周演根， 楊靜雯， 熊瑩槐??， 王 芳,2， 王 鑫， 董雙林,2

(1．海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)海洋大學(xué))，山東 青島 266003； 2．青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,海洋漁業(yè)科學(xué)與食物產(chǎn)出過(guò)程功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266235)

在過(guò)去30年中，隨著鮭科魚(yú)類(lèi)全球養(yǎng)殖產(chǎn)量的穩(wěn)定增長(zhǎng)，廣大養(yǎng)殖者需不斷改進(jìn)養(yǎng)殖技術(shù)以提高產(chǎn)量、降低成本，同時(shí)保證產(chǎn)品安全和質(zhì)量。目前，人們十分關(guān)注反季降海鮭的培育，該技術(shù)主要通過(guò)縮短鮭科魚(yú)類(lèi)淡水階段時(shí)間以降低淡水、設(shè)備、人力成本，同時(shí)保證在海水中高的存活率和生長(zhǎng)速度。大量研究表明，洄游型鮭科魚(yú)類(lèi)幼鮭向降海鮭的轉(zhuǎn)變包含了一系列的行為、形態(tài)、生理的改變，這都為降海洄游進(jìn)入河口做準(zhǔn)備。因其與發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)有關(guān)，該研究最初的目的是探討降海鮭發(fā)育，特別是如何調(diào)控降海鮭發(fā)育的時(shí)間和品質(zhì)，以便幼鮭移入海水網(wǎng)箱。研究發(fā)現(xiàn)，鮭科魚(yú)類(lèi)種內(nèi)和種間入海時(shí)間都有很大不同，其主要受規(guī)格、光照周期和溫度調(diào)控，受幾種激素的促進(jìn)，包括生長(zhǎng)激素、胰島素樣生長(zhǎng)因子-I，皮質(zhì)醇、甲狀腺素。鰓氯細(xì)胞中特殊的離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(NKA、Na+/K+/Cl-協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和Cl-通道)豐度的增加引起鹽分泌能力的提高，從而有利于降海鮭海水中的生長(zhǎng)、游泳及存活。

由于我國(guó)海域夏季水溫較高，目前還鮮有在開(kāi)放海域成功地規(guī)模化養(yǎng)殖虹鱒或硬頭鱒的報(bào)道。黃海中部洼地夏季存在一個(gè)巨大的冷水團(tuán)，夏季底層水溫在4.6～9.3 ℃，且水質(zhì)良好，具有采用相關(guān)技術(shù)開(kāi)展規(guī)?；B(yǎng)殖鮭科魚(yú)類(lèi)的天然條件。虹鱒(Oncorhynchusmykiss)和硬頭鱒(Oncorhynchusmykiss)適于利用黃海冷水團(tuán)進(jìn)行陸海接力養(yǎng)殖，即先在淡水中繁殖，培育成魚(yú)種，然后在適宜溫度的海水中養(yǎng)成商品魚(yú)。從淡水移入海水養(yǎng)殖就涉及到一個(gè)鹽度過(guò)渡問(wèn)題，因此，了解降海鮭滲透生理及入海窗口期，查明不同魚(yú)類(lèi)適宜生長(zhǎng)鹽度，入海時(shí)間和方式非常重要，可為鮭科魚(yú)類(lèi)(如虹鱒、硬頭鱒等)在黃海冷水團(tuán)規(guī)?；B(yǎng)殖提供理論支持。

1 鮭科魚(yú)類(lèi)概述

鮭科魚(yú)類(lèi)在黃海冷水團(tuán)的規(guī)?；B(yǎng)殖都基于對(duì)其分類(lèi)、形態(tài)特征及生物學(xué)特性的全面了解，以期能為優(yōu)化養(yǎng)殖品種的篩選提供理論基礎(chǔ)。

1.1 鮭科魚(yú)類(lèi)的分類(lèi)地位及地理分布

鮭科魚(yú)類(lèi)(Salmonidae)亦稱(chēng)鮭鱒魚(yú)類(lèi)，在生物學(xué)分類(lèi)上隸屬于硬骨魚(yú)綱(Osteichthyes)輻鰭亞綱(Actinopterygii)鮭形目(Salmonniformes)。鮭科魚(yú)類(lèi)約有36種，分屬鮭亞科(Salmoniae)和白鮭亞科(Coregoninae)。其中鮭亞科5屬22種，白鮭亞科1屬13種，另有茴魚(yú)屬1種[1]。

鮭科魚(yú)類(lèi)在世界漁業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)上占有重要的地位，其海水養(yǎng)殖產(chǎn)量占世界海水魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)量的50%以上[1-2]。鮭科魚(yú)在在歐洲、亞洲、美洲北部及太平洋北部普遍養(yǎng)殖；我國(guó)鮭魚(yú)產(chǎn)區(qū)主要分布在北京、黑龍江、青海、四川等地[3]。

1.2 鮭科魚(yú)類(lèi)的形態(tài)特征

降海鮭由幼鮭發(fā)育而成，具有較強(qiáng)的滲透壓調(diào)節(jié)能力，能夠在海水中正常生長(zhǎng)。幼鮭與降海鮭之間存在明顯的形態(tài)差異(見(jiàn)圖1)。幼鮭通常具有垂線(幼鮭標(biāo)志)和斑點(diǎn)(種間會(huì)不同)。從幼鮭轉(zhuǎn)變成降海鮭時(shí)，呈現(xiàn)出銀色的現(xiàn)象，稱(chēng)為銀化。在銀化期間，幼鮭標(biāo)志減少，鰭邊緣顏色變暗，尤其是尾鰭、背鰭、胸鰭。銀化是由水晶般的鳥(niǎo)嘌呤和次黃嘌呤在皮膚和鱗屑中沉積引起[4]。鰭邊緣幾周內(nèi)逐漸變黑是由載黑細(xì)胞膨脹引起[5]。

圖1 大西洋鮭幼鮭(上方)與降海鮭(下方)之間的形態(tài)差異Fig.1 Morphological differences between Atlantic salmon parr (top) and smolt (bottom)

由于降海鮭線性生長(zhǎng)比質(zhì)量生長(zhǎng)更快，所以比幼鮭更細(xì)長(zhǎng)。相對(duì)的細(xì)長(zhǎng)表現(xiàn)在春天降海鮭肥滿度的降低，相反在春末幼鮭肥滿度增加。降海鮭肥滿度的降低由于其發(fā)育的能量需求，包括了基礎(chǔ)代謝率的增加，活力的增加，脂肪的減少[6]。長(zhǎng)度的快速生長(zhǎng)也可能是因?yàn)殇в纹陂g和入海需具備更強(qiáng)的游泳及躲避捕食者的能力。形態(tài)變化分析表明了降海鮭發(fā)育期間存在明顯的不同[7]，這可能是線性和質(zhì)量生長(zhǎng)模式改變的結(jié)果或者是更復(fù)雜的過(guò)程。

1.3 鮭科魚(yú)類(lèi)的生物學(xué)特征

1.3.1 生活習(xí)性 鮭科魚(yú)類(lèi)屬典型的冷水性魚(yú)類(lèi)，鮭屬(Salmo)和大麻哈魚(yú)屬(Oncorhynchus)大多數(shù)種類(lèi)為降海洄游型，少數(shù)為陸封型。鮭科魚(yú)比溫水性魚(yú)類(lèi)耗氧率高、窒息點(diǎn)高，正常生活的溶氧(DO)需在5 mg/L以上[1]。

1.3.2 繁殖習(xí)性 除虹鱒(包括硬頭鱒)、布朗鱒(SalmotruttaL.)、大西洋鮭外，許多鮭科魚(yú)類(lèi)一生只繁殖一次。繁殖期多在一年中日照最短的秋、冬季節(jié)，性腺生理成熟上限水溫為13 ℃，胚胎發(fā)育及稚魚(yú)孵化、發(fā)育無(wú)明顯的下限水溫。受精卵的孵化期長(zhǎng)，需300～600 ℃·d[1]。

1.3.3 食性及生長(zhǎng) 鮭科魚(yú)類(lèi)大部分種類(lèi)為肉食性，對(duì)動(dòng)物蛋白和脂肪的利用率較高。魚(yú)苗在淡水階段餌料為蚌螃及幼體、石蛾及幼體、和水蚤類(lèi)等；魚(yú)苗銀化后，主要餌料以撓足類(lèi)、小蝦為主；在海水中主要以磷蝦及幼體、甲殼類(lèi)為食物。隨個(gè)體長(zhǎng)大，開(kāi)始攝食小型魚(yú)類(lèi)，如玉筋魚(yú)(AmmodytespersonatusGirard)和胡瓜魚(yú)(Osmerusmordax)等[8]。生長(zhǎng)最適水溫為8～20 ℃，高于21 ℃，代謝率增強(qiáng)，餌料轉(zhuǎn)化率和免疫力降低。鮭科類(lèi)魚(yú)多數(shù)為個(gè)體較大、生長(zhǎng)快的類(lèi)型[1]。

2 降海鮭滲透調(diào)節(jié)機(jī)理的研究進(jìn)展

硬骨魚(yú)類(lèi)需要維持恒定的內(nèi)滲透壓[9]。因此，吸收水分和排鹽的能力對(duì)洄游型降海鮭的存活至關(guān)重要。在降海鮭發(fā)育期間，海水滲透調(diào)節(jié)能力顯著提高；而幼鮭排鹽能力有限，直接移入鹽度高于30的海水時(shí)通常會(huì)致死。在入海前幾周，降海鮭的主要滲透調(diào)節(jié)器官(鰓、腸、腎)會(huì)協(xié)同發(fā)育，海水耐受性將提高，即排鹽能力增強(qiáng)，使其在海水中的滲透擾動(dòng)最小化，快速通過(guò)河口進(jìn)入高濃度海水區(qū)域。

降海鮭具有較強(qiáng)的海水耐受性，直接從淡水移入海水后，會(huì)保持較高的存活率以及較低的血漿離子濃度及滲透壓[10]。有研究證實(shí)降海鮭血漿離子和滲透壓峰值一般出現(xiàn)在移入海水后24～48 h，雖然在銀化前期(1月)將降海鮭移入鹽度為35的海水后血漿滲透壓升高，但在銀化過(guò)程中降海鮭維持血漿低滲透壓的能力逐漸增強(qiáng)，直到血漿滲透壓達(dá)到峰值峰值(5月中旬)，這時(shí)間變化與降海鮭自然降海洄游時(shí)間一致[10]。此時(shí)，血漿中滲透壓水平與在淡水時(shí)鮭魚(yú)類(lèi)似，說(shuō)明降海鮭在其發(fā)育峰值移入海水幾乎不受滲透擾動(dòng)。在銀化過(guò)程中，降海鮭除了海水耐受性增強(qiáng)外，游泳、回避捕食者、生長(zhǎng)等能力也提升[10]。

2.1 滲透壓調(diào)節(jié)酶及離子轉(zhuǎn)運(yùn)通道

鰓是廣鹽性硬骨魚(yú)類(lèi)維持體內(nèi)鹽水平衡的主要器官，其在淡水中吸收離子，在海水中分泌離子[11]。離子轉(zhuǎn)運(yùn)主要由鰓中的氯細(xì)胞執(zhí)行，排鹽的3種主要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白均位于氯細(xì)胞。Na+/K+-ATP酶(NKA)位于細(xì)胞膜基底外側(cè)，在氯細(xì)胞內(nèi)通過(guò)排Cl-和Na+維持了低的Na+水平和負(fù)電位。Na+/K+/2Cl-協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(NKCC)也位于細(xì)胞膜基底外側(cè)，利用低的Na+水平轉(zhuǎn)運(yùn)Cl-進(jìn)入氯細(xì)胞。Cl-通過(guò)頂端的Cl-通道排出，即囊性纖維化跨膜調(diào)控子(CFTR)，而Na+通過(guò)NKA排出氯細(xì)胞，從細(xì)胞旁路離開(kāi)鰓。

已有研究證實(shí)降海鮭NKA活力的增加與其鹽度耐受性的發(fā)育一致[12]。鰓NKA活性與鹽度耐受性具有顯著的正相關(guān)性，因此通常使用NKA活性作為降海鮭發(fā)育和鹽度耐受性的衡量指標(biāo)。有關(guān)虹鱒方面的研究發(fā)現(xiàn)，鰓上出現(xiàn)NKAα亞基(起催化作用)的不同異構(gòu)體，是受到鹽度不同的調(diào)控所致[13]。大西洋鮭在淡水中NKAα1a最豐富，而在海水中NKAα1b占主導(dǎo)地位[14]。在大西洋鮭銀化過(guò)程中NKAα1b mRNA水平增加，而NKAα1a mRNA水平降低[15]。對(duì)該異構(gòu)體具有高度特異性的抗體已被研制出，這也為研究鮭科魚(yú)類(lèi)銀化期間鰓的變化提供了新視野[16]。降海鮭鹽度耐受性的增加伴隨著NKAα1b豐度(10倍)和細(xì)胞數(shù)量的大量增加。在淡水中，降海鮭中大量氯細(xì)胞中出現(xiàn)NKAα1a和NKAα1b，表明NKAα1a氯細(xì)胞逐漸轉(zhuǎn)化為NKAα1b氯細(xì)胞。移入海水后，NKAα1b豐度進(jìn)一步增加，極少氯細(xì)胞表達(dá)兩種異構(gòu)體，僅小部分NKAα1a氯細(xì)胞保留。這些結(jié)果表明NKAα1b的增加與降海鮭海水耐受性的提高一致。在銀化過(guò)程中，鰓NKAα1a蛋白豐度無(wú)變化，但是降海鮭略微低于幼鮭。還有研究表明NKA活性潛在的調(diào)控子FXYD-11出現(xiàn)在氯細(xì)胞，且在銀化期和海水馴化后增加[17]。

脊椎動(dòng)物的NKCC有2個(gè)主要的異構(gòu)體：具分泌功能的NKCC1異構(gòu)體位于細(xì)胞膜基底外側(cè)，具吸收功能的NKCC2異構(gòu)體位于細(xì)胞表面。從鰓的排鹽功能預(yù)測(cè)，普遍證據(jù)表明NKCC1出現(xiàn)在鰓的排鹽氯細(xì)胞。通過(guò)使用能夠識(shí)別2種異構(gòu)體的抗體，Pelis等[18]研究發(fā)現(xiàn)在銀化期NKCC1和NKCC陽(yáng)性氯細(xì)胞增加。大西洋鮭鰓NKCC的局部克隆發(fā)現(xiàn)高序列的NKCC1的異構(gòu)體(>60%)和較低的NKCC2的異構(gòu)體(<40%)，在銀化期NKCC1異構(gòu)體的mRNA水平增加5倍[15]。鰓NKCC轉(zhuǎn)錄和豐度受自然光照的刺激，但連續(xù)光照會(huì)產(chǎn)生抑制，后者也抑制了鹽度耐受性的發(fā)育，進(jìn)一步證實(shí)了NKCC對(duì)海水耐受性的重要性[19]。

另外，有研究發(fā)現(xiàn)，至少有2個(gè)CFTR異構(gòu)體在鰓上表達(dá)。在大西洋鮭銀化期CFTR I mRNA大幅度增加，而CFTR II無(wú)顯著變化[15]。在海水中，CFTR I mRNA穩(wěn)定增加超過(guò)2周，而CFTR II僅瞬時(shí)增加[20]。這些結(jié)果表明CFTR I是增強(qiáng)降海鮭排鹽能力的CFTR異構(gòu)體。

2.2 滲透壓調(diào)節(jié)激素

銀化被描述為亢奮的內(nèi)分泌狀態(tài)[21]，在發(fā)育過(guò)程中具有不同生理功能的多種激素增加，其時(shí)間或速度不同。銀化與變態(tài)不同，其區(qū)別在于：變態(tài)的發(fā)育通常由一種刺激激素和一種抑制激素調(diào)控；而在銀化過(guò)程中，發(fā)育的各個(gè)方面(生理、形態(tài)、行為)具有靈活性。靈活性對(duì)種群和個(gè)體的健康尤其重要，體現(xiàn)在行為的變化，如洄游開(kāi)始的時(shí)間不同。

2.2.1 生長(zhǎng)激素/胰島素樣生長(zhǎng)因子-I 生長(zhǎng)激素(GH)和胰島素樣生長(zhǎng)因子-I(IGF-I)都是鮭科魚(yú)類(lèi)銀化過(guò)程的主要調(diào)控因子。在大西洋鮭(Salmosalar)和銀大麻哈魚(yú)(Oncorhynchuskisutch)銀化期GH均升高[22]。GH的升高是由于銀化初期垂體分泌增加，隨后GH合成分泌增加[23]。在馬蘇大麻哈魚(yú)(Oncorhynchusmasou)銀化期，其腦部生長(zhǎng)激素釋放激素(GHRH)神經(jīng)元數(shù)量無(wú)變化[24]。光照周期似乎是調(diào)控大西洋鮭GH增加的主要因子，溫度影響了其對(duì)光照周期反應(yīng)的速度[25]。在銀化期血漿GH的增加和滲透調(diào)節(jié)指標(biāo)間有緊密的聯(lián)系。春季，大西洋鮭幼鮭具有穩(wěn)定和低水平的血漿GH和皮質(zhì)醇，降海鮭則顯著增加[26]；但陸封型大西洋鮭血漿中GH不升高，具有較差的鹽度耐受性，而同種洄游型則升高[27]。在銀化期，光照周期處理后GH是第一個(gè)升高的激素，且對(duì)其它內(nèi)分泌軸具有重要調(diào)控或交互效應(yīng)，因此GH可能對(duì)降海鮭發(fā)育的開(kāi)始和整個(gè)過(guò)程至關(guān)重要。

通常血漿中IGF-I模式與GH不同，但在銀化過(guò)程中IGF-I也升高。血漿IGF-I主要由肝分泌，通常認(rèn)為GH是其主要促分泌素，但很顯然其它因子也參與其中。春季，大西洋鮭幼鮭和降海鮭血漿中IGF-I均升高，降海鮭全程具有更高水平[26]，但也有研究都發(fā)現(xiàn)銀化期血漿中IGF-I未升高[27]。在春秋季，銀化期的大鱗大麻哈魚(yú)(Oncorhynchustshawytscha)血漿IGF-I升高[28]。在春季，不同孵化處的大鱗大麻哈魚(yú)血漿IGF-I水平和NKA活性是成魚(yú)返回率的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)，表明在銀化期環(huán)境因子作用對(duì)入海存活情況很重要[29]。除了血漿中IGF-I的變化，靶組織合成的IGF-I可能也參與了降海鮭發(fā)育過(guò)程。銀化期的銀大麻哈魚(yú)肝和鰓組織中的IGF-I mRNA也會(huì)升高[30]。洄游型的大西洋鮭鰓組織中的IGF-I和IGF-I受體轉(zhuǎn)錄增加，而陸封型則無(wú)顯著增加[27]。銀化期的大西洋鮭伴隨著血漿GH的升高，鰓組織中的GH受體也增加[31]，這可能可以解釋鰓IGF-I的增加。

使用GH和IGF-I外源處理能增加鱒屬和鮭屬幼魚(yú)鹽度耐受性[32]。觀察到參與分泌離子的鰓轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)錄和/或蛋白豐度增加(NKAα1b，NKCC1和CFTR)[33-34]，表明GH調(diào)控泌鹽氯細(xì)胞的分化程序。GH-IGF-I軸和皮質(zhì)醇具有重要的交互作用。

GH和IGF-I是硬骨魚(yú)類(lèi)重要的生長(zhǎng)代謝調(diào)控子[35]。鮭科魚(yú)類(lèi)GH和皮質(zhì)醇可分解脂肪[36]，銀化期它們的增加可以降低鮭科魚(yú)類(lèi)的肥滿度。令人意外的是，沒(méi)有檢測(cè)到銀化后GH-IGF-I軸對(duì)肥滿度恢復(fù)和增加生長(zhǎng)范圍的作用。肝GH受體和IGF-I減少伴隨著生長(zhǎng)緩慢的現(xiàn)象，移入海水后部分個(gè)體生長(zhǎng)受到影響[37]。盡管此現(xiàn)象起源的通路尚未被證實(shí)，但表明在海水耐受性發(fā)育前將魚(yú)移入海水中，將出現(xiàn)發(fā)育不良。

對(duì)出現(xiàn)在降海洄游期和早期入海野生和飼養(yǎng)鮭科魚(yú)類(lèi)內(nèi)分泌變化日益受到重視[22]。研究表明，在河流和入海前期降海鮭血清中GH升高，但是入海幾周后，GH含量長(zhǎng)期處于低水平[16, 38]，血漿GH初期的升高也許是由于洄游的代謝需求和對(duì)海水的響應(yīng)。在快速生長(zhǎng)的動(dòng)物中，血漿中GH低、IGF-I高，在海洋中較低的血漿GH和較高的IGF-I反應(yīng)了降海后大西洋鮭具有高的生長(zhǎng)率[38]。

2.2.2 皮質(zhì)醇 早期組織學(xué)的研究顯示，鮭科魚(yú)類(lèi)銀化期的腎間細(xì)胞極度活躍[39]，F(xiàn)ontaine等[40]第一次發(fā)現(xiàn)大西洋鮭降海鮭中血漿皮質(zhì)醇水平升高，之后Specker等[41]在銀大麻哈魚(yú)中發(fā)現(xiàn)相似結(jié)果。春季大西洋鮭幼鮭血漿中皮質(zhì)醇保持較低水平，但是在相同條件下降海鮭升高10倍[26]。類(lèi)似的，銀化期的洄游型大西洋鮭血漿中皮質(zhì)醇升高，而春季陸封型無(wú)升高現(xiàn)象[27]。

GH-IGF-I軸和皮質(zhì)醇之間具有重要的交互作用，構(gòu)成了降海鮭滲透調(diào)節(jié)能力發(fā)育的基礎(chǔ)。GH增加了腎上腺對(duì)促腎上腺皮質(zhì)激素(ATCH)的響應(yīng)性，任何特定水平的ATCH均可促進(jìn)皮質(zhì)醇的釋放。GH也上調(diào)了鰓上皮質(zhì)醇結(jié)合位點(diǎn)的數(shù)量和GR的轉(zhuǎn)錄[31, 42]。反過(guò)來(lái)，皮質(zhì)醇增加了鰓GH和IGF-I受體的轉(zhuǎn)錄[33]。對(duì)于大西洋鮭幼魚(yú)，皮質(zhì)醇處理增加了NKAα1a和α1b異構(gòu)體，但聯(lián)合注射GH和皮質(zhì)醇，NKAα1a降低，NKAα1b升高，結(jié)果表明幼鮭具有與降海鮭類(lèi)似的高海水耐受性(S.D. McCormick, unpublished results)。因此，GH可能起到改變皮質(zhì)醇功能的作用，從吸收離子轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M(jìn)排鹽。此交互作用在鰓上得到證實(shí)，但其在腸和腎上的重要性研究較少。

2.2.3 催乳素 研究發(fā)現(xiàn)，催乳素在淡水中的降海鮭比幼鮭或海水中降海鮭表現(xiàn)分泌更多[43]。在冬季和春初大西洋鮭和銀大麻哈魚(yú)血漿中催乳素升高，而在4、5月(銀化達(dá)到峰值時(shí))催乳素下降[44-45]。考慮到催乳素對(duì)排鹽能力的負(fù)面效應(yīng)，其降低可視為是消除抑制因子，從而使降海鮭進(jìn)行正常發(fā)育。在玫瑰大麻哈魚(yú)(Oncorhynchusrhodurus)上觀察到血漿催乳素的季節(jié)變化，但在秋季其銀化和鹽度耐受性沒(méi)有明顯增加[46]。洄游型北極紅點(diǎn)鮭(Salvelinusalpinus)血漿催乳素低于陸封型[47]。在大多數(shù)硬骨魚(yú)中，在移入海水后血漿催乳素顯著降低，進(jìn)一步證實(shí)了催乳素促進(jìn)離子吸收，抑制鹽的分泌[44-46]。大西洋鮭銀化期，鰓催乳素受體轉(zhuǎn)錄保持穩(wěn)定或者降低，入海后一個(gè)月進(jìn)一步降低[27, 31]。在秋季時(shí)，催乳素處理組降低了降海鮭和褐鱒的鹽度耐受性[48]。催乳素也抑制了與排鹽相關(guān)的機(jī)制，包括GH和皮質(zhì)醇誘導(dǎo)的鰓NKA活性的增加[48]、海水中NKA活性及NKAα1b轉(zhuǎn)錄的增加[33]。此影響主要通過(guò)催乳素功能降低鰓對(duì)IGF-I的響應(yīng)[49]。

2.2.4 甲狀腺素 Hoar[50]通過(guò)組織學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，在銀化期大西洋鮭甲狀腺活動(dòng)會(huì)增強(qiáng)。Dickhoff等[51]第一次用放射免疫檢定法在鮭科魚(yú)類(lèi)測(cè)定血漿中甲狀腺素，后續(xù)大量研究表明，大西洋鮭和太平洋鮭銀化期血漿中T4升高，T3降低[52]。養(yǎng)殖的降海鮭釋放后和野生的降海鮭洄游時(shí)，血漿T4均升高，這可能與洄游行為本身刺激甲狀腺素軸有關(guān)[53-54]。最近有證據(jù)顯示，在降海鮭進(jìn)入河口和近岸環(huán)境下，甲狀腺素升高。

甲狀腺素對(duì)魚(yú)行為有一定影響，甲狀腺素與降海洄游行為間存在一定聯(lián)系。銀化期好斗行為減少(可能為了有利于集群)，在洄游型鮭科魚(yú)類(lèi)注射甲狀腺素的處理組能減少好斗行為，而陸封型則不能[55]。在甲狀腺素和皮質(zhì)醇對(duì)降海鮭行為影響的綜述中，Iwata[56]總結(jié)到，甲狀腺素對(duì)降海鮭鹽度偏好有明顯的影響，而對(duì)降海洄游的影響不確定。在馬蘇大麻哈魚(yú)魚(yú)苗實(shí)驗(yàn)中，T4組誘導(dǎo)了血漿中較高的T4水平，但對(duì)降海洄游無(wú)影響[57]。在銀大麻哈魚(yú)幼魚(yú)腦室內(nèi)注射促性腺素釋放激素和促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素，引起了降海洄游和血漿中T4升高，這說(shuō)明降海洄游期血漿中T4升高是其他內(nèi)分泌激素調(diào)節(jié)的結(jié)果，其不是降海洄游的驅(qū)動(dòng)因素[58]。

長(zhǎng)期注射甲狀腺素對(duì)鮭科魚(yú)類(lèi)鹽度耐受性影響有限[59]。GH和皮質(zhì)醇可單獨(dú)增加排鹽能力，二者還有遞增效應(yīng)或協(xié)同效應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)，外源甲狀腺素組可改變降海鮭發(fā)育的某些方面，如形態(tài)學(xué)和新陳代謝，這表明甲狀腺素對(duì)降海鮭鹽度耐受性無(wú)直接影響。甲狀腺素更有可能通過(guò)GH-IGF-I和皮質(zhì)醇軸起到間接作用[32]。Shrimpton等研究表明，在添加了外源性T3的T3組增加了鰓皮質(zhì)醇受體，GH進(jìn)一步協(xié)同加強(qiáng)了此作用[60]。

3 降海鮭入海窗口的研究進(jìn)展

3.1 降海洄游的異時(shí)性

有研究量化了鮭科魚(yú)類(lèi)種屬間對(duì)淡水和海水的相對(duì)依賴(lài)性(洄游范圍)，一般大麻哈魚(yú)屬在海水中的生活史更長(zhǎng)[61]。海水生活史比例增加主要由于更早的從淡水向海水洄游引起，當(dāng)然這也伴隨著海水耐受性更早的發(fā)育。另外，在更早進(jìn)化的物種其銀化和降海洄游的時(shí)間更早[62]。因此，在達(dá)到轉(zhuǎn)化規(guī)格臨界值12～15 cm前，大西洋鮭和硬頭鱒需在淡水中生活一年到幾年，而細(xì)鱗大麻哈魚(yú)(Oncorhynchusgorbuscha)和馬蘇大馬哈魚(yú)可能孵化后在淡水生活幾周，達(dá)到較小規(guī)格3～5 cm則開(kāi)始向海水洄游，似乎不依賴(lài)于環(huán)境因子[62-63]。除了種間差異，在種內(nèi)降海鮭發(fā)育和洄游的規(guī)格、時(shí)間也會(huì)不同，尤其是大鱗大麻哈魚(yú)[61]。

具銀化期的鮭科魚(yú)類(lèi)(如大西洋鮭、硬頭鱒、銀大麻哈魚(yú))至少在淡水中生活一年，達(dá)到臨界最小規(guī)格之后才可改變其對(duì)光周期的響應(yīng)。因此，在1月底大西洋鮭必須達(dá)到其規(guī)格臨界值12～13 cm，此時(shí)光照時(shí)間開(kāi)始增加[26]。如果在銀化前未達(dá)到這個(gè)最小規(guī)格，則需等到下一年(或更長(zhǎng))。鮭科魚(yú)類(lèi)如何在一年中合適的時(shí)間確定其規(guī)格或生長(zhǎng)率，并增加對(duì)光周期的響應(yīng)性，這一重要的領(lǐng)域還未得到大量的關(guān)注。

3.2 降海鮭的生理和生態(tài)窗口期

如果洄游型鮭科魚(yú)類(lèi)一直生活在淡水中，出現(xiàn)在銀化期的鹽度耐受性、洄游行為及其它方面的發(fā)育會(huì)消失，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)作去銀化。而很多銀化特點(diǎn)的消失表明在有限時(shí)期內(nèi)降海鮭要為進(jìn)入海水做好最充分的準(zhǔn)備，這有限時(shí)期被稱(chēng)為生理的降海鮭窗口期，其邊界由調(diào)控降海鮭特點(diǎn)的環(huán)境因子決定。光周期和溫度是銀大麻哈魚(yú)、硬頭鱒、大西洋鮭降海鮭發(fā)育的主要驅(qū)動(dòng)因子，而光周期對(duì)細(xì)鱗大麻哈魚(yú)和馬蘇大麻哈魚(yú)沒(méi)那么重要[64-65]。有研究表明，積溫和大西洋鮭鹽度耐受性或鰓NKA活性之間成圓拱形關(guān)系[66]。因此，降海鮭發(fā)育峰值達(dá)到后，再經(jīng)歷500ATU(Accumulated temperature unit)后，鹽度耐受性將回到幼鮭水平，更高的溫度將導(dǎo)致降海洄游行為更早的結(jié)束[67-68]。

養(yǎng)殖的大西洋鮭降海鮭成魚(yú)返回率非常依賴(lài)釋放時(shí)間，在野生魚(yú)正常洄游的時(shí)間5月底釋放，比4、6月具更高的成魚(yú)返回率[69-70]。類(lèi)似的，Bilton等[71]研究發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖的銀大麻哈魚(yú)在4、5月釋放的返回率顯著高于6、7月。有研究發(fā)現(xiàn)，降海鮭耐鹽能力峰值時(shí)間與返回率最高的釋放時(shí)間一致[72]，這2個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)為降海鮭的生理和生態(tài)窗口期(釋放和洄游時(shí)降海鮭最適生存環(huán)境條件)[73]。自然選擇使降海鮭的生理和生態(tài)窗口期一致，不同種降海洄游時(shí)間不同[74-75]，或鹽度耐受性增強(qiáng)時(shí)間不同[76]。

除了釋放時(shí)間，養(yǎng)殖場(chǎng)淡水飼養(yǎng)條件也將影響降海鮭在海水中的生長(zhǎng)和存活。Beckman等[29]發(fā)現(xiàn)飼養(yǎng)在3個(gè)不同養(yǎng)殖場(chǎng)的同一品系大鱗大麻哈魚(yú)表現(xiàn)出不同的成魚(yú)返回率，這與春季生長(zhǎng)、血漿IGF-I、鰓NKA活性顯著相關(guān)。大鱗大麻哈魚(yú)幼魚(yú)的養(yǎng)殖密度和水流速度將影響其成魚(yú)返回率[77]。有研究發(fā)現(xiàn)，降海鮭釋放的規(guī)格與降海鮭的存活率、成魚(yú)返回率成正相關(guān)[78-79]，規(guī)格對(duì)降海鮭在海水中的生存的影響較明顯[80]

降海鮭生理窗口期對(duì)降海鮭洄游、索食、躲避捕食者、增強(qiáng)在高捕食壓力的河口緩沖時(shí)間的能力等有更細(xì)微的影響。在入海后的2 d內(nèi)，由于褐鱒降海鮭被捕食，其死亡率高達(dá)34%[81]。大西洋鮭降海鮭直接移入海水中比在30 d內(nèi)逐漸馴化至海水遭受更高的捕食[82]。類(lèi)似的，最高的捕食率在降海鮭入海的第一天，此時(shí)血漿離子擾動(dòng)達(dá)到最高水平[83]。受到應(yīng)激處理的大鱗大麻哈魚(yú)降海鮭在模擬河口淡水層的時(shí)間高于不受應(yīng)激組[84]，這使其被捕食率升高。另外，大鱗大麻哈魚(yú)降海洄游期間，在河口鰓NKA活性較低的更易被鳥(niǎo)類(lèi)捕食[85]。滲透性和其它應(yīng)激源也將增加對(duì)疾病的敏感性，這也將降低其河口和海洋的存活率[86]。比較直接從孵化場(chǎng)下海和在6周內(nèi)從運(yùn)輸應(yīng)激中恢復(fù)后下海，研究顯示銀大麻哈魚(yú)成魚(yú)返回率受到釋放前運(yùn)輸脅迫的影響將降低[87]。許多污染物會(huì)影響降海鮭的發(fā)育，尤其影響其海水耐受性和海水生存能力[10]。盡管死亡的根本原因不是直接由滲透調(diào)節(jié)失敗引起的，但這些研究表明，影響降海鮭從淡水向海水轉(zhuǎn)變的生理和行為的因子將導(dǎo)致其在海水中存活率的降低。

4 研究意義和展望

在過(guò)去30年中，隨著鮭科魚(yú)類(lèi)全球養(yǎng)殖產(chǎn)量的穩(wěn)定增長(zhǎng)，廣大養(yǎng)殖者需不斷改進(jìn)養(yǎng)殖技術(shù)以提高產(chǎn)量、降低成本，同時(shí)保證產(chǎn)品安全和質(zhì)量[56]。目前，人們十分關(guān)注反季降海鮭的培育，該技術(shù)主要通過(guò)縮短鮭科魚(yú)類(lèi)淡水階段時(shí)間以降低淡水、設(shè)備、人力成本，同時(shí)保證在海水中高的存活率和生長(zhǎng)速度[88]。有研究量化了鮭科魚(yú)類(lèi)種屬間對(duì)淡水和海水的相對(duì)依賴(lài)性(洄游范圍)，一般大麻哈魚(yú)屬在海水中的生活史更長(zhǎng)，細(xì)鱗大麻哈魚(yú)和馬蘇大馬哈魚(yú)可能孵化后在淡水生活幾周，達(dá)到較小規(guī)格3～5 cm則開(kāi)始向海水洄游，似乎不依賴(lài)于環(huán)境因子[62]。而如大西洋鮭、硬頭鱒、銀大麻哈魚(yú)至少在淡水中生活一年，達(dá)到臨界最小規(guī)格之后才可改變其對(duì)光周期的響應(yīng)[26, 89-90]。

虹鱒是世界上廣泛養(yǎng)殖的鮭科魚(yú)類(lèi)之一，屬陸封類(lèi)型, 而硬頭鱒是虹鱒的降海洄游型[91]。有報(bào)道稱(chēng)，虹鱒和硬頭鱒幼魚(yú)在海水中比在淡水中長(zhǎng)得更快、食物轉(zhuǎn)化率更高[92-93]。由于我國(guó)海域夏季水溫較高，目前還鮮有在開(kāi)放海域成功地規(guī)?；B(yǎng)殖虹鱒或硬頭鱒的報(bào)道。黃海中部洼地夏季存在一個(gè)巨大的冷水團(tuán)，夏季底層水溫在4.6～9.3 ℃，且水質(zhì)良好，具有開(kāi)展規(guī)?；B(yǎng)殖鮭科魚(yú)類(lèi)的天然條件[94-95]。虹鱒和硬頭鱒適于利用黃海冷水團(tuán)進(jìn)行陸海接力養(yǎng)殖，即先在淡水中繁殖，培育成魚(yú)種，然后在適宜溫度的海水中養(yǎng)成商品魚(yú)。從淡水移入海水養(yǎng)殖就涉及到一個(gè)鹽度過(guò)渡問(wèn)題。對(duì)于下海過(guò)渡方式而言，大量研究發(fā)現(xiàn)逐漸過(guò)渡比直接過(guò)渡更好，包括在稚魚(yú)期就可下海的種類(lèi)，如馬蘇大馬哈魚(yú)[96]。另外，降海鮭對(duì)在海水中的生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要，盡管某些種類(lèi)的幼鮭經(jīng)過(guò)馴化可以適應(yīng)海水，但其不能正常生長(zhǎng)，發(fā)育不良或者死亡[97-98]。由于降海鮭階段時(shí)間很短，若不能在較窄的窗口期入海，將反轉(zhuǎn)為幼鮭階段[99-100]，因此，適時(shí)、安全地將淡水中培育的魚(yú)種馴化移入海水養(yǎng)殖是鮭鱒魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，闡明鮭鱒魚(yú)類(lèi)降海窗口期耐鹽能力調(diào)節(jié)機(jī)制是解決這一關(guān)鍵技術(shù)的理論基礎(chǔ)。