Effects of Androstenedione and Testosteroneon on Growth and Body Pigmentation of Female <i>Sciaenochromis Fryeri</i>

JIANG Jufeng; ZHOU Yong; SHI Dongjie; LIU Xiaolian; LIU Keming; LI Chunyan; HAN Xianqin; Mu Xidong; SONG Hongmei

doi:10.13718/j.cnki.xsxb.2022.06.005

2022 Volume 47 Issue 6

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JIANG Jufeng, ZHOU Yong, SHI Dongjie, et al. Effects of Androstenedione and Testosteroneon on Growth and Body Pigmentation of Female Sciaenochromis Fryeri[J]. Journal of Southwest China Normal University(Natural Science Edition), 2022, 47(6): 27-33. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2022.06.005

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JIANG Jufeng, ZHOU Yong, SHI Dongjie, et al. Effects of Androstenedione and Testosteroneon on Growth and Body Pigmentation of Female Sciaenochromis Fryeri[J]. Journal of Southwest China Normal University(Natural Science Edition), 2022, 47(6): 27-33. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2022.06.005

Effects of Androstenedione and Testosteroneon on Growth and Body Pigmentation of Female Sciaenochromis Fryeri

1.
Pearl River Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences/Key Laboratory of Recreational Fisheries, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Guangzhou 510380, China
2.
Tianjin Fisheries Research Institute/Tianjin Ornamental Fish Technology and Engineering Center, Tianjin 300221, China
3.
Beijing Academy of Agriculture and Forestry Science, Beijing, 100068, China

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Corresponding author: SONG Hongmei
Received Date: 05/07/2021
Available Online: 20/06/2022
MSC: S963.7

Abstract

In order to study on the effects of androstenedione and testosterone on growth and body colour in female Sciaenochromis fryeri. Eight hundred and ten fishes with initial body weight of 5.78±1.05 g were randomly divided into 9 groups, the experiment groups fed the diets containing Androstenedione (100, 200, 300, 400 mg/kg) and testosteronetested (100, 200, 300, 400 mg/kg) respectively for 8 weeks, the control group fed the basal diet without any color enhancer. After 8 weeks, all fishes were fed the control diet for 4 weeks. Growth performance and body pigmentation of female Sciaenochromis fryeri were determined every 2 weeks during the 12 weeks experimental period. The results showed that the average survival rate of each group of female Sciaenochromis fryeri was 100%, the fish fed the experimental diets containing androstenedione and testosterone had significantly higher the specific growth rate (SGR) compared with the fish in control group, and the highest SGRwasA200 group 0.39, which was significantly higher than that of T100, T200, T400 and control groups (p < 0.05). The color aberration(△E^*ab) andb^* value of A300 group was not significantly diffence with the A400 and T300 group (p>0.05), but which were significantly lower than other groups(p < 0.05).After enhancing the colouration of female Sciaenochromis fryeri for 8 weeks, the fish colour of A300 and A400 groups were raised somewhat, and then decreased slightly, the fish colour was remained at stable level constantly. The experiments indicated that the average growth and pigmentation performance of androstenedione were better than that of testosterone's (p < 0.05), and the optimal recipe was androstenedione 300 mg/kg.
- androstenedione,
- testosterone,
- female Sciaenochromis fryeri,
- growth,
- body pigmentation

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

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观赏鱼已成为继狗、猫日常消费的世界第三大宠物.阿里鱼(Sciaenochromis fryeri)是观赏鱼市场上较为畅销的品种，属硬骨鱼纲，鲈形目，慈鲷科，鬼丽鱼属. 阿里鱼雄鱼拥有艳丽的金属蓝体色，观赏价值和经济价值大，而雌鱼和幼鱼大多呈现单调的灰色，观赏价值和经济价值小.

目前国内外学者对阿里鱼的研究较少，仅见繁养技术、营养等方面的报道^[1-4]，而对其增色技术尚未见相关报道. 雄性激素在促进鱼类增色研究中的应用较为广泛，目前已见在斑马鱼(Brachydanio rerio)、剑尾鱼(Xiphophorus helleri)、珍珠玛丽鱼(Mollienisia velifera)等多种鱼类^[5-12]增色方面进行了研究，应用最多、最广泛的雄性激素是甲基睾酮(Methyltestosterone). 近些年来，甲基睾酮在动物食品中属于禁用药. 在观赏鱼养殖行业中，由于养殖出的观赏鱼只是用来欣赏而不食用，在养殖水环境可控可安全处理的前提下，养殖户由于经济效益的驱使，常使用甲基睾酮对观赏鱼进行增色出售，如果管控不好，会对环境造成污染. 在当前环保要求及养殖尾水处理达标的双重标准下，探讨甲基睾酮作为增色剂的替代品意义重大. 雄烯二酮(Androstenedione)、睾酮(Testosterone)也属于雄性激素，可以作为药物或增色剂应用于水产动物中，但应用其对水产动物增色的技术研究报道较少. 本文以阿里雌鱼为研究对象，通过在饲料中分别添加不同剂量的雄烯二酮和睾酮配置功能饲料，探讨不同功能饲料对阿里雌鱼生长及体色的影响，旨在确定出阿里雌鱼增色的适宜增色剂和添加量，同时也为筛选出甲基睾酮增色剂安全有效的替代品提供参考依据.

1. 材料与方法

1.1. 阿里增色饲料

试验饲料以阿里鱼养殖普通饲料为基础饲料(表 1)，分别配置含有100，200，300，400 mg/kg雄烯二酮(标记为A100，A200，A300，A400组)和100，200，300，400 mg/kg睾酮(标记为T100，T200，T300，T400组)8个浓度梯度的试验饲料. 分别称取一定量的雄烯二酮和睾酮溶解在95%的乙醇中，配制成10 mg/mL的母液，4 ℃保存备用. 配制饲料时使用95%的乙醇将母液稀释至所用浓度即可. 激素饲料配制参照El-Greisy等^[13]进行，采用乙醇喷雾法均匀喷洒在饲料上，50 ℃烘干6 h，对照组饲料使用95%乙醇做同样处理. 所有饲料烘干后，装袋放入4 ℃冰箱备用，饲料的粒径为2 mm.

1.2. 增色试验

增色试验在天津市某养殖场进行. 以阿里雌鱼为试验对象，随机挑选810尾规格一致、游动迅速、鳍条完整、110日龄的健康阿里雌鱼放入水族缸(75 cm×60 cm×28 cm；LED灯，30 W，L/D=14∶10)中，试验共分为9组，每组3个平行，每个平行30尾鱼. 在增色试验开始前，先用普通饲料投喂1周试验鱼，待鱼摄食稳定后，随机从各缸中取样，测定鱼的初始全长、体长、体质量后，试验组开始投喂增色饲料，对照组继续投喂普通饲料开始增色试验，阿里雌鱼初始体质量为5.78±1.05 g. 养殖水温为22~24 ℃，pH值为7.8~8.0，每天投喂2次，9：00和16:00各饱食投喂1次，持续投喂试验饲料8周；8周以后试验组改投普通饲料，每天正常投喂，观察试验鱼的体色变化情况，再持续养殖4周. 在投喂饲料时，坚持少量多次的原则，鱼的摄食速度很快，基本上在3 s内饲料被摄食完毕，因此饲料中的营养物质不会溶失到养殖用水中造成水体环境的污染. 当鱼吃饱后，及时将剩余漂在水面上的饲料捞出回收.

1.3. 样品测定

在试验第0，2，4，6，8，10，12周时，分别于每缸中随机各取10尾鱼，用0.1 mL/L浓度的丁香油将其麻醉，滤纸吸干其体表水分后，每尾鱼均按头部朝左的顺序放置，然后快速用色度色差仪(Konica Minolta CM-700 d，日本)测定其体表色度色差值，测定部位为腹部的前部、中部和后部，测定数据取平均值并与阿里真雄鱼的标准体表色度值(取13尾阿里真雄鱼进行测定，分别测定每尾鱼腹部的前部、中部和后部3个位置并取平均值，得出标准鱼色度值：明亮度值L^*为35.62±3.04；红绿色度值a^*为0.06±1.79；黄蓝度值b^*为-18.99±2.79)进行比较，测出总色差值(△E^*ab)和黄蓝度值(b^*)，同时测其全长、体长、体质量指标.待测毕后，立即将鱼放入充氧的洁净水桶中进行苏醒，待鱼恢复正常后，将鱼放回到原缸中继续养殖.

1.4. 数据计算与分析

阿里雌鱼特定生长率(SGR)^[14]计算公式如下：

式中，W_t为试验鱼终末体质量(g)；W₀为试验鱼初始体质量(g)；t为试验天数(d).

对每次测定的数据，使用SPSS 22.0软件进行单因素方差分析；当差异有统计学意义时，用Duncan氏多重比较方法进行多重比较；描述性统计值均以x ±s表示.

3. 讨论

3.1. 饲料中添加雄烯二酮、睾酮对阿里雌鱼生长及成活率影响分析

适宜浓度的雄性激素能促进鱼类自身蛋白质的合成，提高鱼体内的生长激素水平，从而提高鱼类的生长速度. 本研究中，A100，A200，A300，A400组和T300组的SGR均显著高于对照组(p < 0.05)，说明雄烯二酮和睾酮对阿里雌鱼均具有促生长作用. 这与用甲基睾酮处理马拉瓜丽体鱼(Cichlasoma managuense)^[11]、鲤鱼(Cyprinus carpio)^[12]、金鱼^[12](Carassius auratus)、樱桃鲃^[15](Barbus titteya)雌鱼、吉富罗非鱼^[16](Oreochromis niloticus)能够促使其生长速度加快的结论一致，表明雄烯二酮和睾酮在促进鱼类生长上与甲基睾酮有相同的作用效果. 本研究还发现，从两种增色剂的SGR来看，相同浓度组的雄烯二酮SGR比睾酮组高，这说明雄烯二酮比睾酮对阿里雌鱼促生长效果更好，这可能是由于雄烯二酮是睾酮的激素原，在生理代谢过程中可直接转换为睾酮，同时还产生一些雌激素和一些活性物质，对促进鱼体内生长因子的表达有促进作用.

从雄烯二酮、睾酮各组别的SGR来看，其数值在一定程度上均呈现出先增加后降低的趋势，这说明雄烯二酮和睾酮对阿里雌鱼促生长均具有剂量效应，高浓度组的雄烯二酮、睾酮有抑制阿里雌鱼生长的趋势，这与高浓度激素抑制黑鲈^[17](Dicentrarchus labrax)、大口黑鲈^[18](Micropterus salmoides)、尼罗非鲫^[19](Oreochromis niloticus)、半滑舌鳎^[20](Cynoglossus semilaevis)生长的研究结果相一致，但与雄性激素对庸鲽^[21](Hippoglossus hippoglossu L.)生长速度没有明显影响和雄性激素对黄姑鱼^[6]的生长有显著抑制作用的研究结果不同. 这可能是由于鱼的种类特异性不同所致，也可能是因为鱼类不同生长阶段对雄性激素的耐受性和吸收转化利用能力不同有关. 雄性激素对鱼类生长性能的影响机制是多方面的. 一方面可能是因为雄性激素通过影响水产动物的摄食与消化系统，从而影响其生长性状；另一方面可能是因为鱼类摄食雄性激素后，体内与生长相关的激素及其受体浓度发生了改变，从而影响鱼类的生长速度. 当激素浓度在适宜范围内时对鱼类成活率无显著影响，但当激素浓度超过某个阈值后，会导致鱼类的成活率显著降低. 17α-MT对白斑狗鱼^[22](Esox lucius)有显著致死效应；用2 μg/L的辛基酚处理日本青锵^[23](Oryzias latipes)时，死亡率升高20%~30%. 本研究饲料中添加雄烯二酮或睾酮对阿里雌鱼的成活率没有影响，这与用雄性激素处理马拉瓜丽体鱼^[12]和樱桃鲃^[15]的研究结论一致. 这说明雄烯二酮、睾酮各处理组浓度在阿里雌鱼的耐受范围内.

3.2. 饲料中添加雄烯二酮、睾酮对阿里雌鱼体色调控的比较分析

在自然界中，一般雄鱼较雌鱼艳丽，因此也更具有观赏价值和经济价值. 10 mg/kg的甲基睾酮对5月龄的珍珠玛丽鱼^[24](Mollienesia velifera)的体色没有作用，但能使3月龄的红剑尾鱼^[24](Xiphophorus helleri)体色增色，这可能是由于5月龄的珍珠玛丽鱼性腺已较成熟或者投喂的甲基睾酮时间较短、剂量较小的缘故；30 mg/kg以上的17α-MT处理50日龄的中华鳑鲏^[10](Rhodeus sinensis)，28 d后体色明显开始起效；应用17α-MT处理红剑尾鱼^{[9, 24]}(Xiphophorous helleri)、玛丽鱼^[25](MollienesiaLatipinna Le Sueur)以及红斑马鱼^[26](Brachydanio rerio)时，其体色明显更加艳丽. 本研究发现，饲料中添加适量的雄烯二酮或睾酮，可使阿里雌鱼体色逐渐呈现雄鱼的金属蓝体色，且雄烯二酮比睾酮增色效果更好. 投喂增色饲料8周时，A300组与A400组和T300组的色差值(ΔE^*ab)和黄蓝度值(b^*)差异无统计学意义(p>0.05)，但显著低于其余各组(p < 0.05). 综合养殖成本和增色效果等因素，认为阿里雌鱼最佳增色剂为雄烯二酮，其适宜添加量为300 mg/kg.

本研究发现，当停用增色饲料后的一段时间内，鱼体的颜色呈现逐渐加深的趋势，这可能是由于鱼类吸收的雄烯二酮或睾酮在体内逐渐富集，后期通过代谢得以全部释放，所以在改投普通饲料后前一段时间里，阿里鱼呈现出更深的金属蓝体色，而到后期金属蓝体色有逐渐变浅的趋势，表明外源雄烯二酮、睾酮对阿里雌鱼具有适应性反应，为了使阿里鱼呈现稳定的金属蓝体色，在实际养殖过程中需要定期投喂增色饲料. 在本研究中，A300，A400组阿里鱼改投普通饲料后4周中仍然呈现出较深的金属蓝体色，这可能是由于阿里雌鱼经过8周增色后已雄性化，也可能尚未完全雄性化但体内吸收的增色剂还没有代谢完全的原因，具体机理还需进一步研究确定.

观赏鱼的观赏价值除体型以外，体色是最重要的因素. 影响鱼体色变化的原因是多方面的，内在的原因主要受有物种的特性和基因的影响，如麦穗鱼^[27](Pseudorasbora parva)在生殖期体色较平时呈现更加鲜艳的色彩；外在的原因主要受养殖水环境和摄食的饲料组成的影响，如斑鳜^[27](Siniperca scherzeri)可以根据光照强度的变化而变化，饲料中添加虾青素、微藻等物质^{[14, 28-29]}可以有效增加人工养殖鱼类的体色. 微藻对环境雄激素也有显著的富集和降解作用^[30]，在饲料中适量添加雄激素或含有雄激素的微藻等介质，可以促使雌鱼呈现出雄鱼一样鲜艳的体色. 因此，研究如何有效在饲料中添加扬色成分，改善人工养殖条件下观赏鱼的外观色彩，是观赏鱼研究和养殖从业者努力的方向^[15].

3.3. 阿里增色鱼与真雄鱼颜色差异的比较分析

从本研究可以看出，饲料中添加雄烯二酮、睾酮投喂阿里雌鱼后，其体色能够呈现出金属蓝色，观赏价值和经济价值得到了提升，但与阿里真雄鱼相比，用雄烯二酮或睾酮增色后的阿里雌鱼其色差值(△E^*ab) 和黄蓝度值(b^*)还有一定的差距. 这可能与鱼的种类吸收利用雄烯二酮、睾酮的特异性有关，也可能与养殖的具体光照和温度差异有关，具体原因还有待进一步研究.

4. 结论

饲料中添加雄烯二酮、睾酮均可促使阿里雌鱼生长速度加快，并使其呈现雄鱼的金属蓝体色，雄烯二酮较睾酮促生长、增色效果好；饲料中雄烯二酮的适宜添加量为300 mg/kg，增色8周后的阿里鱼体色能够稳定4周.

Figure (1) Table (4) Reference (30)

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