斑马鱼求偶行为实验

【服务简介】

斑马鱼雄鱼的求偶行为主要包括“追尾”、“推挤”、“碰撞”、“舞蹈展示(转圈以及“8”字型运动)”、“震颤(排精)”等。以15min内的求偶总时间、求偶次数、平均每次求偶时间、长于5s的求偶次数、长于5s的求偶时间、短于5s的求偶次数等为指标来定量求偶行为。

繁殖行为测试在1L的烧杯中进行，在接近烧杯底部 25px处铺有一层铜网以防产下的卵被斑马鱼吃掉。烧杯使用前用相应浓度的暴露液浸泡，保持一致水温（25±1）℃。随机选取每一个浓度梯度下的斑马鱼雌雄各8尾分别按雌雄比 1∶1配对放入 8个烧杯中过夜（每个烧杯中含有斑马鱼雌鱼、雄鱼各1尾）。由于斑马鱼是光周期产卵，求偶行为及产卵主要发生在光照开启后的30min内。实验于次日光照开启 1min后开始用摄像机拍摄记录斑马鱼的求偶行为，连续拍摄15min录像资料随后在电脑上进行分析，通过秒表软件分析记录各行为指标的时间及频次。    用聚丙烯矩形水箱（尺寸为 23 * 15 * 15（cm））设计一种求偶行为装置，用两个透明隔板将该装置分割成三个的隔间，进行实验的三条斑马鱼间相互可视。为了避免周围环境的干扰，在整个装置外侧装有黑色帷幕。求偶装置放置在装有 LED 灯板的上方（光源强度为 500 lux），并配有丙烯酸散射板；视频拍摄选用红外光源，波长为800 nm。水缸的垂直上方装有高分辨率摄像头，诱发求偶行为的光源强度为 500 lux。使用摄像机记录了连续求偶行为。在求偶测试中，斑马鱼的求偶行为包括两个行为步骤。斑马鱼第一次游动接近异性，被定义为接近区域（ROA），记录相关时间和距离；然后斑马鱼快速游动接触异性（接触区域（ROC）），被定义为求偶指数（CI）。相应地，斑马鱼接近最喜欢的异性周围的地区显示其求偶偏好。求偶行为发生4h后移出亲鱼，收集受精卵并统计产卵量与受精率用以评估繁殖率。

 图 求偶过程中的斑马鱼求偶行为指数示例

指标分析

以斑马鱼雄鱼“追逐”、“推挤”、“碰撞”、“排精”等行为的发生频次为指标定量斑马鱼求偶行为。为减少人为误差, 录像资料由专人负责记录分析。

各行为学参数定义及统计指数如下：

• 追逐(Chasing): 雄鱼追逐雌鱼, 方向上一致,雄鱼与雌鱼身体基本在一条线上, 偶尔会有身体上的碰撞;

• 推挤(Pushing): 雄鱼推撞雌鱼腹部或身体其他部位, 迫使雌鱼前行, 方向上不一致, 雄鱼与雌鱼身体有一定的角度;

• 碰撞(Tail-Nose): 雄鱼用头或嘴有意碰撞雌鱼;

• 排精(Quiver): 雄鱼与雌鱼身体高频震颤, 此时雄鱼与雌鱼身体平行, 头部并列。雌鱼身体通常有半月形的弯曲;

• 繁殖努力(Reproductive effort): 用各个求偶行为参数的发生频率除以产卵量来表示。

（1）吸引指数 Attracting Index（AI）：每条斑马鱼求偶行为的平均速度；

（2）选择指数 Selecting Index（SI）：每条斑马鱼在求偶行为中的垂直速度。

（3）接近区域（ROA）：与隔板相邻的一部分区域，也就是每隔间靠近隔板的区域。斑马鱼的头部进入该区域时，将其视为在该区域内。

（4）ROA 时间（Time in ROA）：斑马鱼停留在接近区域的总时间。

（5）求偶指数 Courtship index（CI）：斑马鱼追逐另一条斑马鱼所花费的时间。

参考文献

Male zebrafish ( Danio rerio ) courtship behaviour resists the feminising effects of 17α-ethinyloestradiol—morphological sexual characteristics do not[J]. Mia G. Larsen;;Katrine B. Hansen;;Per G. Henriksen;;Erik Baatrup.Aquatic Toxicology,2008(4)

Reproductive effects and bioconcentration of 4-nonylphenol in medaka fish ( Oryzias latipes )[J]. Hiroshi Ishibashi;;Masashi Hirano;;Naomi Matsumura;;Naoko Watanabe;;Yuji Takao;;Koji Arizono.Chemosphere,2006(6)

唐娅秋. 文拉法辛对斑马鱼探索行为和求偶行为的影响及其机制研究[D].南开大学,2022.DOI:10.27254/d.cnki.gnkau.2021.000063.

Behavioural and developmental toxicity of chlorpyrifos and nickel chloride to zebrafish ( Danio rerio ) embryos and larvae[J]. .Ecotoxicology and Environmental Safety,2009(6)