Спроби штучного індукування статевого дозрівання стерляді (Acipenser ruthenus) та виявлення пізньої стадії сперматогенезу у гермафродитних риб

Анотація

Більшість із 27 видів осетрових знаходяться під загрозою зникнення або близькими до зникнення, що пов’язано з деградацією середовища існування, забрудненням води та надмірним виловом риби. Програми збереження стикаються з проблемою пізнього дозрівання, яке може бути досягнуте від 5 до 11 років залежно від виду та статі. Метою нашого дослідження було дослідити можливість скорочення статевого дозрівання за допомогою гормонального введення та виміряти вміст гормону в сироватці крові для розрізнення різних статей та стадій дозрівання. Не було впливу 20-тижневого гормонального лікування (10 мг гіпофіза коропа/маса тіла кг/тиждень) на статеве дозрівання. Кількість жінок була відносно високою (67,6% n = 23), а кількість чоловіків була відносно низькою (11,8%, n = 4). Більше того, кількість гермафродитних риб була напрочуд високою (20,6%, n = 7) і з’явився незалежно від прийому гормонів. Гермафродитні риби мали повністю розвинені сперматозоїди, і їх можна було відрізнити за підвищеним рівнем гормону тестостерону в сироватці крові.

Вступ

Матеріали і методи

Умови

Риба походить від Науково-дослідного інституту рибного господарства, аквакультури та зрошення, Шарвас, Угорщина. Усі вони вирощувались в інтенсивних умовах від личинок до віку 14 місяців. На цей час 34 риби були випадковим чином відібрані та перевезені на кафедру аквакультури Університету Сент Іштван. Рибу утримували в резервуарі об'ємом 2000 л, з'єднаному з резервуаром для фільтрування об'ємом 700 л (біофільтр із статичним шаром). Початкова температура води становила 18 ° C і до кінця експерименту була підвищена на 22 ° C. Щоденне годування свіжим Хіроном застосовували під час експериментів (4 місяці).

Лікування

На початку експериментів дозрівання (первинний контроль) було розсічено сім риб. Шістнадцять риб після анестезії гвоздиковою олією отримували ін’єкції гіпофіза черевного коропа (10 мг гіпофіза коропа/маса тіла)Syzygium aromaticum) раз на тиждень протягом 20 тижнів. 11 риб не обробляли і вирощували як негативний контроль в одному резервуарі. Тварин утримували у фотоперіод, близький до природного сезонного ритму.

Гістологія та вимірювання гормонів

Зразки статевих залоз фіксували у 8% формаліні та розчині Буїна, а гістологічні зрізи товщиною від 5 до 7 мкм фарбували гематоксиліном – еозином. Крім того, параметри сироваткового профілю [тестостерон (Т), прогестерон (Р4), 17-бета-естроген (Е2)] вимірювали за допомогою протоколу їх технічних паспортів. Каталожний номер наборів стероїдів: P4 CatNo .: REF3000131 (Soft Flow Hungary Ltd.) E2: CatNo: DNOV003 (Novatec Gmbh.) T: CatNo: DNOV002 (Novatec Gmbh).

Статистичний аналіз

Статистичний аналіз гонадосоматичного індексу GSI, діаметра ооцитів та концентрації гормонів у сироватці крові проводили за незалежним зразком т тест у SPSS v22 для Windows. Лікувальні засоби порівнювали за допомогою стор = 0,05 для значимості.

Результати і обговорення

Згідно з гістологічним дослідженням та профілем сироватки крові статевих залоз були зроблені наступні спостереження. Не було виявлено ефекту щотижневого введення екстракту гіпофіза коропа на штучну індукцію статевого дозрівання стерляді порівняно з контрольною рибою, враховуючи GSI та фазу розвитку ооцитів. У цьому експериментальному запасі співвідношення гермафродитних риб було напрочуд високим (20,6%, n = 7). Гермафродитні риби з’явились незалежно від прийому гормонів (табл. 1). Зрілі гермафродитичні риби, які містили в яєчках повністю розвинені сперматозоїди (рис. 1), з’явились незалежно від прийому гормонів. Співвідношення чоловіків було низьким (11,8%), і всі вони були незрілими незалежно від прийому гормонів. У нашому дослідженні гермафродитам було 14 місяців із повністю розвиненим яєчком, що вказує на те, що при мікроскопічному аналізі можна виявити їхню міжстатеву стадію на попередній фазі розвитку. Більше того, підвищений профіль тестостерону (Т2) у сироватці крові, який можна спостерігати у гермафродитних риб, можна легко відрізнити від чоловічої та жіночої риб, які мають незрілі статеві залози цього віку. Відповідно до виміряних рівнів E2 та прогестерону в плазмі крові не було суттєвих відмінностей між статями та не було мінливої мінливості.

Гістологічні знімки експериментальних риб: a опрацьована і лише одна самка, у якої розвинулись ооцити (ЧД: 378,3 г, найбільші ооцити в середній та пізній вітеллогенній фазі, найбільші з них передують вітелогенній стадії. b Чоловік (BW: 342 г, більші сперматоцити та менші сперматиди); c гермафродит (BW: 359,6 г, яєчко праворуч від знімків, що містить цілі стадії сперматогенезу, а яєчник містить превітеллогенетичні ооцити); d гермафорит (ЧБ: 421,6 г, повністю розвинені сперматозоїди в яєчках)

Інтерсексуальність має переваги як у науковому, так і в економічному аспектах. Наприклад, корисно виробляти інбредні популяції для генетичних досліджень або досліджень харчування. Ми припускаємо, що причиною цих цікавих особливостей можуть бути інтенсивні умови вирощування (висока температура вирощування води, висока початкова щільність тощо). Цінні експерименти можуть бути проведені у виробництві ікри, якщо ми можемо змінити стать гермафродитів і самців на самок, маніпулюючи ними в оптимізованих умовах вирощування.

Список літератури

Бірштейн В. Дж. (1993) Осетрові та веслярі: риби, яким загрожує зникнення, потребують збереження. Conserv Biol 7 (4): 773–787

Bronzi P, Rosenthal H, Gessner J (2011) Глобальне виробництво осетрових аквакультур: огляд. J Appl Ichthyol 27: 169–175

Henne JP, Ware KM, Wayman WR, Bakal RS, Horváth Á (2006) Синхронний гермафродитизм та самозапліднення у коротконогих осетрових у полоні. Trans Am Fish Soc 135: 55–60

Jackson K, Hurvitz A, Din SY, Goldberg D, Pearlson O, Degani G, Levavisivan B (2006) Анатомічні, гормональні та гістологічні описи полоненого російського осетра (Acipenser gueldenstaedtii) з інтерсексуальними статевими залозами. Gen Comp Endocrinol 148: 359–367

Jobling S, Tyler CR (2003) Ендокринні порушення, паразити та забруднювачі дикої прісноводної риби. Паразитологія 126 (ДОДАТОК): S103 – S108

Matshe MA, Rosemary KM, Brundage HM, O’Herron JC (2013) Репродуктивна демографія, інтерсекс та змінений рівень гормонів у коротконосих осетрових, Acipenser brevirostrum, з річки Делавер, США. J Appl Ichthyol 29: 299–309

Rzepkowska M, Ostaszewska T, Gibala M, Roszko M (2014) Інтерсекс-диференціація гонад у культурній російській мові (Acipenser gueldenstaedtii) та сибірський (Acipenser baerii) осетер. Biol Reprod 90 (2), 31: 1–10

Williot P, Brun R, Rouault T, Pelard M, Mercier D, Ludwig A (2005) Штучний нерест у культивованого осетра стерляді, Acipenser ruthenus Л., з особливим акцентом на гермафродити. Аквакультура 246: 263–273

Ямамото К, Ямаучі К (1974) Статеве дозрівання японського вугра та вироблення личинок вугра в акваріумі. Природа 251: 220–222

Подяка

Ця публікація була підтримана урядом Угорщини в рамках проекту «Складні точки розриву в розвитку конкурентоспроможності сектору аквакультури» (номер проекту: VKSZ_12-1-2013-0078). Робота була підтримана Оперативною програмою рибальства III. вісь “Європейський фонд рибного господарства для відновлюваних джерел риболовлі”, що надається ЄС та Угорщиною, а публікація підтримується проектом EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00008. Проект співфінансується Європейським Союзом та Європейським соціальним фондом.

Інформація про автора

Приналежності

Кафедра аквакультури факультету сільськогосподарських та екологічних наук Університету Сент Іштван, Гедель, 2100, Угорщина

Т. Мюллер, І. Ітцес, Á. Хегі, Е. Месарош, К. К. Лефлер, З. Бокор та Б. Урбані

NARIC-Інститут сільськогосподарських біотехнологій, Гедель, 2100, Угорщина

Кафедра аквакультури факультету сільськогосподарських та екологічних наук Університету Капошвар, Капошвар, 7400, Угорщина

Ви також можете шукати цього автора в PubMed Google Scholar

Відповідний автор

Додаткова інформація

Примітка видавця

Springer Nature залишається нейтральним щодо юрисдикційних вимог в опублікованих картах та інституційних приналежностей.