南疆地区四种土著裂腹鱼类幼鱼对氯化钠和碳酸氢钠的急性耐受能力

赵 贺，赵年桦，李 丽，聂竹兰，魏 杰,，沈建忠

(1.塔里木大学动物科学与技术学院，新疆阿拉尔 843300；2.新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室，新疆阿拉尔 843300；3.塔里木大学生命科学学院，新疆阿拉尔 843300；4.省部共建塔里木盆地生物资源保护利用国家重点实验室，新疆阿拉尔 843300；5.华中农业大学水产学院，武汉 430070)

中国盐碱水域资源丰富，广泛分布在我国内陆地区，由于盐碱水域资源中生物资源贫瘠，生态环境脆弱，渔业生产力低，所以大部分长期处于荒废状态。盐碱水域的开发对提高我国水资源价值具有重要意义，自1991年以来，我国开始盐碱水土渔业利用的尝试，但当前我国存在盐碱水域专业养殖技术缺乏，耐盐碱养殖品种的基础性研究薄弱，西北地区诸多盐碱水域得不到有效开发利用的问题。目前，研究人员对欧鲇()、叶尔羌高原鳅[(Hedinichthys)(Day)]、黄鳝()、澎泽鲫(Pengze var)等淡水真骨鱼类的盐碱耐受能力进行研究，但对裂腹鱼亚科鱼类研究报道较少。

裂腹鱼亚科(Schizothoracinae)属于鲤形目(Cypriniformes)鲤科(Cyprinidae)，由100多个物种组成，主要分布在我国的青藏高原及其周边水域。由于受到外界因素干扰，裂腹鱼数量近几年在急剧下降，西藏、新疆等地已经开始大规模人工繁育裂腹鱼，推进了当地生态修复以及裂腹鱼资源保护的工作。斑重唇鱼()、厚唇裂腹鱼()、宽口裂腹鱼()和重唇裂腹鱼[()]分布在克孜勒河流域，均为新疆重点保护鱼类。近年来，随着克孜勒河流域地区水利工程的兴建和人为活动的加剧，水质条件日渐恶劣，土著鱼资源遭到破坏，野外种质资源逐年减少，因此进行裂腹鱼苗种开发利用和大面积推广养殖已迫在眉睫。

本研究选取斑重唇鱼、厚唇裂腹鱼、宽口裂腹鱼和重唇裂腹鱼4种裂腹鱼幼鱼作为研究对象，开展4种裂腹鱼幼鱼对氯化钠和碳酸氢钠的急性耐受性的试验研究，探讨这4种裂腹鱼鱼类在盐碱水域人工养殖的可行性，筛选出适宜于新疆地区盐碱水域养殖的鱼类，以期为4种裂腹鱼资源保护和开发提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

试验用4种裂腹鱼幼鱼采自鱼新疆维吾尔自治区卡拉贝利鱼类增殖放流站，每种幼鱼各800尾，共计3 200尾，具体规格如下：斑重唇鱼体长(77.94±0.13)mm，体质量(3.83±0.89)g；厚唇裂腹鱼体长(78.73±0.51)mm，体质量(3.95±0.51)g；宽口裂腹鱼体长(77.24±0.33)mm，体质量(3.79±0.32)g；斑重唇鱼体长(78.25±0.41)mm，体质量(3.98±0.59)g。试验用水为卡拉贝利地下水，水温为(16.5±0.5)℃，pH为8.5～8.6，溶解氧为5.9～6.5 mg/L，盐度为1.7～1.9，氨氮<0.1 mg/L。试验容器为透明有盖玻璃水缸(60 cm×35 cm×45 cm)。试验用化学药剂均为国产分析纯。

1.2 方法

试验采用单因子急性毒性方法。试验前进行预试验，获得4种幼鱼的24 h全部死亡最低氯化钠或碳酸氢钠浓度和96 h全部存活最高氯化钠或碳酸氢钠浓度。斑重唇鱼组其氯化钠浓度分别为4.5、7.0、9.5、12.0、14.5 g/L；厚唇裂腹鱼组其氯化钠浓度分别为4.0、7.0、10.0、13.0、16.0 g/L；宽口裂腹鱼组其氯化钠浓度分别为4.0、6.0、8.0、10.0、12.0 g/L；重唇裂腹鱼组其氯化钠浓度分别为6.0、8.5、11.0、13.5、16.0 g/L。每个浓度梯度设置3个平行组和1个对照组，每个平行组20尾鱼。

斑重唇鱼组其碳酸氢钠浓度分别为70、85、100、115、130 mmol/L；厚唇裂腹鱼组其碳酸氢钠浓度分别为60、75、90、105、120 mmol/L；宽口裂腹鱼组其碳酸氢钠浓度分别为80、90、100、110、120 mmol/L；重唇裂腹鱼组其碳酸氢钠浓度分别为60、70、80、90、100 mmol/L。每个浓度梯度设置3个平行组和1个对照组，每个平行组20尾鱼。

整个试验过程中每个试验组10 L溶液，保持充气。为确保试验过程中水体清洁稳定，每24 h更换20%水量，试验进行96 h，连续观察记录前12 h鱼在实验中的表现情况并记录24、48、72、96 h的死亡数，及时捞出死亡个体(以实验鱼静卧水箱底部、呼吸停止、用玻璃棒触碰无反应为死亡标准)。

1.3 数据分析

本研究中幼鱼体长和体质量的数据以平均数±标准差(mean±S.D.)来表示。筛选比较四种裂腹鱼盐碱耐受能力时，使用SPSS 26.0软件进行单因素方差分析，采用Duncan法进行多重比较，显著性水平设为0.05。

单一因素实验结果运用改良寇氏法分析计算半致死浓度以及95%置信区间：

lg=-(∑-05);

95%置信区间=lg(lg±1.96SD)，

式中，为最高浓度对数，为浓度对数差，为死亡率，为实验动物数，SD为标准差。

采用直线内插法估计安全质量浓度(safe quality concentration，SC，%)：

SC=0.1×96 h LC

2 结果

2.1 氯化钠急性胁迫下的死亡率

氯化钠急性耐受性试验过程中，对照组中幼鱼的行为始终正常，无死亡个体，水质清澈。在不同浓度的氯化钠急性耐受性试验组中，幼鱼反应强烈，具体表现为贴壁乱游，鳃盖活动频率加快，反应强度随着浓度的增加而加强。4种裂腹鱼幼鱼开始死亡时间各不相同，斑重唇鱼为5.5 h(浓度14.5 g/L)，厚唇裂腹鱼为7.5 h(浓度16.0 g/L)，宽口裂腹鱼为4.0 h(浓度12.0 g/L)，重唇裂腹鱼为8.0 h(浓度16.0 g/L)。死亡前幼鱼不能正常游动，体表无光泽(图1)。

图1 裂腹鱼幼鱼在氯化钠急性胁迫下死亡

4种裂腹鱼幼鱼在不同氯化钠浓度条件下的累计死亡率见表1，死亡率随着时间的延长、浓度的增加而增大。斑重唇鱼在12 h浓度7.0 g/L时未出现死亡，浓度达到14.5 g/L死亡率达到68.33%，24 h全部死亡。厚唇裂腹鱼在12 h浓度7.0 g/L时未出现死亡，浓度为16.0 g/L时，死亡率达到73.33%。宽口裂腹鱼在48 h浓度6.0 g/L时未出现死亡，浓度上升至12.0 g/L时，死亡率为95.00%。重唇裂腹鱼24 h内在浓度11.0 g/L时死亡率较低，在16.0 g/L时死亡率达到91.67%，当暴露时间至72 h时全部死亡。

表1 不同氯化钠浓度条件下裂腹鱼幼鱼的死亡率

4种裂腹鱼幼鱼的氯化钠半致死浓度(LC)见表2，斑重唇鱼24、48、72、96 h LC分别为9.9、8.3、7.4、6.5 g/L，安全质量浓度(SC)为0.7g/L；厚唇裂腹鱼24、48、72、96 h LC分别为12.8、10.6、9.5、8.6 g/L，SC为0.9 g/L；宽口裂腹鱼24、48、72、96 h LC分别为9.3、7.8、6.7、6.2 g/L，SC为0.6 g/L；重唇裂腹鱼24、48、72、96 h LC分别为12.6、11.4、10.3、10.00 g/L，SC为1.0 g/L。4种裂腹鱼幼鱼的氯化钠急性耐受能力顺序为：重唇裂腹鱼>厚唇裂腹鱼>斑重唇鱼>宽口裂腹鱼。根据图2，4种裂腹鱼氯化钠LC随着暴露时间延长而减小且四种裂腹鱼48、72、96 h时的LC差异均显著。

图2 4种幼鱼相同暴露时间下氯化钠LC50比较

表2 4种裂腹鱼幼鱼在不同氯化钠浓度条件下的LC50

2.2 碳酸氢钠急性胁迫下的死亡率

碳酸氢钠急性耐受性试验过程中，对照组中幼鱼的行为始终正常，无死亡个体，水质清澈。在不同浓度的碳酸氢钠试验组中，幼鱼鱼体分泌大量黏液，水质浑浊且表面漂浮泡沫。4种裂腹鱼幼鱼开始死亡时间各不相同，斑重唇鱼为4.0 h(浓度130 mmol/L)，厚唇裂腹鱼为5.0 h(浓度120 mmol/L)，宽口裂腹鱼为5.5 h(浓度120 mmol/L)，重唇裂腹鱼为4.0 h(浓度100 mmol/L)。死亡幼鱼眼睛、背鳍、尾鳍、臀鳍充血，腹部充满腹水(图3)。

图3 裂腹鱼幼鱼在碳酸氢钠急性胁迫下死亡

4种裂腹鱼幼鱼在不同碳酸氢钠浓度条件下的累计死亡率见表3，死亡率随着时间的延长、浓度的增加而增大。斑重唇鱼在12 h浓度85 mmol/L时未出现死亡，浓度达到130 mmol/L 死亡率达到38.33%，96 h时全部死亡。厚唇裂腹鱼在12 h浓度90 mmol/L 时未出现死亡，浓度为120 mmol/L时，死亡率达到18.33%，96 h时全部死亡。宽口裂腹鱼在12 h浓度90 mmol/L 时未出现死亡，浓度上升至120 mmol/L时，死亡率为41.67%，96 h时全部死亡。重唇裂腹鱼24 h内在浓度70 mmol/L时死亡率较低，在100 mmol/L时死亡率达到83.33%，当暴露时间至48 h时全部死亡。

表3 不同碳酸氢钠浓度条件下裂腹鱼幼鱼的死亡率

4种裂腹鱼幼鱼的急性碳酸氢钠LC见表4，斑重唇鱼24、48、72、96 h LC为112.3、102.7、91.4、88.5 mmol/L，SC为8.9 mmol/L；厚唇裂腹鱼24、48、72、96 h LC为107.2、97.6、88.8、81.3 mmol/L，SC为8.1 mmo/L；宽口裂腹鱼24、48、72、96 h LC为110.9、103.9、98.6、94.3 mmol/L，SC为9.4 mmol/L；重唇裂腹鱼24、48、72、96 h LC为86.3、77.9、73.9、72.1 mmol/L，SC为7.2 mmol/L。4种裂腹鱼幼鱼的碳酸氢钠急性耐受能力顺序为：宽口裂腹鱼>斑重唇鱼>厚唇裂腹鱼>重唇裂腹鱼。根据图4，4种裂腹鱼LC随着暴露时间延长而减小。当暴露时间为24 h和48 h时，斑重唇鱼和宽口裂腹鱼LC差异不显著，暴露时间大于48 h时，两者LC差异显著。

表4 4种裂腹鱼幼鱼在不同碳酸氢钠浓度条件下的半致死浓度

图4 4种幼鱼相同暴露时间下碳酸氢钠半致死浓度比较

3 讨论

3.1 幼鱼对氯化钠的急性耐受能力

为适应水体的复杂环境条件，鱼类进化出比陆生动物更为发达的离子和渗透压调节机制，从而保证内环境稳定。其中氯化钠浓度是复杂水体环境中的一个重要的因子，鱼类的能量收支、生长发育、鳃部氯细胞数量及分布和Na/K-ATPase活性等均受到氯化钠浓度影响。适量的氯化钠浓度可以使鱼类保持良好的生长性能并增强其免疫能力，但当氯化钠浓度超过鱼类的耐受能力后，鱼类体内盐分大量积累，高浓度氯化钠对鳃和皮肤等器官造成伤害，并扰乱鱼类自身体内环境渗透平衡，进而破坏鱼类正常生理机能，甚至造成死亡。

本研究中，4种裂腹鱼幼鱼对氯化钠浓度耐受能力表现与澎泽鲫幼鱼、花鲈幼鱼一致，均为“阀值型”，即当氯化钠浓度超出一定限度时，幼鱼随着氯化钠浓度的升高而出现死亡现象。造成这种现象的原因可能是随着氯化钠浓度的增加以及试验胁迫时间的延长，鱼类消耗大量能量用于维持内环境的稳定，调节渗透压所需能量通常占基本生命活动所必需总能量的10%～20%，甚至超过50%，当应激时间过长，能量消耗殆尽，鱼类体内大量盐分无法排出，失去的水分不能获得补充，内环境平衡破坏，鱼类出现死亡现象。

不同研究中试验条件和鱼类规格有所差异，表5可以大致看出：斑重唇鱼、厚唇裂腹鱼、宽口裂腹鱼、重唇裂腹鱼对氯化钠的耐受能力一般，仅高于欧鲇与叶尔羌高原鳅。本试验用水盐度为1.7～1.9，盐度较大，这可能是造成4种裂腹鱼幼鱼盐度LC数值较低的原因之一；同属裂腹鱼亚科的青海湖裸鲤()，规格为(12.52±0.32)g，对氯化钠的急性耐受能力较高，通过组织学研究发现，为了适应高盐碱、低溶氧的高原水体环境，青海湖裸鲤鳃丝上布满毛细血管且鳃耙多而密，可以更好地维持其生理活动，提高自身存活率。本研究仅以四种裂腹鱼幼鱼为研究对象，并未涉及较大规格个体的耐受能力研究及其组织学观察，四种裂腹鱼对氯化钠耐受能力机制有待进一步研究。

3.2 幼鱼对碳酸氢钠的急性耐受能力

高碳酸盐碱度胁迫会导致鱼类产生应激反应，其体内会产生大量的有害氧自由基或者磷酸化的产物，大多数鱼类将80%的氮废物以氨的形式排出到水体中，而H捕获的NH扩散是清除氮废物的主要途径。在过高的碳酸盐碱度条件下，鱼类体内酸碱缓冲体系受到干扰，体内NH扩散梯度遭到破坏，血液中氨的含量大量提升，从而造成鱼类碱中毒现象的发生。

试验过程中，死亡幼鱼个体体表分泌粘液较多，尾鳍充血现象明显，黑色腹水聚集在鱼的胸腔与腹部。其造成这些现象的重要原因是幼鱼在高碱度水环境中，出现碱中毒现象，皮肤以及器官受到了损伤，体内内环境和缓冲系统遭到破坏，生理活动无法正常进行，从而导致幼鱼死亡。

表5可以看出：4种裂腹鱼幼鱼对碳酸氢钠的急性耐受能力(96 h LC>72 mmol/L)远远高于欧鲇和叶尔羌高原鳅，与草鱼()、鲢()、黑龙江泥鳅(Dybowsky)、大鳞副泥鳅(Sauvage)、黄鳝、滩头雅罗鱼(Dybowski)对碳酸氢钠的急性耐受能力相似，这说明4种裂腹鱼幼鱼的对碳酸氢钠的急性耐受能力较高。研究表明，具有耐高碱性的鱼类可能通过降低体内氨氮排泄速率或将积累的氨转化为无毒的氨基酸或尿素，将其作为在碱性水环境中调节渗透压的补充离子，从而提高了鱼类在高碱水域适应性，但有关裂腹鱼对盐碱胁迫的适应性机理有待深入研究。斑重唇鱼、厚唇裂腹鱼、宽口裂腹鱼、重唇裂腹鱼和青海湖裸鲤都同属裂腹鱼亚科，前四者幼鱼对碳酸氢钠的急性耐受能力远远低于青海湖裸鲤(96 h LC>150 mmol/L)，推测碳酸氢钠对鱼类的毒性与鱼体的大小、年龄和生活环境等因素有着密切关系。

表5 常见鱼类在不同实验时间下的半致死浓度(LC50)