《Aquaculture》：Optimizing large-scale incubation of Japanese eel (
Anguilla japonica) preleptocephali via microbial control with silver ions
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鰻魚幼蟲大規模飼養中高死亡率與細菌干擾相關，銀離子可作為抗生素替代品提升存活率至41.6%。
Kentaro Higuchi | Masataka Satomi | Keisuke Kawano | Yoshihiro Kajiura | Tomoko Arakawa | Norio Iinuma | Hitoshi Imaizumi | Kohei Nakamura | Ryutaro Takasaki | Takashi Yatabe | Ryusuke Sudo | Yukinori Kazeto
日本水产研究教育机构渔业技术研究所南水泽野外站，静冈县上贺町415-0156
摘要
为了确保人工养殖的玻璃鳗鱼的大规模生产，一个能够稳定供应高质量孵化幼体的可靠系统至关重要。然而，从孵化到开始进食（即孵化后7天[dph]）的大规模幼体孵化条件仍然不够理想，这可能导致高死亡率。微生物干扰是影响多种海洋鱼类卵孵化成功和幼体存活的关键因素。在这项研究中，我们旨在确定在日本鳗鱼幼体大规模孵化过程中观察到的高死亡率是否由微生物干扰引起，并通过使用抗生素替代品进行微生物管理来优化孵化方案。在200升的半管反应器中添加抗生素后，6天[dph]时鳗鱼幼体的存活率显著提高。这表明大规模孵化过程中观察到的高死亡率是由培养环境中的细菌活动引起的。使用硝酸银处理后，幼体的存活率趋于更高，这可能是由于银离子的抗菌作用。每天以225至461微克/升的浓度处理银离子可以为每升培养液中的多达2200只孵化幼体提供合适的条件，直到开始进食阶段。由于银离子在包括人类医疗保健和各种工业过程在内的广泛应用中已被证实具有抗菌作用，因此它们是抗生素的可行替代品。因此，利用银离子进行微生物控制是大规模孵化日本鳗鱼幼体的一个有前景的方法。
引言
日本鳗鱼（Anguilla japonica）是东亚重要的淡水养殖物种。这种养殖方式完全依赖于野生捕获的玻璃鳗鱼（Tanaka, 2014）。这些鳗鱼通过北赤道流和黑潮从西马里亚纳海岭附近地区运输到东亚国家的海岸，在此之前它们已经经历了从leptocephalus幼体阶段的变态（Tsukamoto et al., 2011）。然而，近年来日本鳗鱼的数量迅速下降。这可能是由于全球变暖导致的海洋环境变化、河口和沿海地区的污染以及为养殖目的而进行的野生鳗鱼过度捕捞（Kaifu et al., 2025; Ho et al., 2021; Miller et al., 2016; Chen et al., 2014; Kim et al., 2007）。为了保护野生鳗鱼资源并确保养殖业的可持续性，必须建立封闭循环养殖系统。人工生产人工玻璃鳗鱼的努力已经进行了50多年（Okamura et al., 2014; Tanaka, 2014）。2010年，研究人员成功地从人工饲养的亲鱼中获得了受精卵，并随后在养殖条件下将幼体培育到了玻璃鳗鱼阶段（Tanaka, 2014）。尽管如此，尚未建立一种具有商业可行性和成本效益的大规模生产人工玻璃鳗鱼的方法。为了实现人工养殖玻璃鳗鱼的大规模生产，建立一个能够稳定供应高质量卵和孵化幼体的可靠系统至关重要。最近，利用哺乳动物蛋白质表达系统成功建立了一种大规模生产重组日本鳗鱼促性腺激素（Fsh）和黄体生成素（Lh）的系统（Kazeto et al., 2023; Kazeto et al., 2021）。这些同源重组蛋白在诱导雌性和雄性的性成熟方面比异源促性腺激素（如鲑鱼垂体提取物或人绒毛膜促性腺激素）更有效（Ozaki et al., 2025; Kazeto et al., 2023）。通过使用重组Fsh优化最终卵母细胞成熟和排卵的过程，并施用Lh释放激素类似物（LHRHa）、多巴胺受体拮抗剂pimozide和17α-羟基孕酮（OHP）作为17,20β-二羟基-4-孕烯-3-酮的前体，获得了质量更高的雌性鳗鱼卵（Suzuki et al., 2024）。在适当的充氧和海水交换率下，开发了一种密集的孵化方法，直到卵孵化（Higuchi et al., 2025）。
然而，大规模幼体孵化期间的条件仍然不够理想，导致卵黄囊preleptocephalus阶段的死亡率很高。因此，很少有幼体能够存活到开始进食（孵化后7天[dph]）（Okamura et al., 2020）。在几种海洋鱼类中，如大西洋鳕鱼（Gadus morhua L.）和比目鱼（Hippoglossus hippoglossus），卵和幼体培养期间的死亡率和疾病通常与不受控制的微生物群落有关（Olafsen, 2001）。由于海洋鱼类幼体在孵化时尚未成熟且非常脆弱，并且在养殖系统中与高密度的细菌和其他微生物共存，它们可能会感染特定的病原体和机会性细菌（Vadstein et al., 2004; Olafsen, 2001; Hansen and Olafsen, 1989）。同样，微生物干扰可能非常严重，并在影响欧洲鳗鱼（Anguilla anguilla）胚胎和幼体的存活率方面起着关键作用（Bandara et al., 2024; S?rensen et al., 2014）。在实验室规模条件下（如烧杯或48孔微孔板中）孵化幼体时，添加抗生素可以显著提高欧洲鳗鱼和日本鳗鱼幼体的存活率，因为抗生素可以减少存活细菌的数量（S?rensen et al., 2014; Unuma et al., 2011）。因此，评估微生物干扰的影响对于优化这一物种早期生命阶段的养殖条件非常有价值。
在养殖业中，预防性使用抗生素并不被认为是防止不良微生物相互作用的可持续方法。这是因为不适当的使用可能会导致耐药细菌的出现和传播（Bondad-Reantaso et al., 2023）。因此，养殖业中抗生素的使用在类型和数量上都受到严格限制（Lulijwa et al., 2019）。为了解决这个问题，采用环保的微生物控制方法至关重要。向培养池中添加硝酸银可以利用银离子的抗菌特性减少海水中的微生物数量，从而改善鳗鱼leptocephali的培养环境（Okamura et al., 2009）。为了研究在日本鳗鱼preleptocephali大规模孵化过程中观察到的高死亡率是否由微生物干扰引起，我们通过使用抗生素和银离子操纵了微生物的存在和活性，以考察它们对幼体存活率的影响。为了开发使用银离子的大规模孵化方法，我们评估了最佳的银离子浓度、处理间隔和幼体投放密度，以实现有效的幼体培养。
实验片段
鱼类
本研究中使用的日本鳗鱼preleptocephali是由日本水产研究教育机构渔业技术研究所南水泽野外站的成年鳗鱼通过激素处理人工诱导性成熟后产生的。野生或人工养殖的玻璃鳗鱼通过施用雌二醇-17β与商业饲料（10毫克/千克饲料）混合6个月来雌性化。这是因为人工养殖的玻璃鳗鱼主要发育为雄性。实验1：检查开始进食前日本鳗鱼preleptocephali的存活率和每日死亡率
在实验期间，幼体的存活率下降，在试验1和2中分别为6天[dph]时的38.2±5.3%和27.1±2.1%（图1）。从1天或2天[dph]开始观察到高死亡率，并持续到6天[dph]（图1）。实验2：抗生素和硝酸银对日本鳗鱼preleptocephali存活率及培养海水中细菌特性的影响
6天[dph]时，对照组、抗生素组和硝酸银组的存活率分别为17.7±6.1%、67.9±7.2%和41.6±11.4%（图2）。抗生素组的存活率显著高于对照组（P < 0.05），讨论
在本研究中，通过向海水中添加抗生素，大规模孵化期间的幼体存活率显著提高。这表明大规模孵化过程中观察到的高死亡率可以归因于培养池中存在的细菌的影响。微生物与鱼卵和幼体黏膜表面的相互作用会导致孵化成功率降低和孵化后存活率降低（Hansen and Olafsen, 1999; Hansen et
作者贡献声明
Kentaro Higuchi：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、资源准备、方法学、调查、概念化。Masataka Satomi：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、方法学、调查。Keisuke Kawano：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、方法学、调查、数据分析。Yoshihiro Kajiura：调查。Tomoko Arakawa：调查。Norio Iinuma：资源准备。Hitoshi Imaizumi：资源准备。Kohei Nakamura：资源准备。利益冲突声明
作者声明他们没有可能影响本研究报告工作的竞争性财务利益或个人关系。致谢
我们感谢日本水产研究教育机构渔业技术研究所南水泽野外站的工作人员在维护本研究使用的鱼类方面提供的帮助。本工作得到了日本农林水产省的“鳗鱼苗商业化大规模生产系统示范项目”的资助。
