回顾：斑马鱼的养殖

斑马鱼的养殖综述
Christian Lawrence *
摘要：斑马鱼成为著名的脊椎动物模式研究生物，它有很多与被作为人类疾病和发展研究模型一样深受欢迎的显著地特征：繁殖迅速，体型小，世代时间短，发育早期胚胎透明可见，同时，在其他学科上，包括动物行为学，鱼类生理学，水生生物毒理学，也深受研究者的喜爱。

尽管如此，但斑马鱼科学严谨的养殖技术却发展落后。

虽然有很多来自不同的资源的直接和间接关于斑马鱼养殖的文献信息，但几乎没有用于制定标准文案。

本篇回顾旨在使与斑马鱼的生物学特性和养殖相关的科学信息更加完整，以便提高这个重要的模式生物在科学研究中的效率，以及强调在本领域需要个更长远的研究。

关键词：斑马鱼；斑马鱼类；养殖；水产业；管理.
目录
1. 前言 (2)
2. 斑马鱼的生活史 (3)
2.1 分布与生境偏好 (3)
2.2 繁殖行为 (3)
2.3 生命周期 (5)
2.4 食性 (5)
3. 斑马鱼的养殖 (5)
3.1 水的化学特性 (5)
3.1.1 温度 (6)
3.1.2 PH (6)
3.1.3 硬度 (7)
3.1.4 盐度 (7)
3.1.5 DO (8)
3.1.6 含氮废物 (8)
4. 营养，饵料和投喂实践 (8)
4.1 营养需求 (8)
4.2 饵料 (9)
4.3 投喂 (11)
5. 繁殖及繁殖技术 (11)
5.1 繁殖 (11)
5.2 繁殖技术 (12)
5.3 产卵率 (13)
6. 幼鱼的培育 (13)
6.1 幼鱼的生物学特性 (13)
6.2 饵料和营养 (13)
6.3 水质 (14)
6.4 生长率和存活率 (15)
7. 成鱼的管理 (15)
7.1 饲养密度 (15)
7.2 基因育种工程 (16)
8.结论 (17)
致谢 (17)
参考文献 (17)
1.前言
在过去的20年来，斑马鱼在基因研究与发展（Fishman,2001）,以及最近的人类疾病和治疗药物的筛选方面（Penberthy et al.,2002;Sumanasa and Lin,2004），成为著名的脊椎动物模式研究生物。

它拥有大量深受欢迎的特性，包括小体型，繁殖迅速，世代时间短，发育早期胚胎透明可见，基因筛选简单和基因与人类基因（e.g. Lamason et al., 2005）的相似性，这些特性使它能在生物医药研究领域十分流行，也将在其他研究领域得到迅速的应用，尤其是随着它的基因组序列的草案的完善和令人钦佩的一系列工具和方法的运用，必可以得到深入研究（Dahm and
Geisler,2004;Jekosck,2004）。

鉴于斑马鱼作为十分重要的实验模式生物，伴随它的大规模使用和建设及维持养殖设施而产生了花费，但在一定程度上令人吃惊的是它的养殖却很落后。

相比其他普通养殖鱼类，像罗非鱼（e.g. Lim and webster,2006），斑点叉尾鮰（e.g. Tucker and Robinson,1990）以及鲤（e.g.
Billard,1995），已出版的石斑鱼的养殖标准完全是不合适的。

大多数养殖斑马鱼的科研机构之间的养殖技术信息交流已经不再存在，导致已经取得的任何进步常常被隔离了，也不利于同业间的相互学习。

这种情况的不良后果就是导致很多斑马鱼机构之间处于欠佳的合作水平，而且当为新成立的养殖机构设计标准的合作程序时，研究人员不能科学地查阅详尽的资源，同时，科研人员首次接触这个模式生物的时候，情况会变得更加严峻。

尽管已出版的斑马鱼养殖标准很缺乏，但在其他方面，斑马鱼是一个很好研究的生物。

在它作为一个可发展的模式生物很久之前，斑马鱼常常用于研究各种鱼的生物学特征（Laale,1997）。

这些年以来，研究人员已
经利用这些相同的实用优点，这些优点现在让斑马鱼在致力于研究鱼类的繁殖，集群，水生生物毒理学，渗透调节，嗅觉的生物医药研究机构领域中深受喜爱。

最近，已有机构出版了一些关于斑马鱼生活史，营养需求，繁殖行为的书刊。

这些研究史有可能为斑马鱼研究者提供丰富的可直接或间接应用于斑马鱼养殖的生物学特性方面的文献。

然而，尽管这些信息被出版了，但它是不相干的，而且由于被出版在学术期刊上，可能导致不能代表性地被大多数的斑马鱼研究机构查阅。

2.斑马鱼的生活史
对斑马鱼的自然生活环境，包括生境偏好，繁殖行为以及食物有一个更加全面的理解，有利于斑马鱼养殖标准的完善以及其在一系列生物医药和行为基因学研究上的最优化。

然而，已出版的有关斑马鱼生活史的文献是有限的，并落后于适合该物种的大量的遗传发育数据。

事实上，几乎没有能用于斑马鱼养殖的行为生态学信息，但，随着斑马鱼作为模式生物更受欢迎和被广泛的应用于不同的研究领域如行为基因学，这个趋势一定会得到改变。

这篇文章的几个或更多的章节被一些已完成的研究文献所引用的事实会证实对这些信息对斑马鱼养殖有重要作用。

接下来的可用于长远工作的数据和建议的建明摘要能够用于提高斑马鱼在研究机构中的重要性。

在这篇回顾中，Spence等对斑马鱼的行为生态学进行了更深入的研究。

2.1 分布与生境偏好
斑马鱼本土属于南亚，现在广泛的分布在印度、Bangladesh、Nepal、Myanmar以及Pakistan的部分地区。

这些地理地区都有一个季风气候，丰富的雨水和干燥的季节对斑马鱼的生境偏好有很深远的影响，像水的化学特性和资源的丰富情况。

斑马鱼已经被报道出现于这个地区不同的生活环境类型，包括灌溉水渠、稻田、人工鱼池、河流上游，甚至山间溪流。

不
管怎样，当把在印度完成的两次专业调查一起综合起来，就可以提供斑马鱼生境偏好的最全面的描述。

McClure等在印度Gathges River的6个地点取样分析，在其中的3个地点发现了斑马鱼，分别是稻田、两条丘陵溪流的静水区。

Spence等在该地区的另外23个地点进行的实验，其中9个地点发现有斑马鱼。

正如在印度的研究发现的一样，斑马鱼中生活在静止或流动很慢的水体中，包括用于种植稻谷的大批浅塘。

有趣的是，在大多数或者全部地区，斑马鱼总是和水生植物密切相关，尤其在以现场和实验室为基础的行为学研究领域，驯养的斑马鱼也展现出喜欢在有水生植物的地区产卵的偏好。

这些研究也描述了斑马鱼被发现地点的水的大量的额外物理化学特性，包括pH、温度、盐度、透明度、深度以及遮阴比。

总之，这些可观察的数据表明斑马鱼一般似乎偏爱静止的或者流动很慢，轻微碱性（pH～8）及高透明度(～>35cm)的水体。

这些数据是有用的，因为它们可以直接地被运用于为在实验室中养殖斑马鱼而设计出最合适的水化学参数，而且，当斑马鱼被饲养在与他们在自然环境中生活一样的水体时，繁殖力可能会是最高的。

未来夏季的野外考察应该可以更全面地研究环境条件，通过广泛的习惯类型来决定斑马鱼在自然环境中的全部生境偏好，同时，使它更好的匹配实验室中的水化学参数成为可能。

繁殖行为
斑马鱼作为研究材料主要是因为其稳定而又大量的繁殖力，生产大量的胚胎。

斑马鱼在野外生殖生物学和行为信息与其养殖相关联。

然而，对该物种的认识还很少。

虽然大量可供利用的研究数据大部分来源于收集者对动物的调查过程(i.e. Barman, 1991)，但也有越来越多的详细报道，特别是最近几年(McClure et al., 2006; Spence et al., 2006)。

目前收集到的证据表明斑马鱼常常以小群体 (5-20个个体)出现在微
流水水体或者泛滥平原的蓄水区(Pritchard et al., 2001)。

斑马鱼分批成熟产卵，在小群体内进行近亲繁殖，雌性亲本在卵产在水底，亲本没有护幼行为(Breder and Rosen, 1966)。

其他鱼类为了适应季风气候，通常在雨季到来之前进行产卵繁殖(Munro, 1990; Talwar and Jhingran, 1991)。

从对雌性斑马鱼的干燥季节成熟的卵观察发现斑马鱼繁殖力主要依赖于食物的量，当然肯定和降雨量也有关系(Spence et al., 2006)。

斑马鱼的卵属沉性卵，在水底(温度、水化学因素等)发育4-7天就孵化出仔稚鱼。

雄性斑马鱼具有保护生殖领地(Spence and Smith, 2005)和追逐雌鱼交配(Goolish et al., 1998)的行为。

雌鱼根据嗅觉反应选择交配(Spence and Smith, 2006a;Gerlach, 2006)。

实验室实验研究证明斑马鱼幼鱼依据嗅觉(Mann et al., 2003; Gerlach and Lysiak, 2006)和视觉(Engeszer and Ryan, 2004)因素近亲集群。

这项研究观察解释了斑马鱼幼鱼在野外浅滩内向近亲聚集的行为，虽然还没有被证实。

成年斑马鱼个体遗传关系我们任然不知道，但是实验结果表明当斑马鱼性成熟以后有近亲集群的习性，斑马鱼仔稚鱼和幼鱼从出生地点分散的习性(Gerlach and Lysiak, 2006)。

种群遗传学研究证实了这些假说，斑马鱼种群基因结构可变性。

通过微卫星标记实验发现从印度4处采集的斑马鱼基因结构不同(Gratton et al., 2004)。

2.3 生命周期
直至今日，还没有关于斑马鱼野生状态下的寿命状况的详细研究报道。

Spence等人周年每月采集的斑马鱼样本大小和繁殖策略(成熟后开始产卵)来推测斑马鱼大多数为一年生种类。

然而，这些根据某单一种群研究数据是有限的。

在实验条件在斑马鱼可以存活5年(Gerhard et al., 2002)。

进一步收集野生种群的年龄分布资料比较野外条件下和实验室内斑马鱼的生理年龄差异，有助于生物医学的研究特别是涉及到年龄的研究项目。

2.4 食性
野外斑马鱼摄食情况与养殖条件有关，有可能帮助设计斑马鱼的投喂量和投食规律以获得更好的消化吸收和摄食行为，还有一些关于斑马鱼自然条件下摄食习惯。

斑马鱼属杂食性鱼类，主要摄食底栖动物、浮游生物、甲壳类动物、蠕虫以及昆虫幼虫(Dutta, 1993; Spence et al., in press)。

有报道称可以利用斑马鱼摄食双翅类昆虫幼虫来达到控制蚊虫数量的目的(Shrestha, 1990)。

McClure(2006)等人分析从印度三个不同地方采集的斑马鱼肠道内容物时发现昆虫大部分为陆生昆虫是其主要捕食对象。

这些研究者推测是由于斑马鱼栖息的微小生态环境所致，斑马鱼喜欢生活在浅水或溪流的边缘地区，同时这些地方也是这些陆生昆虫最容易掉进水里的地方。

尽管这些研究都证实了这一点，但是需要进一步调查了解在暴雨时斑马鱼在自然条件下的食性。

3．斑马鱼的养殖
3.1 水化学特性
提高作为实验模式动物斑马鱼产量的最重要的因素是它们在养殖条件下对环境条件的耐受范围。

斑马鱼对环境的适应性反映了它们在野外的分布。

他们被发现在一系列的栖息地类型，物理化学性质不同(Talwar and Jhingran, 1991)。

然而，有必要了解斑马鱼在最佳的外界环境参数范围内能量的消耗。

当动物被饲养在次佳条件下能量用来维持体内平衡需，而不是用来生长、交配繁殖、发挥免疫功能。

(Wooton, 1998)。

在次佳条件下，斑马鱼生长减缓，子代数量和质量都下降，最后成活率也会下降(Haywood, 1983)。

因此，对于箱内养殖斑马鱼确定水质参数很重要，使得死亡率达到最小，生长更快，最终获得大量的、高质量的从胚胎都性成熟的斑马鱼。

3.1.1 温度
温度是鱼类养殖过程中最重要的物理参数，温度影响到生物体的生物化学过程(Boyd, 1979)。

像鱼类这种变温动物对温度变化有一定忍受限度，同样也有最适的生活温度范围(Kelsch and Neill, 1990)。

斑马鱼可以被认为是广温性动物，它们可以出现在一个很大的温度范围内。

实验室研究表明斑马鱼最大的温度适应范围为6.7—41.7℃，这使得它们与适应温度范围最广的变温动物红鲈(Cyprinodon variegatus)齐名(Bennett and Beitenger, 1997)。

特别需要注意的是气温度对斑马鱼耐受适范围影响很大。

也就是说在低温条件下驯养的斑马鱼对低温条件适应性要强，但是对高温适应性就很差(Cortemeglia and Beitinger, 2005; Schaefer and Ryan, 2006)。

在孟加拉国9处温度范围为16.5-33℃的自然环境采集样本观察来看，斑马鱼对温度的这种适应性在自然条件下是这样的(Spence et al., 2006)。

这都证明在实验室实验条件下斑马鱼对温度变化的耐受性并不是人工反应，而是它们在自然条件下获得的经验。

斑马鱼对温度的趋向性或最适温度条件还没有得到最终的确定。

Westerfield(1995)常常把28.5℃作为斑马鱼养殖的温度条件。

不止一篇研究报道称将斑马鱼养殖在28±0℃的温度条件下比低温或者温度不稳定的情况下其生长速度都快(Schaefer and Ryan, 2006)。

然而，基于斑马鱼在自然条件下的生活温度范围广，我们有很大可能认为斑马鱼真正适应温度范围可能超过或者低于这一温度值，Matthews(2002)等人认为24-30℃作为斑马鱼最适生活温度范围最合理。

根据Westerfield(1995)建议认为温度条件可能是决定斑马鱼养殖和研究最重要的环境参数。

我们需要明白的是养殖或者饲养斑马鱼环境温度的波动误差可能会直接或者间接的通过某些方式影响到实验结果的准确性，提高饲养温度会影响到调节性别分化的类固醇酶的产生，从而使得实
验室条件喜爱养殖的斑马鱼种群性别比例失衡(Uchida et al., 2004)。

在可变的温度环境条件下，维持细胞功能的蛋白质分子功能下降，因此某些鱼类在最适生长温度范围之外的生长受到影响(Place and Hofmann, 2001)。

考虑到这些问题，有必要进行大规模的实验研究斑马鱼在不同温度条件下的生长、繁殖以及应激反应状况。

这些参数将来可以应用到设计最佳的斑马鱼养殖条件，特别那些要求在最佳温度条件下饲养动物。

3.1.2 pH
如同斑马鱼养殖的温度条件一样，养殖系统系统水质的pH也表现出了影响鱼类生化过程的作用。

在封闭的养殖循环系统中，细菌微生物分解代谢水体中含氮废物的最佳pH范围是7-8(Masser et al., 1999)。

大多数淡水鱼类能生活在pH6.0-9.5之间，一般将淡水鱼类养殖水体pH控制在7-8之间，保证生物群落的健康和水质条件的稳定(Timmons et al., 2002)。

然而，所有鱼类表现出对他们理想的生长、摄食、繁殖场所的偏爱。

因此，养殖水体pH的管理就是使生物群落中微生物达到平衡，最终使两者生产量都达到最大。

有限的野外调查报道表明在微碱性水体中发现过斑马鱼。

Spence等人(2006)报道了孟加拉国境内9处斑马鱼栖息场所平均pH为8.0，同样McClure 等人(2006)等人在印度3处斑马鱼栖息地发现了相似的pH条件。

在恒河流域内水体发现的斑马鱼大多也是生活在pH超过8.0的碱性环境中(Payne et al., 2003)。

需要开展更多关于斑马鱼包括雨季和旱季栖息环境的研究来确定这是对生态环境的正确适应还是认为调查不足导致的误区。

斑马鱼养殖的最佳pH始终没有得到确定。

大部分斑马鱼养殖设备维持水质pH在7.0-8.0左右，这也是大部分淡水鱼类生活的pH范围(Alabaster and Lloyd, 1980)，同时在该pH条件下实验室内能够成功进行斑马鱼的饲养和繁殖(Brand et al., 2002)。

然而，并没有系统的开展斑马鱼在不同
pH条件下的生长和繁殖的实验。

尤其在实验室养殖斑马鱼可能是有益的，正如鲤科鱼类能够适应在季风气候区域内产卵被认为是由于水化学参数变化控制的，包括由于雨季开始而造成的pH变化(Sinha, 1985)。

3.1.3 硬度
水体硬度用来衡量水体二价离子的浓度，主要指钙和镁以及少量的铁和硒的含量(Wurts, 2002)。

鱼类需要这些例子发挥生物学功能，这些离子通过水体补给或者通过食物来摄取。

这些离子中最重要的是钙离子，它是鱼类骨细胞成骨、血液凝固以及其他生物学或者生理过程必需的(Wurts, 1993)。

水体硬度可能还会影响鱼类渗透压的调节和水体缓冲能力的大小。

最后，硬度可能还会影响到某些疾病的病理学特征。

很有可能在斑马鱼的养殖池中，水的硬度值就不是始终如一的，主要因为在循环养殖系统中，用来缓冲pH的方法都不是始终如一的。