MS-222对日本对虾麻醉效果的研究
2018-04-16平洪领史会来余方平张涛
平洪领,史会来,余方平,张涛
(浙江省海洋水产研究所,浙江省海水增养殖重点实验室,浙江 舟山 316021)
日本对虾(Penaeus japonicus)俗称花虾、竹节虾、车虾,隶属于甲壳纲,十足目,对虾科,对虾属,其分布地域广、体色艳丽、肉味鲜美,是我国近海尤其是东海区拖虾作业的重要捕捞对象[1]。近年来,由于环境污染以及过度捕捞等原因,近海渔业资源严重衰退,渔获组成低龄化、小型化、低值化日趋加剧,渔业生产效率和经济效益大幅度下跌,严重影响到渔业经济的可持续发展。日本对虾已成为我国港湾生态系统重要的增殖放流对象[2-4]。自20世纪70年代以来,随着人工育苗技术和配合饵料的开发和应用,日本对虾养殖产业也得到了快速发展。目前对日本对虾的基础研究资料大多集中于繁育生物学[5-7]、增养殖技术[8-9]及营养价值分析[1]等方面,但尚未开展有关日本对虾麻醉效果的研究报道。其实,在对日本对虾进行科学研究和增养殖生产过程中,对虾常因捕捞的伤害、挣扎造成应激性反应而受伤死亡。因此,寻求一种对日本对虾有效的麻醉药物并确定其适宜的麻醉剂量,对日本对虾开展研究和运输工作具有重要的意义。
MS-222(鱼安定)是一种易处理、效力迅速、操作简便、安全的渔用麻醉剂,是当前世界各国广泛应用在水产动物中最安全、最可靠、最有效的麻醉药物,并且经过美国食品和药物管理局(FDA)认可,用于鱼虾类麻醉运输[10-11]。MS-222已被广泛应用在我国多种水产动物的麻醉过程中[10,12-14]。科学合理地使用麻醉剂,能够较大程度降低水产动物的应激反应,减少不必要的伤害,同时方便人工操作。本文研究采用不同浓度MS-222对日本对虾进行麻醉试验,通过分析日本对虾在不同浓度下麻醉效果及离水操作时间,探讨合适的麻醉浓度、麻醉时间及离水操作时间。以期为MS-222应用于日本对虾麻醉提供参考资料,初步了解MS-222对日本对虾的麻醉机理,为科学使用MS-222麻醉剂奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 试验用虾 试验所用的日本对虾为全人工繁育的同批次群体。选择健康无病、活力强的个体,体长为(13±0.5)cm,体质量为(12±0.8)g,试验开始前 7 d暂养在水泥池(180 cm×150 cm×60 cm)中,水深40 cm。每个试验组设置10只重复。
1.1.2 养殖用水 经过沉淀、砂滤及曝气的自然海水,pH 值为 6.8~7.2,盐度为 28,溶氧量为 7~8 mg/L,水温为自然海水温度(20±0.4)℃。
1.1.3 麻醉试剂 MS-222购自上海晶纯生化科技股份有限公司,为白色粉末,易溶于水。
1.2 试验方法
1.2.1 MS-222对日本对虾的麻醉效果分期 根据日本对虾在MS-222溶液中的麻醉行为反应以及在清水中苏醒的行为反应,参考相关研究文献[15-16],将MS-222对日本对虾的麻醉程度分为6期(表1)。到达轻度麻醉、中度麻醉、深度麻醉和复苏所需要的时间分别为A2、A3、A4和R3。用玻璃棒碰触对虾,观察日本对虾的反应情况,用以判断所处的麻醉阶段。麻醉时间为试验对虾被放入MS-222溶液中开始计时到麻醉A4期为止。复苏时间为麻醉对虾进入清水中开始计时到复苏R3期为止,1h内未苏醒判定为死亡。根据Marking等[17]认定的理想麻醉浓度标准,结合试验对虾的实际情况,本试验的有效麻醉浓度设定为:3 min之内麻醉、5 min之内复苏、15 min之后成活率是100%的浓度。
表1日本对虾的麻醉和复苏阶段的行为特征
1.2.2 麻醉和复苏时间的测定 将日本对虾分别放入浓度为4、5、6和7g/L的MS-222溶液中,设置不加MS-222的空白对照组。观察麻醉情况,参照麻醉分期表,分别记录对虾到达各麻醉状态所需要的时间。然后,将麻醉后的麻醉后日本对虾放入曝气的海水中,记录每个个体入水至完全苏醒所需要的时间。确定理想麻醉浓度。
1.2.3 露空时间对复苏率的影响 按照试验步骤1.2.2得到的结果,依据Marking等[17]规定的理想有效浓度,即3 min内麻醉并在5 min内苏醒这一标准配置MS-222的理想麻醉浓度。将麻醉后的日本对虾放在湿纱布上,分别在空气中曝露0、2、4、6、8 min后,放入海水中复苏,记录苏醒所需要的时间。以日本对虾出现各麻醉特征的时间反应麻醉效果,以各复苏特征出现的时间衡量复苏情况。试验结果表示为平均值±标准差。复苏率(%)=(完全复苏的个体数/各组试验对虾总数)×100%。
2 结果与分析
2.1 不同浓度MS-222对日本对虾麻醉和复苏效果的影响
在不同浓度MS-222条件下,日本对虾进入不同麻醉程度的时间、复苏到不同阶段的时间及复苏24h后的存活率见表2所示。
由表2可知,在0~7g/L的浓度条件下,日本对虾的麻醉时间随MS-222浓度的升高而缩短,而复苏所需的时间不断延长,在此浓度范围内均能完全复苏,并且复苏后24 h内的存活率均达到100%。本试验中日本对虾的理想麻醉浓度为6 g/L。到达轻度麻醉、中度麻醉、深度麻醉和复苏所需要的时间分别为 69.0、104.8、159.6 和 221.6 s,存活率达到100%。
表2不同浓度MS-222下日本对虾的麻醉和复苏时间
2.2 空气中曝露时间对日本对虾复苏的影响
根据上文中试验结果得知,日本对虾在MS-222中的理想麻醉浓度为6 g/L。将在此浓度条件下麻醉的日本对虾,取出放到湿润的纱布上,在空气中曝露一定时间后,放入清水中复苏的时间及成活率如表3所示。由表3可知,随着在空气中曝露时间的增加,日本对虾复苏所需要的时间不断增长。在离水时间 0~4 min内,均能完全复苏,并且在24 h内的存活率为100%。但是当离水时间为6 min时,复苏24 h后的存活率为90%。当离水时间为8 min时,复苏过程无法达到完全恢复状态,而且复苏24 h后的存活率仅为65%。因此,日本对虾在MS-222理想浓度6 g/L深度麻醉后,适宜的离水操作时间应小于4 min。
表3麻醉后离水曝露时间对日本对虾复苏的影响
3 讨论
3.1 麻醉剂MS-222对不同虾类的麻醉效果
麻醉剂MS-222在水产领域麻醉剂已得到了广泛的研究和应用,主要集中在鱼类的催产和运输环节,但有关虾蟹类[15,18-19]麻醉方面的研究相对较少。MS-222水溶液可以通过鱼鳃及鱼体表的吸收,并传导至神经中枢使鱼类的活动能力和反射能力受到抑制,麻醉后鱼表现出呼吸频率降低、行动迟缓及排泄物减少,如果麻醉剂的剂量过大使其较长时间处于中度麻醉或深度麻醉状态,则会造成鱼类死亡[14]。本试验中,参照黄雪芹等[20]使用丁香酚麻醉中国对虾幼虾的方法,将MS-222对日本对虾的麻醉过程划分为6个阶段,复苏过程划分为4个阶段,并对各个麻醉和复苏阶段的行为特征进行了详细描述(见表1),准确地记录了麻醉和复苏到各阶段所需要的时间。
本试验研究结果表明,在一定浓度范围内,日本对虾随着麻醉剂浓度的增加,麻醉所需要的时间不断缩短,同时伴随着复苏时间的不断增加,这与刀鲚[12]、锦鲤[21]、大黄鱼[22]、大西洋鲑[23]、中国对虾[20]等的研究结果一致。参照Marking等[17]的理想麻醉标准,将日本对虾的理想麻醉标准制定如下:能够在3 min内完全麻醉,移入清水后5 min内恢复到正常状态,且要求在复苏24 h后的成活率为100%。根据日本对虾在不同浓度MS-222作用下麻醉时间、复苏时间及复苏24 h后的成活率情况,将日本对虾的有效麻醉浓度的参考值建议为6 g/L。另外,Coyle等[18]用MS-222、乙二醇苯醚、丁香酚、苯唑卡因等麻醉罗氏沼虾发现,100 mg/L浓度的MS-222、乙二醇苯醚对罗氏沼虾无麻醉作用,而只有100mg/L丁香酚在较长的时间内才使罗氏沼虾处于麻醉状态;何新龙等[19]开展对日本沼虾的麻醉效果研究,结果表明即使高浓度的MS-222、乙二醇苯醚和苯唑卡因也对日本沼虾无麻醉作用;谢慧明等[15]研究结果表明MS-222对克氏原螯虾无麻醉效果。这些研究说明了部分虾类对麻醉剂选择的狭窄性,同时也说明同种麻醉剂对不同物种的麻醉效果不同,麻醉能力具有选择性。这将为扩大MS-222在虾类麻醉效果的应用提供理论参考依据。
3.2 麻醉后离水曝露时间对日本对虾复苏的影响
影响麻醉剂药效的因素很多,因此除了选择正确麻醉剂量和麻醉时间还涉及其他很多因素:诸如温度[19,24]、离水时间[20,25]及个体大小[25]。本试验还对日本对虾离水操作的安全时间进行了研究。本试验研究表明,在理想麻醉浓度下,规格相同的日本对虾在空气中曝露不同的时间后,再放入清水中进行复苏,对复苏后恢复正常的对虾进行24h的观察,记录其成活率。麻醉后的对虾在空气中曝露0~4 min后,复苏率和成活率均达到100%,说明日本对虾可以进行短时间的离水操作。但是在离水时间为6 min时,虽然还可以完全复苏,但成活率降到90%。当离水时间为8 min时,已经很难恢复到正常状态,成活率更是降到了65%。同时,随着离水曝露时间的增加,对虾复苏时间显著延长。这可能与对虾的用鳃呼吸的方式有关,对虾在海水中的麻醉状态下,其呼吸并未完全停止,而在离水曝露条件下,鳃腔内水的交换量减少,呼吸活动难以持续[24]。在本试验中,日本对虾在麻醉初期心率为119次/min,处于深度麻醉状态时心率为95次/min,说明MS-222对日本对虾麻醉效果明显,能够有效降低对虾呼吸频率和新陈代谢,抑制对虾的呼吸,抑制效果随着MS-222浓度的增加而增强。在同样的离水时间下,MS-222浓度越高,日本对虾复苏所需要时间越长,进一步证明了MS-222对日本对虾是一种有效的麻醉剂,这与日本囊对虾[25]的麻醉研究结果一致。
因此,在实际操作过程中,要注意控制麻醉后的离水时间,尽量缩短在空气中的停留时间。准确掌握好麻醉剂的剂量、麻醉时间及离水操作时间,对避免麻醉过度引起对虾死亡,对提高成活率具有重要意义。
参考文献:
[1]许星鸿,刘翔,阎斌伦,等.日本对虾肌肉营养成分分析与品质评价[J].食品科学,2011(13):297-301.
[2]何晓明,于深礼,王建芳,等.辽东湾渔场日本对虾移殖放流状况及发展[J].水产科学,2002(4):42-43.
[3]梅春,任一平,徐宾铎,等.崂山湾日本对虾增殖放流效果的初步研究[J].中国海洋大学学报(自然科学版),2010(9):45-50.
[4]姜亚洲,凌建忠,林楠,等.象山港日本对虾增殖放流的效果评价[J].生态学报,2012(9):2651-2658.
[5]林琼武,单保党,黄加祺,等.北方地区日本对虾育苗业中存在的几个问题[J].中山大学学报(自然科学版),2000(S1):28-33.
[6]官曙光,孙福新,郭文,等.日本对虾亲虾培育及产卵、孵化关键技术[J].齐鲁渔业,2003(4):22-23.
[7]曹建亭,任玉水.日本对虾育苗水质调控技术探讨[J].齐鲁渔业,2006(07):43-44.
[8]林金,陈涛,陈琳.大亚湾日本对虾放流技术和增殖效果研究[J].热带海洋,1998(1):59-65.
[9]宋元涛苏振明王克行张存义王启华.黄海增殖日本对虾的生长特性[J].水产学报,1996(1):25-29.
[10]刘长琳,陈四清,何力,等.MS-222对半滑舌鳎成鱼的麻醉效果研究[J].中国水产科学,2008(1):92-99.
[11]Mattson N S,Riple T H.Metomidate,a better anesthetic for cod(Gadus morhua)in comparison with benzocaine,MS-222,chlorobutanol,and phenoxyethanol[J].Aquaculture,1989,83(1-2):89-94.
[12]严银龙,施永海,张海明,等.MS-222、丁香酚对刀鲚幼鱼的麻醉效果[J].上海海洋大学学报,2016(02):177-182.
[13]王利娟,程守坤,张饮江,等.MS-222在加州鲈鱼模拟运输中的麻醉效果[J].上海海洋大学学报,2015(02):235-241.
[14]贺诗水,王洪凯,李晓飞.MS-222对锦鲤的麻醉效果研究[J].湖北农业科学,2013(03):626-628.
[15]谢慧明,边会喜,杨毅,等.克氏原螯虾麻醉保活技术研究[J].食品科学,2010(12):247-250.
[16]Cho G K,Heath D D.Comparison of tricaine methanesulphonate(MS222)and clove oil anaesthesia effects on the physiology of juvenile chinook salmon Oncorhynchus tshawytscha(Walbaum)[J].Aquaculture Research,2000,31(6):537-546.
[17]Marking L L,Meyer F P.Are better anesthetics needed in fisheries[J].Fisheries,1985,10(6):2-5.
[18]Coyle S D,Dasgupta S,Tidwell J H,et al.Comparative efficacy of anesthetics for the freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii[J].Journal of the World Aquaculture Society,2010,36(3):282-290.
[19]何新龙,傅洪拓,龚永生,等.丁香酚对日本沼虾麻醉效果的研究[J].中国农学通报,2007(09):620-623.
[20]黄雪芹,孔杰,张天时,等.丁香酚对中国对虾幼虾麻醉效果的研究[J].安徽农业科学,2008(22):9572-9574.
[21]张志明,胡盼,姜志强,等.丁香酚对锦鲤麻醉效果的研究[J].水产科学,2014(01):40-45.
[22]赵艳丽,杨先乐,黄艳平,等.丁香酚对大黄鱼麻醉效果的研究[J].水产科技情报,2002(04):163-165.
[23]李靖,刘宝良,王顺奎,等.丁香酚对大西洋鲑麻醉效果的实验研究[J].海洋科学进展,2015(01):92-99.
[24]蔡诤,董宏标,王军,等.浓度和温度对丁香酚麻醉日本囊对虾效果的影响[J].海洋科学,2012(03):29-36.
[25]游欣欣,曾凡荣,王军,等.丁香酚对日本囊对虾麻醉效果的研究[J].厦门大学学报(自然科学版),2010(06):893-896.