013甲基睾酮对孔雀鱼幼鱼性别影响的研究

013甲基睾酮对孔雀鱼幼鱼性别影响的研究 注册号 kvqfhq 学生姓名 洪伟鑫 甲基睾酮对孔雀鱼幼鱼性别影响的研究 作者 洪伟鑫 指导老师 曾国寿 福建省厦门一中:洪伟鑫 指导老师:曾国寿 注册号 kvqfhq 学生姓名 洪伟鑫 简介: 该实验以甲基睾酮为刺激物，通过一系列实验，反复验证，研究了其不同剂量对孔雀鱼幼鱼生长的影响。结果表明:一定剂量的甲基睾酮可使雌性孔雀鱼转变为雄性，其中浓度在100μg/L时，效果最好。诱变后雄鱼可进行交配、繁殖，且繁殖后代均为雌性。 2 注册号 kvqfhq 学生姓名 洪伟鑫 甲基睾酮对孔雀鱼幼鱼性别影响的研究 摘要:研究了甲基睾酮对孔雀鱼(英文名Guppy)幼鱼性别、生长、繁殖及后代的影响。结果表明，一定剂量的甲基睾酮可促使雌性幼鱼转变为雄性，并产生雄性第二性征;诱导后孔雀鱼雄鱼有成熟的精巢，部分可育，繁殖后代均为雌性;剂量在20μg/L、60μg/L、100μg/L时，都能促进孔雀鱼雌性幼鱼雄性化，其中高浓度时效果最好，但当剂量在100μg/L时，浸泡超过20天，会引起幼鱼生长畸形，如尾部变尖等;在一定时间内(4至40天)，可加速幼鱼生长 关键词:孔雀鱼 甲基睾酮 性别 第二性征 热带鱼作为一种观赏鱼类，正走进千家万户。热带鱼的观赏价值就在于它绚丽多彩的体色。许多热带鱼，雌雄个体在外观上有很大的区别，雄鱼体形优美，体色绚丽，而雌鱼则有些单调。市场上同一品种的热带鱼，雄鱼价格往往高于雌鱼，甚至一些鱼种仅出售雄鱼，雌鱼则无人问津。或许有一种方法，能使热带鱼雌鱼转变为雄鱼或出现雄鱼的体型、体色，以提高雌鱼的观赏价值。为此，我们走访观赏鱼店，请教专家，并查找资料。 大量资料表明，口服或注射性激素睾酮，可促使某些动物雌性个体产生雄性第二性 [1]征，如母鸡长出鸡冠和美丽的羽毛，早晚鸣叫，与其它母鸡有交配行为等;而17-α-MT [2] 可促使文昌鱼精子的形成 。因此，我们采用激素诱导的方法，研究了甲基睾酮对孔雀鱼幼鱼性别的影响。 1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 鱼种的选定 本实验采用的孔雀鱼(英文名Guppy)。从观赏鱼店购买鱼苗，苗龄4至7日。 1.1.2 药品 甲基睾酮片(Methylteosterone Tablets)，化学名:17α-甲基-17β-羚基雄甾-4-烯-3-酮，中外合资镇江吉贝尔药业有限公司生产。将甲基睾酮配制成溶液， 3 注册号 kvqfhq 学生姓名 洪伟鑫 取甲基睾酮片一片(含有效成分5 mg)，溶解于20 mL75%乙醇，后加蒸馏水配制成200 mL溶液，存放在棕色试剂瓶中。溶液含甲基睾酮25 µg /mL， 1.1.3 器材 400 mL培养瓶、烧杯、温度计、加热棒、充气石、增氧机、过滤器、电子天平、800型离心沉淀器。 1.1.4 饲料 对虾人工饵料(鱼店购买)。 1.2 方法 1.2.1 实验方法 浸浴法，将孔雀鱼幼鱼浸泡在甲基睾酮不同含量的水中培养，恒温30，?及12小时定时光照，进行对比实验。(表1) 表1 孔雀鱼实验分组情况 实验次数 100 µg /L 60 µg /L 20 µg /L 对照组 第一次 ? ? ? 第二次 ? ? ? ? *每实验组放孔雀幼鱼8至16尾。 1.2.2 观察方法 定期对实验鱼进行观察，并对所发现的情况进行照相和摄像(包括显微摄像)。 2 实验过程 2.1 预备实验 用生活环境和习性与孔雀鱼相似，但生长比孔雀鱼快的玛丽鱼进行实验，验证该课题是否可行。分为实验组与对照组。实验组保持甲基睾酮浓度50 µg /L。 2.2 孔雀鱼分组实验 本实验分为三个实验组，一个对照组。实验组分别采用低剂量、中剂量和高剂量(表1)，保持水中甲基睾酮含量不变，定期换水并加入相应量的甲基睾酮溶液。其中，中剂量组进行一次实验，低剂量组和高剂量组重复两次实验，定期测量鱼长，观察幼鱼生长情况，特别是体色变化情况。 2.3 验证实验结果 对?组经20 µg /L甲基睾酮诱导后雄鱼(含原有雄性和诱导后雄性鱼)进行解剖，观察其性腺。从性腺角度验证实验结果。 2.4 跟踪观察 将?组60 µg /L甲基睾酮诱导后的孔雀鱼雄鱼(含原有雄性和诱导后雄性鱼)分别与对照组的雌性成鱼一一进行配对，观察其繁殖情况，对产生的子代幼鱼进行培养，观察其生长情况。 4 注册号 kvqfhq 学生姓名 洪伟鑫 2.5 生态环境的观测 在进行实验的同时，定期测量水体pH值，不定期对水体进行观测，用800型离心沉淀器，将水体进行沉淀，并把沉淀物放在显微镜下进行观察，研究甲基睾酮对水体的影响。 3 结果 经过2002年7月至2003年10月的实验，得出以下结果: 3.1 甲基睾酮对幼鱼性别影响 经过重复两次的实验(表2)可以看出，甲基睾酮浓度在20 µg/L、60 µg/L 、100 µg/L，都能提高孔雀鱼的鱼群雄性化的比例，当浓度在100 µg/L时雄性化效果最好。但经过孔雀鱼高浓度组的两次重复实验，我们还发现当浓度为100 µg/L时，在实验后16天就有幼鱼性别发生改变，但在实验后20天左右，幼鱼尾部开始变尖，直至完全变尖。幼鱼生长开始发生畸形。说明高浓度的甲基睾酮对幼鱼生长有一定影响。 表2 甲基睾酮对幼鱼性别影响(实验70天后) 甲基睾酮性别正 实验 存活尾组号 含量雄性 雌性 存活率 在变化 鱼数 数 (ug/L) ****?组 100 16(8组) 87.5% 64.3% 14.3%21.4%14****?组 20 16(8组) 87.5% 42.9% 35.7% 21.4% 14 50% 18.8% 31.2% 16(8组) 16 100% ?组 60 对照组 0 18.8% 56.2% 25% 16(8组) 16 100% *性别百分比以实际成活数统计 3.2 实验结果验证 通过对本实验?组20 µg /L甲基睾酮诱导后雄鱼解剖的观察，解剖后可看到，诱导120天后获得的9尾雄鱼均有成熟的精巢。所以甲基睾酮能改变孔雀鱼幼鱼的性别。 3.3 跟踪实验观察 通过对本实验60 µg /L甲基睾酮诱导120天后产生的12尾雄鱼 进行配对后，经过34至50天的培养后，有9尾产生后代，经过120天的培养， 其中7对产生的后代中既有雌性，又有雄性，另两对后代均为雌性(表3)。幼鱼生长均正常。 5 注册号 kvqfhq 学生姓名 洪伟鑫 表3 配对后幼鱼繁殖情况 编号 产生后代时间 子代尾数 雄性 雌性 存活尾数 存活率 ? 配对后41天 42 0% 100% 35 83.3% ? 配对后50天 38 39.4% 60.6% 33 86.8% ? 配对后38天 55 45.5% 54.5% 44 80.0% ? 配对后34天 62 40.4% 59.6% 52 83.9% ? 配对后36天 49 0% 100% 40 81.6% ? 配对后38天 63 42.2% 57.8% 45 71.4% ? 配对后42天 52 44.2% 55.8% 43 82.7% ? 配对后44天 44 33.3% 66.7% 36 81.8% ? 配对后43天 48 43.7% 56.3% 39 81.3% 3., 甲基睾酮对孔雀幼鱼体色改变的影响 当孔雀鱼幼鱼生长、发育到一定程度，其体色将开始改变。实验结果(表4)表明加入甲基睾酮后6天，幼鱼体色改变的速度明显加快。虽然实验后6天，试验组及对照组中都有幼鱼体色开始改变，但是?、?、?组分别在实验后13、16和14天，所有幼鱼体色的都开始有改变，其中?组最快的;虽然对照组在实验后6天也有幼鱼体色开始改变，但是50天后仅有7尾体色有改变。体色改变的特征是，鱼体由透明转变为红色黄色或黑色，部分幼鱼尾鳍由透明变为有两条黑色条纹，将是雌性鱼的标志;部分幼鱼的体表由无色转变为红色或黄色，将进一步发育成雄鱼。显然甲基睾酮能加速孔雀鱼幼鱼体色改变，这也表明甲基睾酮能促进孔雀鱼的生长。而且，孔雀鱼的性成熟期为90至120天，但经解剖后发现，高剂量组的孔雀鱼雄鱼在出生后75天左右就有成熟的精巢，所以甲基睾酮可加速孔雀鱼性成熟。 *表4 甲基睾酮对孔雀幼鱼体色变化的影响(2002.12-2003.1) 甲基睾酮变色首尾鱼体色发所有鱼体色都 变色含量尾数 组别 所用时间 百分生改变的时间 改变的时间 尾数 (ug/L) 率 100 ?组 16 6天后 13天后 7天 16 100% 20 ?组 16 6天后 16天后 10天 16 100% 60 ?组 16 6天后 14天后 8天 16 100% 对照组 0 16 6天后 50天以上 44天以上 7 43.7% *本组实验每三天详细观察一次 6 注册号 kvqfhq 学生姓名 洪伟鑫 3.3 甲基睾酮对孔雀鱼幼鱼生长的影响 实验中还可以看出(图1)当甲基睾酮浓度为20 µg /L或100 µg /L时，在一定时间内(4天至40天)可以促进幼鱼生长。 25 高浓度组20 低浓度组15 ()mm对照组10 全长 5 0第1天第4天第7天第11天第14天第17天第47天 测量时间 图1 甲睾酮对孔雀鱼幼鱼体长增长情况孔雀鱼体长增长情况 3.4 水质情况 通过对水体的日常观察、水体pH值的定期测定及水中微生物的观察，我们发现:在加入甲基睾酮后1至2天，会使水体变得浑浊，但不会引起水体pH值明显变化，水中出现了草履虫、鞭变形虫、轮虫等原生动物，所以加入甲基睾酮不会引起水质变化。 4 讨论 4.1 应用性激素类似甲基睾酮诱导孔雀鱼雌性幼鱼转变为雄性是可行的，诱导后雄鱼均有交配行为，部分能够进行繁殖，且后代均为雌性。在甲基睾酮浓度在20 µg/L、60 µg/L、100 µg/L时都能提高鱼群中雄性比例，而且甲睾基酮在一定时间内可加速幼鱼生长，但是当浓度为100 µg/L 时，浸泡过久会引起幼鱼生长畸形。 4.2 本实验60 µg /L甲基睾酮诱导后产生的孔雀鱼雄鱼，其中两尾交配后后代均为雌性，由于控制雌性性别的基因为,,，雄性为,,，后代中既有雌性又有雄性的雄鱼基因型即为雄性;而后代均为雌性的雄鱼基因型为,,(图2)。由此可知，这两尾雄鱼是 7 注册号 kvqfhq 学生姓名 洪伟鑫 由雌性诱变的，诱变后雄鱼能受精，受精卵能发育，发育的特点是均为雌性。这与?组 [3]的解剖观察结果:所有雄性鱼都有成熟的精巢相印证，也与文献“用雄(雌)性激素对刚出生的鲫鱼进行诱导，得到“假”雌(雄)性鱼，并以此培育出了基因型为YY的纯种“超雄性”鱼，且均可育，其中，“超雄性”鱼与自然雌鱼交配，后代100%为雄性。”相吻合。 BE 假 XX XX XX X X X X XX XX XX XX 100%? 图2 诱导后雄鱼与自然雌鱼交配图 4.3 甲基睾酮在幼鱼期能促使孔雀鱼性别发生改变，使幼鱼发育成观赏价值高的雄鱼，促使其产生绚丽的体色，在提高其观赏价值的同时也提高了其经济价值。应用甲基睾酮浸浴法培养雄鱼不仅可适用于孔雀鱼，也可适用于其它热带鱼。今后我们将对雄鱼进行雌化，经杂交后选育出基因型为YY的“超雄性”鱼，使其与自然雌鱼杂交后幼鱼雄性率达到100%。这将是我们以后研究的方向。 4.4 甲基睾酮诱导孔雀鱼雌鱼雄化，在提高其观赏价值的同时，也提高了其经济价值，若投入生产，可产生丰厚的经济效益。但值得考虑的是，诱导池的水中残留有少量的激素，若大规模生产，水体中残留的激素不合理排放，将对环境造成污染。今后，我们将进行进一步的实验，以便对激素诱导热带鱼“性变”投入生产的实效性进行评估，在不以牺牲环境的前提下，尽可能的提高热带鱼的经济价值及社会效益。 8 注册号 kvqfhq 学生姓名 洪伟鑫 参考文献 [1]人民教育出版社生物自然室，全日制普通高级中学教科书(试验修订本?必修)，人民教育出版社，2000，2，97-98。 [2]方永强、齐 襄、洪桂英，17-α甲基睾酮对文昌鱼精子发生的影响，台湾海峡，1991，10(2):146-149。 [3]关 青、徐竹青，淡水养殖，中国农业大学出版社，2000，5，240-241。 9