《Aquaculture International》:The effect of different early weaning regimes on skeletal ontogeny in ballan wrasse (Labrus bergylta) larvae
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ballan wrasse(Labrus bergylta)作为鲑科养殖的清洁鱼(cleaner fish)利用仍受制于孵化场难题,特别是幼鱼高死亡率与骨骼异常。该研究在一项为期56天的开口投喂(start-feeding)实验中,探讨了早期断奶对幼鱼生长、骨
ballan wrasse(Labrus bergylta)作为鲑科养殖的清洁鱼(cleaner fish)利用仍受制于孵化场难题,特别是幼鱼高死亡率与骨骼异常。该研究在一项为期56天的开口投喂(start-feeding)实验中,探讨了早期断奶对幼鱼生长、骨骼发育及生理响应的影响。四种投喂方案均投喂桡足类无节幼体(Acartia tonsa)、强化轮虫、藤壶无节幼体(Semibalanus balanoides)及配合饲料(formulated feed),差异在于配合饲料的引入时间。断奶起始时间对幼鱼生长和死亡率影响较小,骨化遵循预期发育模式。然而,转录组分析显示,配合饲料引入后免疫和氧化应激通路被激活。尽管饲料中磷和矿物质含量充足,骨骼异常仍然存在,提示其成因具有多因素性。这些结果凸显了优化早期营养与培育条件对提高ballan wrasse幼鱼质量及孵化场效益的重要性。
研究背景与目的方面,鲑科养殖规模持续扩大,海虱防控成为主要成本与生产限制因素,清洁鱼的生物除虱因此得到广泛应用。ballan wrasse(Labrus bergylta)由于能主动清除海虱,是挪威海水养殖中重要的清洁鱼之一,但其苗种生产受孵化技术复杂、幼鱼死亡率高、骨骼异常多发及生产周期长等问题制约。骨骼异常不仅影响生长和出苗率,还通过改变摄食与游泳行为损害鱼类福利,尤其颌面畸形会直接削弱其清洁鱼功能。既往研究已将骨骼异常与早期营养不足、亲鱼管理、遗传及孵化环境等多因素联系起来,其中饲料磷脂、高度不饱和脂肪酸(HUFA)、维生素及钙磷等矿物质被认为是关键因子。由于活饵在矿物质供给方面常存在不足,研究人员推测尽早引入配合饲料可弥补宏量与微量元素缺口,改善骨化并降低畸形率,但过早断奶也可能带来消化和应激风险。为检验这一假设,该研究在《Aquaculture International》发表了一项56天开口投喂试验,系统比较了不同断奶起始时间对ballan wrasse幼鱼生长、骨化和骨骼异常的影响。
研究方法上,试验材料来自挪威Mowi Stord商业孵化场的初孵仔鱼,空运约8小时后转入挪威科技大学渔业与水产养殖中心实验室。仔鱼随机分配至12个200 L培育桶,每桶约2.3万尾(115尾·L
?1),设4个处理组,每组3个重复。四个处理组分别为第5、17、24和32日龄(dph:days post-hatching)开始引入配合饲料,而从45 dph起所有组均只投喂配合饲料;共同活饵包括Acartia tonsa桡足类无节幼体(4–12 dph)、Larviva Multigain强化轮虫Brachionus ibericus(10–22 dph)以及Cryo-L大型藤壶无节幼体Semibalanus balanoides(18–44 dph)。研究人员于4、16、23、31、45、56 dph取样测定标准体长(standard length, SL)、干重(dry weight, DW)、特定生长率(specific growth rate, SGR)和日增重率(%DWI),并统计死亡率系数;通过阿利新蓝/茜素红双染色评估骨化与骨骼畸形;采用DNBSeq平台进行全仔鱼转录组测序,经HISAT2/StringTie/RSEM流程定量后,利用glmmSeq负二项混合效应模型分析断奶状态与取样日龄的交互作用,并进行基因本体(GO)富集分析;饲料宏量与微量元素由Nemko Norlab采用ICP-MS测定。
研究结果部分可概述如下。
**饲料营养组成**:各活饵的磷含量相近,均低于配合饲料;铜和锌含量以桡足类和轮虫最低,配合饲料居中,藤壶无节幼体最高;锰在活饵间差异不大,但显著低于配合饲料。
**生长与存活**:各组全长和干重变化趋势相似,仅在56 dph时2号和4号处理的标准体长出现显著差异,45–56 dph期间3号和4号处理的日增重率有升高趋势。所有组在21–26 dph均出现明显死亡高峰,1号处理高峰最早且该阶段累积死亡率显著高于2号处理;4号处理的死亡率系数显著低于1号处理,最终存活率总体仅为0.7–1.4%。
**骨化发育**:骨化从颅部开始,颌骨、副蝶骨及锁骨先形成软骨随后骨化;31 dph起可见最前端椎骨的神经弓骨化,并依尾向逐步发展。尾柱弯曲发生在6.3 mm SL左右,尾下骨与尾柄骨在8.2 mm SL左右开始骨化。45 dph时4号处理的全骨化椎骨数显著多于1号和2号处理;至56 dph各组椎骨多为中度或完全骨化,差异不显著。椎骨总数为35–37枚,主要由尾部区域差异造成,前脉弓前椎骨数恒定为18枚。背鳍条在9.7 mm SL左右完全骨化,各组间无差异。
**骨骼异常**:45和56 dph时各组骨骼异常发生率无显著差异。45 dph最常见的异常为2号和3号处理的弓与棘异常,1号处理的脊椎前凸(lordosis)发生率最高并向4号处理递减,后凸(kyphosis)发生率较低。尾部椎骨35–37常出现分节、增大或缩短等异常。扭曲脊柱(twisted spines)在4号处理中最为常见,并在56 dph成为各组最主要异常之一;2号处理在56 dph几乎全数出现扭曲脊柱并伴有高比例的弓棘异常。各组至少有一种异常的幼鱼比例较高,4号处理在平均值上呈较低趋势但未达显著水平。
**基因表达分析**:主成分分析显示样本主要按取样日龄而非处理分组聚集,提示早期断奶对整体转录组影响有限。与骨化相关的关键标志基因(sparc、spp1、sp7和col1a1a)在处理间无显著差异。然而,在引入配合饲料后,与氧化应激相关的srxn1、gsr、romo1和nox1,以及与免疫激活相关的cyba、ctsc、myd88和应激标志ubc均出现上调,且这种趋势在最早断奶的1号处理中更为明显。GO富集分析显示,配合饲料引入后蛋白水解、泛素依赖的蛋白分解及细胞氧化应激响应等通路显著上调,而横纹肌收缩和肌节组织等通路显著下调。
研究讨论指出,尽管不同断奶时间对生长和骨化模式影响有限,但21–26 dph的死亡高峰提示该阶段存在较大的生理或环境脆弱性,最早断奶组更早出现高峰,可能与摄食节律和食欲调控有关。ballan wrasse无胃,前肠为主要消化场所,远端肠道被认为具有免疫功能,因此连续投喂可能比固定餐次更适合;本试验采用的间歇投喂可能影响了食欲和后期生长。转录组结果支持了配合饲料引入会引发免疫和氧化应激应答,研究人员认为这可能与水体细菌群落变化或配合饲料中过渡金属溶出导致的氧化压力有关,但不能排除微生物因素。骨化进程与标准体长高度相关,符合以往报道的发育轨迹;椎骨与背鳍骨化未因断奶时间不同而改变,提示矿物质供给并非限制因素。关于骨骼异常,虽然磷含量充足、锌和锰水平 varied,但异常仍普遍存在,说明单一矿物质缺乏难以解释其成因,环境水动力学和游泳行为等同样可能参与。
**研究结论**:配合桡足类与藤壶无节幼体的早期断奶可在ballan wrasse幼鱼发育后期维持正常生长模式,但30 dph后生长减缓提示投喂行为、食欲调控或环境因素可能产生影响。21–26 dph的死亡高峰非常明显,且在1号处理中更早出现,可能与投喂策略或食欲调节差异有关。骨化和椎体发育趋势与以往研究一致;然而,后期扭曲脊柱发生率升高以及最尾部脉弓椎骨始终存在异常,提示其可能与养殖系统内的水动力学条件及幼鱼游泳行为有关。配合饲料的引入伴随免疫和氧化应激通路激活,表现为26S蛋白酶体及抗菌应答相关基因上调,可能反映了机体应激或微生物负荷变化。尽管活饵和配合饲料的磷水平均充足,骨骼异常仍持续发生,表明矿物质缺乏不太可能是其唯一原因。该研究强调,需要进一步理解骨化类型与骨骼异常发生规律,并将相关知识与早期营养改良及纵向研究相结合,从而优化ballan wrasse及海水苗种培育的养殖条件、营养策略和发育生物学研究,以提高存活、生长和骨骼发育水平, ultimately 维护水产养殖中的动物福利。