爆发游泳能力是表征鱼类生存适合度的重要组分.栖息地破碎化对溪流鱼类(尤其是洄游性鱼类)的生存繁衍构成了严重威胁,同时也对鱼类爆发游泳能力提出了更高要求.秦岭细鳞鲑(Brachymystax tsinlingensis)是我国珍稀特有种、国家Ⅱ级重点保护野生动物,常需要进行多次重复爆发游泳运动以穿越激流甚至堤坝阻隔,因此爆发游泳能力及其可持续性对该物种生存至关重要.相较于秦岭细鳞鲑显著的洄游性,其分布区最为常见的同域物种拉氏鱥(Phoxinus lagowskii)则趋于定居性,二者既是研究同域物种适应进化理论的优越动物模型,又是鱼类栖息地保护与修复实践中十分理想的受试目标.为探究秦岭细鳞鲑及其同域物种拉氏鱥爆发游泳能力的种间差异与种内变异,采用自制的仿生态鱼类爆发游泳能力测定装置,分别测定了不同生活史阶段两种实验鱼的绝对爆发游泳速度(Burst swimming speed,Uburst)、相对爆发游泳速度(Relative burst swimming speed,rUburst)及其可持续性.结果表明:(1)两种实验鱼Uburst、rUburst均具有较高的可持续性(ICC系数＞0.75),但秦岭细鳞鲑Uburst和rUburst具有更强的恢复力;(2)总体上秦岭细鳞鲑的Uburet高于拉氏鱥,二者Uburet差异显著、不存在趋同适应;(3)生活史阶段效应对秦岭细鳞鲑和拉氏鱥Uburst、rUburst均影响显著,两物种爆发游泳能力种内变异模式相近,Uburst随发育年龄增加而增加、rUburet随发育年龄增加而减少.研究结果提示,未来鱼类游泳能力关联的鱼道设计或涉水工程评价中,应综合考虑生活史阶段效应和不同物种的生态习性及其种间差异.

秦岭细鳞鲑(野生种群)是国家Ⅱ级重点保护水生野生动物.为了揭示野生种群与人工养殖种群的性状差异,科学区分秦岭细鳞鲑野生种群与人工养殖种群,本实验探究了秦岭细鳞鲑野生种群和人工养殖种群肌肉营养成分的差异.结果表明:野生种群和人工养殖种群的肌肉一般营养成分占比、脂肪酸组成及含量、矿物质和微量元素含量等均存在显著差异,而氨基酸组成及含量总体上无显著差异;野生种群肌肉中水分、粗蛋白和粗灰分含量显著高于人工养殖种群(P＜0.05),粗脂肪含量显著低于人工养殖种种群(P＜0.05);C12:.仅在野生种群中被检测到,野生种群饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量显著低于人工养殖种群(P＜0.05),K、Na、Ca、Mg、P、Zn含量显著高于人工养殖种群(P＜0.05).综上,肌肉脂肪酸组成及含量、矿物质和微量元素含量差异较大,可作为野生种群与人工养殖种群鉴定的依据,为秦岭细鳞鲑的保护与管理提供参考.

为探究秦岭地区野生细鳞鲑(Brachymystax lenok)肠道细菌组成多样性,筛选出产胞外酶菌株,利用传统分离培养并分子鉴定的方法和基于16S rRNA基因克隆的现代分子生物技术相结合测定秦岭野生细鳞鲑肠道细菌菌群多样性并构建系统发育树,利用淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶及脂肪酶4种胞外酶筛选培养基筛选出产上述酶的细菌.细菌传统分离培养并分子鉴定法从细鳞鲑肠道获得18个属的细菌类群,分别归属于变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门,其中,气单胞菌属(Aeromonas)为优势菌群.基于16S rRNA基因克隆的现代分子方法获得22个属的细菌类群,分别归属于变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门,其中,鞘氨醇杆菌属(Sphingomonas)为优势菌群.4种胞外酶筛选获得53株细菌产胞外酶,其中21株可在低温(10℃)环境下产胞外酶.结果表明,传统分离培养法与基于16SrRNA基因克隆的现代分子生物技术相结合能够更有效全面地分析细鳞鲑鱼肠道微生物的多样性,并且细鳞鲑肠道微生物具有一定的产酶活性.

秦岭细鳞鲑(Brachymystax lenok tsinlingensis Li)的亚种分类地位自命名以来一直饱受争议.研究运用单因素方差分析、主成分分析、判别分析、聚类分析及差异系数检验法, 对秦岭细鳞鲑和黑龙江流域的尖吻细鳞鲑(B.lenok lenok)和钝吻细鳞鲑(B.tumensis)的5项可数性状和34项标准化后的比例性状进行统计分析.单因素方差分析结果表明, 尖吻细鳞鲑、钝吻细鳞鲑和秦岭细鳞鲑在32项比例性状和5项可数性状上存在极显著差异(P<0.01); 主成分分析结果显示, 贡献率较大的前3个主成分的累计贡献率为92.779%; 以逐步判别分析方法选用14个判别效果较好的比例性状构建了3个细鳞鲑类群的判别函数, 综合判别率为99.4%.基于欧式距离矩阵法构建的形态学聚类图显示, 秦岭细鳞鲑和尖吻细鳞鲑距离较近, 而与钝吻细鳞鲑距离较远.据Mayr 75%亚种识别和划分规则, 34项比例性状和5项可数性状中, 尖吻细鳞鲑和秦岭细鳞鲑第一鳃弓外鳃耙数目的差异系数大于1.28, 而钝吻细鳞鲑和秦岭细鳞鲑有31项比例性状和2项可数性状的差异系数高于1.28.据分析结果, 结合秦岭细鳞鲑地理隔离的事实及其与尖吻细鳞鲑和钝吻细鳞鲑的形态差异, 推断秦岭细鳞鲑与黑龙江流域内的尖吻细鳞鲑的形态差异程度至少已达亚种水平.

在全球气候变暖背景下,冷水性鱼类的温度适应性备受关注.秦岭细鳞鲑(Brachymystax lenok tsinlingensis)是目前世界上分布最南端的两种鲑科鱼类之一,为国家Ⅱ级重点保护水生野生动物.尽管温度是决定该物种生存与分布的关键因子,然而其热生物学相关研究至今鲜见报道.研究考察了驯化温度(6℃、12℃和18℃)和重复测定对秦岭细鳞鲑生态相关的重要指标如快速启动反应、游泳性能及力竭后代谢特征的影响.结果 发现:(1)快速启动反应时滞(Latency time,Tlatency)随温度升高而变短(P＜0.05),但温度和重复测定对反应率(Reaction rate,R)无显著影响(P＞0.05);(2)温度对步法转换速度(Gait transition speed,Ugait)和匀加速游泳速度(Constant acceleration test speed,Ucat)影响显著(P＜0.05),重复测定对Ugait和Ucat无显著影响(P＞0.05);(3)温度对日常代谢率(Routine metabolic rate,RMR)和最大代谢率(Maximum metabolic rate,MMR)影响显著(P＜0.05)、对代谢空间(Metabolic scope,MS)无显著影响(P＞0.05),重复测定对MMR和MS均无显著影响(P＞0.05);(4)低温驯化方向(6-12℃)生理参数的Q10值较大,而高温驯化方向(12-18℃)生理参数的Q10值较小.研究结果提示:(1)高温下秦岭细鳞鲑快速启动反应更为迅速,但该物种对低强度机械刺激主要采用静息而非逃逸的策略;(2)秦岭细鳞鲑游泳性能对温度变化的敏感性较高,游泳性能的最适温度估计介于12-18℃之间;(3)秦岭细鳞鲑具备较好的代谢恢复与重复运动能力,但总体上游泳性能较弱,可能易受生境水温和水流环境变化的限制.

秦岭细鳞鲑(Brachymystax tsinlingensis)和细鳞鲑(Brachymystax lenok)为近缘种,均为国家Ⅱ级重点保护野生动物,对二者当年幼鱼几何形态学特征的比较可为物种鉴定与保护、增殖放流等提供重要依据.为探究当年幼鱼的形态差异,运用Tps软件建立薄板样条模型,比较了 24项相对几何形态学特征的差异并进行了主成分分析.结果表明:二者的整体结构框架背景网格在头部、背部、尾部和腹部均呈现不同程度的弯曲,细鳞鲑的头部稍尖;秦岭细鳞鲑的13项相对几何形态学特征与细鳞鲑存在显著差异(P＜0.05),如背鳍基部长度(C4/C1)、臀鳍基部长度(C13/C1)、眼径(C20/C1)、头高(C25/C1)大于细鳞鲑(P＜0.05),而胸鳍基部至吻端的相对距离(C16/C1)小于细鳞鲑(P＜0.05).主成分分析显示,秦岭细鳞鲑与细鳞鲑在PC1和PC2水平上仅个别样本出现重叠分布,两物种的样本相对集中.总之,秦岭细鳞鲑与细鳞鲑当年幼鱼的几何形态学特征具有显著种间差异,特别是头部和尾部特征.

文章基于线粒体控制区基因序列和微卫星标记比较秦岭细鳞鲑(Brachymystax tsinlingensis Li)、黑龙江流域的尖吻细鳞鲑(Brachymystax lenok Pallas)和钝吻细鳞鲑(Brachymystax tumensis Mori)的分子遗传差异,为澄清其分类地位争议提供分子证据.结果表明:(1)扩增217个样本的mtDNA D-loop区序列,共获得45个单倍型,类群间无共享单倍型;基于单倍型构建的系统进化树显示三个细鳞鲑类群呈独立的支系;(2)基于14个呈多态性位点的遗传分化结果表明,秦岭细鳞鲑与尖吻或钝吻细鳞鲑之间的遗传距离均大于尖吻细鳞鲑和钝吻细鳞鲑之间的遗传距离;(3)基于线粒体D-loop和多态性微卫星位点计算出的遗传分化系数(FST)都远高于0.25,表明三个类群间的遗传分化程度极高.这些结果表明,秦岭细鳞鲑与黑龙江流域细鳞鲑之间遗传分化程度高,结合前期发现秦岭细鳞鲑与黑龙江细鳞鲑类群有明显形态分化的研究结果及它们之间地理隔离已久的现状,研究初步判定秦岭细鳞鲑为独立物种,并建议以Brachymystax tsinlingensis Li为拉丁名.同时,建议将秦岭细鳞鲑作为独立单元进行保护,避免人为引种或杂交等因素造成种质资源破坏.