浅谈淡水鱼类的人工催产

浅谈淡水鱼类的人工催产

张伟，王嘉博，王耀辉

大连水产学院生命科学与技术学院 (116023)

E-mail：7822449@

摘 要：对淡水鱼类性腺发育的调控机制进行了阐述，并就性腺发育成熟及其排卵和产卵的诸多环境因子进行了综述(如水温、光照、降雨)。在此基础上，着重讨论了人工催产的决定因素和提高人工催产的方法。旨在对生产实践提供指导。

关键词：环境因子 性腺发育 人工催产

1.引言

为确保细胞周期这一生命增殖过程有条不紊地进行，细胞内发展了一系列调控机制，对这一过程进行严格的监控[1]。

许多研究已经证明，鱼类能够按照环境条件的周期性综合调整他们的生理机能。包括下丘脑、腺垂体及性腺中各种激素分泌活动调节作用。

生产上的人工催产就是在细胞周期调控及其相关理论的基础上发展起来的。

2.性腺发育调控机制

鱼类的生殖受到环境的影响。感受器官把外界环境的刺激（如温度、光照、降雨等）传送到脑，使下丘脑分泌促性腺激素释放激素(GnRH)，以促使性腺发育成熟与排出精子和卵子。

这整个过程的前阶段是神经联系起主要作用，而后阶段则主要是激素起作用。由神经联系转变为激素控制是在下丘脑和脑垂体之间的接触面，而实现这种转变是通过神经分泌细胞的神经内分泌活动。下丘脑分泌产生的神经激素是促性腺激素释放激素(GnRH)，它和脑垂体促性腺激素分泌细胞的特异性受体结合后刺激促性腺激素(GtH)的产生和释放，起着调节生殖活动的作用。而同时下丘脑分泌产生的多巴胺起促进性腺激素释放的抑制因素（GRIF）的作用，既抑制GnRH的作用，亦抑制GtH的自行释放[2][3]。

最近的研究表明，由脑垂体产生的GtH与卵母细胞的双层细胞，即膜细胞和颗粒细胞的特异性受体结合，最后由颗粒细胞产生17α,20β-双羟孕酮，作用于卵母细胞，诱导鱼类卵母细胞最后成熟（核偏位、融解和卵黄与原生质的极化），诱导产生成熟促进因子（MPF）。MPF即卵细胞促成熟因子，或细胞促分裂因子，或M期促进因子[2]。在成熟卵母细胞中，MPF 已经存在，只是处于非活性状态，被称为前体MPF。非活性态的前体MPF通过翻译后修饰，可以转化为活化态的MPF。MPF含有两个亚单位，即CDK和周期蛋白。当两者结合后，表现出蛋白激酶活性。CDK为其催化亚单位，周期蛋白为其调节亚单位。CDK激酶即MPF通过使某些蛋白质磷酸化，改变其下游的某些蛋白质的结构和启动其功能，实现其调控细胞周期的目的[1]。

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3.环境因子

许多生理活动过程的内在周期性就是季节性生殖活动的反映[4]。性腺的发育和成熟也是这样。

大多数鱼类的性腺的发育和成熟是有季节性的，只有少数鱼类是常年连续产卵的。在季节性生殖的鱼类当中，产卵时间有很大的不同。温带的鱼类在春、夏季产卵；冷水性的鲑、鳟鱼类在秋季产卵，而热带地区的许多鱼类在雨季产卵。各种鱼类生殖周期的准确时间性，是为保持所产生的幼鱼得到适宜的生存条件。

与性腺发育密切相关的季节性因素有以下几点：

3.1 光照

光周期是许多硬骨鱼类调节生殖周期的重要环境因素。光照信息能经由鱼的眼、松果体输入。春季产卵的鲤科鱼类和鳉科鱼类在长光照下，如果切除松果体或使其致盲，都会引起正在发育中的或已发育成熟的性腺退化，并且血液中的GtH水平失去昼夜周期的变化。秋季产卵的鱼类如虹鳟和河鳟，光周期是影响性腺发育的主要因素。

3.2 水温

对于水生动物来说，温度是生态因子中最重要的因素之一。在鱼类的生殖活动中最为明显的温度关系是鱼类产卵的温度阈，而且产卵温度总是控制在比较狭窄的范围内。如鲤科鱼类最适产卵的水温是18℃，尽管卵巢已经完全成熟，而水温未达到18℃也不能产卵。若人工升温即便在冬季也能产卵。温带鱼类最适产卵温度在22-28℃；热带鱼类产卵温度在25℃以上；冷水性鱼类如鲑鳟鱼类产卵温度一般低于14℃。温度对鱼类性腺成熟、排卵、产卵过程主要起到三个方面的作用：1.直接作用于性腺，影响酶和激素的活性和作用。2.影响性腺对脑垂体分泌的GtH的敏感性。3.影响垂体GtH的合成和分泌。

在温带鲤科鱼类中，对春季产卵的鱼类一般温度是影响性腺发育的主要因子。

3.3 其它因子

鱼类产卵时异性刺激也是必要的，雄鱼对雌鱼的刺激不仅通过视觉，雄鱼分泌的信息素也可以刺激雌鱼产卵。有些鱼类需要有卵的附着物存在，如水生植物等。它们缺乏附着物时即使满足了水温往往也不能产卵。流水刺激对许多在流水中产卵的鱼类性腺的成熟、排卵、产卵极为重要。蓄养条件下，特别是雌鱼常由于某些生态环境刺激强度不够，卵母细胞不能从Ⅳ期顺利过渡到Ⅴ期，而不能排卵、产卵。在进行人工催产时，适当给予流水刺激（人工冲水）[5-6]，对性腺迅速过渡到Ⅴ期也有促进作用[2]。

4.人工催产

鱼类的性腺的成熟是需要一个特定的环境条件（如，温度、光照、降雨等）但在人工养殖的情况下，在环境条件得不到满足的情况下，就需要注射激素的人工催产的帮助，但如果不注重亲鱼的培养，人工催产也是不能成功的。

4.1 亲鱼的培育

卵子发生要经过增殖期、生长期和成熟期；成熟期必须经过两次成熟分裂。

原生质细胞分裂产生卵原细胞，接着进入增殖期，卵原细胞增加，然后，不再分裂进入

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生长期，卵原细胞变为初级卵母细胞，初级卵母细胞大小达到成熟阶段大小。然后进行第一次减数分裂产生次级卵母细胞，放出第一极体。再进行一次成熟分裂产生卵细胞，放出第二极体。生长期又可以分为小生长期（细胞的生长）和大生长期（卵黄的生长）[7]。在卵母细胞的生长过程中，合成了大量的RNA和蛋白质[8]，特别是MPF的合成对卵子的最后成熟起到关键的作用。因此，亲鱼的选择和培育至关重要。应注意以下几点：

首先，重视亲鱼培育工作，培育工作要全年进行，不能只抓产前培育，忽视产后培育，但各个季节的培育目标应有所侧重，产后的夏季培育应以恢复亲鱼体力，提高产后成活率，促使老一代卵子退化吸收，恢复卵巢机能为目标。秋季培育应以促使新一代卵母细胞产生和亲鱼积累足够的脂肪以便安全越冬为目标。春季培育应以促使卵母细胞积累卵黄为目标。产前培育应以增加亲鱼活动，促使躯体和内脏脂肪转化为目标。

其次，重视亲鱼更新换代工作。建立亲鱼档案，做到同一鱼池饲养同一年龄亲鱼， 及时淘汰老龄亲鱼， 每年补充新亲鱼、使亲鱼群体始终保持较高的繁殖力。生长发育和衰老是生物界的普遍规律， 淡水鱼类同样如此， 当处于最适生殖年龄时，其催产率最高，所获得的鱼苗最健壮。但各地家鱼人工繁殖场均存在亲鱼年龄老化问题， 虽然家鱼人工繁殖场每年都不同程度地补充亲鱼，但很少甚至没有生产单位主动淘汰年龄老化亲鱼，除非因故死亡而自然淘汰．亲鱼经过5-6年的催产后,催产率往往不如2-4产龄的亲鱼， 且所产卵的质量较差。至于亲鱼在池养条件下性成熟几年后其催产率达到高峰，这个问题尚待进一步研究。

再次，应尽量做到减少人为干扰，减少拉网操作次数。自然条件下，淡水鱼类产卵都是在凌晨安静的环境条件下进行，任何干扰都可能导致产卵中断停止。人工催产也不例外，发育成熟的亲鱼如果给予过多的人工干扰(如拉网操作)会导致性腺退化[9]。这是因为下丘脑分泌促性腺激素释放激素(GnRH)促使脑垂体不断分泌促性腺激素(GtH)持续作用于性腺， 当血液中GtH含量达到排卵阈值水平时，才能促使卵细胞的成熟分裂，生殖活动才能顺利进行。但当亲鱼遇到外界干扰如拉网时，会象其它脊椎动物一样，遇到紧急危险时出现“应答性紧急反应”， 肾上腺活动增加，肾上腺皮质激素和肾上腺素分泌大量增加，与此同时，丘脑下部促性腺激素释放抑制因素(GRIF)分泌增加，导致血清中GtH含量下降， 从而对亲鱼性腺发育和生殖活动产生抑制作用。

4.2 提高催产率的措施

催产过程以雌鱼为例简述如下：雌鱼第Ⅳ期卵母细胞达到一定体积停止生长，等待成熟。此时的卵母细胞处于第一次减数分裂前期阶段，含有一个体积较大的细胞核，称为生发泡（GV）。卵母细胞成熟需要雌性激素孕酮的刺激。注射催产剂后，在GtH诱导的孕酮作用下，卵母细胞向Ⅴ和Ⅵ期转化，生发泡破裂（GVBD），染色体凝集，进行第一次减数分裂；然后立即进行第二次减数分裂，并停留在分裂中期，即成熟的卵细胞（第Ⅵ期卵细胞）[1]。

在这个过程中，研究较多且与催产密切相关的就是促性腺激素（GtH）。因为它决定着催产的成功与否。许多研究已经证明，鱼类的排卵反应可能既取决于血液GtH含量升高的幅度，亦取决于含量升高的速度[4],即鱼类卵母细胞的最后成熟和排卵是由于GtH大量而迅速释放所诱导[2]。

人工催产就是以增强GnRH和GtH的作用和抑制GRIF的作用来达到催产的目的。因此，

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