齐口裂腹鱼上溯过程中“冲刺-滑行”行为对水动力的响应

研究以西南山区特有鱼种齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)为研究对象, 对其游泳行为模式进行量化解译, 寻找其偏好的水动力学条件, 构建水流条件与生态行为的纽带。运用具有流速梯度的水槽创造非均匀流场条件, 得到齐口裂腹鱼在室内试验水槽内上溯的视频图像。运用图像识别技术, 计算上溯全过程的游泳动力学指标摆尾角度与摆尾频率, 在此基础上实现生态学与水动力学的耦合研究。研究表明, 齐口裂腹鱼在上溯过程中喜好在具有流速梯度处通过改变摆尾角度和摆尾频率等来适应非均匀流场, 其喜好摆尾角度为25°—35°, 喜好摆尾频率为2.5—3.5次/s, 偏好流速为0.20—0.40 m/s。随着水流速度的增大, 摆尾角度呈现逐渐减小的趋势, 且齐口裂腹鱼偏好选择在流速由大变小的区域, 进行摆尾冲刺加速, 且更趋向于摆尾角度变化为“弱强弱”的摆尾模式。滑行阶段引入滑行流速系数, 量化表示摆尾角度、滑行距离和流速三者间的耦合关系, 通过计算滑行距离对水流负方向上位移的贡献率, 得到滑行方向与水流负方向夹角。研究表明, 滑行流速系数为1.0—3.0时具有代表性, 齐口裂腹鱼对滑行方向与水流负方向夹角的偏好为40°—60°。研究利用多指标量化评价的方法, 以复杂流场为背景条件, 进一步满足过鱼设施建设需求。     

水流对草鱼幼鱼趋光行为的影响

为了探讨水流对鱼类趋光性的影响, 利用自制的循环水槽装置, 以草鱼(Ctenpharyngodon idellus)幼鱼为研究对象, 研究其在光照度为300 lx, 不同流速工况(0、0.1和0.2 m/s)下的趋光性行为, 同时设黑暗静水工况为对照组。结果表明: (1) 0.2 m/s的流速可完全激发草鱼幼鱼的趋流性, 使其游泳方向多数与顶流方向呈± 20°。(2)根据草鱼幼鱼在不同流速工况下随光照度衰减在水槽内的分布情况, 计算得其在3种流速工况下的光强期望值分别为: 52.45, 34.62和37.86 lx。(3)当照度为300 lx时, 静水工况下的实验鱼在水槽中呈现“两头高, 中间低”的分布情况, 并未表现出对某一光强范围的偏好行为; 在小于感应值的低流速下, 草鱼幼鱼的分布情况总体趋势与静水工况类似, 但在远离光源处的分布较多, 多呈“逆流后退”行为; 当流速值超过感应流速时, 在趋流性的作用下, 鱼类在尾部的聚集情况明显下降, 同时在水槽中的分布更加均匀, 其原有光环境的作用减弱。研究初步证明了略大于感应值的小流速所引发的草鱼趋流性即可对其光环境响应行为产生影响。     

静水与流水下气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效应

为了探究不同水流条件下不同形式的气泡幕对异齿裂腹鱼(Schizothorax oconnori)趋避行为的影响。在黑暗环境下测试了两种流速条件(静水与流水)、三种气量(15、30、45 L/min)及两种摆放角度(与水流方向呈90°和45°)的气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效果,在静水和流水条件下各设置一组空白对照(气量为0 L/min)。结果显示:(1)在静水条件下,工况2阻拦率最高(50%);在流水条件下,工况7阻拦率最高(50%)。(2)气量15 L/min时,流水及90°摆放阻拦时间显著大于其他工况; 30 L/min时,静水及90°摆放阻拦时间远大于其他工况。(3)在静水和流水中,当异齿裂腹鱼尝试次数达到6次左右时对气泡幕表现出适应性,并在48min前通过气泡幕;(4)在流水中各工况下气泡幕的影响距离显著大于静水(P<0.05),即异齿裂腹鱼产生逃逸行为时距离气管的距离显著大于静水中。研究可得出结论:推荐阻拦效果最佳的组合方式为流水条件下15 L/min 90°摆放(工况7)、静水条件下30 L/min 90°摆放(工况2);气泡幕连续阻拦时间不宜超过48min。实验结果可为...     

基于雅砻江两种裂腹鱼游泳能力的鱼道设计

为探究雅砻江两种裂腹鱼的游泳能力,给过鱼设施设计和鱼类游泳行为学研究提供基础参数,本研究采用递增流速法对长丝裂腹鱼、齐口裂腹鱼的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度进行测试,采用固定流速法对长丝裂腹鱼的耐久游泳速度进行测试。结果表明: 长丝裂腹鱼与齐口裂腹鱼的感应流速随着体长的增加均出现了先增加后平稳的趋势,但最大感应流速均小于0.2 m·s^-1;长丝裂腹鱼的临界游泳速度与突进游泳速度分别为(0.81±0.20)和(1.49±0.26) m·s^-1,相对临界游泳速度为(4.90±1.73) BL·s^-1,相对突进游泳速度为(9.77±1.72) BL·s^-1(BL为体长);齐口裂腹鱼的临界游泳速度与突进游泳速度分别为(0.73±0.24)和(1.17±0.39) m·s^-1,相对临界游泳速度为(6.88±2.82) BL·s^-1,相对突进游泳速度为(11.75±2.77) BL·s^-1。耐久测试发现,随着流速增加(0.7～1.5) m·s^-1,长丝裂腹鱼持续游泳时间与水流速度呈负相关,疲劳时间(T)与水流速度(V)的关系可以拟合为lgT=-2.52V+5.59,预测鱼道长度(d)与鱼道内可通过的最大平均水流速度(V_fmax)的关系式为V_{f max}=-0.17lnd+1.74。根据试验结果,当以长丝裂腹鱼和齐口裂腹鱼为主要过鱼对象时,建议鱼道内最小水流速度应大于0.2 m·s^-1,进口及竖缝处水流速度为0.73～1.67 m·s^-1,休息池主流水流速度为0.2～0.7 m·s^-1。     

基于mtDNA Cyt b序列分析齐口裂腹鱼群体遗传多样性

研究测定了长江上游4个齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)野生群体(重庆巫溪、重庆城口、四川雅安、四川阿坝)共104个个体的线粒体Cyt b基因部分序列, 以探讨齐口裂腹鱼野生群体的遗传多样性和遗传结构。结果表明: 在104个个体Cyt b序列中共检测到43个多态性位点, 25个单倍型。4个齐口裂腹鱼群体的单倍型多样性介于0.704—0.884, 核苷酸多样性介于0.007—0.012。群体间Kimura双参数遗传距离介于0.008—0.017, 其中四川雅安群体与四川阿坝群体间遗传距离最近, 基因交流频繁。重庆城口群体与四川雅安群体间遗传距离最远, 基因交流受阻。AMOVA分析表明, 齐口裂腹鱼的遗传分化主要来自群体内部, 且组群间、组群内群体间和群体内存在显著的遗传分化。中性检验得到Tajima’s D和 Fu’s F_s的值不显著, 且歧点分布图呈多峰, 表明长江上游4个齐口裂腹鱼野生群体未经历过种群扩张。研究旨为齐口裂腹鱼野生资源保护提供必要参考意见, 同时为齐口裂腹鱼种质资源合理开发和利用提供理论依据。     

鱼道进口不同补水形式对齐口裂腹鱼上溯行为的影响

修建补水设施是提高鱼道过鱼效果的有效措施之一,不同补水形式如何改变鱼的游泳行为策略从而吸引其进入鱼道进口是国内外关注热点。本研究基于鱼道进口概化模型,以齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)为研究对象,采用进口内部侧面补水、旁道补水和旁道顶部补水3种形式,探究不同流量和补水距离下补水方式对鱼道进口附近处目标鱼上溯行为的影响。结果表明:与没有补水的工况相比,补水距离为1 m的旁道补水和补水距离为0.65 m的旁道顶部补水,鱼类在鱼道进口通过次数显著提升(P0.05)。通过提取目标鱼成功上溯路径上对应的水流速度场和紊动场发现,齐口裂腹鱼上溯偏好流速0.6～0.8m·s~(-1),优先选择低紊动区(0.01 m~2·s~(-2)),且明显逃离高紊动区(0.04 m~2·s~(-2))进行上溯。本研究验证了紊动能和流速是影响鱼类上溯的重要水力因子,为鱼道进口补水设计及其优化提供了重要参考。     

齐口裂腹鱼PGC-1a基因编码区的克隆及其在肌肉组织中的表达

目的：获得齐口裂腹鱼过氧化物酶体增殖物激活受体Y辅助活化因子1a（PGC-1a）cDNA序列,探讨其在齐口裂腹鱼肌肉组织中的表达规律。方法：根据斑马鱼基因PGC-1a序列设计引物,提取齐口裂腹鱼肌肉组织总RNA,经RT-PCR扩增PGC-1a仪基因序列;利用半定量RT-PCR分析齐口裂腹鱼PGC-1a基因在红肌和白肌中的mRNA表达特性。结果：获得齐口裂腹鱼PGC-1a基因序列2633bp,GenBank登陆号为JNl95738,其中ORF为2631bp,编码876个氨基酸残基,与同鲤科的斑马鱼、草鱼和金鱼的同源性较高,为88％～93％,但与哺乳动物和禽类如人、小鼠、大鼠、猪、牛和鸡的同源性较低,为49％～50％。在基础状态下,PGC-1a在齐口裂腹鱼红肌中的表达显著高于白肌,禁食可显著诱导PGC-1a在红肌和白肌中的表达水平。结论-首次克隆得到齐口裂腹鱼PGC-1a基因序列,其在红肌中的表达显著高于白肌中,禁食可显著诱导其在红肌和白肌中的表达,为研究PGC-1a在齐口裂腹鱼肌肉中的作用提供了理论依据。     

光强和光质对底栖藻类群落影响Ⅱ.群落和种群的动态和适应模式

将原始河口底栖藻类群落移植至实验室进行培养.底栖藻类群落分别由占细胞总量93.33%的硅藻类群、5.42%的绿藻类群和仅占1.25%的单一蓝藻种群组成.通过对底栖藻类群落总体、不同藻类类群和单一种群在不同光照强度的白光和单色光下的适应模式和增长动态的研究发现,底栖藻类群落总体增长动态为弱光适应型、红光敏感型和蓝光抑制型,其细胞生长的敏感光照依次为红光＞低光强＞中光强＞高光强＞绿光＞蓝光.底栖藻类群落总体对不同光照的适应模式由底栖硅藻类群增长动态所决定.底栖绿藻类群总体增长的敏感光照依次为低光强＞红光＞中光强＞绿光＞高光强＞蓝光,绿藻类群在不同的光照处理下呈现3种适应模式.硅藻类群总体对不同光照的敏感状况与底栖藻类群落总体趋同,在不同光照处理下仅呈现一种适应模式.蓝藻Oscillatoria tenuis种群的增长的敏感光照为红光＞白光＞绿光＞蓝光,其对光的适应模式有3种.7种绿藻种群在不同光强的白光、红光和绿光表现出2种适应模式,在蓝光下基本皆呈衰退型.21种硅藻种群对不同光照的适应模式可分为4种类型,强竞争型、弱竞争型、增长型和衰退型.     

齐口裂腹鱼CDH5基因特性及其对温和气单胞菌感染的应答

探讨齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)血管内皮黏附分子(Cadherin 5,CDH5)的基因特性。用生物信息学软件分析齐口裂腹鱼CDH5基因序列,用Real-time PCR检测CDH5基因在齐口裂腹鱼感染温和气单胞菌后0 h、24 h和48 h的表达变化。获得CDH5基因全长c DNA序列,Gen Bank登录号为KT329441。该序列长4 825 bp,开放阅读框长2 313 bp,编码770个氨基酸。蛋白预测结果显示,该蛋白相对分子量为85.19 k D,等电点为5.01。存在信号肽序列,二级结构以随机卷曲、延伸链、α-螺旋为主。齐口裂腹鱼CDH5氨基酸序列与斑马鱼同源性达74%,与人的相似性为43%。CDH5在感染温和气单胞菌后在各组织中均有表达。脾脏中CDH5基因在24 h表达量显著高于0 h和48 h(P0.05)。肝脏、肾脏和肌肉中CDH5在48 h的表达量均显著高于24 h(P0.05)。心脏和肠道中CDH5基因在48 h的表达量显著高于0 h(P0.05)。CDH5基因在可能参与了齐口裂腹鱼抗温和气单胞菌感染的免疫应答,为深入研究CDH5在齐口裂腹鱼中的功能奠定基础。     

齐口裂腹鱼白介素-1β基因的克隆及表达谱

探讨齐口裂腹鱼白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)基因的基本特点。用RT-PCR方法以齐口裂腹鱼脾脏c DNA作为模板扩增IL-1β基因,用生物信息学软件分析其序列,用RT-PCR方法检测IL-1β基因在齐口裂腹鱼6种组织的表达情况。克隆获得的IL-1β序列长1 252 bp,共编码276个氨基酸。Gen Bank序列号为KU886235。IL-1β蛋白相对分子量为31.25 k D,等电点5.45,预测为亲水性蛋白。二级结构主要结构元件为随机卷曲和延伸链,有4个N-糖基化位点和16个磷酸化位点。NJ法系统进化树显示,齐口裂腹鱼与鲤鱼、鲫鱼的亲缘关系最近。组织表达分析显示,IL-1β基因主要在脾脏和肾脏中表达。这为深入研究鱼IL-1β的生物学功能提供理论依据。     

周公河齐口裂腹鱼种群的遗传多样性和遗传结构

为探讨周公河中齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)的遗传多样性和遗传结构, 沿周公河连续设定6个采样点进行齐口裂腹鱼采集, 在进行基因组DNA提取后以线粒体控制区(D-loop)为分子标记进行种群遗传多样性和遗传结构的评估。结果从63尾齐口裂腹鱼中共检测到32个单倍型, 核苷酸多样性(π)为0.013, 单倍型多样性(h)为0.966。遗传多样性最高的为张家湾种群(PopF, π=0.018, h=1.000), 核苷酸多样性最低的为罗坝种群(PopC, π=0.010, h=0.970), 单倍型多样性最低的为瓦屋山大坝下游种群(PopB, π=0.015, h=0.867)。种群间共享13个单倍型, 多数齐口裂腹鱼种群间的遗传分化水平中等或较低, 仅Pop C和Pop F (F_st=0.195, P<0.01), 种群Pop A 和PopE (F_st=0.158, P<0.01)分化程度较高, 显示各种群间较密切的遗传关系。周公河不同河段齐口裂腹鱼群体的遗传多样性处于较高的水平, 各种群间具有较近的遗传关系。     

LED光质对番茄幼苗生长及内源性GA和IAA含量的影响

采用发光二极管调制光谱能量分布,以荧光灯为对照,研究不同光质(红光、蓝光、黄光、绿光)下番茄幼苗生理特性及内源性GA和IAA水平与其生长的关系。结果表明:(1)红光和蓝光有利于番茄幼苗茎的伸长和叶面积的增加。(2)除蓝光处理下可溶性糖含量和SOD活性与对照无显著性差异外,各单色光质处理下番茄幼苗根系活力、色素含量、可溶性蛋白和可溶性糖含量、SOD活性较对照均显著降低。(3)与对照相比,各单色光质处理下番茄幼苗叶片中GA含量显著降低,IAA含量在红光下显著升高,在黄光和绿光下显著降低,且叶面积与IAA含量呈显著正相关关系。(4)番茄幼苗茎中GA和IAA含量在红光和蓝光处理下显著高于对照和黄、绿光处理,且株高与茎中GA和IAA含量呈正相关关系。     

汉中地区齐口裂腹鱼生物学研究

2016年3～4月,研究了陕西汉中地区齐口裂腹鱼生物学特征,共采集210尾研究样本,其中性成熟个体56尾。研究表明,汉中地区齐口裂腹鱼成熟系数(%)为12.82±3.84 (♀)和5.06±2.36 (♂),雌性极显著高于雄性(p0.01);肥满度(g/cm~3)为1.65±0.15 (♀)和1.62±0.10 (♂),雌性显著高于雄性(p0.05);肠体比(RGL)为1.99±0.34 (♀)和1.97±0.57 (♂),脏体比(%)(VI)为10.56±1.87 (♀)和11.28±2.10 (♂);绝对繁殖力为(8 979±1 011)粒,相对繁殖力为(13.4±2.2)粒/g,卵径为(2.46±0.21) mm,为同步型一次性产卵。在4月上旬,当地水温达到13℃左右时开始人工催产繁殖。齐口裂腹鱼体长(BL)-体重(W)关系为:W=2×10~(-5)×BL~(2.963 2)(r~2=0.982 9, n=210)     

几种幼鱼视觉运动反应研究

对鲻鱼(Mugil cephalus)、鲈鱼(Lateolabrax japonicus)、黄鳍鲷(Sparus latus)、鲤鱼(Cyprinus carpio)和草鱼(Ctenopharyngodon idellus)5种幼鱼进行了视觉运动反应实验。反应率随照度的降低或屏幕转速的提高而下降。高限可跟刺激频率随照度而提高,在10~2lx下,鲻鱼达37次/秒,鲈鱼26次/秒,黄鳍鲷27次/秒,鲤鱼24次/秒,草鱼29次/秒。明暗视过渡照度值:鲻鱼10~0—10~1lx,鲤鱼和草鱼10~(-1)—10~0lx,鲈鱼和黄鳍鲷10~(-2)—10~(-1)lx。照度和刺激频率对反应潜伏期有一定影响。跟随角速度普遍落后于屏幕角速度,即跟随率低于100％,并且随屏幕转速提高而下降。照度对跟随率无明显影响。几种幼鱼对运动条纹的反应可分为三阶段:跟随、活泼运动、无反应。     

光质对悬浮培养黄岑细胞生长及黄岑苷积累的影响

研究了不同光质、光强和光期对悬浮培养黄芩(Scutellaria baicalensis)细胞的生长、细胞中苯丙氨酸氨基裂解酶(PAL)活性及黄芩苷含量的影响。白光、紫外光、红光和蓝光对悬浮培养黄芩细胞PAL活性和黄芩苷含量有不同的影响。白光、紫外光和蓝光对PAL活性和黄芩苷的积累具有诱导促进作用,其中紫外光的促进作用最强,白光和蓝光的促进作用较弱,而红光照射对PAL活性和黄芩苷的积累有一定的抑制作用。在0-60μmolm-2s-1紫外光照射强度范围内,PAL活性和黄芩苷含量随着紫外光照射强度的增加而显著提高。实验结果同时表明,红光照射显著促进黄芩细胞的生长,紫外光抑制黄芩细胞的生长,而蓝光和白光对悬浮培养黄芩细胞生长的促进作用不明显。与黑暗(对照)相比,每天8h光照强度为60μmolm-2s-1的紫外光、16h光照强度为50μmolm-2s-1的红光交替处理,在培养12d后,细胞的鲜重和黄芩苷含量为对照的1.16和3.2倍,黄芩苷的产量达到439mgL-1,是对照的3.8倍。     

不同流速对鱇(鱼良)白鱼游泳行为的影响

在25℃水温下,采用特制的鱼类游泳行为测定装置对实验鱼在静水和0.1、0.2和0.25 m·s-1流速下的游泳状态、游泳速度、趋流率和摆尾频率等参数进行测定,研究水流速度对鱇(鱼良)白鱼(Anabarilius grahami)游泳行为的影响.结果表明:有流速组的趋流率显著高于静水组,但不同流速组间的趋流率无显著差别;在0 ～0.2 m·s-1流速范围内,摆尾频率随流速加快而显著增大,但在0.25 m·s-1流速下40 min后摆尾频率显著低于0.2m·s-1流速组;随着流速的增大,主要游泳状态由逆流前进变为逆流静止;在有流速组,顺流而下状态所占时间比例相对其他游泳状态都较少;在逆流游泳的3种状态中,游泳速度均随流速的增加而增大,在顺流而下状态中,游泳速度和水速间无显著相关;游泳速度、摆尾频率和水流速度两两之间均存在显著的线性相关.     

齐口裂腹鱼鳞片发生及覆盖过程研究简

观察了实验室养殖条件下齐口裂腹鱼稚鱼鳞片的发生和覆盖过程。结果表明,稚鱼体长为30.7—32.3 mm时,鳞片最先出现在鳃盖后缘侧线处;体长为45.3—47.9 mm时,鳞片覆盖完毕,体长和日龄对鳞片覆盖均有显著影响。在鳞片覆盖过程中出现6个鳞片发生起始位置,依次是鳃盖后缘侧线处、尾柄部侧线处、臀鳍基部、腹鳍基部、背鳍基部和峡部。此外,组织切片的观察结果表明,齐口裂腹鱼鳞片发育主要经历了形态发生早期、形态发生晚期、分化早期、分化晚期和折叠期五个阶段。这些研究结果丰富了齐口裂腹鱼早期发育的生物学资料,将有助于了解其在系统学和功能形态学上的特征。     

光电诱导作用下蝗虫的光谱和光强反应行为研究

目的:研究不同色光和白光刺激下蝗虫成虫和虫蝻的趋光、避光行为反应及其与光强度之间的关系,为蝗虫的光电诱导治理提供理论基础.方法:将蝗虫放置于行为反应试验箱中,运用行为试验方法,观察测定不同光谱和光强下蝗虫的波长选择响应及其运动速度.结果:①蝗虫的趋光、避光反应行为具有相反的波长选择机制,在紫光、蓝光、绿光等短波段趋光性较强,在红光、橙光等长波段趋光性较弱;②低光强度范围内,蝗虫的趋光反应率随光强度的增强而增大,至一定光强度时增加变缓,并趋于稳定;③不同种群、生长阶段对蝗虫的波长、光强度行为反应均有一定影响,东亚飞蝗比亚洲小车蝗有更强的趋光反应率和光强可适应性,成虫比虫蝻的趋光反应率和光强适应性高.结论:光电诱导作用下,蝗虫具有明显的光谱选择行为和光强度行为反应.     

流速对细鳞裂腹鱼游泳行为及能量消耗影响的研究

通过自制密封的鱼类游泳实验装置, 研究了流速对细鳞裂腹鱼游泳行为和能量消耗的影响。结果显示,细鳞裂腹鱼的摆尾频率随游泳速度的变化有明显的变化规律, 摆尾频率随着流速的增加而显著性的增加,而摆尾幅度有减小趋势, 差异性不显著。结果还表明, (26±1) ℃时, (10.60±0.54) cm 细鳞裂腹鱼的相对临界游泳速度为(11.5±0.5) BL/s, 绝对临界游泳速度为(110.28±2.02) cm/s。测定的相对临界流速较其他的鲤科鱼大,是对生存水流环境(流速0.5—1.5m/s)适应性的表现。这一结果表明鱼类的游泳能力是能够训练的。运动代谢率与相对流速的关系为, AMR = 93.08e(0.307v) + 314.33, R2= 0.994; 单位距离能耗与流速的指数关系为COT =28e (-1.03V) +6.05, R2= 0.998。流速达到8 BL/s 时, 裂腹鱼耗氧率开始下降, 从流速7 BL/s 时, (1245.57±90.97 )mg O2/(kg·h)最大, 下降到(978.78±189.38) mg O2/(kg·h)。1—7 BL/s 流速范围内, 裂腹鱼单位时间内的耗氧率随着游泳速度的增加而增加, 而且随着游泳速度的增加, 单位距离能耗(COT)逐渐减少, 最小能耗在6 倍体长流速, 0.68 m/s 时, 为(6.00±1.57) J/(kg·m), 其能量利用效率最大。       

气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效果

为了研究气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效果,在环形水槽装置中分别设置60、90、120 L·min~(-1) 3种不同气量的气泡幕,在静水条件下,比较不同时间段气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效果和异齿裂腹鱼空间分布的变化。结果表明:3种气量的气泡幕对异齿裂腹鱼都有明显的阻拦效果,且阻拦率无显著差异(P=0.130),在气量为60 L·min~(-1)时阻拦率最高,为81.3%;实验过程中鱼对气泡幕无明显的适应性; 90和120 L·min~(-1)两种气量下,异齿裂腹鱼喜欢在气泡幕附近停留。本研究结果可为气泡幕诱驱鱼技术在工程上的应用提供参考。