魯艷， 李茂華， 甘維熊， 曾如奎， 宋昭彬， 3*

(1. 四川大學生命科學學院，四川省瀕危野生動物保護生物學重點實驗室，成都610065； 2.雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，成都610015； 3. 四川大學生命科學學院，生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室，成都610065)

游泳運動是魚類洄游遷移、捕食逃逸和繁殖求偶等行為實現(xiàn)的主要方式，為其生存、生長等正常生命活動提供了基本保障(Reidyetal.，2000；Plaut，2001；Fuetal.，2013)。按照對氧的需求可將魚類游泳運動分為有氧運動和無氧運動，前者主要由紅肌有氧代謝供能，持續(xù)時間長、耐疲勞，通常與魚類洄游、食物搜尋及求偶展示等生命活動密切相關，是魚類適合度的重要影響因子之一(Plaut，2001)；后者主要由白肌無氧代謝供能，持續(xù)時間短、易疲勞，通常是捕食逃逸、穿越激流和快速轉彎等生命活動的基礎(鮮雪梅等，2010)。有氧運動能力可通過測定臨界游泳速度(Ucrit)來評估(Brett，1964；Lietal.，2017)，而無氧運動能力可通過測定固定流速下的耐受時間來衡量(Zengetal.，2009；鮮雪梅等，2010)。

鱸鯉Percocyprispingi隸屬于鯉形目Cypriniformes鯉科Cyprinidae鲃亞科Barbinae鱸鯉屬Percocypris，主要分布于金沙江、雅礱江及大渡河等長江上游水系(丁瑞華，1994)。受水電梯級開發(fā)、過度捕撈等影響，野生鱸鯉資源量急劇下降，目前已被列為中國脊椎動物紅色名錄瀕危(EN)物種和世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄近危(NT)物種(Zhao，2011；蔣志剛等，2016)。為減緩人為干擾對魚類資源的影響，實施人工增殖放流被視為一項重要的魚類保護措施并受到前所未有的關注，鱸鯉正是雅礱江流域開展的人工增殖放流魚類之一(Lietal.，2016)。盡管人工增殖放流在魚類的可持續(xù)發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用，但人工飼養(yǎng)個體放流到野外后存活率不高，其主要原因是人工繁育的魚類與野生個體相比運動能力和攝食-反捕食能力較低，競爭力不足(McNeil，1991；石小濤等，2012)。因此，如何提高魚類的運動能力，進而提高其在放流后的存活率，是一個亟待解決且具重要應用價值的問題。

放流前進行適當的運動訓練能提高魚類的運動能力，有利于其成功捕食、逃避捕食者追趕和不利生境，進而提高其存活率(Young & Cech，1994；孔彬等，2008)，而停訓會導致運動訓練的效果消失或恢復到訓練前水平(Castroetal.，2011)。研究表明，中 華倒刺鲃Spinibarbussinensis在60%Ucrit(34 cm·s-1)的水流速度下每天訓練6 h，訓練14 d后的Ucrit顯著高于對照組(Zhaoetal.，2012)。鯉Cyprinuscarpio在60%Ucrit(36 cm·s-1)的水流速度下每天訓練6 h，4周后訓練組的Ucrit明顯高于對照組(Heetal.，2013)。經14 d力竭追趕訓練后，瓦氏黃顙魚Peltebagrusvachelli的Ucrit顯著提高，但停訓7 d后，其提升的運動能力消失(Liuetal.，2009)。目前，運動訓練對魚類運動能力影響的相關研究較多，而關于停訓后的研究較少，也未得出一致性的結論。因此，本研究主要探討不同運動制度和停訓對鱸鯉幼魚運動能力的影響，旨在為魚類運動訓練研究提供基礎資料，并為鱸鯉的養(yǎng)殖及增殖放流提供一定的實踐指導。

1 材料與方法

1.1 實驗魚的來源與馴養(yǎng)

實驗魚為雅礱江錦屏·官地水電站魚類增殖放流站人工繁殖的鱸鯉幼魚(1齡)。選取身體健康、大小相當的幼魚600尾，暫養(yǎng)于室內循環(huán)水槽中(直徑1 m，體積628 L)，水深1 m，每天以鳳凰牌浮性配合飼料(粗蛋白質≥36.0%，粗脂肪≥4.0%，粗纖維≤8.0%，粗灰分≤17.0%，總磷≥1.2%，賴氨酸≥1.75%，水≤12.5%)飽足投喂2次(09∶00和18∶00)，投喂1 h后清除水槽內的糞便及殘餌，日換水量約為馴養(yǎng)水體的1/3。飼養(yǎng)期間水溫為15 ℃±2 ℃，溶解氧含量≥8 mg·L-1，光照周期為12 h光照∶12 h黑暗。

1.2 運動訓練實驗方案與操作

暫養(yǎng)4周后，隨機選取480尾鱸鯉幼魚[體質量(BM)：2.18 g±0.12 g，體長(BL)：5.33 cm±0.09 cm]分為4組(每組120尾)：對照組(C組)、無氧訓練組(An組)、4 BL·s-1組(H組)和2 BL·s-1組(L組)，每組實驗魚分別轉入3個相同的室內運動訓練水槽中[圖1；改自宋波瀾等(2012)的運動訓練裝置]，每個水槽40尾。H組和L組每天均訓練8 h。An組每天15∶00用手抄網以固定速度于環(huán)形水道內(寬0.3 m，高0.5 m)追趕實驗魚直至力竭(Lietal.，2017)，判斷力竭的標準為魚體失去平衡或對刺激無明顯反應。各組訓練時間均為30 d，訓練期間水深0.3 m。H組和L組第1天在初始流速為1 BL·s-1下訓練8 h，再按1 BL·s-1·d-1增加訓練流速，直至分別達到4 BL·s-1和2 BL·s-1后并一直保持該流速訓練30 d(Lietal.，2017)。30 d訓練結束后，An組、H組和L組均停訓。在訓練前(T0)、訓練30 d后(T30)、停訓20 d后(DT20)和停訓50 d后(DT50)測定鱸鯉幼魚的Ucrit，以及1.5Ucrit(1.5Ucrit=80 cm·s-1，Ucrit值為預實驗測定)下的耐受時間、BM和BL等參數。實驗期間，鱸鯉幼魚飼養(yǎng)條件與暫養(yǎng)期一致。

圖1 運動訓練裝置Fig. 1 Exercise training device

a. 水流方向， b. 運動訓練區(qū)域(寬0.3 m)， c. 噴水管

a. direction of water flow， b. exercise training area (0.3 m wide)，c. water outlet

1.3 實驗參數的測定

1.3.1UcritUcrit采用重慶師范大學進化生理與行為學實驗室改裝設計的游泳測定儀(圖2)進行測定，原理參照Brett(1964)。該儀器主要由方形水槽(長2.0 m×寬0.6 m×高0.6 m)、前后含導流篩板的游泳管(長0.8 m，內直徑7 cm)、變頻器和水泵等構成。參照鮮雪梅等(2010)的方法，實驗前通過質心標記建立變頻器輸出頻率(f)與游泳管中產生水流速度(V)的關系，經0點矯正后得到關系式：V=1.229 1f-5.268 5。正式實驗前，先進行預實驗測定實驗魚的Ucrit，從而確定測定Ucrit的初始速度(V0)、速度增量(△V)及1.5Ucrit的水流速度。實驗時，每次隨機選取1尾禁食48 h后的實驗魚轉入游泳管中，在1 BL·s-1流速下適應1 h以消除新環(huán)境對魚體的影響。隨后以50%Ucrit為V0，△V為1 BL·s-1，實驗魚在每個速度下持續(xù)逆流游泳15 min(△T)，測試速度持續(xù)增加直至實驗魚力竭，力竭狀態(tài)的判定標準是實驗魚?？吭谟斡竟苣┒说膶Я骱Y板上持續(xù)20 s以上(Leeetal.，2003)。測試完畢后將實驗魚用濃度為50 mg·L-1的MS222麻醉，測定其BM、BL等參數，并計算每條魚的肥滿度(K=BM/BL3)(Nashetal.，2006)。實測Ucrit記為絕對臨界游泳速度(Ua-crit)：Ua-crit=V+(t/△T)△V，式中，V是能夠順利完成持續(xù)時間(15 min)的最大游泳速度，t是未能完成設定歷時的實際持續(xù)游泳時間(0 min

1.3.2 耐受時間的測定測定裝置同上，將禁食48 h 后的實驗魚單尾放入游泳管中，1 BL·s-1下適應1 h以消除新環(huán)境對魚體的影響，再將流速3 min內增至測試流速(1.5Ucrit=80 cm·s-1)并開始計時，直至實驗魚達力竭狀態(tài)，該階段所耗時間即為該固定流速下的耐受時間(Zengetal.，2009)。測試完畢后將實驗魚用濃度為50 mg·L-1的MS222麻醉，測定其體質量、體長等參數，并計算每條魚的肥滿度。

圖2 游泳測定儀Fig. 2 Brett-type swimming apparatus

a.變頻器， b. 水泵， c. 蜂窩導流裝置， d. 游泳管

a. motor with frequency converter， b. pump， c. honeycomb diversion devices， d. swimming tunnel

2 數據分析

實驗數據用Excel 2003進行常規(guī)計算后，用SPSS 20.0進行統(tǒng)計分析。各組數據的差異用單因素方差分析(One-Way ANOVA)并進行LSD多重比較，顯著性水平為α=0.05，統(tǒng)計值用平均值±標準誤(Mean±SE)表示。以體長作協(xié)方差，采用雙因素協(xié)方差分析(ANCOVA)檢測訓練制度(C組、An組、L組、H組)和測定時期(T0、T30、DT20、DT50)對Ucrit和1.5Ucrit條件下鱸鯉幼魚耐受時間的影響。

3 結果

3.1 有氧運動能力

訓練制度(F3，176=7.592，P<0.001)和測定時期(F3，176=13.719，P<0.001)均對鱸鯉幼魚的Ua-crit產生了顯著影響。持續(xù)運動訓練顯著提高了鱸鯉幼魚的Ua-crit(P<0.05)，H組和L組分別提高了23.84%±4.01%和26.97%±2.21%，而力竭運動訓練對鱸鯉幼魚的Ua-crit無明顯影響。停訓20 d后，H組的Ua-crit顯著高于An組、L組和C組(P<0.05)，而An組、L組和C組間Ua-crit的差異無統(tǒng)計學意義。停訓50 d后，L組的Ua-crit顯著高于對照組，而An組、H組和C組間Ua-crit的差異無統(tǒng)計學意義(圖3：a)。訓練制度(F3，176=6.791，P<0.001)和測定時期(F3，176=17.072，P<0.001)均顯著影響了鱸鯉幼魚的Ur-crit。持續(xù)運動訓練顯著提高了鱸鯉幼魚的Ur-crit(P<0.05)，H組和L組分別提高了27.20%±3.56%和30.31%±3.57%，而力竭運動訓練對鱸鯉幼魚的Ur-crit無明顯影響。停訓20 d后，L組的Ur-crit仍顯著高于An組和C組(P<0.05)，而An組、H組和C組間Ur-crit的差異無統(tǒng)計學意義。停訓50 d后，實驗組與C組間Ur-crit的差異無統(tǒng)計學意義(圖3：b)。

3.2 無氧運動能力(耐受時間)

訓練制度(F3，176=7.177，P=0.008)和測定時期(F3，176=30.146，P<0.001)均顯著影響鱸鯉幼魚在1.5Ucrit條件下的耐受時間。持續(xù)運動訓練和力竭運動訓練均顯著增加了鱸鯉幼魚在1.5Ucrit條件下的耐受時間(P<0.05)，An組、H組和L組分別增加了92.79%±28.00%、132.56%±29.56%和124.56%±22.48%。停訓20 d后，An組、H組和L組的耐受時間均有不同程度的減少，但An組和L組仍顯著多于C組(P<0.05)，而H組和C組的差異無統(tǒng)計學意義。停訓50 d后，實驗組與C組的差異無統(tǒng)計學意義(圖3：c)。

圖3 不同訓練制度及停訓對鱸鯉幼魚游泳能力的影響Fig. 3 Effects of exercise training under different modes and detraining on swimming performance of juvenile Percocypris pingi

*P<0.05

3.3 體質量、體長及肥滿度

運動訓練30 d后，L組的BM和BL顯著低于H組和C組(P<0.05)，An組和H組與C組的差異無統(tǒng)計學意義。停訓20 d后，L組的BM顯著低于An組和H組，而4組間BL的差異無統(tǒng)計學意義。停訓50 d后，實驗組與C組間BM和BL的差異無統(tǒng)計學意義。此外，在運動訓練和停訓的整個階段，實驗組與C組間肥滿度的差異無統(tǒng)計學意義(表1)。

表1 不同制度的運動訓練和停訓對鱸鯉幼魚體質量、體長和肥滿度的影響Table 1 Effects of exercise training under different modes and detraining on body mass，body length and fatness on juvenile Percocypris pingi

注： 同一行不同上標字母表示數據間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)

Note： different superscripts indicate there is a significant difference between the data within the same row (P<0.05)

4 討論

運動訓練作為提高魚類攝食生長、疾病免疫和捕食逃逸等能力的方法之一，受到了廣泛的關注。運動訓練的效果與訓練制度、魚類種類和大小有關。持續(xù)運動訓練顯著提高了鯉、寬鰭Zaccoplatypus、厚頜魴Megalobramapellegrini和青魚Mylopharyngodonpiceus等鯉科魚類的Ucrit(Heetal.，2013；劉海生等，2015；Lietal.，2017，2018)。但也有研究顯示，持續(xù)運動訓練對魚類的運動能力無明顯影響，甚至對運動能力存在不利影響，如半帶皺唇鯊Triakissemifasciata在35 cm·s-1(60%～65%Ucrit)的水流速度下持續(xù)訓練6周后，其運動能力無明顯改變(Gruber & Dickson，1997)。持續(xù)運動訓練顯著提高了鱸鯉幼魚的Ucrit，有氧運動能力的提高可能與其訓練后有氧代謝能力、游泳效率、線粒體密度和心血管功能的提高有關，從而有利于實驗魚的有氧運動供能(Davison，1997；Gallaugheretal.，2001；Davieetal.，2010)。力竭運動訓練對鱸鯉幼魚的Ucrit無明顯影響，這與對瓦氏黃顙魚和南方鲇Silurusmeridionalis的研究結果不同(Liuetal.，2009；Lietal.，2010)，這可能和魚類種類、訓練制度及溫度等條件有關。

無氧運動是魚類穿越激流、伏擊捕食或逃避不利生境等行為的實現(xiàn)方式，也是生存生長的關鍵因子。持續(xù)運動訓練和力竭運動訓練均顯著增加了鱸鯉幼魚在1.5Ucrit條件下的耐受時間，提高了其無氧運動能力。這可能與運動訓練促進了鱸鯉幼魚無氧代謝供能、提高了無氧代謝底物(肌糖原、三磷酸腺苷、磷酸肌酸等)的水平、增強了乳酸脫氫酶活性及加快了乳酸清除速率等有關(Heetal.，2013；Zhangetal.，2016，2018)。相關研究表明，無論是持續(xù)運動訓練還是力竭運動訓練均有利于魚類的無氧代謝供能，如運動訓練后虹鱒Salmogairdneri的急加速游泳能力顯著增強(Gamperletal.，1991)，鯉魚在力竭運動后的乳酸清除率更快(Heetal.，2013)。劉明鏡等(2013)對斑馬魚Daniorerio的研究表明，4周無氧運動訓練顯著提高了其無氧運動、無氧代謝能力。不過，運動訓練對中華倒刺鲃和瓦氏黃顙魚的最大無氧代謝能力無顯著改變(Liuetal.，2009；Zhaoetal.，2012)。這些差異可能與魚類大小、種類、訓練制度和訓練流速等條件密切相關。

魚類運動訓練提高的能力、持續(xù)時間對放流后的擴散分布和存活有重要的影響。本研究顯示，停訓20 d后，H組鱸鯉幼魚的有氧運動能力降至與C組差異無統(tǒng)計學意義，可能是因為高流速的運動訓練改善了H組的各項生理功能(如心-鰓呼吸系統(tǒng))，而維持更高的生理功能需要更高的基礎代謝耗能(劉海生等，2015)。停訓后，H組的基礎代謝耗能仍保持較高水平，進而減少了用于游泳運動的供能。相反，停訓20 d后，H組的無氧運動能力仍顯著高于C組，而L組與C組的差異無統(tǒng)計學意義?？赡茉蛴幸韵聝牲c：(1)停訓20 d后，H組的體質量較L組高，Goolish(2010)認為在一定體質量范圍內，魚類的無氧運動能力會隨著體質量的增加而增加，故此時H組的無氧運動能力仍能保持較高水平；(2)停訓20 d后，L組的有氧運動能力相對較高，由于生物體內能量分配存在權衡(Langerhans，2009)，有氧運動供能增加，則分配給無氧運動的能量減少，故L組的無氧運動能力降低，停訓50 d后，L組提升的有氧運動能力和H組提升的無氧運動能力均降低至與C組的差異無統(tǒng)計學意義，說明運動訓練提升的能力一段時間后會消失。持續(xù)運動訓練顯著提高了大西洋鮭Salmosalar的游泳效率，但這種效果在停訓11周后消失(Castroetal.，2011)，在瓦氏黃顙魚中也發(fā)現(xiàn)相似結果(Liuetal.，2009)?？梢?，運動訓練對魚類有氧和無氧運動能力的影響效果及其持續(xù)時間與魚類種類、訓練制度有關。

近年來，魚類的人工增殖放流被國內外學者視為恢復漁業(yè)資源的重要方法之一。由于人工養(yǎng)殖的魚類存在種質資源下降、野外環(huán)境適應能力差、疾病免疫和捕食能力低下等弊端，放流后的存活率較低。運動訓練作為提高魚類游泳能力、改善其生理機能、減少斗爭行為、提高魚類攝食生長和食物轉化效率的方法(付世建等，2014)，受到了許多學者的關注。但是，在實踐中針對不同種類、大小和放流生境的魚類需要不同的訓練制度。因此，開展系列的魚類運動訓練相關研究，進而尋求一套科學高效的魚類運動訓練方法尤為重要?？傮w來看，持續(xù)運動訓練30 d后，鱸鯉幼魚的有氧和無氧運動能力均顯著提高，而力竭運動訓練僅提高了鱸鯉幼魚的無氧運動能力，故持續(xù)運動訓練對提高鱸鯉幼魚運動能力的效果更明顯。由于鱸鯉幼魚運動訓練的效果在停訓50 d后全部消失，故放流前對其進行運動訓練時還需考慮到訓練效果的維持時長。

致謝：感謝楊坤和王小東在實驗方案設計和論文修改過程中給予的幫助！