金屬離子和葡萄糖溶液對加州鱸精子活力的影響

李永雄，梁瀟，王偉，王茂林，董鑫冉

（大連海洋大學，遼寧省北方魚類應用生物學與增養殖重點試驗室，遼寧 大連 116023）

加州鱸，學名大口黑鱸（Micropterus salmonides），隸屬于太陽魚科、鱸形目、黑鱸屬，原產于北美洲的淡水水域，是一種重要的經濟魚類[1]。加州鱸為淡水型食肉魚類，適應范圍較廣，且具有生長速度快、肉質鮮嫩、味道鮮美、營養價值高、抵抗力強及容易捕撈等優點。近年來，隨著魚類人工繁殖的開展，許多學者均對魚類精子的生物學進行大量的研究，常采用不同溶液作為授精、激活的介質，以提高受精率。徐敏[2]研究了不同鹽度和堿度對3 種鯉形目魚類精子活力和受精率的影響，討論了3 種魚類精子生存的最佳鹽度和堿性的區間。練青平等[3]研究了不同氯化鈉濃度對美洲鰣精子活力的影響。張濤等[4]對高體雅羅魚精子進行研究發現，適宜濃度的鈉離子（Na+）、鉀離子（K+）、葡萄糖及甘油，可提高高體雅羅魚精子活力，高濃度溶液對高體雅羅魚精子的激活率呈明顯的抑制作用?，F開展葡萄糖（Glu）、氯化鈉（NaCl）、氯化鉀（KCI）、氯化鈣（CaCl2）、氯化鎂（MgCl2）對加州鱸精子活力的影響試驗，擬為加州鱸人工繁育提供參考[5]。

1 材料和方法

1.1 時間與地點

2023年5月11日。試驗地位于大連海洋大學遼寧省北方魚類應用生物學與增養殖重點試驗室。

1.2 材料

從大連水產品市場購買5 尾性成熟、體表光滑無傷、體格健壯、腹部膨大的加州鱸，充氧運輸至試驗室內，于進排水方便、有充氣設備的水族箱中暫養，水溫為（20±0.5）℃。暫養期間停食，試驗期間不注射催情劑。至雄魚腹部較粗糙、膨大輕壓腹部可擠出乳白色精子時，進行試驗[6]。試劑為Glu、NaCl、KCI、CaCl2、MgCl2，均為國產分析純。

1.3 方法

1.3.1 試驗組

Glu、NaCl、KCI、CaCl2、MgCl2，每種試劑均用去離子水配置成5 個試驗組，其濃度分別均為1.0，2.0、3.0，4.0 和5.0 g/L。以去離子水為對照組。

1.3.2 精液的獲取

用毛巾擦去雄魚生殖孔周圍以及體表水分，按壓腹部兩側擠出精液，并棄掉第1 滴精液，觀察到精液應為乳白色、黏稠的液體，無糞、尿液、血液的污染。

1.3.3 觀察精子活力

使用一次性吸管，吸取1 滴配制完成的溶液于載玻片上，置于已調好焦距的顯微鏡下，再使用一次性帶針頭的注射器蘸取少許精液與溶液混合，立即觀察記錄其活動情況，并使用秒表計時（精液與溶液相混合時開始計時）。根據文獻[7-8]，快速運動時間（fast movement time, FT）:精子呈現快速運動，快到運動過程看不清路線，只能看到精子呈現“一團旋渦”的持續時間；壽命時間（life time, LT）:從精子開始活動至大約90%精子死亡的時間。對每一種不同濃度的樣品檢測3 次，并求出平均值。

1.4 數據分析

試驗結果用平均值±標準差表示。使用SPSS25.0統計軟件，對數據進行單因素方差分析（One-Way ANOVA），顯著性水平設置為0.05。

2 結果與分析

2.1 ρ（Glu）對精子活力的影響

隨著ρ（Glu）升高，FT 及LT 先升高后降低。ρ（Glu）為0.5 和1.0 g/L 試驗組，FT 及LT 均高于對照組；ρ（Glu）為2.0 和2.5 g/L 試驗組，FT 及LT 均低于對照組。FT 及LT 最長出現在ρ（Glu）為1.0 g/L 試驗組，且顯著高于對照組（P＜0.05），見表1。

表1 加州鱸精子在不同ρ（Glu）中的活力①

2.2 ρ（Ca2+）對精子活力的影響

隨ρ（CaCl2）升高，FT 及LT 均先升高后降低。ρ（CaCl2）為3.0 g/L 試驗組FT 最長，且顯著高于對照組（P＜0.05），ρ（CaCl2）為4.0 和5.0 g/L 試驗組，FT 則小于對照組，但差異不顯著（P＞0.05）。各試驗組LT 均高于對照組，其中ρ（CaCl2）為3.0 g/L 試驗組，LT 最長且顯著高于對照組（P＜0.05），其他試驗組則差異不顯著（P＞0.05），見表2。

表2 加州鱸精子在不同ρ（CaCl2）中的活力②

2.3 ρ（K+）濃度對精子活力的影響

隨ρ（KCl）升高，FT 及LT 均先升高后降低。ρ（KCl）為3.0 g/L 試驗組FT 最長，且顯著高于對照組（P＜0.05），ρ（KCl）為5.0 g/L 試驗組FT 則小于對照組，但差異不顯著（P＞0.05）。各試驗組LT 均高于對照組，其中ρ（KCl）為3.0 g/L 試驗組，LT 最長，但差異不顯著（P＞0.05），見表3。

表3 加州鱸精子在不同ρ（KCl）中的活力③

2.4 ρ（Mg2+）對精子的影響

隨ρ（MgCl2）升高，FT 及LT 均呈逐漸降低趨勢。各試驗組加州鱸FT 均顯著低于對照組（P＜0.05），其中在ρ（MgCl2）為6.0 g/L 試驗組最低。各試驗組加州鱸LT 均顯著低于對照組（P＜0.05），其中在ρ（MgCl2）為4.0 g/L 試驗組最低，見表4。

表4 加州鱸精子在不同ρ（MgCl2）中的活力④

2.5 ρ（Na+）對精子的影響

隨ρ（NaCl）升高，FT 及LT 均先升高后降低。ρ（NaCl）為3.0 g/L 試驗組FT 最長，且顯著高于對照組（P＜0.05）；ρ（NaCl）為5.0 g/L 試驗組FT 則小于對照組，但差異不顯著（P＞0.05）。ρ（NaCl）為3.0 g/L試驗組LT 最長，且顯著高于對照組（P＜0.05）；ρ（NaCl）為4.0 和5.0 g/L 試驗組LT 則小于對照組，但差異不顯著（P＞0.05），見表5。

表5 加州鱸精子在不同ρ（NaCl）中的活力⑤

3 討論

Glu 是精漿中碳水化合物重要組成部分。宋勇等[9]研究發現，鯉精子在ρ（Glu）為1.5 g/L 時，LT 比在最佳濃度的NaCI 溶液中，壽命長約350 s。丁淑荃等[10]研究發現，加入適量Glu 后，能夠明顯延長蛇精子的運動時間。本試驗中，Glu 在一定濃度范圍內，可提升加州鱸精子的運動時間，延長精子壽命，高出一定濃度，會抑制精子活力。在ρ（Glu）為1.0 g/L 時，FT 及LT 均最長，且顯著高于對照組（P＜0.05）。

魚類精漿中一般富含K+、Na+、Ca2+和Mg2+等，這些離子在精漿與水中含量的差異被認為是精子激活的直接動力[11]。羅明坤等[12]研究表明，低濃度的K+更適宜激活薩羅羅非魚精子。本試驗中，ρ（KCl）為3.0 g/L 試驗組FT 最長，且顯著高于對照組（P＜0.05）。K+、Na+同為單價陽離子，其化學性質相近；KCl、NaCl溶液對加州鱸精子活動影響的規律相似，FT 和LT也接近。也許是K+增強精子活動的另一種方式，即在對抗較高滲透壓的抑制作用的同時，保持精子最佳活動狀態[8]。

本試驗中，Ca2+對加州鱸精子作用效果變化顯著，當ρ（Ca2+）為3.0 g/L 時，FT 和LT 均達峰值，隨Ca2+濃度的持續增加，精子活力和激活率逐漸降低，精子活動受到明顯抑制。高濃度的Ca2+對加州鱸精子有一定損傷，其原因可能是CaCl2溶液中的Ca2+濃度高于精漿中的Ca2+濃度，引起精子內部發生變化，導致活力下降。Mg2+對加州鱸精子抑制作用的原理同Ca2+相似。Ca2+和Mg2+是水質硬度評價的指標，一般在魚類人工授精過程中，需提前檢測水體中Ca2+和Mg2+濃度，以提高受精率[13]。本試驗表明，適宜濃度的Glu、K+、Na+、Ca2+，對加州鱸精子活力有促進作用，Mg2+則有抑制作用。因此，可通過調節養殖水體Glu 及相關離子濃度，以激活加州鱸精子活力，提高受精率，其中Glu、K+、Na+及Ca2+較適宜的濃度分別為1.0，3.0，3.0 和3.0 g/L。