浅谈对鱼类的性别控制

2006-6-29 8:51:00  来源:    网友评论(0)
一、 原理
由于消费者的需求不断变化，也由于在养殖过程中鱼的自然性质的变化，如生长速度，饲料的转化率、体形、习性、肉质颜色以及对传染行疾病的抵御能力等等，许多水产工作者希望推迟鱼的性成熟时间，从而避免由于性成熟而停止生长的现象，以便使得商品鱼长得更快，更大。对于鲑鳟鱼来说，问题常出在雄性鱼身上。通常雄性鱼成熟较早，形体也就相对比较小。在这种环境下，人们普遍选择那些单性的，或者是性别逆转后的鱼做商品鱼种。
目前，一些发达国家采用不少方法用来控制鱼的性别。如下所列：
1. 雌化法
a) 雌性荷尔蒙的应用；
b) 雌性逆变种与原种交配；
2. 雄化法
a) 雄性荷尔蒙的应用；
3. 避孕法
a) 药物避孕法；
b) 化学物避孕法；
c) 荷尔蒙避孕法；
4. 无性化法
a) 药物/化学物；
b) 荷尔蒙应用；
c) 温度刺激（包括热刺激和冷刺激）；
d) 压力刺激；
e) X－光照射；
有些方法已经比较成熟，并得到广泛的应用，还有些方法正在处于研究试验阶段。但不论什么方法，都需要准确地理解如何决定鱼的性别。对鱼类来讲，性腺的发育在很早的阶段就开始了，有些甚至在孵化阶段就开始了。这种性腺的发育是由授精卵中细胞核的染色体（基因）的分布来控制的。对于人类来讲，女性具有一对“X”染色体，而男性具有一个“X”染色体和一个“Y”染色体（见下图1）。大多数鱼类具有相同的特性，并且在临产时所有由雄性鱼和雌性鱼所产生的对偶因子（即精子和授精之前的卵子）都含有半数的染色体。这些只含有半数染色体的细胞也被称为单性体。在卵子中，这种单体细胞只含有“X”染色体，而在精子中的单体细胞则含有“X”染色体或“Y”染色体。在授精过程中，精子中的染色体与卵子中的染色体相结合组成一对染色体。而在这新组合成的染色体中，具有“XX”染色体的细胞将变成雌性，具有“XY”染色体的细胞将成为雄性。
XX    XY
雌性　　　     雄性
图1 雌性与雄性染色体示意图
然而，尽管性别的基因在授精时就已经形成了，其性腺的分化要到鱼卵孵化破膜时才开始进行。这时，通过人工的方式改变胚胎组织的基因结构，以便控制其原始生殖细胞，人为的决定其是否应该发育成具有卵巢或睾丸生殖结构的幼鱼。其次，随着幼鱼生殖器官的进一步发育，以及特定性别的荷尔蒙的产生，其生殖器官发育成型，从而达到人们所期望的性别。幸运的是在水产学科方面，决定鱼的生殖性别的生理结构是非常易变的和易操纵的，从而为人工控制鱼的性别这一领域提供了很多潜在的研究空间。
二、 性逆变法
（1）直接荷尔蒙性逆变法
用性逆变方法来改变鱼的性别已经在某些鱼种身上成功的实现了。这种方法是在鱼的性腺开始分化之前或正在分化过程中，通过改变鱼体内部类固醇的荷尔蒙而实现的。一般来讲，当鱼苗在开始进食时，在饲料中搀入一定量的雄性荷尔蒙或雄性激素，从而使得性腺发育成熟时其睾丸也发育成熟并呈现雄性特征。而如果在饲料中加入雌性激素，将使鱼在性腺发育完成时卵巢也发育成熟并呈现雌性特征。水产工作者或养殖户将根据市场需求来决定某些特定的水产品种的性别。通常，他们希望全雌化的鲑鳟鱼、比目鱼、鳝鱼等等。但对于罗非鱼或鲶鱼则希望全雄性化。
采用荷尔蒙对鱼类进行性逆变处理的方法有一个很明显的优点，那就是可以直接将激素掺入到鱼的饲料中，这种方法即简单，又容易操作。一般来说，荷尔蒙的使用不会超过40－60天，个别情况下不超过100天（从投喂开口料时算起），因此根本不必担心商品鱼上市的时候会在鱼体内有任何激素的残留物。实际上，对于通常使用的两种荷尔蒙（即：17  －雌二酮和17  －睾丸酮）的残余量来说，一但停止使用，所有的激素成份会在5天以后从鱼体内完全消失掉。因此，如果使用剂量合适的话，是不会对鱼产生不利的作用的。然而，所有荷尔蒙药物，应当象对所有其他药物或化学物一样小心处理，如果使用不当也会出现问题。很多国家都对用于人类消费的动物饲料的添加剂立法，以便保证人们在食用这些动物类肉制品时不会对人体产生不良的影响。同时养殖单位也应事先咨询有关部门以便获得正确使用添加剂的说明或忠告。
配制带有荷尔蒙的饲料并不复杂。首先秤出适量的荷尔蒙添加剂，接着把它溶解在一定量的酒精中。然后秤出一定量的鱼苗开口料并与荷尔蒙－酒精溶液一起搅拌均匀。最好的办法是把饲料均匀的撒在一张塑料薄板上，然后用喷枪把搅拌好的荷尔蒙－酒精溶液均匀的喷洒到饲料上。操作过程中要带上塑料或乳胶手套。喷洒过后，应把饲料充分晾干，以便使酒精彻底挥发掉，只剩下包裹在饲料颗粒上的薄薄的荷尔蒙涂层。干燥好的饲料应该仔细的包装好并标注清楚，不使用时要放到冷藏柜中保存。
全雌性化
鱼的雌性化技术是通过对上浮鱼苗投喂掺有雌二酮 － 17  成份的开口料来实现的。其它的雌性激素（如乙炔基雌二酮，作用周期比较长）也可以用于雌化目的，但雌二酮则是首选的类固醇，因为雌二酮和雌酮是在鱼体内自然存在的雌性激素成份；在性逆变技术过程中，雌二醇通常比其它雌性激素的效果更好。通过对照我们编制的《鱼类荷尔蒙激素用量表》（此表可来函或来电索取）所列举的对一些不同鱼种，如：大西洋鲑，银鲑，七彩鲑，虹鳟，山女鳟，罗非鱼，比目鱼，鲶鱼，金鱼等的投喂剂量和投喂周期可以帮助我们更好地对这些具有较高商业价值的鱼类进行全雌化（或全雄化）的过程和结果的操控。
在对上浮鱼苗投喂开口料时，关键是在鱼苗的性腺发育过程中严格掌握好施用荷尔蒙的剂量。对于鲑鳟类的鱼来说，全雌化技术已经比较成熟了，在一定的水温下，每天的投喂时间不得短于一个特定的时间段，而且投喂周期不得少于所规定的天数（从开始投喂开口料算起）等等，这些数据在我们的荷尔蒙用量表中都有详细的记载。一些产业化的鳟鱼养殖场按照表中所制定的标准剂量投喂鱼苗后，取得了100％全雌化的鳟鱼（也有个别情况出现波动，雌化率不是很稳定）良好结果。如果不按照这一标准用量投喂，全雌化的效果可能就不会很好。
如果使用雌性激素，应该注意不要超过所建议的用量。剂量过高将损伤鱼苗的肝脏并导致死亡，尤其是对鲑鳟鱼类和比目鱼类。在标准剂量下，所有的雌性激素都会减缓鱼苗的生长速度。然而，一但荷尔蒙的应用周期结束以后，这些经过“特殊处理”过的鱼苗就开始快速生长了。
全雄性化
鱼的雄性化技术是通过对上浮鱼苗投喂掺有17  －甲基睾丸酮成份的开口料来实现的。这种睾丸酮是自然存在的荷尔蒙睾丸酮的衍生物。尽管睾丸酮和甲基睾丸酮对于雄鱼第二性特征的发育具有相似的作用，但甲基睾丸酮在诱发性逆变的过程中起着更有效的作用。这可能是因为它具有更长的作用周期的缘故。乙炔基睾丸酮也被认为是一种有效的荷尔蒙激素，但它不能完全的溶解于酒精之中。近年来，另一种存在于自然界中的雄性激素，酮基睾丸酮，也被用于罗非鱼的雄性化试验。不过，由于这种激素的成本非常之高，令很多行业中人望而却步。
通常情况下，如果荷尔蒙激素的剂量不超过规定的标准很多时应该不至于担心会对鱼造成伤害。对于鲑鳟鱼类或比目鱼类，每公斤饲料中只要掺入很少量的荷尔蒙（见《鱼类荷尔蒙激素用量表》）就可以有效地达到雄性化的目的。罗非鱼则需要较高的剂量才能达到雄性化的理想结果。荷尔蒙激素剂量超高还有可能对鱼造成不育症，特别是对鲑鳟鱼类。不过剂量过高有一个好处，那就是可以激发鱼的生长速度。
（2） 转基因性逆变法由于人类是鱼产品的最终消费终端，因而对于用荷尔蒙激素来改变鱼的性别有很多的异议。于是人们开始注意到采用转基因的方式来改变鱼的性别以便获得单一性别的商品鱼。为实现这一目标，第一步是通过性逆变方法获得具有一对相同染色体（XX）的全雌化的亲鱼。例如鲑鳟鱼在初始进食阶段，尽管那些雌性鱼苗由于饲料中甲基睾丸酮的作用开始了雄性化过程的逆变，发育出睾丸和第二雄性特征，但它们的身体内部依然是雌性生理构造。因此当正常的鱼卵被这种雄性化了的雌鱼的精子授精时，它们都将具有一对雌性染色体 XX。（如图2所示）。
X X
雌性　　雄性
（具有雌性染色体的雄性）
XX  XX
正常雌性　　　　　　雄化雌性
全雌性后代
图2 全雌化过程示意图
在刚开始时，由于鱼苗很小，我们根本无法区分它们的性别，因此不得不对所有的鱼苗（即雌雄混杂的正常鱼苗）都进行雄性化的处理。以后，当这些被雄性化了的亲鱼成熟时，再用它们的精子与原种的鱼卵交配。然而，由于这些被雄性化了的亲鱼不具备完整的输精管，因此不能用通常的人工采精方式获得精子。也就是说任何可以通过正常的人工方式挤出精子的雄鱼都不是被性逆变方法雄性化了的亲鱼，而是属于正常的雄鱼。因而不可能被用来获得全雌化的鱼种。在试验过程中，也曾经希望通过小剂量的激素，或用相同的剂量但缩短试验周期的方式，以便使鱼的输精管得到正常的发育，但后来证明这种试验是徒劳的。上边说过，要想从雄化后的雌鱼（即那些具有发育不完全的输精管的雄鱼）体内取得精子，采用通常的人工挤卵方法是不行的。因此唯一的办法是把鱼杀死，将鱼体内的睾丸取出并放到干燥的容器内保存。需要注意的是，只有那些输精管发育不完全或根本没有输精管的鱼方可以使用。不过，采用这种方法有一点不足那就是人们很难判定该鱼是否完全成熟了（而对正常的鱼则可以通过挤压鱼的腹部来检查该鱼是否达到性成熟的状态），因此只能在显微镜下来观察每个鱼体睾丸的采样，并以此来判断其是否成熟。也可采用人工催熟的方式使鱼集中在某一特定的时间内达到成熟。
采样的方法是先用刀片将睾丸切成薄片，然后采集一滴精液并用玻璃片盖好放到显微镜下观察。只有那些最具活力的精子可以被用来进行人工授精。精子存活的时间很短，通常只能有30秒钟左右。因此在取样观察之前，一定要先把显微镜的焦距调整好（通常为50倍），并把显微镜摆放到方便的位置以便节省时间。当达到熟练的程度时，用这种方法经过对虹鳟鱼进行全雌化的处理后，应可达到100％的全雌率的效果。而这种经过性逆变"处理"过的鱼在孵化时其卵或鱼苗的受精率或成活率方面与普通的鱼没有什么区别。一但成功地获得了第一批全雌化的亲鱼，以后再进行全雌化的过程就很容易了，这是因为所有经过第一次投饵的鱼苗都将是雌鱼，并且到成熟期后所有的雄鱼都将是经过性逆变的雌鱼了。（第一部分完）