邓艳
西南科技大学 四川绵阳 621010
摘要:斑马鱼是一种重要的脊椎动物模式生物,因其胚体全透明,繁殖速度快,使用样品量少,饲养成本低,而被作为一种理想的模式动物广泛的应用于科学试验。本实验通过对斑马鱼生长条件研究,探究斑马鱼可以生长的适宜条件,并在一定条件下使斑马鱼产卵,探究斑马鱼孵化及鱼苗生长条件,建立斑马鱼的养殖平台,为之后进行斑马鱼毒性急性急性实验奠定良好的基础。
关键词:斑马鱼;生长发育;繁殖;胚胎发育孵化;鱼苗
斑马鱼(学名:Barchydanio rerio var,别名:蓝条鱼)是一种重要的低等脊椎动物模式生物,因其具有个体小、生殖周期短、繁殖能力强及胚胎透明便于观察等优点,被广泛应用于发育生物学、环境毒理学、免疫学等领域[1]。斑马鱼在基因水平上87%与人类同源,早期发育也与人类极为相似,这使得斑马鱼及其胚胎在人类疾病的研究中有重要的应用价值[2,3]。其胚胎、幼鱼和成鱼最早是被用来检测水中的有毒物质和致畸物[4]。
Streisinger 等[8]于 1981 年首次将斑马鱼与遗传学和生物学领域划上联系,使其研究领域得以拓展和延伸。目前,斑马鱼已被广泛用于遗传学、生态毒理学、药物药效活性物质筛选、药物代谢、药物毒性物质筛选等方面[9]。
该实验通过观察斑马鱼的形态特征,生活习性,繁殖发育,调节孵化条件,熟悉并建立斑马鱼养殖、繁殖、孵化、鱼苗养殖等一系列养殖平台,为之后开展斑马鱼相关生理药理实验奠定基础。
1 实验材料
1.1 实验用鱼
成年AB系斑马鱼,六月龄,来源于斑马鱼科研服务中心
1.2 仪器与设备
T-240F9L水族箱(宝潮水族专营店?);产卵缸(南京一树梨花生物科技有限公司) 培养皿若干、斑马鱼饲料(斑马鱼科研服务中心)、控温棒(斑马鱼科研服务中心)、生化培养箱(上海坤天实验室仪器有限公司)、6孔板、电子分析天平(万分之一?赛多利斯科学仪器有限公司)。
1.3 实验试剂
无水乙醇、500ml硝化细菌菌液、260ml水质稳定剂(上海寸景水族用品有限公司)、250ml胚胎培养液、亚甲基蓝(分析纯,成都市科龙化工试剂场
2 斑马鱼形态及习性
2.1外形及雌雄鱼分辨
AB型斑马鱼(野生型)体长为4~6cm,最大体长可达8cm。体呈纺锤形,稍侧扁。斑马鱼头稍尖,身上有斑马样的条纹。其背部为橄榄色,体侧从头至尾布满多条蓝色条纹,雄鱼为深蓝间柠檬色条纹,雌鱼为蓝色间银灰色条纹。公鱼的颜色比较鲜亮,母鱼的颜色则比较暗淡。雌鱼体型较雄鱼偏大,且雌鱼腹部较雄鱼有明显突出,在繁殖期,雌鱼腹部圆而突出,雄鱼腹部扁平。
2.2生活习性
斑马鱼性情温和,活泼好动,适宜混养。对水质要求不苛刻。养鱼用水水质: 每 1L 反渗透水中加入 200 mg 速溶海盐,电导作用为 480~510μS/cm;pH 为6.9~7.2;硬度为 53.7~71.6 mg/L CaCO3。喜在酸碱度中性的水中生活,喜新水,适宜水温22 ℃~30℃,极限低温为10 ℃。
3 斑马鱼的饲养繁殖
3.1斑马鱼饲养
6月龄野生型AB斑马鱼养殖于(28.0±1)℃的养鱼用水中,每9L水12条斑马鱼,雌鱼和雄鱼分开饲养。保证14h光照10h黑暗,27-28℃,给予充足的氧气,每天用斑马鱼饲料加丰年虾喂食2次,喂食完之后,需将鱼缸底部剩余饲料及鱼排泄粪便吸出,防止水质恶化。每三天换水1次,每次换水约1L左右,用自来水加水质稳定剂进行换水(10L水加1ml水质稳定剂)。每隔10天需添加硝化细菌菌液(10L水加1ml),沿缸壁缓缓加入,新缸计量翻倍,培养硝化细菌系统。
3.2 斑马鱼繁殖
食用丰年虾一段时间后,挑选适龄繁殖斑马鱼,控制斑马鱼成鱼日夜节律,昼夜时间控制在14h∶10h[13]。将斑马鱼雄鱼与雌鱼分开,于晚上分别放入专用育种鱼缸中,用隔板将雌鱼与雄鱼隔开,为防止鱼跳出,需要用盖子盖住育种鱼缸,置鱼缸于28℃下,彼此适应过夜。次日早上去除挡板,引发排卵行为,可见雄鱼在鱼缸中追逐雌鱼时,雌鱼开始排卵,雄鱼也将精子排入水中,使卵受精,等待大约15~30min后,将亲鱼移出育种鱼缸,将水倒入滤网收集鱼卵,用过滤的鱼卵水将卵洗脱到培养皿中,每个培养皿50~100粒鱼卵,斑马鱼胚胎的繁殖以自然成对交配的方式进行,平均每对成年斑马鱼一次能产两百左右胚胎。
4 斑马鱼胚胎的收集培养
收集受精卵,置于培养皿中,加入培养基(2ppm亚甲基蓝,PTU)或胚胎培养液,使胚胎被培养液浸泡。置于28℃的恒温培养箱中培养,并将温度控制(28.5±0.5)℃,每天需要早晚各用含2ppm的亚甲基蓝溶液进行换水,观察并去除死胚胎,防止胚胎死亡和水酶产生。
5 孵化及育苗
鱼卵要用2ppm亚甲基蓝溶液处理,以防止水霉病等,孵化时间约为2-3天,在前两天可以用较大的气量,每天换水,但45h之后就要减小气量,孵化时温度控制在28℃左右。
刚孵化出来的斑马鱼鱼苗体型较小,体长不足5mm。斑马鱼可分为0-5天胚胎期,5-15天鱼苗开口期和15天-3个月幼鱼期。0-5天胚胎期,胚胎依靠自带的卵黄作为营养源生长发育,不需要投喂外源食物。5-15天鱼苗开口期。开口期的鱼苗喂养是斑马鱼养殖的关键时期,决定了斑马鱼的养殖成活率。胚胎孵化成鱼苗后,需要投喂饵料。开口期鱼苗体长约3.8毫米,可以吞食直径21-45微米的小颗粒饵料。一般投喂草履虫、轮虫或者鸡蛋黄粉末等开口饵料。同时,开口期鱼苗弱小,需要静水养殖。因此,需要每天人工更换新鲜的养殖水,避免水质恶化,造成斑马鱼鱼苗死亡。
6 问题及讨论
6.1产卵偶然性
在进行首次斑马鱼产卵工作时,将一条雌鱼与一条雄鱼放置于一起,成功产卵200-300枚,第二次同法进行产卵时,斑马鱼并没产卵,因此,斑马鱼产卵具有一定偶然性,可以一次多放置几组产卵缸进行产卵以排除偶然性。
6.2鱼苗发育死亡
鱼苗在可以自由游动并可以进食阶段最易发生水霉爆发,水中自由游动的水霉孢子会侵入伤口或卵膜,吸取皮肤及其组织内的营养而迅速生长,菌丝与伤口的组织细胞缠绕粘附,使组织发炎、坏死,当发生水霉时,初尝试采用胶头滴管吸取水霉,但效果并不大,过一两天后,水霉就会爆发,也尝试过转移鱼苗,但转移后鱼苗表面仍有霉孢子,不久之后仍会爆发,之后通过加入亚甲基蓝和生理盐水,测定其对水霉的抑制能力,发现2ppm的亚甲基蓝对水霉抑制作用最好,而且对鱼苗的伤害力弱。
参考文献:
[1]贾顺姬,孟安明.中国斑马鱼研究发展历程及现状[J].遗传,2012,34(09):1082-1088.
[2]方薇,曾静,王付利.模式生物斑马鱼在人类疾病研究中的应用[J].医学信息(中旬刊),2010,5(02):337-338.
[3]王晓伟,张红翠,安晓晶,王振华.新型模式生物斑马鱼及其胚胎在人类疾病模型研究中的应用[J].北方药学,2012,9(05):42-43.
[4]彭蕴茹,韦英杰,丁永芳,段金廒.基于斑马鱼模型的药物毒性研究进展与中药毒性研究新策略[J].中草药,2017,48(01):17-30.
[5]Streisinger G,Walker C,Dower N,Knauber D,Singer F. Production of clones of homozygous diploid zebra fish (Brachydanio rerio).[J]. Nature,1981,291(5813).
[6]Shelby L. Steele,Sergey V. Prykhozhij,Jason N. Berman. Zebrafish as a model system for mitochondrial biology and diseases[J]. Translational Research,2014,163(2).
[7] 陈鑫,盛尚,江涛,刘智皓.急性光周期紊乱对斑马鱼繁殖行为的影响[J].重庆师范大学学报(自然科学版),2019,36(01):37-41.