甚理想[54]。

6 人工配合饲料研发

大鲵属动物食性两栖类,自然条件下,幼鲵阶段喜食小型无脊椎动物,如水蚤、水蚯蚓等。成体阶段则以青蛙、小鱼、小虾以及贝类等为食,偶尔摄食绿色植物。人工养殖过程中,饵料成本约占养殖成本的75%,但相关人工配合饲料的研究鲜见报道。杨焱清等[55]研究发现,幼鲵喜食动物性饵料,厌食植物性饵料,以摇蚊幼虫和红线虫最为适宜。陈军等[56]以黄粉虫、鱼块、水蚯蚓、卤虫和米虾5种不同饵料饲喂幼鲵,发现黄粉虫诱食效果好,但营养价值一般,不适合小个体幼鲵。水蚯蚓和卤虫只适合小个体幼鲵,不宜长时间投喂。米虾是大鲵幼体阶段最佳的饵料,鱼块次之。金立成[57]选取幼鲵分别投喂人工配合饲料和动物性饵料,发现幼鲵可主动摄食人工配合饲料,且与摄食动物性饵料相比,生长速度更快,饵料系数更低。

成鲵阶段的人工养殖主要以鲜活或冰鲜饵料为主,其中以麦穗鱼最为适宜。但单一饵料营养不均衡,不利于成鲵的生长发育。陈碧霞和王福刚[58]在此基础上研究发现,使用几种饵料鱼混合喂养比单一饵料鱼喂养更具优势。但近些年来,饵料价格上涨,养殖成本升高,大鲵市场低迷,价格急剧下降,人工配合饲料的研发势在必行。金立成[57]通过选取幼鲵和成鲵进行人工配合饲料养殖试验,得出幼鲵脂肪需求量为2%~3%,糖类的需求量为10%~12%,蛋白需要量为42.3%~45.6%,成鲵的蛋白需要量则为43.8%~48.9%,略高于幼鲵蛋白需要量,但当人工配合饲料中蛋白含量>50%或<40%时会影响其正常生长发育,且人工配合饲料饲喂大鲵,可有效降低养殖成本和饲料系数,生长速度远高于摄食动物性饵料。

目前,大鲵人工配合饲料的研发仅见于初步研发的配合饲料与天然饵料的对比试验,且研究结果也不一致[59]。生产上常用的鲜活饵料也由于市场价格上涨,营养成分单一,饲料系数高,携带病菌、运输不便等,越来越无法满足大鲵养殖业的发展需求。研发价格低、营养全面平衡、生长速度快的人工配合饲料来代替传统冰鲜饵料将有利于推动大鲵养殖业的发展。

7 展望

大鲵是中国重要的特种水产养殖品种,因其营养物质丰富,素有“水中人参”的美誉,但其规模化人工繁殖和养殖方面还存在许多技术瓶颈,将是以后大鲵人工养殖业的研究重点。

制约大鲵人工养殖业发展的第1个瓶颈是人工繁殖问题。目前大鲵的人工繁殖虽已基本成熟,但仍存在性腺不易完全成熟、雌雄繁殖期不同步等制约因素,日后应加强对大鲵的繁殖生态学研究和亲鲵培育,进一步提高对其繁殖习性的认识和掌握。第2个瓶颈是疾病防治问题。大鲵虹彩病毒病无针对性药物和有效的治疗措施,病原致病机理不明确,分离技术也不成熟,今后应利用病原亚单位分离和提取与抗原基因确定等方法探寻疾病发生原因,加快建立准确、高效的疾病检测方法和病毒灭活疫苗的研制进程,以利于疾病的早发现和有效治疗,降低养殖成本,提高商品鲵质量。第3个瓶颈是人工配合饲料的研发。近些年,大鲵人工配合饲料的研发逐渐推进,但基础数据的缺乏依然掣肘其发展。大鲵不同生长阶段对蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养需求参数尚需评定。只有通过营养学研究确定其生长各阶段对不同营养物质的需求,评定原料利用价值,优化原料选择,掌握各类添加剂对大鲵生长性能及生理机能的影响,才能制定出全价、合理、满足需求且易于规模化生产的饲料配方,生产出高效环保的全价配合饲料,降低养殖成本。

大鲵的人工养殖只有在完善了人工繁殖、疾病防治以及人工配合饲料的研究的基础上,才能真正实现规模化和工厂化的健康、安全、高效养殖,从而推动产业链条延伸,促进产业持续发展,达到振兴大鲵产业的目标。

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