《Fisheries Science》：Seawater sprinkling promotes swim bladder inflation and reduces lordosis during mass-scale seed production in the leopard coral grouper Plectropomus leopardus
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由鳔充气（swim bladder inflation, SBI）失败导致的脊柱前凸（lordosis）是豹纹鳃棘鲈（Plectropomus leopardus）苗种生产的主要制约因素。在苗种生产过程中，为防止仔鱼表面贴附而施加的油膜阻碍了仔鱼
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由鳔充气（swim bladder inflation, SBI）失败导致的脊柱前凸（lordosis）是豹纹鳃棘鲈（Plectropomus leopardus）苗种生产的主要制约因素。在苗种生产过程中，为防止仔鱼表面贴附而施加的油膜阻碍了仔鱼吞入空气，进而妨碍了鳔充气。研究人员开发了一种全表面海水喷淋方法，并评估了其对鳔充气和存活率的影响。在四种油膜去除方法的描述性初步比较中（每种处理一个水槽），喷淋处理表现出良好的前景，在孵化后9天（days after hatching, DAH）时鳔充气率和存活率分别为53.6%和71.4%，因此该处理在实验1中被扩大至10个喷淋器。在5–10 DAH期间，喷淋处理的鳔充气率显著高于未进行油膜去除的对照组（51.3%对1.3%；差异50.0个百分点），而存活率无显著差异。在138 DAH时，喷淋处理的脊柱前凸发生率（8.5%）显著低于对照组（61.0%；差异52.5个百分点）。在实验2中，10个喷淋器的鳔充气率为64.0%，4个喷淋器为46.0%（差异18.1个百分点），但差异不显著。因此，海水喷淋可在不显著降低存活率的前提下促进鳔充气，为石斑鱼苗种生产中抑制脊柱前凸提供了一种实用方法。
论文解读
一、研究背景与意义
豹纹鳃棘鲈（Plectropomus leopardus），俗称豹纹珊瑚石斑鱼，隶属于石斑鱼科（Epinephelidae），广泛分布于西太平洋亚热带和热带海域，是东亚和东南亚地区备受青睐的高档食用鱼。然而，野生资源因过度捕捞而持续衰退，同时全球海水温度上升对现有温水性养殖品种造成生长停滞和疾病风险加剧等挑战，促使水产养殖业向更适应暖水环境的品种转型。在此背景下，豹纹鳃棘鲈作为兼具野生资源保护和养殖品种多元化潜力的候选物种受到广泛关注。
尽管苗种生产技术已取得进展，使豹纹鳃棘鲈幼鱼的大规模生产成为可能，但高发的脊柱前凸（lordosis，脊柱腹侧弯曲畸形）已成为制约该物种养殖产业进一步扩大的主要瓶颈。在研究人员所在机构2021年生产批次的调查中，139尾随机检查的幼鱼中约67%在孵化后200天（DAH）表现出脊柱前凸。由于轻度脊柱前凸在幼鱼阶段难以通过肉眼识别，往往在后期养殖阶段才显现，导致患病个体需反复分选和淘汰，大幅增加了生产成本。
鱼类早期仔鱼阶段鳔充气（swim bladder inflation, SBI）失败是脊柱前凸的主要诱因。鳔作为浮力调节器官，未能实现鳔充气的仔鱼在后续生长中无法正常调节浮力，为补偿负浮力而必须持续向上游动，对脊柱造成过度的机械负荷，从而增加脊柱前凸的风险。因此，确保鳔充气的可靠实现是抑制脊柱前凸、实现健康幼鱼稳定量产的关键。
在石斑鱼类中，促进鳔充气比其他鱼类更具挑战性，因为必须同时解决防止仔鱼表面贴附死亡与促进鳔充气这一对矛盾需求。石斑鱼仔鱼极易在水面被表面张力困住而死亡，因此养殖中通常施加油膜来防止这种死亡；然而油膜同时阻碍了仔鱼在水面吞气，降低了鳔充气率。此外，仔鱼表面贴附死亡的高发期与鳔充气阶段重叠，使得在维持存活的同时促进正常鳔充气变得极为困难。现有油膜去除方法如表面撇除器法和溢流法虽在部分石斑鱼种类中有效，但鲜有研究能同时实现稳定高水平的鳔充气率和存活率，且在豹纹鳃棘鲈的大规模苗种生产尺度上尚无解决方案。基于上述问题，研究人员开发了一种全表面海水喷淋方法，旨在促进鳔充气的同时维持仔鱼存活。
二、研究设计与关键技术方法
本研究共包含三个实验，均使用20 kL八角形混凝土水槽，养殖用水为经紫外线处理的砂滤海水。
初步实验采用单水槽描述性比较设计，设置四种油膜去除处理：喷淋、喷淋+溢流、溢流、表面撇除器+溢流，每种处理一个水槽。喷淋处理使用园艺用喷淋器（Mist Sprinkler 13，Kakudai株式会社），每个喷淋器安装于水面以上约20 cm处，垂直于水面，流量约1.1 L min?1，单个覆盖约1 m2的圆形区域，7个喷淋器提供约70%的水面覆盖率。在5–9 DAH期间每日09:00起进行10–12 h油膜去除。
实验1设置全表面喷淋处理和对照组（不进行油膜去除），每种处理两个水槽。全表面喷淋处理将喷淋器数量增至10个，覆盖约100%水面，定义为“全表面”条件。喷淋压力固定为0.07 MPa，5–10 DAH期间每日09:00–21:00进行喷淋。对照组通过排水坑补充与喷淋等量的海水以匹配总进水量。
实验2设置10喷淋器和4喷淋器两种处理，每种两个水槽，分别提供约100%和约40%的水面覆盖率，喷淋期为5–9 DAH。
实验仔鱼来自日本水产研究教育机构水产技术研究所八重山野外站200 kL方形水泥池中野生亲鱼的自然产卵。受精卵在0.2 kL卤虫孵化槽中孵化，2 DAH时通过体积法估算计数后转移至各实验水槽。初步实验每槽约100,000尾，实验1每槽约60,000尾，实验2每槽约40,000尾。实验1在57–60 DAH通过随机捞取将每槽密度调整至约3,000尾，继续养殖至138 DAH。
主要技术方法包括：全表面海水喷淋系统（由商用喷淋器和PVC管件组成）；夜间垂直采样法估算存活个体数；MS-222麻醉后玻璃板压片结合体视显微镜检查判断鳔充气状态；57–60 DAH和138 DAH时使用非破坏性X射线检查系统（MBR-1506，SOFRON株式会社）进行X射线成像，通过图像分析软件Fiji（ImageJ 1.54p）测量椎骨角度，参照Uji和Chuda（2015）的方法判定脊柱前凸（第1–5椎骨角度≤175°、其余椎骨≤170°定义为脊柱前凸）。统计分析使用R（版本4.4.3），以每个水槽的率为数据点（每种处理n=2），采用Welch's t-检验比较处理间差异。
三、研究结果
初步实验：在7 DAH时，两种含海水喷淋的处理（喷淋+溢流和喷淋）的鳔充气率分别为51.6%和55.6%。9 DAH时，喷淋+溢流处理升至70.6%，为四种处理中最高，而喷淋处理为53.6%。溢流和表面撇除器+溢流处理在两个时间点均较低，9 DAH时分别为33.3%和37.5%。9 DAH时存活率以喷淋处理最高（71.4%），其次为表面撇除器+溢流（51.3%）和溢流（49.9%），而喷淋+溢流处理最低（14.3%）。以鳔充气率与存活率的乘积估算的初始放养中实现鳔充气的个体比例，喷淋处理最高（38.3%）。溢流系统相关处理均观察到仔鱼随出水流失的现象。
实验1：5–10 DAH期间，全表面喷淋处理的鳔充气率（51.3%）显著高于对照组（1.3%），差异50.0个百分点（95% CI 4.7–95.3 pp；Welch's t-检验，t = 13.3，df = 1.0，P = 0.045，n = 2）。存活率在两种处理间无显著差异。鳔充气率的时间变化表明鳔充气主要发生在5–7 DAH。57–60 DAH时，全表面喷淋处理的鳔充气率为86.5%，显著高于对照组的10.0%（差异76.5 pp，P = 0.040）；存活率方面，全表面喷淋处理为29.6%和44.4%，对照组为11.9%和17.2%。138 DAH时，全表面喷淋处理的鳔充气率升至97.5%，对照组升至81.5%，差异不再显著。脊柱前凸发生率在全表面喷淋处理为8.5%，显著低于对照组的61.0%（差异?52.5 pp，95% CI ?86.0至?19.0 pp，P = 0.030）。按鳔充气状态分层分析显示，全表面喷淋处理中鳔充气阳性个体的脊柱前凸发生率为7.7%，阴性个体为40%；对照组中鳔充气阳性个体为58.9%，阴性个体为70.3%。
实验2：7和9 DAH两个时间点，10喷淋器处理的鳔充气率均数值上高于4喷淋器处理，平均为64.0%对46.0%，但差异（18.1 pp）未达统计显著水平（95% CI ?32.1至68.2 pp，P = 0.199）。两种处理的存活率均约为85%，无显著差异。
四、讨论与结论
初步实验结果表明，使用溢流系统的三种处理在鳔充气率和存活率之间存在权衡关系：喷淋+溢流处理虽获得最高鳔充气率（70.6%），但存活率最低（14.3%）；溢流和表面撇除器+溢流处理因仔鱼流失被迫降低进水速率，导致油膜去除不充分，鳔充气率仅维持在33.3%和37.5%。相比之下，喷淋处理在原理上不会造成仔鱼流失，同时实现了53.6%的鳔充气率和71.4%的存活率，因此被选入实验1进行详细评估。
实验1证实了全表面喷淋方法能显著促进鳔充气且不降低存活率。鳔充气的时间窗口（5–7 DAH）与黑纹石斑鱼（6–7 DAH）、赤点石斑鱼（5–8 DAH）和巨石斑鱼（5–7 DAH）的报道基本一致，提示豹纹鳃棘鲈的气导管在该时期功能开放。对照组中鳔充气率从57–60 DAH的10.0%升至138 DAH的81.5%，结合同期存活率保持在约92%的事实，可推断主要归因于仔鱼期未能充气的个体在幼鱼期发生了二次鳔充气（secondary SBI）。对照组中138 DAH时鳔充气阳性个体的脊柱前凸发生率高达58.9%，进一步支持这些个体在脊柱前凸发生期间尚未充气、之后才发生二次充气的解释。
关于作用机制，喷淋使水面油膜碎裂成小块并向水槽壁方向移动，推测碎裂的油膜随排水系统移出水体，从而减少油膜覆盖面积，为仔鱼提供更易吞气的水面区域。观察到的疑似吞气行为主要发生在喷淋液滴冲击较少的区域（如喷淋器正下方），支持了喷淋通过降低油膜覆盖率而非液滴冲击点本身作为吞气场所的假说。
全表面喷淋方法相较于传统方法具有操作简便、可重复性强、实施成本低的优势。操作主要涉及阀门控制，喷淋停止后补充油膜即可防止表面贴附死亡。所需设备为商用喷淋器和PVC组件，成本低廉且易于获取；系统安装于水槽上方，受水槽形状限制小，便于在现有养殖设施中引入。
本研究的局限性包括：大规模生产水槽条件下每种处理仅两个重复，导致方差和均值差异的估计精度较低，95%置信区间较宽；实验2中10喷淋器与4喷淋器的差异未达统计显著，需更多重复加以验证。未来研究应独立考察喷淋器数量、液滴大小、喷淋时长和喷淋水量等参数的最优条件，并在不同水槽容积和形状、放养密度和喷淋时长下评估该方法的效果。该方法的适用范围可能不仅限于豹纹鳃棘鲈，还可推广至其他石斑鱼种类以及更广泛的、在仔鱼培育期间需施加油膜而面临鳔充气率提升困难的鱼类。
研究结论：全表面海水喷淋方法通过在仔鱼鳔充气关键期（5–10 DAH）每日喷淋海水，可显著提高豹纹鳃棘鲈的鳔充气率（51.3%对1.3%），且不造成存活率的可检测降低；在138 DAH时将脊柱前凸发生率从对照组的61.0%显著降至8.5%。该方法操作简便、成本低廉、可重复性强，为石斑鱼苗种生产中同时兼顾仔鱼存活与鳔充气促进这一长期矛盾提供了实用的解决方案，有望应用于其他需要施加油膜进行仔鱼培育的鱼类物种。
