基于不同生态情境下鱼类光偏好研究,可望为人工种群培育、野外种群保护与栖息地管理等提供重要理论基础.秦岭细鳞鮭(Brachymystax tsinlingensis)为国家Ⅱ级重点保护野生动物,与拉氏鱥(Phoxinus lagowskii)共同栖息于秦岭山涧溪流并依生活史阶段不同可能存在一定程度的生态位重叠.为探究(1)在种间水平上,作为同域分布物种,二者光偏好是否表现出趋同进化?(2)在种内水平上,鱼类的视觉发育、生态需求等往往存在生活史阶段效应,这种效应是否驱动种内光偏好差异并在不同物种中表现出相似的种内变异模式?(3)不同生活史阶段鱼类的集群程度不同,那么鱼类的光偏好又是否受群体大小(个体或群体测试水平)的影响?研究采用自制的鱼类光偏好测定装置,分别在个体与群体测试水平下对不同生活史阶段秦岭细鳞鲑与拉氏鱥的光偏好进行了测定,结果发现:(1)个体测试水平下,秦岭细鳞鲑与拉氏鱥光偏好存在显著的种间差异(P＜0.05);不同生活史阶段秦岭细鳞鲑均喜蓝光区与黑区,而拉氏鱥均喜黑区并对除黑区以外的其他光色无显著偏好;(2)群体水平下,秦岭细鳞鲑与拉氏鱥光偏好存在显著的种间差异(P＜0.05);不同生活史阶段秦岭细鳞鲑均喜蓝光区与黑区、且在蓝光区的分布有伴随发育状态而增加的趋势,拉氏鱥喜黑区并对其他光色无规律性的偏好.结果表明:(1)在种间水平上,同域分布物种也可能由于微生境选择与自身环境适应性差异而表现出光偏好的趋异适应;(2)在种内水平上,鱼类在不同生活史阶段的光偏好存一定的种内分化,但种内变异程度可能因不同生活史阶段群体分离或混合程度不同而表现出相异的模式;(3)在个体和群体测试水平下,鱼类的光偏好并不完全一致,对鱼类光偏好研究应明确区分个体或群体测试水平.

为评估太白河川陕哲罗鲑(Hucho bleekeri Kimura)的资源现状和环境容纳量,于2017-2018年对太白河的鱼类资源、饵料生物资源、水体理化特征等进行了调查.采用密度法估算出太白河川陕哲罗鲑现存资源量为3814尾,95%的置信区间为3624-4005尾;构建了太白河流域的Ecopath模型,河流总生产量为1748.91 t/(km2·a),其中初级生产力为1643.00 t/(km2·a),生态系统的连接指数(CI)和系统杂食指数(SOI)分别为0.429和0.087.川陕哲罗鲑、秦岭细鳞鲑(Brachymystax lenok tsinlingensis)、小型中下层鱼类和浮游植物四个功能组为太白河水域生态系统中的关键种(类群),估算出川陕哲罗鲑的环境容纳量为1.87 t/km2,约5127尾,其中幼鱼为3399尾,成鱼为1728尾.基于现存量和环境容纳量,建议强化栖息地保护,促进川陕哲罗鲑资源恢复.

为了从全基因组InDel角度进行全国地理尺度细鳞鲑属遗传分化与适应性研究,文章对采自陕西、甘肃、新疆、河北和黑龙江的6个细鳞鲑群体(共90尾样本)进行建库测序及InDel检测分析.结果表明:6个细鳞鲑群体共检测到3056034个高质量InDel突变位点,缺失位点数大于插入位点数,将各基因区域标准化后观察到内含子区富集到相对更多的InDel位点.所有系统发育树分支中共统计到1715464个固定的InDel,占总数的56.08%,且主要位于每个谱系的基部.群体结构分析结果显示每个细鳞鲑地理群体均具有相对独立的遗传结构.适应性分析方面:利用群体分支统计方法检测到秦岭地区细鳞鲑适应性相关的621个候选受选择基因,并筛选到两个影响外显子序列的缺失位点,分别导致insr和dnhd1缺失了两个和一个氨基酸密码子.对所有候选受选择基因的富集分析结果显示主要在神经发育和代谢等途径发挥作用.研究可为秦岭细鳞鲑山区溪流生境适应性候选基因的深入挖掘及人工增殖和保护中分子标记的开发提供基础资料,也为进一步厘清细鳞鲑属物种分化提供参考.

为揭示秦岭细鳞鲑(Brachymystax tsinlingensis)仔稚鱼分布模式及其环境驱动因子,从而推测产卵场并为该物种早期资源保护提供研究基础.研究选取陕西陇县秦岭细鳞鲑国家级自然保护区内蒲峪河及其支流木拉石沟河作为研究样地,并设定100个样点(2 m×2 m)作为详细抽样调查生境.研究发现:(1)分布在支流的仔稚鱼数量显著多于干流(P<0.05);(2)仔稚鱼种群数量随海拔变化呈先增后降的趋势,在干流与支流的最适分布海拔分别是1460和1446 m;(3)仔稚鱼分布的环境驱动因子在干流与支流不尽相同,干流仔稚鱼数量与流速和青苔数量显著负相关(P<0.05)、与石蛾幼虫数量显著正相关(P<0.05),支流仔稚鱼数量与流速显著负相关(P<0.05)、与蝌蚪和石蛾幼虫数量显著正相关(P<0.05).研究揭示了秦岭细鳞鲑仔稚鱼分布模式及其栖息地环境特征,并构建了栖息地各类环境驱动因子关系网络热图.研究结果可为秦岭细鳞鲑仔稚鱼种群调研与监测、栖息地适宜性评估、保护及生态修复提供必要且亟需的科学依据.

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.

配制4种含有鱼油(FO)、菜籽油(CO)、棕榈油(PaO)和大豆油(SO)的饲料投喂初始体重为(22.19±1.10) g的细鳞鲑幼鱼52d,探讨不同脂肪源对细鳞鲑(Brachymystax lenok)幼鱼生长、脂质代谢及抗氧化性能的影响.结果显示, 增重率、特定生长率和饲料效率均以鱼油和大豆油组最高, 棕榈油组次之, 菜籽油组最低, 其中大豆油组与鱼油组无显著差异(P>0.05).不同脂肪源对细鳞鲑幼鱼肌肉粗成分无显著影响(P>0.05).摄食大豆油的细鳞鲑可以明显提升肌肉中的22:6n-3含量, 表明细鳞鲑具有将18:3n-3转化为22:6n-3的能力, n-3 系列脂肪酸是细鳞鲑起主要作用的必需脂肪酸.与鱼油相比, 植物油脂导致了细鳞鲑血清中甘油三酯含量的显著升高以及胆固醇含量的显著降低, 肝脏中ACC1和FAS的mRNA表达量明显下调, 以及Δ6 Fad的mRNA表达量的明显上调(P<0.05).投喂不同脂肪源饲料的细鳞鲑肝脏ROS、MDA、GPx含量以及TBARS值发生明显变化(P<0.05).研究结果表明鱼油和大豆油可作为细鳞鲑幼鱼饲料的脂肪源, 而棕榈油和菜籽油不适宜作为细鳞鲑幼鱼的单一脂肪源.

开展镉(Cd)暴露不同时间细鳞鲑(Brachymystax lenok)急性毒性试验,其中,48 hLC50为(1.06±0.18)mg/L,96 hLC50为(0.69±0.13)mg/L.结果显示:Cd暴露可以造成细鳞鲑氧化损伤,形成脂质过氧化,细胞内丙二醛(MDA)变化明显.细鳞鲑的抗氧化防御系统在Cd暴露中具有一定保护作用,超氧化物歧化酶(SOD)可作为细鳞鲑Cd暴露的生物标志物之一.