虹鳟体内声学发射器的无缝合植入超过2%的标签与身体比例

摘要：一种新型的无缝线手术技术已成功用于在相对较大的虹鳟鱼Oncorhynchus mykiss中植入声波发射器标签与主体的比率为 0.88%。这项研究在两个为期 12 周的试验中比较了缝合和免缝合手术技术，在较小的虹鳟鱼中检查了相同的技术。在第一个使用 1.9% ± 0.04% 的标签与身体比率的试验中，没有缝合线的鱼的标签保留率仅为 16.6%，明显低于缝合切口的 83.3% 保留率。同样，在标签与身体的比率为 3.2% ± 0.03% 的第二个试验中，标签保留率为 55.5%，但明显低于使用缝合线时的 90.0%。在任一试验中，治疗之间的死亡率没有显着差异。这项研究的结果表明，在手术过程中必须使用缝合线在相对较小的鱼体内植入声发射器，标签与身体的比率为 1.9% 或以上。

关键词

虹鳟鱼, Oncorhynchus mykiss ,手术,声发射器

一、简介

电子发射器广泛用于研究鱼类行为、空间生态学和生存 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]。它们可以从外部连接、插入胃系统或插入体腔 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]。最常见的声学发射器插入方法是通过由两条缝线闭合的腹侧切口 [ 10 ]。然而，Kelican等人。[ 11 ] 最近使用一种新的无缝线技术来关闭腹侧切口，并在大型虹鳟鱼中实现 100% 的标签保留，标签与身体的比率为 0.88%。

Winter [ 12 ] 建议声发射器重量不应超过鱼体重的 2%。尽管该建议已成为渔业和生物科学应用中广泛使用的指南 [ 13 ]，但有几项研究显示阳性结果的比率远高于 2%。一般来说，在哥伦比亚河中，标签高达体重 10% 的鲑鱼对游泳性能和避免捕食者没有长期负面影响 [ 14 ] [ 15 ]。虹鳟鱼Oncorhynchus mykiss的标签在体重的 6% - 12% 范围内没有表现出明显的损伤 [ 16 ]。阿曼等人。[ 17] 显示在奇努克鲑鱼Oncorhynchus tshawytscha的生长速率、存活率或标签保留方面没有差异，标签范围为体重的 2.6% 至 5.6%。

而 Kelican等人使用的用于发射器植入的无缝手术技术。[ 11 ] 在相对较大的鱼中取得了成功，没有研究检查其对较小鱼的效用，特别是那些超过 Winter [ 12 ] 确定的 2% 阈值的鱼。因此，本研究的目的是确定无缝水声发射器植入对标签与身体比率接近或高于 2% 的小型虹鳟鱼的影响。

2。材料和方法

本实验在 McNenny 州立鱼类孵化场（美国南达科他州的农村 Spearfish）使用井水（11˚C；总硬度为 CaCO 3 , 360 mg/L；碱度为 CaCO 3, 210 毫克/升; pH 7.6; 总溶解固体，390 mg/L）。两次试验，每次持续 12 周，使用假声发射器（9 × 24 毫米，空气中 3.6 克重量，VEMCO，贝尔福德新斯科舍省，加拿大）。在每个试验中使用两种处理方法：1) 通过腹侧切口插入声学发射器，用两条缝线闭合，2) 通过腹侧切口插入声学发射器，没有缝合线（未缝合）。在试验 1 中，使用了 24 条 Shasta 品系虹鳟鱼（平均 ± SE 初始长度和重量分别为 264 ± 1 mm 和 195 ± 3 g），标签与身体的比率为 1.9 ± 0.04%（n = 12 ）。试验 2 使用 24 条 Gerrard 应变虹鳟鱼（平均 ± SE 初始长度和重量分别为 225 ± 1 mm 和 114 ± 1 g），标签与身体的比率为 3.2% ± 0.03%。

在进行手术之前，每条鱼都使用 60 mg/L Tricaine Methanesulfonate (MS-222, Syndel, Ferndale, Washington, USA) 进行 IV 期麻醉 [ 18 ]，称重至最接近的克，并测量至最接近的毫米。所有手术均由经验丰富的外科医生进行 [ 19]。每条鱼都被放置在一个 V 形泡沫槽中，在那里它们的鳃不断被含有麻醉剂的水冲洗。放入槽中后，在距腹中线 3 mm 的腹膜腔中切开一个 10 mm 的切口，并刚好在颅骨到骨盆沟。切口的大小刚好足以将虚拟声波发射器插入腹膜腔。每个发射器在插入前都浸泡在碘中进行消毒。对于每个试验中的缝合治疗组，两条可吸收缝合线（Oasis Nylon Monofilament 缝合线，4-0，Glendora，California，USA）以简单的间断模式放置以闭合手术切口。手术后立即将所有鱼放入回收箱中。

恢复后，在实验期间，将每次试验的鱼放在有盖的混凝土跑道（长 4.7 m × 宽 2.4 m，深 0.5 m）中。手术后 1 天，每天以略高于饱食的速度喂鱼（4.5 mm 浮动 Oncor 80，Skretting，Tooele，Utah，USA）。管道中的溶解氧保持在 6.0 mg/L 以上。

监测两个试验中的鱼的存活率和标签保留情况。每天检查滚道是否有被驱逐的标签。在研究完成时，每条鱼都被注射了致命剂量的 MS-222，并进行了尸检以评估标签的保留情况。任何在研究结束前死亡的鱼也都进行了尸检。以下公式用于分析：

标签保留( %) = 100 × (鱼保留标签/初始鱼标签).(1)

存活率( %) = 100 × (研究结束时存活的鱼/最初的鱼数).(2)

使用 SPSS (24.0) 统计分析程序 (IBM, Armonk, New York, USA) 分析数据。卡方分析用于确定生存和标签保留治疗之间的差异。由于每次试验的样本量较小，因此预先确定了显着性为p = 0.1。

3. 结果

在任一试验中，未缝合和缝合治疗之间的存活率没有显着差异（表 1）。与试验 1 中的未缝合治疗 (16.6%) 相比，缝合治疗 (83.3%) 的标签保留率显着更高（表 2）。9 条未缝合的鱼中，有 8 条在第 5 周时丢失了标签。同样，缝合后的标签保留率显着不同（90.0%）

试验（标签与身体的比例）

存活率 (%)

p值

1 (1.9%)

缝合

100.0

0.33

未缝合

92.0

2 (3.2%)

缝合

83.3

0.63

未缝合

75.0

表 1。虹鳟鱼Oncorhynchus mykiss的存活率 (%)在两个试验中测试了在有和没有缝线的鱼中手术植入声波发射器 (n = 12,p= 0.1)。

试验（标签与身体的比例）

保留 （％）

p值

1 (1.9%)

缝合

83.3

0.00

未缝合

16.6

2 (3.2%)

缝合

90.0

0.09

未缝合

55.5

表 2。虹鳟鱼Oncorhynchus mykiss的标签保留率 (%)在两个试验中测试了在有和没有缝线的鱼中手术植入声波发射器 (n = 12, p = 0.1)。

试验 2 中未缝合 (55.5%) 处理。未缝合鱼的标签丢失发生在第 1、3、4 和 11 周。尸检表明死亡不是由处理或手术引起的。

4。讨论

这项研究的结果表明，当标签达到或超过鱼体重的 2% 时，在将声学发射器放入虹鳟鱼腹腔后，使用缝合线进行腹侧切口的重要性。这支持了广泛接受的将声学发射器放置在用两条缝线闭合的腹侧切口中的方法 [ 8 ] [ 10 ]。然而，如果标签与身体的比率低于 1% [ 11 ] ，则可能不需要缝合线。当缝合线对于使用腹侧切口的标签保留至关重要时，需要进行额外的研究来确定 1% 到 2% 的标签与身体比率之间的拐点。

无缝侧切口也被用于以 1% [ 11 ] [ 20 ] [ 21 ]的标签与身体比率在虹鳟鱼体内植入声波发射器。该技术在腹腔的侧体壁上使用一个小切口，该切口刚好足以插入发射器。虽然完全伤口闭合时间比传统缝合方法长约两周，但标签保留成功，伤口几乎没有炎症 [ 11 ] [ 20 ] [ 21 ]。在标签与身体的比率更高的相对较小的鱼上测试此方法将是有益的 [ 11 ] [ 20 ] [ 21 ]。

本研究中的高存活率与使用野生和孵化场虹鳟鱼的其他研究相当。施雷克等人。[ 15 ] 没有观察到植入比例为体重的 0.3% 至 9.9% 的发射器的野生鲑鱼的存活率差异。厄巴尼亚克等人。[ 22 ] 报告说，圈养的虹鳟鱼有 60% 的存活率。同样，Bunnel 和 Isely [ 23 ] 报告了声学标记虹鳟鱼的 75% 到 93% 的存活率。

由于这项研究是在受控孵化场环境中进行的，因此结果可能不适用于直接释放到自然环境中的鱼类。然而，与 Shasta 菌株 [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]不同，Gerrard 菌株相对未驯化，并且本研究中每个菌株的结果相似。相对较小的样本量也可能会影响结果，尽管鉴于治疗组之间的巨大差异[ 27 ] ，这不太可能。这项研究应该与其他鲑鱼物种相关，因为虹鳟鱼被认为是模型研究物种 [ 28 ]。

总之，这项使用无缝腹切口的研究支持 Winter [ 12 ] 推荐的 2% 标签与身体比率。考虑到不使用缝合线的潜在鱼类健康和愈合益处 [ 11 ] [ 20 ] [ 21 ]，需要进行额外的研究以确定在腹侧和侧向未缝合发射器植入期间标签与身体的比率可以达到多高而不影响标签保留。

致谢

我们要感谢 Michael Robidoux 和 Thomas Mauk 对这项研究的帮助。

利益冲突

作者声明与本文的发表没有利益冲突。

参考

[ 1 ] Lucas, MC 和 Baras, E. (2001) 淡水鱼类的洄游。布莱克威尔科学，牛津。

[ 2 ] Brown, RS, Eppard, MB, Murchie, KJ, Nielsen, JL 和 Cooke, SJ（2011 年）关于需要推进和标准化鱼体内电子标签的腔内手术植入的实用和伦理观点简介。鱼类生物学和渔业评论，21, 1-9。

[ 3 ] Cooke, SJ, Wagner, GN, Brown, RS 和 Deters, KA (2011) 鱼体腔内植入电子标签的培训注意事项以及常见手术错误总结。鱼类生物学和渔业评论，21, 11-24。

[ 4 ] Leber, KM 和 Blankenship, HL（2011 年）标记技术的进步如何促进新科学的进步：海洋库存增强。在： McKenzie, JR, Parsons, B., Seitz, AC, Kopf, RK, Mesa, M. 和 Phelps, Q., Eds.，鱼类标记和标记技术的进步，美国渔业协会，纽约，3-14 .

[ 5 ] Thorstad, EB, Rikardsen, AH, Alp, A. 和 Økland, F. (2013) 电子标签在鱼类研究中的使用——鱼类遥测方法概述。土耳其渔业和水产科学杂志，13，881-896。

[ 6 ] Lucas, MC 和 Baras, E. (2008) 研究自然环境中淡水鱼空间行为的方法。鱼类和渔业，1, 283-316。

[ 7 ] Thorstad, EB, Økland, F. 和 Heggberget, TG (2005) 是否低估了外部标签的长期负面影响？外接遥测发射器结垢。鱼类生物学杂志，59，1092-1094。

[ 8 ] Bridger, CJ 和 Booth, RK (2003) 生物遥测发射器的存在和附着程序对鱼类生理学和行为的影响。渔业科学评论，11, 13-34。

[ 9 ] Wagner, GN, Cooke, SJ, Brown, RS 和 Deters, KA (2011) 鱼类电子标签的外科植入技术。鱼类生物学和渔业评论，21, 71-81。

[ 10 ] Deters, KA, Brown, RS, Carter, KM, Boyd, JW, Eppard, MB 和 Seaburg, AG (2010) 用声学发射器手术植入幼年奇努克鲑鱼的缝合类型、水温和外科医生技能的性能评估。美国渔业协会交易，139, 888-899。