Reproductive Biology and Hormonal Induction Protocols for Labeo dero (Hamilton 1822): A Foundational Framework for Conservation Aquaculture in Bangladesh (《Labeo dero(Hamilton 1822)的生殖生物学与激素诱导技术:孟加拉国保护性水产养殖的基础框架》)

《Aquaculture, Fish and Fisheries》:Reproductive Biology and Hormonal Induction Protocols for Labeo dero (Hamilton 1822): A Foundational Framework for Conservation Aquaculture in Bangladesh

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年05月16日 来源:Aquaculture, Fish and Fisheries 1.9

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  **摘要** 南亚的淡水生态系统正面临日益增加的人为活动压力,尤其是对流性鱼类(rheophilic fishes)来说,由于它们对特定栖息地的依赖和季节性迁徙的需求,这些鱼类尤为脆弱。Labeo dero(Hamilton 1822)是一种数量正在减少的对流性鲤科鱼类,它既是

  **摘要**

南亚的淡水生态系统正面临日益增加的人为活动压力,尤其是对流性鱼类(rheophilic fishes)来说,由于它们对特定栖息地的依赖和季节性迁徙的需求,这些鱼类尤为脆弱。Labeo dero(Hamilton 1822)是一种数量正在减少的对流性鲤科鱼类,它既是保护工作的重点对象,也是水产养殖多样化的候选物种。我们在孟加拉国首次对该物种进行了全面的生殖生物学特征研究,并进行了比较性的激素诱导试验,为保护性水产养殖提供了基础框架。对180条亲鱼的季节性监测显示,它们的繁殖高峰出现在7月,此时雌鱼的性腺体指数(GSI)达到了14.9%,且繁殖力表现出正相关关系。剂量-反应实验确定了最佳的激素诱导剂量:鲤鱼垂体腺(CPG)为6 mg/kg(雌鱼)和3 mg/kg(雄鱼),Ovuhom为0.6 mL/kg(雌鱼)和0.3 mL/kg(雄鱼),分别实现了94.7%和82.3%的产卵成功率。三参数逻辑回归(3PL)分析得出CPG的ED50值为4.04 mg/kg。对于Ovuhom,虽然确认了剂量依赖性反应,但由于剂量间隔有限,其ED50值的准确性较低,因此应视为初步结果。比较分析表明两种激素的效果大致相似,但由于重复实验次数较少(每种处理仅3次),统计功效受到限制。CPG在数值上显示出更短的潜伏期(9.7小时对比11.0小时)和更高的产卵率,但由于样本量不足,正式的等效性测试未能得出明确结论。这项工作提供了一个基于证据的孵化场操作方案,以支持人工繁殖工作。尽管这些发现仍处于初步阶段,但它们为保护性水产养殖提供了关键基础,并可作为南亚其他数据不足的溪流鱼类的参考模型。

**1 引言**

印度次大陆的河流生态系统正受到筑坝、污染和过度捕捞的日益严重威胁,许多特化鱼类因此面临灭绝的风险。其中最脆弱的是对流性鲤科鱼类,这些鱼类适应了快速流动的溪流环境,它们对不间断的迁徙通道和特定的繁殖信号有高度依赖性,这使得它们特别容易受到栖息地破碎化和气候变化的影响(Arthington等人,2016;Dudgeon,2011)。保护性水产养殖方案的实施,即利用孵化场技术进行物种保护同时保持遗传多样性,是针对这类受威胁物种的关键干预策略(Lorenzen等人,2012;Flagg和Nash,1999;FAO,2021)。Labeo dero(Hamilton 1822)在当地被称为kursa、khursha或katalkushi,在孟加拉国就是一个典型的例子。这种底栖食性的鲤鱼历史上分布在Dinajpur、Rangpur和Mymensingh地区的河流中(Rahman,2005),但由于栖息地改变、破坏性捕鱼行为、水文改造以及未经规划的筑坝工程,其种群数量急剧下降(Pandey等人,2017;ICAR,2012;Boruah和Biswas,2002)。尽管该物种具有食用价值、营养价值以及在生态系统中的分解者和底栖生物作用(Rahman,2005;Shrestha等人,2025),但它仍被IUCN列为数据不足物种,这突显了其在生殖生物学和保护状况方面的知识空白(IUCN,2024;ICAR,2012)。该物种依赖季风引发的繁殖和向上游的迁徙,使其同时容易受到阻碍迁徙的障碍和气候变化引起的降雨模式变化的影响(Kumar和Devi,2013;Ficke等人,2007)。最近对孟加拉国湿地的可持续性评估指出,生态指标是最需要保护干预的关键方面(Aziz等人,2024),这凸显了为像L. dero这样的受威胁物种制定基于证据的方案的紧迫性。该物种的商业和生态重要性不仅限于孟加拉国,在中国、印度和尼泊尔也有记录(Talwar和Jhingran,1991;Froese和Pauly,2024)。L. dero所在的东喜马拉雅地区由于高度的特有性和日益严重的威胁,成为全球淡水生物多样性保护的优先区域(Allen等人,2010)。成年鱼生活在湍急的溪流中,冬季会迁移到温暖地区(Shrestha等人,2025;ICAR,2012)。这种季节性迁徙加上依赖季风的繁殖模式,使得该物种特别容易受到栖息地破碎化和气候变化的影响(Kumar和Devi,2013;Ficke等人,2007)。虽然近年来在冬季市场上这种鱼的数量曾一度丰富,但近年来自然种群数量急剧下降,迫切需要采取保护措施(ICAR,2012;Pandey等人,2017)。使用外源性激素进行人工繁殖技术革新了淡水鱼的繁殖方法,使得经济上重要的物种能够被可控地繁殖(Yaron和Levavi-Sivan,2011;Zohar和Mylonas,2001)。合成激素Ovuhom由鲑鱼促性腺激素释放激素类似物(sGnRHa)和多巴胺拮抗剂多潘立酮组成,其作用机制是减少多巴胺对促性腺激素释放的抑制(Zohar和Mylonas,2001;Kah,1986)。然而,激素的效果具有明显的物种特异性,需要针对每个目标物种进行实证优化(Mylonas等人,2010;Harvey和Hoar,1979)。先前对相关物种的研究提供了一些初步指导,但强调了制定特定物种方案的必要性。Labeo gonius对0.5 mL/kg的ovaprim反应最佳(Behera等人,2009),而Cirrhinus reba在4 mg/kg的CPG处理下表现出最高的繁殖效果(Das等人,2023)。对于同属物种Bangana devdevi,使用Gonopro-FH在0.5 mL/kg体重剂量下获得了最佳的繁殖效果,受精率和孵化率分别超过了94%和89%(Bedajit等人,2024)。尽管取得了这些进展,但目前还没有研究将生殖生物学特征与比较性激素剂量-反应分析结合起来,为孟加拉国的L. dero制定基于证据的孵化场方案。这一知识空白阻碍了有针对性的保护工作和潜在的水产养殖多样化发展,而本土鱼类对于粮食安全和生计韧性日益重要(Belton等人,2014;Thilsted等人,2016;Béné等人,2016)。为了弥补这些不足,本研究旨在为L. dero的保护性水产养殖提供必要的基础知识。具体来说,我们试图:(a) 通过季节性的性腺体指数(GSI)监测、繁殖力估计和性别比例分析来识别最佳繁殖窗口和亲鱼选择标准;(b) 通过结构化的剂量-反应试验比较CPG和合成Ovuhom的效果,以建立基于证据的诱导方案;(c) 将这些发现整合到实际的管理建议中,以连接孵化场生产和物种保护,为其他受威胁的对流性鱼类提供一个可转移的模型。图S1展示了一个概念框架,说明了环境威胁如何需要基于孵化场的干预措施,从而实现保护目标,这也是本研究旨在实现的路径。

**2 材料与方法**

**2.1 伦理声明**

所有涉及L. dero的实验均获得了孟加拉国渔业研究所机构伦理委员会的批准(批准编号:BFRI/FSS/3-2021-22)。在整个研究期间,严格遵循了该委员会制定的动物使用指南,包括在处理过程中尽量减少压力,并在必要时使用250 mg/L的tricaine methanesulfonate(MS-222)进行人道安乐死。

**2.2 研究地点和实验周期**

研究于2020年10月至2021年9月在Saidpur的Nilphamari(北纬25.8°,东经88.9°)的孟加拉国渔业研究所淡水分站孵化场进行。该设施维护了标准化的土塘条件,水质参数适合鲤科鱼类的养殖。

**2.3 亲鱼采集与驯化**

2020年10月至2021年2月期间,从当地市场采集了47条野生L. dero亲鱼用于初步的生殖生物学研究。使用市场来源的鱼类可能会引入偏差,因为这些个体可能代表了非随机选择的种群样本(例如,通过捕鱼工具筛选的大小或来自特定栖息地的鱼类)。因此,观察到的性别比例和体型差异应被视为可利用的受保护种群的特征,而不是未受干扰的野生种群的确切参数。未来的研究应优先直接从多个栖息地和季节中采集野生种群样本,以验证这些发现是否与未受干扰的种群参数一致。对于激素诱导试验,使用了在研究站土塘中饲养的驯化亲鱼。此外,为了全面了解生殖生物学特征,2021年1月至12月期间每月采集15条鱼(共180条)进行GSI测定(表S1和S2)。准备了9个土塘(每个塘10–12条鱼),通过排水、施用石灰(每条塘0.1 kg CaO)和施肥(每条塘尿素100 g和TSP 50–100 g)来维持自然生产力。在整个饲养期间,水深保持在1.5米。

**2.4 生殖生物学参数**

**2.4.1 性腺体指数(GSI)测定**

2021年1月至12月期间,每月采集15条鱼(共180条),尽可能保持性别平衡。使用数字秤测量鱼的总长度(厘米)和重量(克)。解剖后记录性腺的重量和长度。GSI的计算公式为:GSI = (性腺重量/总体重)× 100(Bedajit等人,2024)。

**2.4.2 性别比例分析**

性别鉴定基于次级性征:雌鱼的胸鳍表面光滑,而雄鱼的胸鳍表面粗糙;雌鱼在繁殖季节具有较大的红色阴道开口和较软的腹部(Rahman,2005)。雄鱼具有延长的红色泌尿生殖乳头。2020年10月至2月期间共采集了47条野生鱼进行性别比例分析。性别比例计算为M:F,其中M表示雄鱼数量,F表示雌鱼数量。

**2.4.3 繁殖力估计**

繁殖力估计采用了标准化的重量法(Kottelat,1998)。测量了36条成熟雌鱼的重量和长度,并仔细切除了卵巢并进行了保存。从卵巢的前部、中部和后部各采集了0.1克的样本,然后在计数载玻片上计数成熟的卵子。绝对繁殖力计算公式为:F(卵子/克体重)= (总卵巢重量/样本重量)× 三个样本的平均卵子数量。

**2.4.4 水质监测**

在实验期间,每周使用校准仪器监测水质参数(温度、溶解氧、pH值、氨浓度和透明度):温度计、DO计(Lutron DO-5510)、pH计(Hanna HI98107)和氨测试试剂盒(Hach)。

**2.5 激素制备与实验设计**

**2.5.1 激素制备**

基于蛋白质的鲤鱼垂体腺(CPG)激素以丙酮干燥粉末的形式从孟加拉国Jessore的Rahim Enterprise获得。将腺体在0.9%盐水中匀浆后,以6000 rpm离心5分钟制备成 stock溶液(10 mg/mL)。合成激素Ovuhom(含有20 μg/mL的sGnRHa类似物和10 mg/mL的多潘立酮)按照制造商的说明用蒸馏水重新配制。

**2.5.2 激素试验的设计**

每种激素进行了三个剂量的剂量-反应试验,每个处理重复三次(n = 3条鱼)(表1)。每个处理的样本量为3条鱼是基于物流限制确定的,在初步的水产养殖剂量寻找研究中并不罕见(Behera等人,2009);然而,这限制了检测激素之间微小差异的统计功效。因此,结果应视为初步结果,并需谨慎解读。使用随机数生成器将鱼对随机分配到不同的处理组。由于激素制备的特殊性,无法进行盲法实验。表1显示了CPG和Ovuhom诱导Labeo dero繁殖的实验设计。

**2.5.3 亲鱼选择与条件处理**

在繁殖高峰期(6月至7月),选择平均体重为190–299克的完全成熟的L. dero(雄鱼:190.5 ± 20.2克;雌鱼:298.8 ± 50.4克),依据次级性征进行筛选。选定的亲鱼被放置在具有连续水流和充氧的单独饲养池中,进行6–8小时的预处理,期间不喂食。单因素方差分析(ANOVA)确认处理组之间的平均体重没有显著差异(雄鱼F6,14 = 0.54,p = 0.77;雌鱼F6,14 = 0.82,p = 0.57),确保体型相关因素不会干扰激素效果的比较。

**2.5.4 激素施用与繁殖设置**

在傍晚(18:00–19:00)通过肌肉注射给药。给药后,将鱼对(1雄鱼:1雌鱼)放入装有去氯自来水的500升混凝土池中,池内设有连续瀑布和充氧系统。水质参数保持在适合鲤科鱼类繁殖的最佳范围内(温度:26–30°C,溶解氧>5 mg/L,pH值:7.3–7.7)。

**2.6 数据收集与参数计算**

繁殖成功率通过标准化指标进行评估:产卵率(注射鱼中释放卵子的比例)、受精率(在4–8细胞阶段评估的受精卵比例)和孵化率(受精卵中孵化的比例)。潜伏期是指从给药到开始产卵的时间(以小时计)。通过剂量-反应数据的逻辑回归分析得出了产生50%最大反应的有效剂量(ED50)。

**2.7 幼鱼饲养方案**

新孵化的幼鱼被转移到100升的幼鱼饲养池中,饲养密度为每升50条鱼。每小时监测卵黄囊的吸收情况。孵化后72小时开始初次喂食,最初喂食半熟的蛋黄,每6小时一次,持续3天,随后在接下来的7天内转为商业高蛋白饲料(Reno Gold,蛋白质含量45%)。

2.8 统计分析

所有统计分析均使用R版本4.3.1(R Core Team 2023)进行,显著性水平设定为α = 0.05。具体分析包括:使用Wilson置信区间进行精确二项式检验,以比较性别比例是否与1:1的预期值相符;进行双因素方差分析(月份×性别),并使用Tukey的HSD事后检验来分析GSI;对对数转换后的数据进行线性回归,并使用自助法置信区间;以及进行三参数逻辑回归(3PL)来估计剂量-反应试验中的ED50值,并使用单因素方差分析和Tukey的HSD来分析剂量效应。使用Shapiro-Wilk检验来检验正态性假设,使用Levene的检验来评估方差齐性;如果假设不成立,则采用适当的非参数替代方法。比例数据使用Wilson置信区间进行分析。激素比较使用Welch的t检验(对于正态分布的参数),使用Mann-Whitney U检验来检验潜伏期,并使用两个单侧检验(TOST)和±10%的边际来进行等效性检验。关键参数的报告包括效应大小(η2、Cohen's d、r)和95%置信区间。除非另有说明,所有数据均以平均值±标准差的形式呈现,显著性水平为α = 0.05。数据可视化使用ggplot2完成。

3 结果

3.1 生殖生物学特征

3.1.1 性别比例和性别二态性

对47条野生捕获的L. dero个体的分析显示,雌性占55.3%,雄性占44.7%(表2)。精确二项式检验表明性别比例与1:1的预期值没有显著偏差(p = 0.560)。观察到了每月的变化,但没有一个月份的性别比例显著偏离1:1的比例(详见表2中的每月性别比例数据)。表2. 自然栖息地中Labeo dero的每月性别比例(10月至2月)。月份 总数(N) 雄性(n) 雌性(n) 雄性比例(%) 95%置信区间 性别比例(M:F)

10月 9 3 6 33.3 7.5–70.1 0.50:1

11月 11 6 5 54.5 23.4–83.3 1.20:1

12月 9 4 5 44.4 13.7–78.8 0.80:1

1月 7 4 3 57.1 18.4–90.1 1.33:1

2月 11 4 7 36.4 10.9–69.2 0.57:1

总计 47 21 26 44.7 30.2–59.9 0.81:1

注:性别比例是在初次收集亲鱼时评估的。包括GSI在内的生殖生物学参数全年都在监测中,详细信息见3.1.2节。观察到明显的性别二态性,雌性的体重(298.8 ± 50.4克)显著大于雄性(190.5 ± 20.2克;表5,图1A)。图1:在图形查看器中打开

Labeo dero的生殖生物学特征。(A)体重分布的性别二态性(n = 47条:21条雄性,26条雌性;Welch的t检验:t34.2 = 10.02,p < 0.001)。误差条代表平均值的95%置信区间。(B)按GSI值加权的繁殖季节浓度的圆形图。箭头指示平均方向,其长度反映了浓度参数(Rayleigh检验:p < 0.001,ρ = 0.530)。

3.1.2 季节性GSI变化

每月的GSI监测显示7月份有一个明显的单峰繁殖高峰,此时雌性的GSI达到14.86%,雄性的GSI达到5.77%(图1B)。双因素方差分析显示月份、性别及其交互作用有显著影响(所有p < 0.001;详见表5)。Tukey的HSD检验确认7月份的GSI显著高于其他所有月份(p < 0.001)。圆形统计分析显示强烈的季节性集中现象(Rayleigh检验:p < 0.001,ρ = 0.530;图1C,表5)。雌性的完整月度GSI数据见表S1,雄性的数据见表S2。

3.1.3 生殖力关系

生殖力分析显示,绝对生殖力范围从16,395到98,671个卵子(平均值:63,367 ± 25,335),相对生殖力平均为234 ± 62个卵子/克。观察到体重与绝对生殖力之间存在强烈的正相关关系(图2A,表5):体重每增加一倍,生殖力大约增加三倍(斜率 = 1.595,表明存在正的异速生长关系,其中大于1.0的值表示生殖力随体型的增加而不成比例地增加)。图2:在图形查看器中打开

Labeo dero的生殖力关系。(A)体重与绝对生殖力之间的异速生长关系(n = 36条雌性;F = 8.34 × W1·595,其中F = 绝对生殖力,W = 体重(克),R2 = 0.719,p < 0.001)。误差条代表个体体重-生殖力平均值的95%置信区间。(B)不同体重类别的相对生殖力,251–300克类别的峰值最高(单因素方差分析:F6,29 = 14.99,p < 0.001)。事后检验显示251–300克类别的相对生殖力显著高于大多数其他类别(图2B)。按体重类别的详细生殖力数据见表S3。

3.1.4 水质参数

水质参数保持在适合鲤科鱼类繁殖的最佳范围内(表3)。相关性分析显示水质参数与雌性GSI之间存在显著关系(例如,温度:r = 0.824,p = 0.044),这可能反映了季节性的共同变化(表S1)。每月的水质数据见表S4。表3. 繁殖和诱导繁殖期间的水质参数(3月至8月)。参数 平均值 ± 标准差 范围 最佳范围

温度(°C) 28.7 ± 2.4 24.9–32.1 26–30

溶解氧(mg/L) 5.3 ± 0.4 4.7–5.8 >5.0

pH值 7.5 ± 0.2 7.3–7.7 7.0–8.0

氨(mg/L) 0.19 ± 0.03 0.16–0.24 <0.2

透明度(cm) 28.6 ± 2.0 26.4–32.6 25–35

3.2 激素诱导效果

3.2.1 剂量-反应关系

CPG和Ovuhom均成功诱导了产卵,所有繁殖参数都观察到了明显的剂量依赖性反应(表4)。CPG和Ovuhom的对照组表现出最低的产卵活性(分别为2.8%和6.7%)。在最低剂量(T1)下,CPG的产卵率为21.8%,受精率为38.4%,孵化率为35.7%;Ovuhom分别为24.1%,29.1%和25.4%。中等剂量(T2)带来了显著改善,CPG的产卵率为65.6%,受精率为64.2%,孵化率为62.7%;Ovuhom分别为56.0%,52.6%和52.5%。最高剂量(T3)产生了最佳效果:CPG的产卵率为94.7%,受精率为71.3%,孵化率为77.0%;Ovuhom分别为82.3%,77.5%和67.8%。表4. 使用激素(CPG和Ovuhom)的Labeo dero的繁殖性能。处理 激素 雌性剂量(mg/kg) 产卵率(%) 受精率(%) 孵化率(%)

对照组 CPG 0 2.8 ± 4.9 4.0 ± 6.9 2.8 ± 4.8

Ovuhom 0 6.7 ± 7.0 12.9 ± 11.8 11.3 ± 9.9

T1 CPG 2 21.8 ± 1.4 38.4 ± 3.3 35.7 ± 3.7

Ovuhom 0.2 24.1 ± 2.6 29.1 ± 3.2 25.4 ± 1.1

T2 CPG 4 65.6 ± 5.4 64.2 ± 3.2 62.7 ± 2.1

Ovuhom 0.5 56.0 ± 4.3 52.6 ± 5.0 52.5 ± 6.9

T3 CPG 6 94.7 ± 7.2 71.3 ± 2.2 77.0 ± 4.6

对于CPG处理,三参数逻辑回归显示剂量-反应关系,ED50值为4.04 mg/kg(95%置信区间:2.07–6.01 mg/kg;图3A)。单因素方差分析显示剂量对产卵率、受精率和孵化率有显著影响(所有p < 0.001;表5)。图3:在图形查看器中打开

Labeo dero的激素诱导效果。(A)CPG和Ovuhom的剂量-反应关系(每剂量3对)。点代表平均产卵成功率;误差条表示比例的95% Wilson置信区间。垂直虚线表示ED50值(CPG:4.04 mg/kg;Ovuhom:来自两参数逻辑模型的0.053 mL/kg)。(B)在最佳剂量下的比较性能(每激素3对)。条形图显示平均产卵率、受精率和孵化率。Welch的t检验用于产卵成功率:t3.1 = 1.43,p = 0.247。表5. 关键生殖参数的统计检验结果。

3.2.2 最佳剂量下的比较效果

对最佳剂量(T3)的比较分析显示,受精率和孵化率没有统计学上的显著差异(图3B,表5)。CPG的产卵率数值上更高(94.7% vs 82.3%),但由于统计功效较低,这种差异并不显著。等效性检验(TOST)和±10%的实际边际显示,产卵成功率差异的95%置信区间(-14.9%至39.7%)跨越了等效性界限,表明样本量太小,无法确定两种激素是否相等。事后功效分析确认统计功效较低(达到的功效 = 0.198),每种激素需要13对样本才能达到80%的功效(表S6)。

3.3 幼体饲养成功率

新孵化的幼体长度为3至4毫米。卵黄囊在孵化后70至72小时内被吸收完毕。孵化后72小时开始初次喂食半熟的蛋黄,5天后成功转为商业饲料。前10天的存活率超过70%。喂食后第一周,幼体平均每天增长0.5毫米,详细信息见幼体饲养方案(S4.4节)。

3.4 关键发现的统计总结

表5提供了所有关键发现的全面统计总结。图4展示了L. dero的综合繁殖日历和环境同步性,显示了每月GSI模式与野生种群中雄性比例波动之间的时间对齐(A面板),以及研究期间的水温变化(B面板)。阴影区域表示最佳繁殖季节(6月至9月)。图4:在图形查看器中打开

综合繁殖日历和环境同步性。(A)每月GSI模式(条形图;n = 180条,每月15条鱼)与野生种群中雄性比例(线条;n = 47条)叠加;GSI的误差条代表95%置信区间。阴影区域表示基于GSI数据的最佳繁殖季节(6月至9月)。(B)研究期间的水温变化(每月3次测量)。线条显示平均温度。绿色阴影区域标记了本研究中确定的最佳温度范围(26–30°C)。温度与雌性GSI之间的相关性为r = 0.824(p = 0.044)。

4 讨论

4.1 生殖生物学:对保护的意义

7月份GSI的显著峰值证实L. dero遵循依赖季风的繁殖策略,这是南亚鲤科鱼类的常见模式(Kapoor等人2002;ICAR 2012)。这种与环境信号的同步虽然在进化上具有适应性,但使该物种容易受到降雨模式和河流流量变化的影响(Ficke等人2007;Lynch等人2016)。如图4所示,野生种群中雄性比例在GSI达到峰值之前略有上升,这表明生殖准备的时间具有性别特异性,对自然产卵成功和孵化场操作有重要影响。雌性显著大于雄性的明显性别二态性需要仔细解释。尽管由于繁殖力选择,许多硬骨鱼类中都存在雌性偏向的体型二态性(Parker 1992;Wootton和Smith 2014),但在L. dero中这种二态性的明显表现表明存在强烈的选择压力,导致雌性体型增大。这项研究中记录的正的生殖力异速生长关系进一步支持了这一解释:较大的雌性对繁殖产出的贡献不成比例。因此,保护较大的个体对种群繁殖产出的好处是显著的。保护较大的个体对雌性种群有明显的好处(Birkeland和Dayton 2005;Barneche等人2018)。这与“BOFFF”(Big Old Fat Fecund Female)概念一致,该概念强调大型、年长的雌性不仅对繁殖力有贡献,还对幼体质量和种群恢复力有贡献(Hixon等人2014)。体重与生殖力之间的强正异速生长关系对孵化场管理和野生捕捞法规都有深远的影响。每增加一倍的体重,繁殖力大约会增加两倍,这表明较大的雌性个体具有不成比例的繁殖价值。因此,孵化场项目应优先选择较大的亲鱼(特别是体重超过250克的雌性,因为它们的相对繁殖力达到峰值),并且野生捕捞法规应通过基于体型的限制来保护较大的个体(Gwinn等人,2015年;Arlinghaus等人,2019年)。

4.2 激素效果:机制与实际考虑
两种激素都表现出明显的剂量依赖性反应,这与已建立的内分泌学原理一致(Yaron和Levavi-Sivan,2011年;Zohar和Mylonas,2001年)。6毫克/千克的CPG剂量之所以更有效,是因为它能够逐渐饱和促性腺激素受体。这一最佳剂量超过了之前针对C. reba的研究结果(Das等人,2023年),但与其他鲤科鱼类的繁殖协议相符。针对同属物种Labeo dyocheilus的研究强调了物种特异性剂量优化的重要性(Verma,2013年),而最近对B. devdevi的研究表明,0.5毫升/千克的合成激素能够实现超过94%的受精率和89%的孵化率(Bedajit等人,2024年)。这一剂量处于中型鲤科鱼类的有效范围内(Harvey和Hoar,1979年;Kaui和Rishi,1986年)。对于Ovuhom来说,由于两种逻辑模型的置信区间较宽,难以获得可靠的ED50值,这突显了仅使用三个剂量水平的方法学局限性。这一结果应被视为效力的初步指标,而非决定性基准。理想情况下,未来的剂量-反应研究应包括5-7个几何分布的剂量,并每个剂量进行8-10次重复实验,以便进行稳健的四参数逻辑建模(Mylonas等人,2010年;Lorenzen等人,2012年)。对照组中观察到的孵化率(CPG为2.8%,Ovuhom为11.3%)可能反映了自然产卵或处理压力,尽管与诱导产卵组相比仍然较低。CPG和Ovuhom在最佳剂量下的相似效果为孵化场管理者提供了实际灵活性(Yaron和Levavi-Sivan,2011年;Harvey和Hoar,1979年)。然而,正式的等效性测试并未得出明确结论,主要是由于统计功效较低(0.198),因此不应将其解释为两种激素之间的等效性证据。CPG在数值上显示出更高的产卵率和孵化率,而Ovuhom则表现出更高的受精率。这些细微差异可能反映了不同的作用机制:CPG提供了一种复杂的促性腺激素和其他垂体激素混合物,而Ovuhom则专门针对GnRH-多巴胺通路(Zohar和Mylonas,2001年;Kah,1986年)。从实际角度来看,CPG具有本地易获取和成本较低的优势,而合成激素则提供了标准化的效力和批次间的一致性(Kaui和Rishi,1986年;Mylonas等人,2010年)。选择哪种激素可能取决于孵化场的具体因素,包括预算、技术能力和所需的一致性(Lorenzen等人,2012年;FAO,2021年)。

4.3 潜伏期:对孵化场管理的影响
观察到的潜伏期分别为CPG的9.7小时和Ovuhom的11.0小时,有利于孵化场的实际调度,可以在晚上注射激素,从而在早晨实现产卵(Harvey和Hoar,1979年;Behera等人,2009年)。这些数值与同属物种B. devdevi的报告结果相当(6-10小时;Bedajit等人,2024年),表明相关山溪鲤科鱼类具有相似的生理反应。CPG的潜伏期略短且更可预测(变异系数较低),可能为有严格时间要求的孵化场操作带来物流优势。两种激素之间的差异不显著,表明它们在相似的时间框架内诱导产卵,但由于效应量小和样本量有限,需要谨慎解读(Mylonas等人,2010年)。

4.4 水质相互作用:环境优化
水质参数与GSI(生殖指数)之间的显著相关性,尤其是温度(r = 0.824),强调了孵化场操作中环境优化的重要性(Boyd和Tucker,2012年;Pandey等人,2017年)。这在孟加拉国尤为重要,因为该国的水产养殖系统中已经记录到重金属(Ahsan等人,2022年)和微生物病原体(Islam等人,2021年)的污染问题,这进一步强调了保护性孵化场中严格水质管理的必要性。保持溶解氧(DO)水平高于5毫克/升至关重要。成功繁殖试验期间的温度范围(26-30°C)与大多数亚热带鲤科鱼类的最佳范围一致(Kapoor等人,2002年;Das等人,2023年),应在孵化场操作中保持这一温度范围。

4.5 方法学考虑:初步发现与未来方向
尽管我们的研究为L. dero建立了一个基本的繁殖协议,但由于存在一些方法学限制,这些结果仍应被视为初步的。激素试验的样本量(每种处理3条鱼)虽然在实际的水产养殖剂量探索研究中并不罕见(Behera等人,2009年),但限制了检测激素之间细微差异的统计功效。因此,CPG和Ovuhom的相似表现应被视为需要通过更大规模试验来确认的初步证据。Ovuhom的ED50估计值不稳定,这是由于剂量间隔有限所致,这突显了未来剂量-反应研究需要包括更多中间剂量(5-7个水平)以进行稳健建模的必要性(Mylonas等人,2010年;Lorenzen等人,2012年)。使用市场上购买的鱼进行生殖生物学特征分析可能会引入关于体型分布或状态的意外偏差(ICAR,2012年)。如2.3节所述,这些个体代表的是可供保护的被开发种群,而非未受干扰的野生种群。未来的研究应努力直接从多个栖息地的野生种群中取样以验证这些发现。还需要明确的是,这项研究为保护性水产养殖提供了可能性。要证明实际的保护效果,未来需要评估圈养种群的遗传多样性、野外放流后的存活情况以及长期种群监测。尽管存在这些限制,我们的研究为几个有前景的研究方向奠定了坚实的基础。未来的工作重点包括评估野生和圈养种群的遗传多样性、优化养殖系统以模拟喜流条件(Lujan和Conway,2015年;Kumar和Devi,2013年)、优化饲料营养、设计试点重新引入计划以及评估L. dero水产养殖对社区生计的影响和采纳潜力(Belton等人,2014年;Béné等人,2016年)。解决这些问题将增强该协议的技术和保护效果,支持基于证据的管理L. dero及相关物种(Lorenzen等人,2012年)。

4.6 保护意义与整合到管理中
为L. dero开发出可靠的诱导繁殖协议是将其水产养殖工具整合到物种保护策略中的一个具体步骤(Lorenzen等人,2012年;Flagg和Nash,1999年)。这与优先考虑生态干预的可持续性评估相一致,特别是在孟加拉国的湿地(Aziz等人,2024年),那里由于栖息地退化和气候因素(Aziz等人,2026年),鱼类捕获量已经下降,这突显了对受威胁物种进行异地保护的紧迫性。除了为孵化场提供技术蓝图外,我们的发现还有几个直接的保护应用。首先,记录的繁殖季节性(7月达到高峰)和环境相关因素(图4)可以为现场保护措施提供信息,例如在关键繁殖和迁徙期间实施季节性捕鱼禁令或栖息地保护(Kumar和Devi,2013年;Sarkar等人,2008年)。其次,显著的繁殖力异速生长表明,通过基于体型的捕捞法规保护较大的野生雌性个体将显著有利于种群恢复(Barneche等人,2018年;Gwinn等人,2015年)。对于异地保护,该协议使得建立圈养亲鱼库成为可能,这可以作为防止种群进一步下降的遗传保障。为了确保这些计划对保护产生实质性贡献,必须从一开始就纳入遗传管理(Lorenzen等人,2012年;FAO,2021年)。这包括保持广泛的创始种群代表性,通过系谱追踪或分子监测避免近亲繁殖,并在不同季节轮换繁殖配对。在可行的情况下,孵化场生产的幼鱼可以支持在恢复或受保护的河流区域进行谨慎监控的试点重新引入,但此类努力必须先经过严格的遗传和疾病筛查。最后,该协议可以在基于社区的保护性水产养殖模式中实施。培训当地孵化场进行L. dero的繁殖可以提供替代生计,减少对野生捕捞亲鱼的依赖,并增加社区对河流栖息地的管理(Belton等人,2014年;Béné等人,2016年)。我们建议未来的保护计划明确将孵化场协议与栖息地恢复、立法保护和社区参与结合起来,创建一个多维度的策略来保护这些濒危物种(Kumar和Devi,2013年;Sarkar等人,2008年)。

4.7 管理建议
基于我们的发现,我们提出了一个基于证据的管理框架。详细的表格协议涵盖了亲鱼选择、季节性时机、激素选择、水质和幼鱼养殖等方面,详见S4节。对于亲鱼管理,应选择体重超过250克的雌性以实现最大繁殖效率,保持1:1的性别比例,并在6月至9月(GSI峰值月份)进行繁殖。对于激素协议的选择,选项A(CPG)涉及给雌性注射6毫克/千克,雄性注射3毫克/千克,具有本地易获取、成本较低和潜伏期较短等优点,适用于小型到中型孵化场。选项B(Ovuhom)涉及给雌性注射0.6毫升/千克,雄性注射0.3毫升/千克,具有标准化的效力和一致的结果,适用于大规模操作和研究机构。对于环境优化,应保持温度在26至30°C之间,溶解氧大于5毫克/升,pH值在7.3至7.7之间,氨含量小于0.2毫克/升。幼鱼养殖协议包括孵化后72小时使用半煮熟的蛋黄进行初次喂养,3天后过渡到商业饲料(蛋白质含量45%),并保持每升水50-100条幼鱼的养殖密度。采用这些协议的孵化场应详细记录亲鱼来源、配对组合和后代表现,以便进行适应性管理和遗传监测。

5 结论与展望
本研究为孟加拉国的L. dero建立了第一个基于证据的保护性水产养殖框架。通过结合生殖生物学见解和比较性激素诱导试验,我们证明了使用CPG或合成Ovuhom可以实现成功的圈养繁殖,尽管结果仍需通过更大样本量的验证才能确定为最终结论。独特的季节性繁殖高峰、明显的性别二态性和正的繁殖力异速生长为孵化场管理和野生种群保护提供了必要的基准。该协议为孵化场管理者提供了灵活的、基于证据的选择,从而促进了水产养殖的多样化,并减少了了对野生种群的开发压力。展望未来,我们建议将这一协议整合到更广泛的保护策略中,包括栖息地保护、社区参与和遗传监测。重要的是要认识到,这项工作为保护性水产养殖提供了可能性;要证明实际的保护效果,未来需要评估圈养种群的遗传多样性、野外放流后的存活情况以及长期种群监测。除了L. dero之外,这里提出的方法学框架还适用于南亚其他数据不足和受威胁的山溪鱼类。通过将应用水产养殖与物种保护相结合,这项工作支持了生物多样性保护和可持续生计发展的双重目标。

作者贡献
Saokat Ahamed:概念化、方法论、软件、数据整理、正式分析、可视化、撰写——原始草稿。
Khandaker Rashidul Hasan:概念化、调查、监督、资金获取、项目管理。
Neaz A. Hasan:软件、正式分析、撰写——审阅和编辑。
Seikh Razibul Islam:软件、正式分析、撰写——审阅和编辑。
Md. Maliha Hossain Mou:数据整理、验证、可视化。
Istiaque Haidar:验证、可视化、数据整理。

致谢
作者感谢孟加拉国渔业研究所淡水分站的工作人员提供的技术支持,特别感谢现场技术人员Md. Monjurul Hasan的辛勤协助。我们也感谢BFRI的总经理提供的机构支持。同时,我们也感谢当地渔民和贸易商的支持。

资金
本研究由孟加拉国渔业研究所资助,项目名称为“本土山溪鱼类的保护和水产养殖”(项目编号:BFRI/FSS-3/2020-21)。资助方未参与研究设计、数据收集、分析、解释或手稿准备。

利益冲突
作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明
支持本研究结果的数据可向相应作者索取。
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