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技術(shù)文章

馴化VS野生:斑馬魚幼魚的行為差異
更新時(shí)間:2022-11-30   點(diǎn)擊次數(shù):1006次

1.簡(jiǎn)介

在自然界中,斑馬魚生活在高度多樣的環(huán)境中,來(lái)自這些不同環(huán)境的斑馬魚表現(xiàn)出不同的行為。此外,還有大量馴化的斑馬魚實(shí)驗(yàn)室品系。有研究表明,這些不同品系的魚在行為上可能有很大差異。AB系斑馬魚幼魚是一種高度馴化的斑馬魚實(shí)驗(yàn)室品系,和野生斑馬魚之間基因顯著差異。本研究的目的是確定AB系斑馬魚和野生捕獲魚類的后代在幼體階段的行為差異,并測(cè)試不同年齡的斑馬魚幼魚其行為發(fā)育。

 

2.研究方法

使用受精后5天、7天、12天和30天斑馬魚。在24孔板(5天、7天和12天)每孔填充2 mL系統(tǒng)水,12孔板(30 天)的孔填充3 mL系統(tǒng)水(圖1)。每個(gè)試驗(yàn)使用每個(gè)孔一個(gè)幼魚和每個(gè)品系12只(5天、7天、12天)或6只(30天)??偣策M(jìn)行3次12孔板(5天、7天、12天)試驗(yàn)和6次6孔板(30天)實(shí)驗(yàn),對(duì)每個(gè)年齡段的72名個(gè)體進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)使用諾達(dá)思的斑馬魚行為軌跡跟蹤系統(tǒng)(DanioVision)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)進(jìn)行。DanioVision連接到溫度控制單元,該單元將水溫保持在28℃。將幼魚放入其中。總測(cè)試持續(xù)時(shí)間為40分鐘,兩個(gè)黑暗和兩個(gè)光明間隔各為10分鐘。EthoVision被設(shè)置進(jìn)行測(cè)量跟蹤,如移動(dòng)距離(cm)、平均速度(cm/s)、潛伏期(s)和區(qū)域時(shí)間(min)。

圖1.png

圖1


 

3.結(jié)果

3.1.行為變化

行為方面存在顯著差異。在黑暗和光照條件下,斑馬魚幼魚移動(dòng)的距離隨著體長(zhǎng)的增加而增加,并且這種增加在野生幼魚中比在AB幼魚中更顯著。其次,角速度隨體長(zhǎng)而降低,且各品系之間沒有差異。在黑暗時(shí)期,區(qū)域內(nèi)的時(shí)間隨著身體長(zhǎng)度的增加而減少,而在光照時(shí)期,區(qū)域中的時(shí)間則隨著身體長(zhǎng)度而增加。(表1)。

表1.png

表1


 

3.2.身體長(zhǎng)度

在5、7或12天時(shí),AB和野生幼魚的總體長(zhǎng)沒有差異。然而,在30 天時(shí),AB幼魚明顯大于野生幼魚(圖2)。

圖2.png

圖2


 

3.3.行為變量中的應(yīng)變差異

行為差異隨著年齡的增長(zhǎng)而增加。在5天和7 天時(shí),移動(dòng)距離、中心區(qū)域內(nèi)時(shí)間或角速度均無(wú)顯著差異(表2)。然而,在12天時(shí),野生幼魚表現(xiàn)出比AB幼魚更高的移動(dòng)距離,但僅在光照期間。而在30天時(shí)在光照和黑暗測(cè)試條件下,野生幼魚的移動(dòng)距離均高于AB幼魚(表2,圖3A)。同樣,在12天時(shí),AB幼魚在光照條件下在中心區(qū)域內(nèi)的時(shí)間比野生幼魚長(zhǎng),而在30天時(shí)AB幼魚在光照和暗照條件下比野生幼魚在區(qū)域內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng)(表2,圖3B)。無(wú)論是在光照條件下還是在黑暗條件下,任何年齡測(cè)試的品系之間的角速度都沒有差異(表2,圖3C)。

表2.png

表2

圖3.png

圖3

研究發(fā)現(xiàn)了體長(zhǎng)和移動(dòng)距離之間的明確關(guān)系,幼魚越大,移動(dòng)距離越長(zhǎng)(圖4)。在野生和AB幼魚中,幼魚越大,移動(dòng)距離越長(zhǎng)。其中,野生幼魚表現(xiàn)出更高的活性和更大的差異(圖4A,B)。

圖4.png

圖4

 

4.討論

當(dāng)前研究的結(jié)果表明,野生斑馬魚和AB系斑馬魚在幼體期的行為有所不同。明顯的行為差異是活動(dòng)的差異,如移動(dòng)距離的差異所示,野生幼魚更活躍。這種行為差異在12 天時(shí)變得明顯。此外,研究觀察到5至30天的行為發(fā)展有顯著差異。在野生和AB幼魚中,活性隨著年齡和體長(zhǎng)的增加而增加,這種增加在野生幼魚中更為明顯,它們?cè)谛羞M(jìn)距離上也表現(xiàn)出更大的差異,并且隨著年齡的增長(zhǎng),差異增加。

另一個(gè)行為差異是AB幼魚在中心區(qū)的時(shí)間比野生幼魚長(zhǎng)。在曠場(chǎng)測(cè)試中,中心區(qū)域被認(rèn)為是有風(fēng)險(xiǎn)的,在這個(gè)區(qū)域花費(fèi)更多的時(shí)間通常被解釋為大膽的行為。害羞、焦慮和厭惡風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)物會(huì)避開中心地帶,靠近四周的墻壁。因此,成年AB斑馬魚表現(xiàn)出大膽、好斗的行為特征,表現(xiàn)出積極的壓力應(yīng)對(duì)方式。此外,AB幼魚在30天時(shí)表現(xiàn)出比野生幼魚更快的生長(zhǎng)速度,顯著長(zhǎng)于野生幼魚。在增長(zhǎng)不受糧食供應(yīng)限制的條件下,積極應(yīng)對(duì)與更快的增長(zhǎng)和發(fā)展有關(guān)。綜合來(lái)看,目前研究的結(jié)果表明,AB系斑馬魚甚至在幼體階段也比野生斑馬魚的后代膽大。

 

5.結(jié)論

本研究的結(jié)果表明,AB系和野生斑馬魚的后代在行為上明顯不同,甚至在幼體早期。行為差異從12天開始就很明顯,并且隨著年齡和體型的增加而變得更加明顯。此外,野生幼魚表現(xiàn)出更大的行為差異,并且隨著年齡的增長(zhǎng),這種差異也在增加。這些行為差異很可能是由AB品系的馴化和近親繁殖引起的。

 

參考文獻(xiàn):

Axling J, Jakobsson H, Frymus N, Th?rnqvist P-O, Petersson E, Winberg S. Boldness in Zebrafish Larvae—Development and Differences between a Domesticated Lab Strain and Offspring of Wild-Caught Fish. Fishes. 2022; 7(4):197.


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