野生北梭鱼精子质量大揭秘:生殖性能与短期冷藏存储的探索

【字体: 时间:2025年03月03日 来源:Animal Reproduction Science 2.2

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  来自波兰的研究人员为解决北梭鱼(Esox lucius)繁殖难题,对比精巢精子(TS)和精液精子(SS),发现 TS 质量更优,可冷藏 72h,为其繁殖提供依据。

  在水产养殖中,鱼类生产主要集中于食用养殖,涵盖低强度养殖(饲养和繁育鲤鱼等)、高强度养殖(饲养和繁育虹鳟鱼等)以及超高强度养殖(饲养和繁育鲶鱼、鲟鱼等)。而保护水产养殖的重要部分则是生产具有生态和经济价值物种的放养及补充材料。北梭鱼(Esox lucius)是繁育项目中的主要鱼类之一,对其放养材料的需求逐年增加,这不仅是为了满足养殖池塘的需要,更重要的是为了实施众多保护和支持北梭鱼在自然栖息地生存的项目。
北梭鱼在水产养殖中并未大规模繁育,不过在传统池塘管理里,它常与鲤鱼、草鱼(Ctenopharyngodon idella)、丁鱥(Tinca tinca)一同养殖。这种养殖方式让北梭鱼能够控制鲤科鱼类的数量,影响水质和物种多样性。在开阔水域,北梭鱼也扮演着重要角色,它们捕食低价值、小型和患病的鱼类及其他猎物,通过控制数量过多的鱼类种群来维持水生生态系统的生物平衡。此外,北梭鱼还是垂钓者青睐的猎物,在水域休闲利用方面发挥着关键作用。欧盟每年北梭鱼的产量约为 1000 - 2000 公吨,波兰凭借良好的自然条件和发达的水产养殖业,成为该物种的主要生产国之一,2022 年产量达到 280 公吨。生产北梭鱼放养材料能为池塘和湖泊渔场带来可观收入,但这依赖于亲鱼的可获得性和状态。
在可控条件下进行北梭鱼繁殖,需要从开阔水域、养殖池塘、湖泊和河流获取亲鱼,然后将这些鱼运输到孵化场,通过腹部按摩手动采集卵子和精子。然而,这种技术存在问题,不同个体获取的配子质量差异显著,会影响繁殖成功率。而且北梭鱼在这个过程中会受到压力,影响其健康状况。捕获亲鱼以及在产卵前的养殖操作,都会降低配子质量和受精能力。
在池塘渔场,激素处理可改善北梭鱼卵子和精子的质量。研究表明,Ovaprim(0.5 ml kg-1)能增加精子的体积、数量和活力,用相同剂量 Ovaprim 处理的雌性北梭鱼排卵成功率也更高。但激素处理后,北梭鱼的排卵或排精延迟时间在 24 - 96 小时不等,且在池塘渔场使用激素处理需要孵化场有更多空间,还会增加麻醉剂和处理剂的成本。
北梭鱼繁殖的另一个问题是从雄鱼采集的精液量少(0.1 - 1.5 ml),且精液中可能含有尿液、水和黏液,影响精子质量。由于北梭鱼的精子和尿液通过同一个泌尿生殖孔排出,人工采集精液时会混入尿液。因此,在可控繁殖条件下,常通过解剖雄鱼获取睾丸精子(TS)用于卵子受精。
使用睾丸精子(TS)进行产卵主要是在无法采集精液精子(SS)时采用,比如在湖泊渔场,雄鱼从自然环境获取过早,水温还未达到适宜条件时。湖泊渔场虽然容易获取北梭鱼,但通常缺乏长期养殖和操作鱼类的技术设施。解剖雄鱼获取睾丸精子(TS),能避免尿液污染,获取大量精子。有研究表明,睾丸精子(TS)可短期储存,也能像精液精子(SS)一样冷冻保存以保护基因库。
目前,关于野生北梭鱼精液精子(SS)和睾丸精子(TS)数量、质量的比较,以及它们在冷藏条件下短期储存效果的研究数据较少。本研究旨在比较北梭鱼在繁殖期从输精管采集的精液精子(SS)和从睾丸采集的睾丸精子(TS)的雄性生殖性能,以及在 8°C 冷藏条件下短期储存 72 小时的可能性。
所有涉及鱼类的实验程序均遵循《用于科学或教育目的动物保护法》(波兰 2015 年 1 月 15 日法律第 266 条)和欧盟指令 2010/63/EU 的规定,并获得了相关监管机构(奥尔什丁瓦尔米亚 - 马祖里省省长办公室,2022 年 1 月 12 日决定:OW - III.7144.1.2.2022)的事先批准。
研究发现,野生北梭鱼睾丸精子(TS)的体积(TVS、VOS)和精子数量(SC、TSP、TNS)显著高于精液精子(SS)。采集后,精液精子(SS)和睾丸精子(TS)的活力和动力学参数相似。在 8°C 冷藏条件下短期储存 24 小时内,精液精子(SS)和睾丸精子(TS)的所有 CASA 参数都保持较高水平,但在 48 小时和 72 小时后,MOT、VCL、VSL 等参数显著下降。
这些数据表明,北梭鱼的睾丸是优质精子的良好来源,其精子在数天内都有潜在的受精能力,这也是未经稀释的野生北梭鱼睾丸精子(TS)在 8°C 冷藏条件下短期储存的最长报道时间。从实际应用角度看,从输精管采集的精液精子(SS)在采集后应立即用于卵子受精,但这取决于能否获得足够数量的优质精液精子(SS)。如果精液精子(SS)的量不足或质量不佳,睾丸精子(TS)则是更好的选择。
本研究由波兰奥尔什丁国家内陆渔业研究所(Z - 006)和波兰科学院奥尔什丁动物繁殖与食品研究所(FBW 11/22)资助。Cejko Agata Anna 负责撰写 - 审核与编辑、可视化;Dryl Katarzyna 负责调查研究;Cejko Beata Irena 负责撰写初稿、研究方法、调查研究、数据整理、概念构思;Krejszeff S?awomir 负责提供研究资源、调查研究。研究人员声明不存在利益冲突。研究团队感谢巴托乌蒂维耶尔基渔场的 Pawe? Szostak 为实验提供雄性北梭鱼,以及波兰科学院奥尔什丁动物繁殖与食品研究所配子与胚胎生物学系的 Beata Sarosiek 和 Micha? Blitek 在实验过程中提供的技术支持。
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