Метод гипофизарных инъекций в рыбоводстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Сельского Хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

"Санкт-Петербургский государственный аграрный университет"

(ФГОУ ВПО "СПбГАУ")

Институт биотехнологии

Кафедра "Водные биоресурсы и аквакультура"

Реферат

Метод гипофизарных инъекций в рыбоводстве

Руководитель работы

к.б.н., доцент Нечаева Т.А

Выполнил магистрант

группа №058121

Жуков В.А.

Санкт-Петербург-Пушкин

2015

Содержание

Введение

1. Рыбоводство в СССР, появление метода гипофизарных инъекций

2. Использование гипофизарных препаратов при разведении рыб

3. Определение доз и оптимальных схем введения препаратов в организм рыбы

4. Гипофизарные инъекции производителям осетровых рыб

5. Гипофизарные инъекции производителям карпа

6. Гипофизарные инъекции производителям растительноядных рыб

Заключение

Список литературы

Введение

Рыбоводство - одна из перспективных отраслей сельскохозяйственного производства, которое занимает важное место в агропромышленном комплексе страны как источник получения сырья и полуфабрикатов для пищевой, медицинской и легкой промышленности, кормовой продукции для животноводства и птицеводства.

Продукция сельскохозяйственного рыбоводства имеет большое значение для обеспечения человека необходимыми белками, жирами и углеводами. Даже при нынешнем существенном снижении потребления рыбопродуктов на душу населения (9 кг по сравнению с 14,5 кг в 1990 г.) доля их в мясо-рыбном балансе составляет около 40% (в белковом исчислении), а в общем балансе животных белков включая мясные, молочные продукты и яйца - 8%. Рыбные продукты могут использоваться как лечебные, лечебно-профилактические, диетические.

В последние годы антропогенное воздействие значительно подорвало рыбные запасы в нашей стране и в мире. Активное гидростроительство к зарегулированию рек, нарушению естественного нерестового хода и потери нерестилищ таких рыб, как осетровые и лососевые.

Особенно пострадали осетровые рыбы Волго-Каспийского бассейна, возникла необходимость в искусственном воспроизводстве, которое позволяло бы поддерживать разнообразие генетической популяции ценных видов рыб.

В результате были построены предприятия по искусственному воспроизводству рыбы- рыбные заводы.

Так как условия на рыбных заводах отличались от естественных, возникла необходимость в разработке методик способствующих стимуляции рыб к размножению в искусственных условиях рыбных заводов.

1. Рыбоводство в СССР, появление метода гипофизарных инъекций

Основоположником российского рыбоводства считается В.П. Врасский, создавший первый в России Никольский рыбоводный завод в 1856-1857 г. в Новгородской области. Лотки этого завода были рассчитаны на инкубацию 1,15 млн. икринок лосося, 1,8 млн. икры форели и 5 млн. шт. сига, что значительно превосходило аналогичные показатели зарубежных рыбоводных заводов своего времени. Кроме этих видов разводили ряпушку, налима, стерлядь. До революции было создано 4 филиала Никольского завода, в том числе в Санкт-Петербурге (р. Нева) и Лужского (р. Луга), а также 3 лососевых рыбоводных завода на Дальнем Востоке. Первый лососевый завод построил рыбопромышленник К.Л. Лавров на притоке Амуре в 1909 г., позднее были построены еще два завода на Камчатке. После завершения Гражданской войны рыбоводство стало быстро восстанавливаться и развиваться, однако очень скоро выяснилось, что многие ценные виды рыб не могут в искусственных условиях достичь овуляции, поэтому для рыбоводных целей можно использовать только единичных "текучих" особей, отловленных на нерестилищах.

Решить эту проблему помог метод "гипофизарных инъекций".

Гипофиз - нижний мозговой придаток - является железой внутренней секреции. Гормоны гипофиза поступают в кровь и в полость мозгового желудочка и влияют на окраску тела и на рост, контролируют развитие половых, щитовидной и надпочечной желёз и обладают некоторыми другими функциями. У высших позвоночных животных в гипофизе вырабатывается два гонадотропных гормона фолликулостимулирующий (ФГ), который вызывает рост и созревание овариального фолликула у самок и процесс сперматогенеза у самцов, и люгеинезирующий (ЛГ), который стимулирует секрецию эстрогенов яичника и овуляцию у самок и влияет на интерстициальные клетки семенника, стимулируя синтез андрогенов. В отношении низших позвоночных в настоящее время нет точных данных о наличии в их гипофизе двух различных гонадотропных гормонов. Для большинства рыб характерно наличие двух форм гонадотропинов. Первая форма более эффективна в стимуляции синтеза эстрадиола. Она доминирует в ходе вителлогенеза и ранних стадий сперматогенеза. Вторая форма стимулирует синтез индуктора созревания ооцитов и доминирует в период подготовки рыб к размножению.

Для стимулирования созревания половых клеток у рыб в настоящее время применяют три метода:

1) экологический;

2) физиологический;

3) комбинированный или эколого-физиологический.

Экологический метод заключается в том, что производителей до созревания половых клеток выдерживают в садках, бассейнах, где создаются условия, близкие к естественным. Этот метод применяется для рыб с осенне-зимним икрометанием.

Физиологический метод стимулирования созревания половых клеток у рыб разработал профессор H.Л. Гербильский (1936, 1938) Сущность метода заключается в том, что введение гормона гипофиза или его искусственных заменителей производителям рыб с гонадами, находящимися в IV-й СЗ, ускоряет их созревание.

Комбинированный метод стимулирования созревания подовых клеток применяется для получения зрелых половых клеток у осетровых, карповых. Он сочетает -- экологический и физиологический методы воздействия на половые клетки рыб. Сущность этого метода заключается в том, что сначала производителей выдерживают в специальных садках, бассейнах, преднерестовых прудах, а затем для окончательного созревания у них половых клеток применяют инъекции суспензии гипофиза или ею заменителей.

Первые удачные опыты по стимуляции овуляции гипофизарным препаратом были проведены в Бразилии (Pereira et Cordoso, 1934, Ihering, 1935, Ihering, Azevedo, 1936). Несколько позднее методы гормональной стимуляции созревания были успешно апробированы в СССР (Гербильский, Кащенко, 1937, Гербильский, 1938, 1941) на корюшке, а затем на осетровых. Метод "гипофизарных инъекций" оказался революционным для рыбоводства, поскольку позволил развивать принципиально новые биотехнологии. Для отработки и внедрения методов "гипофизарных инъекций в Ленинграде в 1938 г. была создана лаборатория основ рыбоводства (с 60-х годов - Центральная лаборатория по воспроизводству рыбных запасов), руководителем которой вплоть до своей смерти в 1967 г. был Николай Львович Гербильский. (Рисунок 1)

Рис. 1. Гербильский Л.Н.

2. Использование гипофизарных препаратов при разведении рыб

Первоначально объектами разведения в аквакультуре был очень ограниченный круг видов рыб. Он включал либо виды, молодь которых для выращивания можно было без труда добыть в естественных водоемах (ханос, кефали и некоторые другие), либо виды, которые легко размножались в условиях неволи (карп, золотая рыбка, тиляпии и др.). Массовое разведение многих других ценных промысловых видов рыб было невозможно. Наиболее ярко это можно проиллюстрировать на примере осетровых, получить зрелую (текучую) икру которых до разработки методов гормональной стимуляции размножения можно было, только выловив рыбу в момент естественного нереста в реке.

Успехи, которых достигла к началу XX столетия эндокринология, позволили понять роль гипофиза в регуляции многих физиологических процессов в организме позвоночных, в том числе и размножения.

Обсуждая проблемы разведения стерляди в Волжском бассейне, А.Л. Бенинг (1927), подсчитал, что для воспроизводства волжского стада стерляди необходимо выпускать ежегодно 32 млн. мальков. Для этого, по мнению этого автора, ежегодно требовалось бы 2000 самок-производителей. Однако в те годы, даже при чрезвычайно интенсивной работе, вряд ли во всем бассейне Волги можно было располагать более чем 150-200 текучими самками-производителями. Благодаря гипофизарным инъекциям эта проблема была решена.

Для сравнения укажем, что в современных условиях, используя гормональную стимуляцию, в одном рыбсовхозе ежегодно получают рыбоводно-продуктивную икру более чем от 2000 самок стерляди. [1]

Суть метода заключалась во введении в организм рыбы суспензии растертых гипофизов.

Первоначально препарат инъецировали интракраниально, впоследствии - внутримышечно.

Дальнейшая разработка и совершенствование метода гипофизарных инъекций шли по следующим направлениям:

1. Разработка методики сбора сырья (гипофизов), изготовления и стандартизации препаратов для гормональной стимуляции нереста рыб;

2. Выявление таксономической специфичности действия гипофизов разных видов.

3. Определение доз и оптимальных схем введения препаратов в организм рыбы

Разработки по первому направлению показали, что для сбора гипофизов наиболее пригодны половозрелые особи рыб незадолго до сезона нереста. В это время в гипофизах накапливается максимальное количество гонадотропных гормонов. Консервация извлеченных гипофизов возможна путем обезвоживания, обезжиривания и последующего высушивания. В России и Китае для обезвоживания и обезжиривания гипофизов применяется ацетон, в США - спирт. Для стандартизации гипофизарных препаратов используется оценка их активности на тест-объектах. Наибольшее распространение в качестве тест-объекта получили самцы озерной лягушки (Боев, 1989).

Гонадотропная активность гипофизарных препаратов, определенная на данном тест-объекте, выражается в лягушачьих единицах (л.е.). Наиболее часто гипофизарные препараты поступают на рынок и реализуются в виде крупки, представляющей собой целые гипофизы после их выдержки в ацетоне и последующего высушивания. В некоторых случаях реализуется порошок из растертых сухих желез или глицериновая вытяжка.

Исследования по второму направлению показали, что гипофизы одних видов рыб могут действовать, а могут и не действовать на представителей других видов. Не вдаваясь в подробное обсуждение этого вопроса, укажем, что для стимуляции нереста наиболее эффективно использование гипофизов рыб того же вида или близкородственных видов того же семейства. Для осетрообразных (веслоноса, стерляди, белуги, калуги, шипа, севрюги и осетров сибирского, русского, амурского и др.) предпочтительно использовать гипофизы рыб семейства осетровых, однако они довольно хорошо реагируют и на гипофизы карповых рыб: сазана (карпа) и леща (Подушка, 1999). Гипофизы окуневых можно использовать только для рыб этого семейства.

В то же время, судака и окуня можно разводить с использованием гипофизов карповых рыб (Баранникова, 1969). Считается, что наиболее универсальными являются гипофизы сазана (карпа) и леща. Их можно использовать при воспроизводстве широкого спектра видов рыб из семейств осетровых, карповых и окуневых. На некоторых видах рыб с успехом были апробированы гипофизы кур (Fagberno et al., 1992; Amaral et al., 1995).

Оптимальные дозировки гипофизарных препаратов и схемы инъецирования различны для разных видов. Наиболее часто применяются разовая и градуальная инъекции. В первом случае вся необходимая доза препарата инъецируется единовременно, во втором - вначале делается предварительная инъекция, при которой в организм рыбы вводится небольшая часть от общей дозы препарата, а затем - разрешающая инъекция, при которой инъецируется оставшаяся часть дозы. (Таблица 1)

рыба гипофизарный инъекция карп

Таблица 1. Типы и дозы гипофизарных инъекций у различных видов рыб

4. Гипофизарные инъекции производителям осетровых рыб

Благодаря повсеместному браконьерству и чрезмерному вылавливанию в природе почти не осталось белуги, севрюги, стерляди, шипа и других осетровых. А те, которые еще остались, просто не могут доплыть до мест где они нерестятся, из-за перегораживания главных рек плотинами. Поэтому естественное воспроизводство осетров приближается к нулю. Чтобы поддержать популяцию осетровых был придуман метод искусственного воспроизводства молоди осетровых.

Осенняя бонитировка.

Весь процесс искусственного воспроизведение осетровых начинается с осенней бонитировки. Бонитировка проводится с целью отобрать самок , впервые созревающих или повторно, у которых гонады находятся на 4 стадии зрелости. Таких самок отсаживают в отдельный зимовальный пруд или бассейн, если выращивание проходит в УЗВ. А следующей весной их вылавливают для нерестовой компании. Таким образом, мы отбираем подходящих особей для предстоящего искусственного воспроизводства. Бонитировка проводится осенью, когда температура воды упадет ниже 12 градусов и кормление рыбы будет прекращено, чтобы меньше травмировать рыбу. При высоких температурах, возрастает отход рыбы при пересаживании и сортировки. При выращивании рыбы в УЗВ, где круглый год поддерживается высокая температура, отсаженным самкам и самцам устраивается настоящая зимовка с постепенным понижением и последующим повышением температуры воды. Это делается для того, чтобы максимально приблизиться к природным, естественным условиям.

Весенняя бонитировка.

Следующей весной, еще до того как температура воды подымется до 12-13 градусов производится весенняя бонитировка. Весенняя проверка отобранной осенью рыбы нужна для того, чтобы выявить особей с резорбцией икры, а также для того, чтобы проверить качество ооцитов-икринок. Для проверки качества икры лучше использовать сначала УЗИ диагностику, а потом биопсию. УЗИ позволяет увидеть на мониторе степень зрелости икры, а биопсия позволяет изъять из рыбы несколько икринок и оценить их воочию. Для извлечения икры используют специальный щуп с полостью внутри. Через брюшную полость во внутрь самки вводится этот щуп, проворачивается и вытаскивается, внутри углубления остаются несколько икринок. Подходящую рыбу оставляют, а остальных отбраковывают и отсаживают на нагул до следующего года.

Гипофизарные инъекции.

Как только температура достигнет 12-13 градусов наступает очередь гипофизарных инъекций.

В природе, самки на 4 стадии зрелости поднимаются вверх по реке до нерестилищ, где происходит дозревание ооцитов и выметывание икры. Дозревание икры происходит под влиянием благоприятных внешних условий: подходящей температуры, глубины, состава грунта. Если все подходит под нужды самки у нее начинают выводиться в кровь гормоны гипофиза, которые и стимулируют дозревание ооцитов. В искусственных условиях сложно воспроизвести все необходимые условия. Именно поэтому и был разработан метод "обмана" самок при помощи введения ей суспензии гипофиза других рыб. В результате, даже при обитании в бассейне, где нет условий для естественного нереста в крови самки повышается количество необходимого гонадотропного гормона гипофиза и икра дозревает.

Все необходимое количество суспензии гипофиза вводят не одновременно, а за два приема (дробный метод). С первым, предварительным уколом вводят 1/2 от нужного количества раствора, через 12 часов, с разрешающим уколом, оставшуюся часть.

Для стимулирования созревания и овуляции икры у осетровых рыб используют либо натуральный ацетонированный гипофиз осетровых рыб, но он очень дорог, либо ацетонированный гипофиз карповых рыб. Также можно использовать синтетические препараты, такие как сурфагон, нерестин. Но такие препараты работают, только тогда, когда температура воды постепенно, но стабильно повышается после инъекции, а вот если температура воды будет понижаться, в силу погоды, такие препараты работают намного хуже.

Спустя положенное количества времени, производится проверка самок на отдачу икры. В природе самка осетра мечет икру не за один раз, а порционно. В нашем случае это означает, что если попытаться выжать икру из полости тела, выйдет только малая ее часть и опять придётся ждать какое-то время, это не очень удобно. Чтобы этого избежать, скальпелем делается надрез яйцевода в месте не далеко от их срастания длиной 2-2.5 см, открывая тем самым брюшную полость. После чего можно сцеживать, массируя живот самки, уже почти всю икру.

Оплодотворение икры.

При искусственном оплодотворении икры встречу яиц с спермиями обеспечивают рыбоводы. Икру и сперму получают непосредственно перед оплодотворением. Если, по каким то причинам, нужно передержать половые продукты, с икры не сливается полостная жидкость и хранить ее нужно в затемненном месте (икра осетровых рыб в полостной жидкости вне тела самки может сохранять высокую способность к оплодотворению в течении 4-6 часов ), сперму собирают в сухой сосуд и помещают на лед, вода ни в коем случае не добавляется (в таких условиях она хранится 5-6 суток).

Искусственное оплодотворение икры осетровых рыб лучше всего производить по полусухому методу. Получаем икру в эмалированный тазик и сливаем излишки полостной жидкости, сперму от нескольких самцов смешиваем между собой и добавляем в воду. Следующий этап это само оплодотворение. Вливаем воду со сперматозоидами в тазик с икрой и перемешиваем руками 4-5 минут (для разных видов по разному). Спермы не должно быть очень много, оплодотворяющая способность возрастет, но большой процент яиц будет нежизнеспособным потому что, они будут оплодотворены несколькими сперматозоидами (полиспермные яйца).

По истечению 4-5 минут в икре появляется клейкость. Если ее не обесклеить она слипнется в один большой клубок, и проинкубировать такую икру будет уже невозможно.

Обесклеивание.

В настоящее время для обесклеивания икры применяются аппараты системы П.С. Ющенко. (Рисунок 2)

Рис. 2. Аппарат системы П.С. Ющенко

После оплодотворения из тазика с икрой сливается вся лишняя жидкость. Добавляется заранее разведенная в воде голубая глина. И все это заливается в аппарат. Так как вниз этого аппарата подается воздух, все содержимое хорошо перемешивается воздушными пузырьками. Обесклеивание ведется по следующей схеме. Всего 45 минут. Каждые 15 минут добавляют немножко свежей воды, чтобы разбавить концентрацию глины.

Обесклеивание можно производить также речным илом, тальком или молоком. Но лучше всего использовать именно голубую глину.

Инкубация икры.

После того, как икра обесклеена ее промывают чистой водой и помещают в инкубационные аппараты. Инкубационные аппараты бывают нескольких конструкций: "Осетр", где икра находится в отдельных ящиках, а появившаяся предличинка скатывается по общему желобу в мальковый бассейн, "Ющенко", тот же аппарат что и для обесклеивания, только место воздуха в него подается вода, способствующая перемешиванию икры.

Продолжительность развития икры зависит в первую очередь от температуры воды. Чем температура выше, тем скорее начнут вылупляться предличинки, и соответственно, чем температура ниже тем дольше это займет времени. У разных видов осетровых в связи с тем, что нерестовые температуры у них не совсем совпадают, соотношение скорости развития при разных температурах различны.

Продолжительность периода выклева составляет примерно 15-20% от всего времени развития икры.

5. Гипофизарные инъекции производителям карпа

Способную к оплодотворению икру карпа можно получить сравнительно легко, если через 1 ч после начала нереста отловить самку из пруда и отцедить у нее икру. Для ускорения созревания половых продуктов карпу делают гипофизарные инъекции. Для проведения гипофизарных инъекций нужно брать самок в IV стадии зрелости. Гормоны гипофиза способствуют созреванию яйцеклетки, а при достижении половой зрелости - нересту. Карп нереститься порционно, инъекция способствует созреванию всей икры одновременно.

Подготовка рыб. Карпа, не готового к нересту (не в IV стадии), нельзя инъецировать из- за того, что инъекция слишком быстро спровоцирует выделение икры, которая в большинстве случаев будет неполовозрелой.

В период созревания, если предусмотрена гипофизарная инъекция, рыб кормят пищей, содержащей большое количество незаменимых аминокислот, пока брюшко самки не станет мягким, Когда окружность половой поры слегка покраснеет, а край ее немного вывернется, проводят инъекцию. [1, 2]

Подготовка и дозировка гипофизарной суспензии. Мелко измельченные в ступке гипофизы смешивают с 0,5 мл 0,6%-ного физиологического раствора (6 г поваренной соли на 1 л стерильной дистиллированной воды) и вводят рыбам в спинную мышцу, сзади первого луча спинного плавника, и затем массируют. (Рисунок 3)

Рис. 3. Инъецирование карпа

Самкам на каждый килограмм массы вводят 1 мг, а самцам - 0,2-0,5 кг гипофиза. Число гипофизов, соответствующее массе тела, округляется до целого числа. Однократная инъекция не всегда дает желаемый результат, поэтому целесообразнее вводить небольшие, постепенно увеличивающиеся дозы. Тогда через 18-20 ч после последней инъекции самки при легком нажатии на брюшную полость выделяют равномерно текущую струей икру, готовую к оплодотворению.

6. Гипофизарные инъекции производителям растительноядных рыб

Растительноядные рыбы: белый амур, белый толстолобик и пестрый толстолобик были завезены в европейскую часть России в 60-х годах прошлого века из бассейна р. Амур и рек Китая. По сравнению с карпом эти рыбы более теплолюбивы. Климатические условия Краснодарского края отлично подошли для выращивания растительноядных рыб. Самовоспроизводящееся стадо этих рыб образовались в реке Кубань. Однако, после её зарегулирования естественный нерест прекратился.

В настоящее время в Краснодарском крае растительноядных рыб воспроизводят искусственным методом с помощью гормональной стимуляции созревания половых продуктов. После введения гормонов рыба переходит в нерестовое состояние независимо от наличия нерестовой обстановки. Для созревания необходимы хорошие кислородные условия и температура воды не ниже 19-20 градусов Цельсия. В рыбоводстве пользуются ацетонированными гипофизами. Для получения половых продуктов от растительноядных рыб используют гипофизы половозрелого сазана и леща, заготовленные в период октября по апрель. [1, 3]

Гипофизарная инъекция способна стимулировать созревание самок, имеющих яичники в завершенной IV стадии зрелости. Самкам по этой схеме гонадотропный гормон вводят дважды. Первый раз вводят очень малую дозу гормона, составляющую 1/8-1/10 часть общей намеченной дозы гормона, через сутки после такой предварительной инъекции проводят вторую - разрешающую инъекцию.

Определение необходимого количества гипофиза при разрешающей дозе является весьма важным моментом в рыбоводном процессе. Наблюдения показывают, что это количество колеблется большей частью в пределах 3-6 мг на 1 кг массы самки. Оно может изменяться зависимости от степени зрелости половых продуктов (ооцитов). При определении дозы необходимо учитывать не только массу рыбы, но и величину ее гонад. Чем больше самка имеет икры, тем больше требуется гипофиза для полной её отдачи. Сказывается на дозе также и активность самих вводимых гипофизов. Практически дозу определяют, перемножая массу самки (индивидуальную или при равном материале - среднюю) на выбранное в интервале от 3 до 6 мг количество гипофиза и корректируют это количество в последующих партиях в зависимости от того, насколько полно самки отдали икру.

Предварительная доза, как было сказано, должна составлять 1/8-1/10 часть разрешающей, но для удобства её определения можно порекомендовать вводить самкам массой 3-5 кг по 3 мг сухого вещества гипофиза, а более крупным - по 5-6 мг.

Для работы используют обычно текучих самцов. Однако для получения достаточного количества спермы самцам также делают гипофизарную инъекцию. Инъекцию самцам делают за час до проведения разрешающей инъекции самкам. Самцам массой 5-7 кг вполне достаточно ввести 4-6 мг гипофиза на рыбу. При необходимости получения большего количества спермы и более крупным самцам, часто имеющим у белого амура и пестрого толстолобика массу до 10 кг и больше, следует вводить по 12-15 мг вещества гипофиза на рыбу.

Заключение

В настоящее время гипофизарные препараты широко используются в аквакультуре России: в осетроводстве, причем в последние годы не только при разведении, но и при получении пищевой икры; в карповодстве; при воспроизводстве растительноядных рыб (белого и пестрого толстолобиков, белого амура) и черного амура; в сомоводстве и в аквариумистике. Более ограниченное применение они находят при разведении кефалеобразных, камбалообразных, лососеобразных, окунеобразных и др. видов.

Несмотря на то, что в последние годы в рыбоводстве для стимуляции созревания половых продуктов у производителей стали применять не только гипофизарные препараты, но и гонадотропин-рилизинг гормоны и их аналоги (Гончаров и др., 1991; Тренклер и др., 2008), гипофизарные инъекции себя далеко еще не изжили. Об этом, в частности, свидетельствует резко возросший в последние годы спрос на рыбные гипофизы среди рыбоводов.

Список литературы

1. Гербильский Н.Л. Метод гипофизарных инъекций и его роль в рыбоводстве // Гормональная стимуляция полового цикла рыб в связи с задачами воспроизводства рыбных запасов: Труды ВНИРО. - Т. 111. - Л.: Наука, 1975. С. 7-22.

2. Иванов А.П. Рыбоводство в естественных водоемах. - М.: Агропромиздат, 1988. - 367 с.

3. Руководство по биотехнике разведения и выращивания дальневосточных растительноядных рыб. - М.: Госкомрыболовства, ВНИИПРХ, 2000. - 211 с.

Размещено на Allbest.ru