Vplyv rýchlosti prúdenia vody na dozrievanie vaječníkov a antioxidačnú kapacitu u dospelého amura bieleho (Ctenopharyngodon idellus)

Ekologická prevádzka vodného inžinierstva je nevyhnutná pre ochranu rybolovných zdrojov. Je známe, že rýchlosť vody ovplyvňuje neresenie rýb, ktoré prinášajú unášané vajíčka. Cieľom tejto štúdie je preskúmať vplyv stimulácie rýchlosti vody na dozrievanie vaječníkov a antioxidačnú kapacitu dospelého amura bieleho (Ctenopharyngodon idellus) prostredníctvom laboratórnych experimentov s cieľom pochopiť fyziologický mechanizmus, ktorý je základom reakcie prirodzenej reprodukcie na ekologické prietoky. Skúmali sme histológiu, koncentrácie pohlavných hormónov a vitelogenínu (VTG) vo vaječníkoch a transkripty kľúčových génov v osi hypotalamus-hypofýza-gonáda (HPG), ako aj antioxidačnú aktivitu vaječníkov a pečene u amura bieleho. Výsledky ukázali, že hoci nebol zistený žiadny badateľný rozdiel vo vývojových charakteristikách vaječníkov amura bieleho pri stimulácii rýchlosti vody, koncentrácie estradiolu, testosterónu, progesterónu, 17α,20β-dihydroxy-4-pregnen-3-ónu (17α,20β-DHP) a VTG boli zvýšené, čo súviselo s transkripčnou reguláciou génov osi HPG. Hladiny génovej expresie (gnrh2, fshβ, lhβ, cgα, hsd20b, hsd17b3 a vtg) v osi HPG boli významne zvýšené pri stimulácii rýchlosťou vody, zatiaľ čo hladiny expresie hsd3b1, cyp17a1, cyp19a1a, hsd17b1, star a igf3 boli potlačené. Okrem toho by vhodná stimulácia rýchlosti vody mohla zlepšiť zdravotný stav tela zvýšením aktivity antioxidačných enzýmov vo vaječníkoch a pečeni. Výsledky tejto štúdie poskytujú základné poznatky a dátovú podporu pre ekologickú prevádzku vodných elektrární a obnovu ekologickej situácie riek.
Úvod
Priehrada Tri rokliny (TGD), ktorá sa nachádza v strednom toku rieky Jang-c'-ťiang, je najväčším vodným elektrárenským projektom na svete a zohráva kľúčovú úlohu pri využívaní a využívaní sily rieky (Tang a kol., 2016). Prevádzka TGD však nielenže významne mení hydrologické procesy riek, ale ohrozuje aj vodné biotopy proti prúdu aj po prúde od miesta priehrady, čím prispieva k degradácii riečnych ekosystémov (Zhang a kol., 2021). Regulácia nádrží homogenizuje prietokové procesy riek a oslabuje alebo eliminuje prirodzené vrcholy povodní, čo vedie k poklesu ikier rýb (She a kol., 2023).
Aktivitu neresenia rýb pravdepodobne ovplyvňuje množstvo environmentálnych faktorov vrátane rýchlosti prúdenia vody, teploty vody a rozpusteného kyslíka. Ovplyvňovaním syntézy a sekrécie hormónov tieto environmentálne faktory ovplyvňujú vývoj pohlavných žliaz rýb (Liu a kol., 2021). Najmä rýchlosť prúdenia vody ovplyvňuje neresenie rýb, ktoré kladú unášané vajíčka v riekach (Chen a kol., 2021a). Na zmiernenie nepriaznivých účinkov prevádzky priehrad na neresenie rýb je potrebné zaviesť špecifické ekohydrologické procesy na stimuláciu neresenia rýb (Wang a kol., 2020).

Štyri hlavné druhy čínskych kaprov (FMCC), vrátane kapra čierneho (Mylopharyngodon piceus), amura bieleho (Ctenopharyngodon idellus), kapra strieborného (Hypophthalmichthys molitrix) a kapra tolstolobika (Hypophthalmichthys nobilis), ktoré sú vysoko citlivé na hydrologické procesy, predstavujú ekonomicky najdôležitejšie ryby v Číne. Populácia FMCC by migrovala na miesta neresenia a začala by sa trieť v reakcii na vysoké prietoky od marca do júna, zatiaľ čo výstavba a prevádzka TGD mení prirodzený hydrologický rytmus a bráni migrácii rýb (Zhang a kol., 2023). Preto by začlenenie ekologického prietoku do prevádzkovej schémy TGD bolo zmierňujúcim opatrením na ochranu neresiska FMCC. Bolo preukázané, že implementácia kontrolovaných človekom spôsobených záplav ako súčasti prevádzky TGD zvyšuje reprodukčný úspech FMCC v regiónoch po prúde (Xiao a kol., 2022). Od roku 2011 sa uskutočnilo niekoľko pokusov o podporu neresiaceho sa správania FMCC s cieľom zmierniť pokles FMCC z rieky Jang-c'-ťiang. Zistilo sa, že rýchlosť vody, ktorá vyvoláva neres FMCC, sa pohybovala od 1,11 do 1,49 m/s (Cao a kol., 2022), pričom optimálna rýchlosť prúdenia pre neres FMCC v riekach bola identifikovaná na úrovni 1,31 m/s (Chen a kol., 2021a). Hoci rýchlosť vody zohráva kľúčovú úlohu pri reprodukcii FMCC, existuje značný nedostatok výskumu fyziologického mechanizmu, ktorý je základom reakcie prirodzenej reprodukcie na ekologické prietoky.