中华花鳅的生长和繁殖生物学的研究

2020-03-20何兴恒孙治宇

水产科学 2020年2期

杨骏，何兴恒，孙治宇

( 1.广元市林业局，四川广元 628000； 2.四川律贝生物科技有限公司，四川成都 610000； 3.四川省林业科学研究院，四川成都 610081 )

中华花鳅(Cobitissinensis)，属鲤形目、鳅科、花鳅属，俗名花鳅、花泥鳅，为小型底栖鱼类。因其形态、色彩优雅，行为特殊，是国产原生鱼中观赏价值极高的种类。又因其易于饲养，并能清理水族缸内的藻类和有机残渣，可作为工具鱼使用。近年来越来越受到水族市场的青睐。目前，国内外虽对其形态、分布及染色体组型有相关研究[1-8]，但对其生长、繁殖的了解依然有限。中华花鳅虽分布广泛，但其在各分布区内种群数量却较小，各分布区的生境也正受到人类的干扰和影响。笔者对采集自四川省广元市的中华花鳅的生物学特性、繁殖特性进行了研究，以期为中华花鳅野生资源的保护和人工驯养提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 生长特性研究用鱼

于2012年7月及2013年5月在四川省广元市旺苍县东河流域用由地笼和电捕机捕获，共采集70尾,采集后用10%福尔马林溶液固定，保存于5%的福尔马林溶液中。

1.1.2 繁殖特性研究用鱼

于2013年5月在四川省广元市旺苍县东河流域用地笼捕获，共捕获43尾,采集后装在鱼苗袋中立即充氧带回实验室。

1.2 数据的测量

将标本用自来水冲洗后，进行常规生物学测量，然后取出内脏，并测量肠长、净体质量、性腺质量等数据。测量工具为数显游标卡尺(长度数据精确至0.01 mm)和电子天平(质量数据精确至0.01 g)[9-10]。

1.3 雌、雄鱼的鉴别

雌、雄鱼的鉴别依据为：(1)胸鳍：雌鱼胸鳍短圆，无骨质突起，呈扇形，胸鳍鳍条展开在同一水平面上；雄鱼胸鳍窄而长，具有骨质突起，尖端向上翘起。(2)体型：雌鱼个体明显大于雄鱼。(3)通过解剖查看性腺进一步鉴别雌、雄。

1.4 年龄的鉴定

采用脊椎骨鉴定年龄。取出胸鳍棘之后的几枚脊椎骨，用3%～5%NaOH溶液浸泡2 d，自来水清洗后用镊子和解剖针小心剔除附着的肌肉，再用5%过氧化氢漂白30 min，用自来水清洗，晾干。将处理后的脊椎骨放在解剖镜下，观察椎体上的明暗环纹，并计数年龄，每尾鱼至少统计5个椎体上的年轮，取最多者为该鱼的年龄[11]。

年龄组划分的方法：1龄组，未形成年轮至第1个年轮刚形成；2龄组，第1个年轮外已长出新生致密层至第2个年轮刚形成；其余年龄组划分依次类推[12]。

1.5 食性分析方法

剖检每尾标本的消化道，并取出内容物在解剖镜下镜检，以确认食物的种类。摄食强度表示某尾鱼消化道内容物中某种食物的含量。

1.6 精子寿命的研究方法

精子寿命即精子运动时间，是指精子从开始运动到死亡所经历的时间。而鱼类精子在精巢和精浆中并不活动，因为精巢和精浆中存在抑制因子，只有当精子被排到水环境并被水稀释后才开始活动，即精子被激活[13]。

选取数尾发育良好，身体健壮，精巢发育达到Ⅴ期的雄鱼作为试验用鱼。取1滴精液于载玻片上，放在显微镜下并调好焦距，向精液上滴1滴试验液，立即观察，将60%以上的精子进入的某一阶段作为精子此时的活动阶段，记录精子运动情况及持续时间。试验分为5组，试验液分别是：蒸馏水、0.125%NaCl溶液、0.25% NaCl溶液、0.5% NaCl溶液、1.0% NaCl溶液。每组试验设5个平行，取精子运动时间的平均值作为精子在该液体中的寿命。

1.7 怀卵量的统计方法及卵径的测量方法

绝对繁殖力的测定通过以下步骤进行：称量卵巢质量→取样→称量样品质量→计数样品中Ⅳ期卵数量→计算。

绝对繁殖力=m2/m1×n

式中，m1为样品质量，m2为卵巢质量，n为样品中Ⅳ期卵数量。

卵径测量使用数显游标卡尺直接测量卵巢内每颗卵的直径，精确至0.01 mm。

1.8 计算方法和数据处理

体长与体质量的关系：m=aLb

肥满度=m/L3×100

式中，m为体质量，L为体长，a、b为常数。Fulton肥满度m是体质量，Clark肥满度m为净体质量。

性成熟系数/%=m1/m0×100%

相对生长率=(Wn-Wn-1)/Wn-1(tn-tn-1)

瞬时生长率=(lnWn-lnWn-1)/(tn-tn-1)×365

生长比速=(lgWn-lgWn-1)/0.4343(tn-tn-1)

生长常数=C×(tn+tn-1)/2

生长指标=(lnLn-lnLn-1)×Ln

式中m1为性腺质量(g)，m0为体质量(g)；Wn和Wn-1分别为对应相邻两龄tn、tn-1的体长Ln、Ln-1或体质量mn、mn-1；Ln为n龄鱼体长度(mm)，Ln-1为n-1龄鱼体长度(mm)；mn为n龄鱼体质量(g)，mn-1为n-1龄鱼体质量(g)；tn为计算生长指数的结束时间，tn-1为计算生长指数的开始时间；C为生长比速。

用Excel 2003和SPSS 19.0软件进行数据统计分析。

2 结果

2.1 形态特征

对70(♀26，♂44，后同)尾中华花鳅进行生物学测量：全长42.41～113.90 mm，体长34.92～102.85 mm，体质量0.34～9.84 g，净体质量0.31～8.09 g。

背鳍D.Ⅲ-7，胸鳍P.Ⅰ-8～9，腹鳍V.Ⅰ-6，臀鳍A.Ⅲ-5。第一鳃弓外侧鳃耙11～13。脊椎骨数4+37～39。中华花鳅可量性状比见表1。

中华花鳅体长而略侧扁，背缘与腹缘几平行。头部短小，侧扁。吻突出而尖。口小，下位。唇较厚。鼻孔离眼前缘近，前鼻孔呈管状。眼小，侧上位。眼前缘下方具有1枚基部分叉的眼下刺，其末端达到眼球中部。眼间距小，与眼径接近。具有3对须，2对吻须短小，1对口角须长度约等于眼径，其末端不达眼前缘。鳃孔小，鳃耙短小，排列稀疏。

体被细小的圆鳞，头部裸露无鳞，侧线不完全，仅存在于鳃盖后缘至胸鳍中后部的正上方之间。各鳍无硬棘。胸鳍、臀鳍、腹鳍短小，背鳍较长，尾鳍截形。腹鳍起点位于背鳍第2或第3根分枝鳍条的垂直下方，腹鳍后缘未达肛门。背吻距等于或略大于背尾距。尾柄长约为尾柄高的2倍。肛门靠近臀鳍起点。腹腔膜灰白色。鳔小，前室包于骨质囊内，后室退化。肠短，其长度约为体长的1/2。

体背呈淡棕色，腹部白色或略带黄色，各鳍呈黄白色。由上颔处至眼前缘有1条斜行的黑色线纹，头部散布着不规则的深棕色斑纹。体侧的上半部数列明显的纵行深棕色斑块，体侧有10～14个深棕色大斑纹，背部具12～13个方形深棕色斑块，背鳍起点前6个，后6～7个，背鳍与尾鳍具有4～5列垂直排列的斜点状黑斑，尾鳍基部上方具有1个黑色斑点。

表1 中华花鳅可量性状比Tab.1 The countable characters in morphology of Chinese spined loach C.sinensis

2.2 雌、雄性征

雌鱼身体较粗壮，体色较浅，胸鳍短圆，无骨质突起，呈扇形，胸鳍鳍条展开在同一水平面上；雄鱼身体较细长，体色较深，胸鳍窄而长，具有骨质突起，第二根鳍条较粗长，尖端向上翘起。雌鱼卵巢一对，生殖季节，成熟的卵巢呈淡黄色至金黄色，充满整个腹腔。雄鱼的精巢成对，性成熟的精巢为白色弯曲管状，表面光滑，位于胸鳍末端以后的腹腔中。

2.3 年龄与生长

2.3.1 渔获物组成

对在东河采集的70尾中华花鳅进行年龄鉴定，可划分为5个年龄组。其中1龄占7.1%，2龄占18.6%，3龄占15.7%，4龄占54.3%，5龄占4.3%。各年龄中华花鳅雌、雄个体的体长、体质量分布见表2。

由表2可知，1龄中华花鳅雌、雄个体之间的体长和体质量差异均不显著(P>0.1)。而2～5龄的中华花鳅雌、雄个体之间的体长和体质量差异显著(P<0.1)，并且随着年龄的增长，体质量的差异越来越显著。

2.3.2 生长指数

根据中华花鳅平均体长和平均体质量的数据，计算中华花鳅的生长指数见表3。

表2 各年龄组中华花鳅雌雄个体体长和体质量组成Tab.2 Body length and body weight composition of Chinese spined loach C.sinensis in each age class

表3 各年龄组中华花鳅的体长与体质量生长指数Tab.3 The growth parameters of Chinese spined loach C.sinensis in each age class

由表3可知，中华花鳅的生长分为2个阶段：3龄前体长、体质量各项生长指数都增大，此阶段中华花鳅生长速度快，至3龄时各项生长指数达到最大值；3龄后体长、体质量各项生长指数明显小于前一阶段，生长速度逐渐减慢。

2.3.3 体长、体质量关系

对70尾中华花鳅进行体长、体质量的数据测量，运用经验公式m=aLb对测量数据进行运算，并绘制出相关曲线(图1)。

其结果如下：

m1=0.00001215L2.896，n=70，r2=0.939，P<0.001；

m2=0.00001223L2.901，n=26，r2=0.955，P<0.001；

m3=0.00001389L2.860，n=44，r2=0.913，P<0.001。

式中m1、m2、m3分别代表中华花鳅总体质量、雌性和雄性的体质量。

2.3.4 肥满度

将70尾中华花鳅按年龄分组，用Fulton和Clark方法对雌、雄鱼分别进行统计分析(表4)。

图1 中华花鳅体长与体质量的相关曲线Fig.1 Relationship curve between body length and body weight of Chinese spined loach C.sinensis

表4 不同年龄中华花鳅肥满度变化(平均值±标准差)Tab.4 The variation in condition factor of Chinese spined loach C.sinensis in different age classes (mean±SD)

由表4可知，中华花鳅的肥满度通常小于1。用Fulton方法计算出的雄性肥满度与雌性差距不大，且雄性略小于雌性，而用Clark方法计算出的肥满度，除了1龄的个体外，其他各龄的中华花鳅均为雄性略大于雌性。

2.4 食物组成

对70尾中华花鳅的胃进行食性分析，空胃的18尾，占总数的25.71%；有胃容物的52尾，占总数的74.29%。中华花鳅以有机碎屑、藻类、水生昆虫及其幼虫、维管植物及其种子、钩虾、螺和摇蚊幼虫为食(表5)。

2.5 繁殖

2.5.1 性比和最小性成熟年龄

对捕获的113尾中华花鳅的性别鉴别结果显示，共有雌性42尾，雄性71尾，雌、雄性比为1∶1.69。雌、雄鱼最小性成熟年龄均为2龄。

表5 中华花鳅的食物组成Tab.5 The food composition of Chinese spined loach C.sinensis

2.5.2 精子形态与寿命

中华花鳅的精液为乳白色黏稠状液体。精子头部圆球形，鞭毛细长，其长度约为精子头部的10倍。

中华花鳅精子在不同质量分数NaCl溶液中的寿命见表6。由表6可知，在蒸馏水中，中华花鳅的精子平均寿命约为14 s。而在NaCl溶液中随着其质量分数的增大，中华花鳅精子平均寿命先增后减，在NaCl溶液质量分数为0.25%时寿命最长，达184 s。

2.5.3 个体繁殖力

对采集的雌性标本及其性腺进行解剖测量，雌性中华花鳅各年龄成熟系数见表7。由表7可知，雌鱼的成熟系数随年龄的增加而增加。

表6 不同质量分数NaCl溶液中中华花鳅的精子寿命(水温24.3 ℃)Tab.6 The lifespan of Chinese spined loach C.sinensis sperm indifferent concentrations of NaCl (water temperature of 24.3 ℃)

表7 雌性中华花鳅各年龄成熟系数Tab.7 Gonado-somatic index of female Chinese spined loachC.sinensis with different ages

对8尾性成熟雌鱼繁殖力进行统计，结果见表8。中华花鳅的绝对繁殖力为427～4047粒/尾，平均1949.82粒/尾；相对繁殖力为107.56～566.09粒/g，平均356.07粒/g。

2.5.4 产卵类型

解剖一尾体长86.38 mm的雌鱼，测量其卵巢内全部卵的直径，发现卵径的分布出现了两个峰值(图2)，观察发现，这两个波峰分别对应着其卵巢发育Ⅲ期、Ⅳ期的卵，分别约占绝对怀卵量的43.6%和50.6%，数量大致相同。据此推断，中华花鳅属于分批产卵类型，且各批次生殖力大致相同。

表8 中华花鳅繁殖力统计Tab.8 The fecundity of Chinese spined loach C.sinensis

图2 中华花鳅卵径分布Fig.2 The profile of egg-diameter of Chinese spined loach C.sinensis

2.5.5 产卵季节和产卵场

野外调查得知，中华花鳅产卵时间为6月上旬至8月下旬，6月中旬至8月中旬为产卵盛期。中华花鳅的产卵场为河道两岸的流速缓慢或静水区域，水深在30 cm以下，底质多为泥沙、砾石，水质清澈，生长有水生植物。中华花鳅的受精卵为具有微黏性的沉性卵。

3 讨论

3.1 年龄鉴定材料的选择

鉴定鱼类年龄最为传统和常用的方法是通过鱼体硬组织上的轮纹，即年轮。鉴定年轮时，以秋冬季形成的密带和翌年春夏季形成的疏带之间的分界线做为年龄标志[14]。鳞片、耳石、脊椎骨、鳃盖骨、鳍条和匙骨等常作为年龄鉴定的材料。

其中鳞片由于取材方便，观察简便，无需特殊加工即可作为最常用的年龄鉴定材料。但研究发现[15-16]，因鳞片上有幼轮、副轮和生殖轮等，与正常年轮难以区分，从而造成年龄鉴定的误差，并且从鳞片上读取的年龄常低于其真实年龄，在生长缓慢、寿命较长的高龄鱼中尤其明显。

耳石是硬骨鱼最先发生钙化的组织，受外界环境干扰小，所以一直是鉴定鱼类年龄的首选材料。但浸制标本耳石上的轮纹会变模糊，不利于观察，加之耳石取材和加工难度大，所以试验中未选用耳石作为年龄鉴定材料。

脊椎骨在鱼类生长过程中不会因外伤而磨损，轮纹不会因为福尔马林的浸泡而变模糊，并且易于取材和清洗，加工难度不大，易于观察。

综上所述，结合材料本身因素并尽量简单易行，笔者采用脊椎骨作为年龄鉴定材料。

3.2 年龄与生长

通过对渔获物的分析，可以将中华花鳅划分为5个年龄组，其中4龄个体最多，1龄和5龄个体少。中华花鳅的雄性个体多于雌性个体，总的雌雄性比达到了1∶1.69，除了1龄组外的各年龄组中也是雄性多于雌性。这是由于捕捞方法的原因导致较小个体的数量少，从而使得1龄个体的性比与其他年龄组不同。而5龄个体数量也少，这可能与中华花鳅的生态寿命有关。

鱼类生长一般被分为2个阶段：在性成熟前生长迅速的阶段，各项生长指数较高；性成熟后的缓慢生长阶段，此时生长指数较低[17]。但通过对中华花鳅的生长指数的计算发现，中华花鳅的生长以3龄为界，3龄前体长、体质量各项生长指数都增大，此阶段中华花鳅生长迅速；3龄后体长、体质量各项生长指数明显小于前一阶段，生长缓慢。而中华花鳅的性成熟年龄为2龄，说明中华花鳅在性成熟后仍会持续一段快速生长阶段。因此，本研究中不适用以初次性成熟来划分中华花鳅的生长阶段，这与大鳞副泥鳅(Paramisgurnusdabryanus)和泥鳅(Misgurnusanguillicaudatus)相似[18]。

根据公式m=aLb中b的值可以判别鱼类的生长是属于等速生长还是非等速生长，即b=3时为等速生长，b>或<3时为非等速生长。等速生长是指鱼类生长过程中体型和比例均保持不变。而由于鱼类生长受环境变化的影响，使得b值很少会等于3。所以在实际研究中，如果b值接近3，就认为鱼类的生长是接近等速生长的[19]。由于中华花鳅的体质量与体长的关系式为m1=0.00001215L2.896，b=2.896，接近3，所以中华花鳅的生长是接近等速生长的。

中华花鳅的肥满度通常小于1，这与泥鳅相似[20-21]。用Fulton方法计算出的雌雄肥满度差距不大，并且雄性一般略小于雌性，而用Clark方法计算出的肥满度，只有1龄鱼是雌性略大于雄性，其他各龄均为雄性大于雌性。这是由于标本采集的时间临近中华花鳅的产卵期，并且中华花鳅在2龄时达到性成熟。在性成熟前能量主要用于鱼体生长，而性成熟后能量不仅用于鱼体生长，还要用于性腺发育，为生殖做准备，并且由于卵巢发育所需能量大于精巢，雌性的繁殖成本大于雄性。

3.3 食性与生活环境

通过对中华花鳅胃容物的分析发现，中华花鳅属于杂食性鱼类。有机碎屑和藻类出现频率最高，并且摄食强度也最高。螺和摇蚊幼虫的出现频率仅为5.77%和1.92%，并且摄食强度也低。而在实验室饲养条件下，如果用饲料和冰冻红虫同时投喂，中华花鳅在吃尽红虫之前很少会摄食饲料，并且在食物充足的情况下几乎不会摄食水族缸内长出的藻类或人为投喂的水绵(Spirogyra)。通过观察发现，中华花鳅在摄食时并非直接游向食物，而是利用3对触须在水族缸底搜寻，然后慢慢靠近，滤食食物。由此可见，虽然在自然状态下中华花鳅主要以有机碎屑和藻类为食，但更喜食动物性饵料。这也解释了其肠短，长度仅约为体长1/2的解剖特征。由于水生昆虫及其幼虫、钩虾和摇蚊幼虫的运动能力较强，不易捕获，所以在中华花鳅的食物组成中所占的比例并不大。而中华花鳅对螺的摄取量也不大，可能是由于螺的适口性不佳所致。

于2012年7月和2013年5月在旺苍县境内东河流域采集中华花鳅时观察发现，中华花鳅主要生活于河道两岸的浅水区，水流缓慢或为静水区域，底质多为沙石或泥沙，水质清澈，着生有藻类和少量水生维管植物。这与《四川鱼类志》[1]所述其喜生活于山溪、急流中，静水水体中很难采到的结论不一致。

3.4 雌、雄性征和性比

经过对中华花鳅的外形进行比对并解剖观察发现，中华花鳅雌、雄异体且两性异形，主要表现在：

(1)雌、雄个体体形和大小：雌鱼身体较粗壮，雄鱼身体较细长，相同年龄的雌鱼比雄鱼大。

(2)体色：在非生殖季节，雌鱼体色比雄鱼略浅。到了生殖季节，雌、雄鱼体色都会加深，但雌鱼体色明显比雄鱼浅。

(3)形体构造差异：雌性胸鳍短圆，呈扇形，胸鳍鳍条展开在同一水平面上；雄性胸鳍窄而长，第二根鳍条较粗长，尖端向上翘起。

(4)内部解剖：雌鱼卵巢一对，在生殖季节，成熟的卵巢呈淡黄色至金黄色，充满整个腹腔。雄鱼的精巢成对，性成熟的精巢为白色弯曲管状，表面光滑，位于胸鳍末端的腹腔中。

经过计算得知，旺苍县东河流域中华花鳅的雌、雄性比为 1∶1.69。雄性略多于雌性，这对种群发展有利。

3.5 精子的寿命

鱼类精子寿命受多重因素影响，包括鱼的种类、性腺发育状况、健康状况、水环境的渗透压、水环境的离子组成、pH、温度等[13]。在考虑实际生产过程中，用最简单易行的方法来提高中华花鳅精子寿命，所以选用改变NaCl溶液质量分数的方法来探究中华花鳅的精子在不同质量分数NaCl溶液中的寿命。

试验结果表明，在蒸馏水中，中华花鳅的精子平均寿命仅为14 s。而随NaCl溶液质量分数的增大，中华花鳅精子平均寿命先增后减，在NaCl溶液质量分数为0.25%时寿命最长，达184 s。所以在人工授精过程中，如果使用质量分数约0.25%的NaCl溶液作为稀释液，可以提高精子的活动时间，从而提高受精率。