斑马鱼(Danio rerio)的资源管理:综述Christian Lawrence摘要斑马鱼最近成为了一个卓越的生物医学研究的模型的脊椎动物。
它作为人类疾病和发展的模型,这个同样令人喜欢的特征为它受欢迎做出了贡献;即繁殖力高,体积小,迅速的繁衍周期,在早期胚胎发育早期的光学透明性,也有许多其他学科的研究者长期致力于它的研究,包括动物行为,鱼类生理,水产毒理学。
尽管如此,严谨的饲养斑马鱼的技术还是不够发达。
虽然斑马鱼有一个相当大的身体,都和畜牧业有直接或间接的关系,这个信息有许多不同的来源,而且它很少被应用到发展中国家的标准协议。
这项综述是尝试把可利用的与斑马鱼生物学和文化相关的科学资料整合到一个这项领域的概述,可以用于研究中的这个重要的动物模型的使用效率的改善。
这个综述还强调了在那些领域需要做进一步的研究。
目录1.简介2.斑马鱼的自然历史2.1 喜好的栖息地及分布2.2 繁殖和行为2.3 寿命2.4 食性3.斑马鱼文化3.1 水化学3.1.1 温度3.1.2 PH值3.1.3 硬度3.1.4 盐度3.1.5 溶氧3.1.6 含氮废物4.营养,食性和饲养方法4.1 营养需求4.2 食性4.3 饲养5.繁殖和养殖技术5.1 繁殖5.2 养殖技术5.3 产卵率6.幼体培育6.1 幼体生物学6.2 食性和营养6.3 水质6.4 生长率和存活率7.成体培育7.1 保持密度7.2 遗传育种计划8.总结致谢参考文献1.简介在过去的二十年里,斑马鱼已成为一个研究遗传学和发展的重要的脊椎动物模型,近来,也包括人类疾病和筛查治疗药物。
大量的有利的性质,包括它体积小,快速的发展和繁殖速度,早期发展过程中的光学透明性,比较容易的遗传选育和与人类相似的遗传特点,而且它将很有可能在其他领域的研究中刺激经济的增长,特别是它的基因组草案的进一步完善和令人振奋的用来做扩展研究的可利用的工具和方法。
鉴于斑马鱼作为一个相当重要的实验模型,伴随着的是它大量使用和相关培育设施的建立和维修的大额的经济耗费,在一定程度令人惊讶的是它的畜牧业不发达。
当与其他的养殖鱼类相比,像罗非鱼,斑点叉尾鮰和鲤鱼,公开的饲养标准完全不符合要求。
在有关养殖技术的信息交流中,众多的研究机构之间的房屋斑马鱼养殖技术已经基本不存在,和任何已经取得的进展都非常孤立,没有同行业内人士的利益评价。
这种情况的一个不幸结果是,许多斑马鱼的设施可能运作在一个次级水平,当调查人员初次接触这个模型,在为新建立的养殖设施制定一个标准的作业程序,没有科学严谨的资源可以咨询时,这个情况只会进一步加剧。
尽管公布的饲养标准缺乏,斑马鱼任然是一种非常好的研究动物。
很久以前,它作为一种发展模型出现,斑马鱼是研究各种鱼类各方面生物学的材料。
多年来,研究人员利用这些具体实际的优势,现在用斑马鱼的生物学研究团体来研究鱼类的繁殖,变浅,水生毒理学,渗透调节和嗅觉。
近来,一些团体都发表了有关斑马鱼的自然历史,营养和繁殖行为研究文章。
这研究历史可能帮助斑马鱼研究者拥有一个丰富资源的生物学研究机构,那个可以直接或间接地应用于畜牧业。
然而,当这些信息被发布后,不同的是,他发表在新闻期刊上后不会被斑马鱼研究团体的人们来做一般的咨询。
1.斑马鱼的自然历史一个对斑马鱼的自然环境更全面的了解,包括喜好的栖息地,繁殖行为和食性,对完善饲养标准和优化在生物医学和遗传行为方面广泛使用的研究都是必须的。
然而,发表的有关斑马鱼自然历史的信息是有限的,和那些落后于为这个物种的大量遗传和发育有利数据。
实际上,几乎没有可利用的有关斑马鱼生态和行为的资料被用来畜牧业的发展,但是这种趋势必将改变普遍的继续增长的模式,并且应用到不同领域的研究,比如说遗传行为。
这些信息对畜牧业的重要性,被来自少数领域研究数据所证实,这些研究已经被多次引用或者出现在本文的更多部分。
下面是对这些可利用数据的一个概要的总结,包括可以被用来改善斑马鱼饲养研究设施的更长远工作的建议。
一个斑马鱼更充分的行为和生态的治疗将由斯彭斯等人给出。
2.1 喜好的栖息地及分布斑马鱼原产于南亚,主要分布在印度,孟加拉国,尼泊尔,缅甸和巴基斯坦的部分地区。
这个地理区域里有季风气候,明显的雨季和旱季对它的栖息地分布有明显的影响,包括水化学性质和丰富的资源。
斑马鱼已经被报导出现在这个区域里的多种多样的栖息地类型,包括灌溉的沟渠和稻田,人造的池塘,河流的上游,甚至是湍急的溪流。
然而,在孟加拉国和印度进行的两次调查结果显示,把这两次结果合并到一起,提供了一个至今对这个物种喜好栖息地最全面的描述。
麦克卢尔等人进行了六次采样调查,包括位于西孟加拉邦和北方邦的印度各邦的恒河流域,在这三个地方发现了斑马鱼,其中包括稻田和两个山脚溪流的静水流。
在孟加拉国,在恒河和雅努藏布江流域的23个地方的调查中发现斑马鱼在这些位置9。
在印度的研究调查中,斑马鱼仅在静水或缓慢流动的水域中发现,包括浅水池塘,其中还有一部分用来种水稻。
有趣的是,斑马鱼均与这些地方的大部分或全部水生植被有联系。
值得注意的是,在野外或以实验室为基础对野生或家养的斑马鱼的行为研究中,它们更倾向与在与其水生植被有关系的地方产卵。
这些调查还描述了更多的发现斑马鱼的地方的水的物理化学性质,包括PH值,温度,盐度,透明度,深度和百分之冠(见表一)。
总之,这些观察表明,斑马鱼似乎更倾向于静止或者缓慢地移动,透明度高的弱碱性的水体。
这些数据是有用的,至少它们可能直接用于实验室斑马鱼的水化学的参数的优化设计,当鱼被放流在与自然相适应的水环境中时,它的人工饲养生产力是最高的。
今后的实地研究应该更充分地调查在夏季的情况,在一个更宽广的栖息地类型,以确定斑马鱼在自然界中全部的喜好栖息地,从而使之更好的配合实验室的水化学参数成为可能。
2.2 繁殖和行为由于斑马鱼的研究在很大程度上是以生产大量的育苗为前提的,野生动物的生物繁殖和行为的信息与畜牧业明显相关。
值得注意的是,很少有人知道这方面的物种。
许多可利用的数据主要来源于动物调查期间收集者的意见,尽管许多更加详细的说明已经被报导,尤其是最近的。
迄今为止收集的证据表明,斑马鱼出现缓慢流动水体的小沙洲中或者漫滩水体的静水中。
斑马鱼是体外繁殖,小群体的批次产卵繁殖,雌体把蛋产在底层,没有父母的照看。
由于其他鱼类对季风气候的适应,其繁殖很可能受雨季的到来影响,虽然在旱季观察到成熟雌性的卵提示斯彭斯等人猜测繁殖很可能依赖于可利用的食物资源,这个水平与降雨量成正相关。
鸡蛋是底栖的,一般4-7天孵出幼体。
雄性斑马鱼包围在产卵地点的周围,并且也采取一种选择追逐雌性的交配方法。
雌性的择偶可能与嗅觉有关。
实验室的实验结果表明,斑马鱼幼鱼偏好于利用嗅觉和视觉与亲鱼联系。
这一观察表明,野外成群的幼鱼很可能是近亲,尽管这个还没有被证实。
浅滩成鱼个体的亲缘程度也不知道,尽管实验数据显示个体的喜好与性成熟后避免性逆转有关系,表明在某一点上仔稚鱼远离产后的浅滩。
这个群体遗传学研究支持的前提表明,从印度四个不同的地方收集来的鱼类高水平的遗传变异和薄弱的遗传结构,至少以微卫星标记为依据。
2.3 寿命到目前为止,还没有研究报告详细介绍野外斑马鱼的寿命。
斯彭斯等人推测斑马鱼的寿命主要是一年,以这一年中每月采集样品的标本大小分布为依据,和对其繁殖方式的评价。
然而这些数据是有局限性的,并且只有一个单一的群体。
记录的实验室斑马鱼的寿命可以超过五年。
进一步收集的野生种群的年龄组成将有利于野生的和实验室动物年龄的比较,这将对生物学研究有用处,尤其是那些老龄的。
2.4 食性野生斑马鱼对食物喜好的信息与畜牧业有关,因为它可能有助于饮食和饲养计划的设计,比目前的人工饲养更好的反映特定物种的消化生理和摄食行为。
有一些可利用的数据提供了自然界中斑马鱼的摄食习惯。
斑马鱼是杂食性动物,摄食多种底栖动物和浮游甲壳类动物,以及蠕虫和昆虫幼虫。
他们对双翅目幼虫的摄食倾向被建议用来对蚊虫的控制。
麦克卢尔等人分析了来自印度三个不同采样地点斑马鱼的肠道内容物,发现其摄取的主要是陆地上的一些昆虫。
这些作者认为这种模式是该物种小生境偏好的结果,因为经常发现斑马鱼的池塘和河流也是那些昆虫最容易掉落水中的地方。
虽然这些数据确实表明,在高降雨期间更多的调查研究对获取对自然界中该物种摄食习惯更全面的了解是必要的。
3.斑马鱼文化3.1 水化学斑马鱼作为实验动物模型的产生最主要的因素是它对在范围宽广野外环境生存的耐受力。
它们的适应能力是对它们在野外分布的一个反映,由于当地的地理因素和明显的季节性降雨波动模式导致它们在一系列物理化学性质有很大不同的栖息地被发现的。
然而,重要的是要认识到,养殖最佳环境范围以外的鱼需要比较大的耗费。
最理想条件下养殖动物,必须投入维持平衡越来越多的能量比例,而不是生长,产卵和免疫。
次优条件的结果是生长率,子代数量和质量和最终,生存的下降。
因此,至关重要的是确定人工饲养条件下斑马鱼水质参数的范围,这样可以降低死亡率,使鱼体生长迅速,在性成熟后产下大量高质量的胚胎。
3.1.1 温度温度是鱼类养殖作业时的一个最重要的物理参数之一,因为它在生命历程中的生物化学过程发挥着重要的影响。
....动物,像鱼类,显示其对温度变化不同程度的耐受性,以及它们生存最好的更窄的最佳范围。
斑马鱼可以分为广温性,因为它们表现出更宽的温度耐受性。
从实验室控制的数据表明,斑马鱼对温度的最大耐受范围是6.7-41.7度,这是它与已知的最广温性鱼类之一的希普斯桃花鱼相似。
值得重要注意的是这两项研究中的耐受范围强烈的受到驯化温度的影响;比如说鱼类,在较低温度下驯化一定时间可以延长到更低的温度范围比在较高温度下驯化延长到更高的温度的范围大。
这种温度变化的灵活性在自然种群中也有记录,在孟加拉国九个不同采集地点水温中斑马鱼的观察收集可知其温度范围是16.5-33度。
这些数据提供强有力的证据表明,实验室证明的斑马鱼宽广的耐受性不是人为因素。
斑马鱼的最佳耐热还没有正式确定。
韦斯特在斑马鱼培育中普遍建议维持温度是28.5度,这个最佳温度至少有一项发表的实验研究支持,当斑马鱼在28度时表现出最快的增长速度,而不是较低和∕或随机的和人为的温度波动。
然而,以其在自然界中的广泛耐受性为基础,它实际的喜好温度高于或低于这个温度范围是极有可能的,马修斯等人建议的24-30度的温度范围可能更合适。
尽管对韦斯特建议的一般坚持已经导致温度是斑马鱼研究和养殖中最重要的环境参数,应该认识到在喜好温度之外的控制和饲养温度的偏差可能在许多方面的研究中造成影响。
饲养温度的升高已经被证明扰乱了调节性分化的类固醇合成酶的合成,从而使实验室种群性别比倾斜。
通过分子蛋白变温来维持细胞的功能效率比较低,从而在最适温度以外影响一些鱼类的表现。