淺談對魚類的性別控制

2006-6-29 8:51:00來源:網友評論(0)　　一、 原理由於消費者的需求不斷變化，也由於在養殖過程中魚的自然性質的變化，如生長速度，飼料的轉化率、體形、習性、肉質顏色以及對傳染行疾病的抵禦能力等等，許多水產工作者希望推遲魚的性成熟時間，從而避免由於性成熟而停止生長的現象，以便使得商品魚長得更快，更大。對於鮭鱒魚來說，問題常出在雄性魚身上。通常雄性魚成熟較早，形體也就相對比較小。在這種環境下，人們普遍選擇那些單性的，或者是性別逆轉後的魚做商品魚種。目前，一些發達國家採用不少方法用來控制魚的性別。如下所列：1. 雌化法a) 雌性荷爾蒙的應用；b) 雌性逆變種與原種交配；2. 雄化法a) 雄性荷爾蒙的應用；3. 避孕法a) 藥物避孕法；b) 化學物避孕法；c) 荷爾蒙避孕法；4. 無性化法a) 藥物/化學物；b) 荷爾蒙應用；c) 溫度刺激（包括熱刺激和冷刺激）；d) 壓力刺激；e) X－光照射；有些方法已經比較成熟，並得到廣泛的應用，還有些方法正在處於研究試驗階段。但不論什麼方法，都需要準確地理解如何決定魚的性別。對魚類來講，性腺的發育在很早的階段就開始了，有些甚至在孵化階段就開始了。這種性腺的發育是由授精卵中細胞核的染色體（基因）的分布來控制的。對於人類來講，女性具有一對「X」染色體，而男性具有一個「X」染色體和一個「Y」染色體（見下圖1）。大多數魚類具有相同的特性，並且在臨產時所有由雄性魚和雌性魚所產生的對偶因子（即精子和授精之前的卵子）都含有半數的染色體。這些只含有半數染色體的細胞也被稱為單性體。在卵子中，這種單體細胞只含有「X」染色體，而在精子中的單體細胞則含有「X」染色體或「Y」染色體。在授精過程中，精子中的染色體與卵子中的染色體相結合組成一對染色體。而在這新組合成的染色體中，具有「XX」染色體的細胞將變成雌性，具有「XY」染色體的細胞將成為雄性。XX XY雌性　　　 雄性圖1 雌性與雄性染色體示意圖然而，儘管性別的基因在授精時就已經形成了，其性腺的分化要到魚卵孵化破膜時才開始進行。這時，通過人工的方式改變胚胎組織的基因結構，以便控制其原始生殖細胞，人為的決定其是否應該發育成具有卵巢或睾丸生殖結構的幼魚。其次，隨著幼魚生殖器官的進一步發育，以及特定性別的荷爾蒙的產生，其生殖器官發育成型，從而達到人們所期望的性別。幸運的是在水產學科方面，決定魚的生殖性別的生理結構是非常易變的和易操縱的，從而為人工控制魚的性別這一領域提供了很多潛在的研究空間。二、 性逆變法（1）直接荷爾蒙性逆變法用性逆變方法來改變魚的性別已經在某些魚種身上成功的實現了。這種方法是在魚的性腺開始分化之前或正在分化過程中，通過改變魚體內部類固醇的荷爾蒙而實現的。一般來講，當魚苗在開始進食時，在飼料中攙入一定量的雄性荷爾蒙或雄性激素，從而使得性腺發育成熟時其睾丸也發育成熟並呈現雄性特徵。而如果在飼料中加入雌性激素，將使魚在性腺發育完成時卵巢也發育成熟並呈現雌性特徵。水產工作者或養殖戶將根據市場需求來決定某些特定的水產品種的性別。通常，他們希望全雌化的鮭鱒魚、比目魚、鱔魚等等。但對於羅非魚或鯰魚則希望全雄性化。採用荷爾蒙對魚類進行性逆變處理的方法有一個很明顯的優點，那就是可以直接將激素摻入到魚的飼料中，這種方法即簡單，又容易操作。一般來說，荷爾蒙的使用不會超過40－60天，個別情況下不超過100天（從投喂開口料時算起），因此根本不必擔心商品魚上市的時候會在魚體內有任何激素的殘留物。實際上，對於通常使用的兩種荷爾蒙（即：17 －雌二酮和17 －睾丸酮）的殘餘量來說，一但停止使用，所有的激素成份會在5天以後從魚體內完全消失掉。因此，如果使用劑量合適的話，是不會對魚產生不利的作用的。然而，所有荷爾蒙藥物，應當象對所有其他藥物或化學物一樣小心處理，如果使用不當也會出現問題。很多國家都對用於人類消費的動物飼料的添加劑立法，以便保證人們在食用這些動物類肉製品時不會對人體產生不良的影響。同時養殖單位也應事先諮詢有關部門以便獲得正確使用添加劑的說明或忠告。配製帶有荷爾蒙的飼料並不複雜。首先秤出適量的荷爾蒙添加劑，接著把它溶解在一定量的酒精中。然後秤出一定量的魚苗開口料並與荷爾蒙－酒精溶液一起攪拌均勻。最好的辦法是把飼料均勻的撒在一張塑料薄板上，然後用噴槍把攪拌好的荷爾蒙－酒精溶液均勻的噴洒到飼料上。操作過程中要帶上塑料或乳膠手套。噴洒過後，應把飼料充分晾乾，以便使酒精徹底揮發掉，只剩下包裹在飼料顆粒上的薄薄的荷爾蒙塗層。乾燥好的飼料應該仔細的包裝好並標註清楚，不使用時要放到冷藏櫃中保存。全雌性化魚的雌性化技術是通過對上浮魚苗投喂摻有雌二酮 － 17 成份的開口料來實現的。其它的雌性激素（如乙炔基雌二酮，作用周期比較長）也可以用於雌化目的，但雌二酮則是首選的類固醇，因為雌二酮和雌酮是在魚體內自然存在的雌性激素成份；在性逆變技術過程中，雌二醇通常比其它雌性激素的效果更好。通過對照我們編製的《魚類荷爾蒙激素用量表》（此表可來函或來電索取）所列舉的對一些不同魚種，如：大西洋鮭，銀鮭，七彩鮭，虹鱒，山女鱒，羅非魚，比目魚，鯰魚，金魚等的投喂劑量和投喂周期可以幫助我們更好地對這些具有較高商業價值的魚類進行全雌化（或全雄化）的過程和結果的操控。在對上浮魚苗投喂開口料時，關鍵是在魚苗的性腺發育過程中嚴格掌握好施用荷爾蒙的劑量。對於鮭鱒類的魚來說，全雌化技術已經比較成熟了，在一定的水溫下，每天的投喂時間不得短於一個特定的時間段，而且投喂周期不得少於所規定的天數（從開始投喂開口料算起）等等，這些數據在我們的荷爾蒙用量表中都有詳細的記載。一些產業化的鱒魚養殖場按照表中所制定的標準劑量投餵魚苗後，取得了100％全雌化的鱒魚（也有個別情況出現波動，雌化率不是很穩定）良好結果。如果不按照這一標準用量投喂，全雌化的效果可能就不會很好。如果使用雌性激素，應該注意不要超過所建議的用量。劑量過高將損傷魚苗的肝臟並導致死亡，尤其是對鮭鱒魚類和比目魚類。在標準劑量下，所有的雌性激素都會減緩魚苗的生長速度。然而，一但荷爾蒙的應用周期結束以後，這些經過「特殊處理」過的魚苗就開始快速生長了。全雄性化魚的雄性化技術是通過對上浮魚苗投喂摻有17 －甲基睾丸酮成份的開口料來實現的。這種睾丸酮是自然存在的荷爾蒙睾丸酮的衍生物。儘管睾丸酮和甲基睾丸酮對於雄魚第二性特徵的發育具有相似的作用，但甲基睾丸酮在誘發性逆變的過程中起著更有效的作用。這可能是因為它具有更長的作用周期的緣故。乙炔基睾丸酮也被認為是一種有效的荷爾蒙激素，但它不能完全的溶解於酒精之中。近年來，另一種存在於自然界中的雄性激素，酮基睾丸酮，也被用於羅非魚的雄性化試驗。不過，由於這種激素的成本非常之高，令很多行業中人望而卻步。通常情況下，如果荷爾蒙激素的劑量不超過規定的標準很多時應該不至於擔心會對魚造成傷害。對於鮭鱒魚類或比目魚類，每公斤飼料中只要摻入很少量的荷爾蒙（見《魚類荷爾蒙激素用量表》）就可以有效地達到雄性化的目的。羅非魚則需要較高的劑量才能達到雄性化的理想結果。荷爾蒙激素劑量超高還有可能對魚造成不育症，特別是對鮭鱒魚類。不過劑量過高有一個好處，那就是可以激發魚的生長速度。（2） 轉基因性逆變法由於人類是魚產品的最終消費終端，因而對於用荷爾蒙激素來改變魚的性別有很多的異議。於是人們開始注意到採用轉基因的方式來改變魚的性別以便獲得單一性別的商品魚。為實現這一目標，第一步是通過性逆變方法獲得具有一對相同染色體（XX）的全雌化的親魚。例如鮭鱒魚在初始進食階段，儘管那些雌性魚苗由於飼料中甲基睾丸酮的作用開始了雄性化過程的逆變，發育出睾丸和第二雄性特徵，但它們的身體內部依然是雌性生理構造。因此當正常的魚卵被這種雄性化了的雌魚的精子授精時，它們都將具有一對雌性染色體 XX。（如圖2所示）。X X雌性　　雄性（具有雌性染色體的雄性）XX XX正常雌性　　　　　　雄化雌性全雌性後代圖2 全雌化過程示意圖在剛開始時，由於魚苗很小，我們根本無法區分它們的性別，因此不得不對所有的魚苗（即雌雄混雜的正常魚苗）都進行雄性化的處理。以後，當這些被雄性化了的親魚成熟時，再用它們的精子與原種的魚卵交配。然而，由於這些被雄性化了的親魚不具備完整的輸精管，因此不能用通常的人工采精方式獲得精子。也就是說任何可以通過正常的人工方式擠出精子的雄魚都不是被性逆變方法雄性化了的親魚，而是屬於正常的雄魚。因而不可能被用來獲得全雌化的魚種。在試驗過程中，也曾經希望通過小劑量的激素，或用相同的劑量但縮短試驗周期的方式，以便使魚的輸精管得到正常的發育，但後來證明這種試驗是徒勞的。上邊說過，要想從雄化後的雌魚（即那些具有發育不完全的輸精管的雄魚）體內取得精子，採用通常的人工擠卵方法是不行的。因此唯一的辦法是把魚殺死，將魚體內的睾丸取出並放到乾燥的容器內保存。需要注意的是，只有那些輸精管發育不完全或根本沒有輸精管的魚方可以使用。不過，採用這種方法有一點不足那就是人們很難判定該魚是否完全成熟了（而對正常的魚則可以通過擠壓魚的腹部來檢查該魚是否達到性成熟的狀態），因此只能在顯微鏡下來觀察每個魚體睾丸的採樣，並以此來判斷其是否成熟。也可採用人工催熟的方式使魚集中在某一特定的時間內達到成熟。採樣的方法是先用刀片將睾丸切成薄片，然後採集一滴精液並用玻璃片蓋好放到顯微鏡下觀察。只有那些最具活力的精子可以被用來進行人工授精。精子存活的時間很短，通常只能有30秒鐘左右。因此在取樣觀察之前，一定要先把顯微鏡的焦距調整好（通常為50倍），並把顯微鏡擺放到方便的位置以便節省時間。當達到熟練的程度時，用這種方法經過對虹鱒魚進行全雌化的處理後，應可達到100％的全雌率的效果。而這種經過性逆變"處理"過的魚在孵化時其卵或魚苗的受精率或成活率方面與普通的魚沒有什麼區別。一但成功地獲得了第一批全雌化的親魚，以後再進行全雌化的過程就很容易了，這是因為所有經過第一次投餌的魚苗都將是雌魚，並且到成熟期後所有的雄魚都將是經過性逆變的雌魚了。（第一部分完）
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