Optimalizace reprodukce a kvality gamet u okounovitých ryb

Ing. Jiří KŘIŠŤAN

Doctoral thesis

Optimization of reproduction and gamete quality in percid fish

Abstract:

Pond and intensive aquaculture of percids relies mainly on juveniles supplied by semi-artificial and artificial reproduction. Fish hatcheries do not always provide optimal conditions for percid reproduction. This project was undertaken to optimize reproduction methods of Eurasian perch (Perca fluviatilis L.) and pikeperch (Sander lucioperca L.). Reproduction parameters were compared in farmed and pond-reared perch broodstock without hormone treatment. Spawning was successful without hormone induction at 92.3% and 76.9% in farmed and pond-reared perch, respectively. Significant differences in morphological characteristics (gonadosomatic, hepatosomatic and viscerosomatic indices), fecundity, hatching, and post-spawning mortality were detected. All results, with the exception of spawning success and post-spawning mortality, were superior in pond reared broodstock. Further studies are required to optimize protocols for using better artificial food in farmed perch and decreased stress and post-spawning mortalities in pond reared perch broodstock. The possibilities of using clove oil, Propiscin, or 2-phenoxyethanol as an alternative to tricaine methane sulphonate (MS222) as anaesthetic, particularly with respect to reducing fish stress, were investigated. The haematological and biochemical profiles of pikeperch anaesthetized with clove oil (33 mg l?1), Propiscin (1.5 ml l?1), 2-phenoxyethanol (0.3 ml l?1), and MS222 (150 mg l?1) were determined. Each tested group was divided into two subgroups; the first subgroup was sampled 10 min after application and the second 24 h post-application. Clove oil was shown to be associated with the lowest effects in pikeperch, and therefore could be recommended as an alternative to MS222, while Propiscin and 2-phenoxyethanol were shown to be unsuitable for use with pikeperch. In Eurasian perch the use of semi-artificial reproduction for mass production of embryos was shown to be simpler and more effective. With mass incubation, 1 134 000 embryos (59% of total production) were obtained with a semi-artificial spawning regime and 796 000 embryos (41% of total production) with artificial spawning. Based on these results, we can recommend the semi-artificial spawning for production of perch embryos. Differing doses of two commonly used hormone preparations: human chorionic gonadotropin (hCG) and mammalian GnRHa (Supergestran) were tested for induction of ovulation in pikeperch. A broad range of effective doses is used in aquaculture of pikeperch. The minimal effective dose based on ovulation success is still missing. Hormone therapy applied to excess can result a detrimental impacts on broodstock fecundity and quality of eggs. Results indicated that a single injection of hCG or Supergestran could be used for successful ovulation, while no spawning was observed in a control group treated by saline solution. Among hormone treated groups, the best results were observed in groups treated with hCG at 500 and 750 IU kg-1 BW and in groups treated with mGnRHa at 25 ?g kg-1 BW. The sperm of pikeperch and Eurasian perch show similar morphology and fine structure, with the exception of differences in arrangement of midpiece and centrioles and the presence of a fin-like structure on the flagellum in pikeperch. Our results suggest use of an activation medium containing Ca2+ for activation of short-term stored sperm. Efficacy of five concentrations of Alcalase enzyme for elimination of egg stickiness compared to a milk/talc suspension was determined. Results indicated that 0.5-2.0 ml l-1 of Alcalase for 2 min may increase pikeperch egg hatching success (80-85%) compared to the milk-talc suspension. The highest hatching rate (85.4%) was observed with 1.5 ml l-1 of Alcalase. The application of Alcalase successfully eliminated pikeperch egg stickiness in 2 min compared to 60 min with traditional milk/clay/talc methods.

Abstract:

Rybniční a intenzivní akvakultura okounovitých ryb je založena zejména na produkci juvenilních ryb pocházejících z poloumělé a umělé reprodukce. Rybí líhně ne vždy poskytují optimální podmínky pro reprodukci okounovitých ryb. Cílem této studie je vylepšit, optimalizovat a doplnit poznatky o reprodukci okouna říčního (Perca fluviatilis L.) a candáta obecného (Sander lucioperca L.). První studie porovnává reprodukční charakteristiky u generačních ryb z farmového a rybničního odchovu bez použití hormonálních přípravků. Z výsledků je patrné, že další studie by se měly věnovat výživě farmových ryb a snažit se zredukovat stres a povýtěrovou mortalitu u rybničně odchovaných jedinců. Druhá studie zkoumala možnost nahrazení anestetika MS 222 hřebíčkovým olejem, Propiscinem nebo 2-phenoxyethanolem, a to zejména s ohledem na snížení stresu ryb. Hodnoty získané z této studie ukazují, že hřebíčkový olej ovlivňuje candáta obecného nejméně a může být doporučen jako alternativa k MS 222, zatímco Propiscin a 2-phenoxyethanol nejsou pro manipulaci s candátem vhodné. Další studie se zabývala produkcí embryí okouna říčního a studie ukázala, že poloumělý výtěr je jednodušší a efektivnější. Na základě této studie můžeme doporučit poloumělý výtěr pro produkci embryí okouna říčního. Pro úspěšnou indukci ovulace candáta obecného (čtvrtá studie) byly testovány různé dávky dvou běžně užívaných hormonálních přípravků, lidského choriogonadotropinu (hCG) a Supergestranu obsahujícího savčí GnRHa. Výše účinné dávky je jedním z nejvýznamnějších faktorů ovlivňujících úspěšnost hormonální indukce ovulace. Nadměrně vysoká dávka zbytečně zatěžuje rybí organismus a může mít negativní dopad na pohlavní produkty, zatímco nízká dávka nevyvolá odezvu v podobě ovulace. Výsledky ukazují, že jednorázová hormonální injikace hCG nebo Supergestranu může být užita pro úspěšnou ovulaci generačních ryb. Mezi hormonálně ošetřenými skupinami byly nejlepší výsledky pozorovány ve skupinách ošetřených hCG v dávkách 500 a 750 IU kg-1 a ve skupině ošetřené savčím GnRH analogem v dávce 25 ?g kg-1. Předposlední studie zkoumala ultrastrukturu a aktivaci spermie candáta obecného. Spermie candáta obecného a okouna říčního vykazuje podobnou morfologii i přes rozdíly pozorované v ?ploutvičkách? podél bičíku a v uspořádání střední časti a centriol. Tato studie také navrhuje použití aktivačního média obsahujícího Ca 2+ pro aktivaci spermatu v případě jeho krátkodobého uchování. Poslední studie porovnávala pět koncentrací enzymu alkaláza se suspenzí mléka a talku pro zbavení lepivosti jiker u candáta obecného. Alkaláza úspěšně zbavila jikry candáta lepivosti v kratším časovém intervalu (2min) než při tradičním užití suspense mléka a talku (60 min). Veškeré výsledky, stejně jako nalezení optimálního způsobu výtěru okouna říčního, představuje významný přínos pro rybářskou a líhňařskou praxi.

Keywords

Reprodukční charakteristiky, anestezie, produkce larev, hormonální ošetření, spermie, zbavení lepivosti jiker

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 8. 2013

Accessible from:: 27. 8. 2013

Thesis defence

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Doctoral programme / field:
Zootechnics / Fishery