Name: 一种新的微声学标记在少年太平洋兰普瑞和美洲鳗鱼中的植入 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-03-16T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 36 s
Description: 了解在幼年太平洋七鳃鳗和美洲鳗鱼体内植入微型声学标记的方法。该技术对游泳能力和存活率影响极小，可在60秒内完成标记，为研究鱼类在河流结构附近的行为和洄游提供安全有效的工具。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

本研究由美国陆军工程兵团（USACE）和美国能源部（DOE）水电技术办公室资助。我们感谢以下太平洋西北国家实验室（PNNL）工作人员提供的技术支持：Colin Brislawn、Eric Francavilla、Jill Janak、Huidong Li 和 Tim Linley。我们感谢特拉华河谷鱼类公司（Delaware Valley Fish Company）的 Kathy Kratchman 向 PNNL 提供鳗鱼，以及雅卡马部落渔业（Yakama Nation Fisheries）的 Ralph Lampman 和 Tyler Beals 提供七鳃鳗。我们还感谢来自美国陆军工程兵团（USACE）的 Brad Eppard、Scott Fielding 和 Ricardo Walker，以及来自美国能源部（DOE）的 Dana McCoskey 和 Tim Welch。实验室研究在太平洋西北国家实验室（PNNL）进行，该实验室由巴特尔（Battelle）根据合同 DE-AC06-76RL01830 为美国能源部运营。

美国西北太平洋国家实验室（PNNL）已获得实验动物照护与使用协会评估与认证协会的认证。鳗鱼和七鳃鳗的处理遵循联邦政府关于实验动物照护与使用的指南，本研究的实验方案均符合并经PNNL机构动物照护与使用委员会批准。
1. 标签准备（耗时22分钟）
<ol>
	<li>将标签放入70%乙醇溶液中20分钟。</li>
	<li>使用塑料镊子取出标签，并置于含有无菌水的小型玻璃皿中。</li>
	<li>取出标签，放置于无菌药杯上。</li>
</ol>
2. 配制麻醉溶液（耗时约5分钟）
<ol>
	<li>在小型塑料杯中称取 40 g 三卡因（Tricaine）。</li>
	<li>将粉末溶于烧杯中的自来水，烧杯置于搅拌器上并放入搅拌子，定容至 500 mL，然后转移至塑料瓶中，配制成 80 g/L 的储备液。</li>
	<li>采用相同方法配制碳酸氢钠溶液，并加入另一个 500 mL 塑料瓶中。</li>
	<li>取一个 10 L 的塑料桶，加入 5 L 水（水源应与待标记的鱼类所处水源相同）。</li>
	<li>使用固定在 500 mL 瓶顶部的量取倾倒刻度装置，向桶中加入 6.25 mL 三卡因麻醉液和 6.25 mL 碳酸氢钠溶液，使桶中终浓度达到 100 mg/L。</li>
	<li>搅拌使溶液充分混匀。 
	注意：准备一个盖子以覆盖桶口，确保七鳃鳗在麻醉溶液中时不会逃逸。</li>
</ol>
3. 七鳃鳗标记（耗时约6分钟）
<ol>
	<li>使用小抄网将幼年七鳃鳗（&#62;140 mm）放入麻醉浴中。</li>
	<li>等待4-5分钟，直至七鳃鳗完全失去活动能力（在溶液中不再游动，但仍保持缓慢而稳定的鳃部运动）。</li>
	<li>用抄网取出七鳃鳗，测量其体长和体重，并记录声学标记标签的唯一识别代码。</li>
	<li>准备一块厚度为1.3 cm的闭孔泡沫垫，先用水充分浸湿，然后涂上150 µL/L的保护涂层（见材料表）。该保护涂层有助于减轻手术过程中对黏膜的损伤。</li>
	<li>将七鳃鳗腹面朝上放置在准备好的泡沫垫上。在手术过程中，将一段连接有调节水流装置（来自高位水箱）的软管置于其口部区域，以维持呼吸，确保七鳃鳗在植入标记期间能够正常呼吸。</li>
	<li>确定切口位置，位于左侧或右侧鳃孔后约20 mm处。可使用带刻度的尺子，或在泡沫垫上做标记作为参考。</li>
	<li>使用无菌的3.0 mm显微外科手术刀（带15°刀片，见材料表），小心地横向切开2.5–3 mm的切口，确保刀片仅切穿内层皮肤壁。参见图1。</li>
	<li>用手将已消毒的标记标签从前部方向植入体腔内。对植入部位施加轻微压力，以确保标记已完全进入体腔。</li>
	<li>将已标记的七鳃鳗放入恢复桶中，桶内盛有新鲜河水，并配备鱼缸氧气泵、软管和气石以供供氧。</li>
	<li>确认七鳃鳗已从麻醉状态中恢复后，将其转移至暂养水箱，以备后续研究使用。</li>
</ol>
4. 鳗鱼标记（操作时间约6分钟）
<ol>
	<li>重复标签制备，并配制麻醉剂，三卡因（Tricaine）和碳酸氢钠的浓度剂量均为 240 mg/L。</li>
	<li>将每种溶液各 15 mL 加入 5 L 水浴中。</li>
	<li>使用小型抄网将幼鳗（&#62;130 mm）放入麻醉浴中。等待 4–5 分钟，直至鳗鱼完全失去活动能力（在溶液中不再游动，但仍保持缓慢而稳定的鳃部运动）。</li>
	<li>用抄网将鳗鱼取出，腹面朝上放置在涂有 Fish Protector 的闭孔泡沫垫上。</li>
	<li>确定切口位置，位于左侧或右侧胸鳍基部约 25 mm 处的体侧。</li>
	<li>使用无菌的 3.0 mm 显微外科手术刀片（15° 刀刃），小心地横向切开 2.5–3 mm 的切口，确保刀片仅切穿内层皮肤壁。参见 图 2。</li>
	<li>用手将已消毒的标签从前部插入体腔。对标签植入部位施加轻微压力，以确保标签已进入体腔。</li>
	<li>将已标记的鳗鱼放入恢复桶中，桶内盛有新鲜河水，并配备鱼缸供氧泵、管路和气石。</li>
	<li>确认鳗鱼已从麻醉状态恢复后，转移至暂养池，以供后续研究使用。</li>
</ol>

<ol><li>Mueller, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Retention+and+Effects+of+Miniature+Transmitters+in+Juvenile+American+Eels%5BTitle%5D)+AND+%22Fisheries+Research%22%5BJournal%5D)">Retention and Effects of Miniature Transmitters in Juvenile American Eels.</a> Fisheries Research. 195, 52-58 (2017).</li>
<li>Brown, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+evaluation+of+the+maximum+tag+burden+for+implantation+of+acoustic+transmitters+in+juvenile+Chinook+salmon%5BTitle%5D)+AND+%22North+American+Journal+of+Fisheries+Management%22%5BJournal%5D)">An evaluation of the maximum tag burden for implantation of acoustic transmitters in juvenile Chinook salmon.</a> North American Journal of Fisheries Management. 30, 499-505 (2010).</li>
<li>Jepsen, N., Schreck, C., Clement, S., Thorstad, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJepsen%2C+N+%22A+brief+discussion+of+the+2%25+tag%2Fbodymass+rule.+Aquatic+telemetry%3A+advances+and+applications%22">A brief discussion of the 2% tag/bodymass rule. Aquatic telemetry: advances and applications</a>. Spedicato, M. T., Marmulla, G., Lembo, G. , FAO - COISPA, Rome. 255-259 (2003).</li>
<li>Liedtke, T. L., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLiedtke%2C+TL+%22A+standard+operating+procedure+for+the+surgical+implantation+of+transmitters+in+juvenile+salmonids%22">A standard operating procedure for the surgical implantation of transmitters in juvenile salmonids</a>. , U.S. Geological Survey Open File Report. 2012-1267(2012).</li>
<li>Deng, Z. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+cabled+acoustic+telemetry+system+for+detecting+and+tracking+juvenile+salmon%3A+Part+2.+Three-dimensional+tracking+and+passage+outcomes%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">A cabled acoustic telemetry system for detecting and tracking juvenile salmon: Part 2. Three-dimensional tracking and passage outcomes.</a> Sensors. 11 (6), 5661-5676 (2011).</li>
<li>Titzler, P. S., McMichael, G. A., Carter, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2010.+Autonomous+acoustic+receiver+deployment+and+mooring+techniques+for+use+in+large+rivers+and+estuaries%5BTitle%5D)+AND+%22North+American+Journal+of+Fisheries+Management%22%5BJournal%5D)">2010. Autonomous acoustic receiver deployment and mooring techniques for use in large rivers and estuaries.</a> North American Journal of Fisheries Management. 30 (4), 853-859 (2010).</li>
<li>Renaud, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conservation+status+of+northern+hemisphere+lampreys+%28Petromyzontidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Ichthyology%22%5BJournal%5D)">Conservation status of northern hemisphere lampreys (Petromyzontidae).</a> Journal of Applied Ichthyology. 13 (3), 143-148 (1997).</li>
<li>Dauble, D. D., Moursund, R. A., Bleich, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Swimming+behavior+of+juvenile+Pacific+lamprey%2C+Lampetra+tridentata%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Biology+of+Fishes%22%5BJournal%5D)">Swimming behavior of juvenile Pacific lamprey, Lampetra tridentata.</a> Environmental Biology of Fishes. 75, 167-171 (2006).</li>
<li>Moursund, R. A., Dauble, D. D., Langeslay, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Turbine+intake+diversion+screens%3B+investigating+effects+on+Pacific+lamprey%5BTitle%5D)+AND+%22Hydro+Review%22%5BJournal%5D)">Turbine intake diversion screens; investigating effects on Pacific lamprey.</a> Hydro Review. 22 (1), 40-46 (2003).</li>
<li>Marsh, D. M., Matthews, G. M., Achord, S., Ruehle, T. E., Sandford, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diversion+of+salmonid+smolts+tagged+with+passive+integrated+transponders+from+an+untagged+population+passing+through+a+juvenile+collection+system%5BTitle%5D)+AND+%22North+American+Journal+of+Fisheries+Management%22%5BJournal%5D)">Diversion of salmonid smolts tagged with passive integrated transponders from an untagged population passing through a juvenile collection system.</a> North American Journal of Fisheries Management. 19, 1142-1146 (1999).</li>
<li>Prentice, E. F., Flagg, T. A., McCutcheon, C. S. Feasibility of using passive integrated transponder (PIT) tags in salmonids. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPrentice%2C+EF+%22Fish+marking+techniques.+American+Fisheries+Society%2C+Symposium+%22">Fish marking techniques. American Fisheries Society, Symposium </a>. Parker, N. C., Giorgi, A. E., Heidinger, R. C., Jester, D. B. Jr, Prince, E. D., Winans, G. A. 7, 317-322 (1990).</li>
<li>Colotelo, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+rapid+and+sustained+decompression+on+barotrauma+in+juvenile+brook+lamprey+and+Pacific+lamprey%3A+Implications+for+passage+at+hydroelectric+facilities%5BTitle%5D)+AND+%22Fisheries+Research%22%5BJournal%5D)">The effect of rapid and sustained decompression on barotrauma in juvenile brook lamprey and Pacific lamprey: Implications for passage at hydroelectric facilities.</a> Fisheries Research. 129 (130), 17-20 (2012).</li>
<li>Moser, M. L., Jackson, A. D., Lucas, M. C., Mueller, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavior+and+potential+threats+to+survival+of+migrating+lamprey+ammocoetes+and+macrophthalmia%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+in+Fish+Biology+and+Fisheries%22%5BJournal%5D)">Behavior and potential threats to survival of migrating lamprey ammocoetes and macrophthalmia.</a> Reviews in Fish Biology and Fisheries. 25 (2), 103-116 (2015).</li>
<li>Dixon, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biology%2C+management%2C+and+protection+of+catadromous+eels%5BTitle%5D)+AND+%22American+Fisheries.+Society+Symposium%22%5BJournal%5D)">Biology, management, and protection of catadromous eels.</a> American Fisheries. Society Symposium. 33, (2003).</li>
<li>ASMFC (Atlantic States Marine Fisheries Commission). <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Update+of+the+American+eel+stock+assessment+report%22">Update of the American eel stock assessment report</a>. , 51(2006).</li>
<li>DFO (Fisheries and Oceans Canada). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recovery+potential+assessment+of+American+Eel+%28Anguilla+rostrata%29+in+eastern+Canada%5BTitle%5D)+AND+%22DFO+Canadian+Science+Advisory+Secretariat+Scientific+Advisory+Report%22%5BJournal%5D)">Recovery potential assessment of American Eel (Anguilla rostrata) in eastern Canada.</a> DFO Canadian Science Advisory Secretariat Scientific Advisory Report. , (2013).</li>
<li>MacGregor, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMacGregor%2C+RJ+%22Recovery+Strategy+for+the+American+Eel+%28Anguilla+rostrata%29+in+Ontario%22">Recovery Strategy for the American Eel (Anguilla rostrata) in Ontario</a>. , Ontario Recovery Strategy Series. Prepared for Ontario Ministry of Natural Resources, Peterborough, Ontario. x + 119 pp (2013).</li>
<li>Deng, Z., Weiland, M. A., Carlson, T. J., Eppard, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+Instrumentation+of+a+Measurement+and+Calibration+System+for+an+Acoustic+Telemetry+System%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Design and Instrumentation of a Measurement and Calibration System for an Acoustic Telemetry System.</a> Sensors. 10 (4), 3090-3099 (2010).</li>
<li>Cook, K. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+implantation+methods+for+large+PIT+tags+or+injectable+acoustic+transmitters+in+juvenile+Chinook+salmon%5BTitle%5D)+AND+%22Fisheries+Research%22%5BJournal%5D)">A comparison of implantation methods for large PIT tags or injectable acoustic transmitters in juvenile Chinook salmon.</a> Fisheries Research. 154, 213-223 (2014).</li>
<li>Mesa, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Survival+and+Growth+of+Juvenile+Pacific+Lampreys+Tagged+with+Passive+Integrated+Transponders+%28PIT%29+in+Freshwater+and+Seawater%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+American+Fisheries+Society%22%5BJournal%5D)">Survival and Growth of Juvenile Pacific Lampreys Tagged with Passive Integrated Transponders (PIT) in Freshwater and Seawater.</a> Transactions of the American Fisheries Society. 141 (5), 1260-1268 (2012).</li>
<li>Brown, R. S., Cooke, S. J., Anderson, W. G., McKinley, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+to+challenge+the+2%25+rule+for+biotelemetry%5BTitle%5D)+AND+%22North+American+Journal+of+Fisheries+Management%22%5BJournal%5D)">Evidence to challenge the 2% rule for biotelemetry.</a> North American Journal of Fisheries Management. 19, 867-871 (1999).</li>
<li>Zale, A. V., Brooke, C., Fraser, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+surgically+implanted+transmitter+weights+on+growth+and+swimming+stamina+of+small+adult+westslope+cutthroat+trout%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+American+Fisheries+Society%22%5BJournal%5D)">Effects of surgically implanted transmitter weights on growth and swimming stamina of small adult westslope cutthroat trout.</a> Transactions of the American Fisheries Society. 134 (3), 653-660 (2005).</li>
<li>Geist, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Juvenile+Chinook+salmon+survival+when+exposed+to+simulated+dam+passage+after+being+implanted+with+a+new+microacoustic+transmitter%5BTitle%5D)+AND+%22North+American+Journal+of+Fisheries+Management%22%5BJournal%5D)">Juvenile Chinook salmon survival when exposed to simulated dam passage after being implanted with a new microacoustic transmitter.</a> North American Journal of Fisheries Management. , (2018).</li>
<li>Økland, F., Thorstad, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recommendations+on+size+and+position+of+surgically+and+gastrically+implanted+electronic+tags+in+European+silver+eel%5BTitle%5D)+AND+%22Animal+Biotelemetry%22%5BJournal%5D)">Recommendations on size and position of surgically and gastrically implanted electronic tags in European silver eel.</a> Animal Biotelemetry. 1, 6(2013).</li>
<li>Jepsen, N., Mikkelsen, J. S., Koed, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+tag+and+suture+type+on+survival+and+growth+of+brown+trout+with+surgically+implanted+telemetry+tags+in+the+wild%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Fish+Biology%22%5BJournal%5D)">Effects of tag and suture type on survival and growth of brown trout with surgically implanted telemetry tags in the wild.</a> Journal of Fish Biology. 72, 594-602 (2008).</li>
<li>Brown, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Survival+of+seaward-migrating+PIT+and+acoustic-tagged+juvenile+Chinook+salmon+in+the+Snake+and+Columbia+Rivers%3A+an+evaluation+of+length-specific+tagging+effects%5BTitle%5D)+AND+%22Animal+Biotelemetry%22%5BJournal%5D)">Survival of seaward-migrating PIT and acoustic-tagged juvenile Chinook salmon in the Snake and Columbia Rivers: an evaluation of length-specific tagging effects.</a> Animal Biotelemetry. 1, 8(2013).</li>
<li>Walker, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+a+novel+acoustic+transmitter+on+swimming+performance+and+predator+avoidance+of+juvenile+Chinook+salmon%3A+Determination+of+a+size+threshold%5BTitle%5D)+AND+%22Fisheries+Research%22%5BJournal%5D)">Effects of a novel acoustic transmitter on swimming performance and predator avoidance of juvenile Chinook salmon: Determination of a size threshold.</a> Fisheries Research. 176, 48-54 (2016).</li>
</ol>

我们没有需要披露的内容。

实验室研究结果表明，标记操作及标记本身对鱼类的存活率或游泳能力均无不良影响。长期饲养和监测显示，标记脱落极少发生，且在标记有效期内（30天）不明显。标记植入操作能够有效地将标记置入体腔，且不会在标记部位引起明显出血或真菌感染。整个标记过程耗时较短（&#60;6分钟），有助于减少鱼类因麻醉所承受的应激反应。这些发现表明，该技术是一种适用于幼体七鳃鳗和鳗鲡洄游研究的新型工具，可在今后的研究中加以应用。该技术将使研究人员能够追踪七鳃鳗和鳗鲡在河流系统中的活动，以及它们在接近水电站或其他阻碍鱼类通过的结构时的行为。由此获得的结果可为相关设施的管理决策提供更科学的依据，从而有助于保护这些物种在其幼体阶段的生存。标记植入操作中最关键的步骤包括：使用适当剂量的麻醉剂、控制切口的深度和长度、正确放置标记，以及配备合适的术后恢复饲养容器。该技术的局限性较小，最主要的是需要经过培训的手术人员，以准确完成&#60;3 mm的切口并将标记放置于目标位置。此外，由于标记负荷的限制，体型较小的鳗鲡和七鳃鳗（&#60;140 mm）不适合进行该标记操作。我们不建议对所述操作流程进行任何修改。
标记鳗鱼和七鳃鳗的其他方法包括使用 PIT 标签。然而，PIT 标签不能主动发射信号，因此只有当携带 PIT 标签的鱼类被引导进入旁通道设施，或经过固定探测器附近时，才能被计数10,11。七鳃鳗/鳗鱼标签未来的应用包括能够在这些物种栖息的任何环境中对迁徙的七鳃鳗和鳗鱼种群进行标记和追踪。使用七鳃鳗/鳗鱼标签的其他优势还包括能够估算鱼类在溢洪道或水轮机处的存活率、回落率、在水库内的迁移时间、通过水坝时的滞留延迟以及相关行为。

了解鱼类在可能阻碍其上行或下行洄游路线的河流设施（如水电站大坝）附近的活动行为和移动模式，是当前持续存在的研究需求。尽管已有大量研究利用现有技术开展，但关于幼鳗和幼年七鳃鳗的存活率及行为特征，仍存在诸多未解问题。为帮助解答这些问题，美国西北太平洋国家实验室（Pacific Northwest National Laboratory, PNNL）开发出一种新型声学微型发射器，专为幼鳗和幼年七鳃鳗设计，称为七鳃鳗/鳗鱼标记（lamprey/eel tag1）。在此之前，现有的声学标记体积过大，无法有效植入幼鳗和幼年七鳃鳗的体腔内，且会导致标记负荷超过公认标准（标记重量与鱼体重量之比的保守值应为2%或更低，其他文献建议为4–5%）2,3,4。该七鳃鳗/鳗鱼标记以416.7 kHz的频率发射独特的编码信号，可通过固定设施或河床部署的自主接收器（水听器）进行监测5,6。
在美国哥伦比亚河流域，由于过去40年中太平洋 Lamprey（Entosphenus tridentatus）种群数量显著下降，人们对了解其整个生命周期的意识和关注日益增强7。水电设施的建设和运行可能对幼体 Lamprey 产生不利影响，因为其种群衰退发生在大规模水电开发之后8。幼体太平洋 Lamprey 在向海洋迁徙过程中通过水坝可能是导致死亡的一个潜在原因9。被动集成应答器（Passive Integrated Transponders, PIT）常用于监测可能通过分流结构（例如幼鱼旁通系统）的迁徙鱼类，从而实现对标记个体的计数10,11。然而，幼体 Lamprey 被认为在水体中的迁徙深度大于幼鲑，因此通过幼鱼旁通系统的可能性较小12。由于检测概率较低，且缺乏可用于 PIT 标记的孵化场或其他集中的幼体 Lamprey 来源，目前关于幼体 Lamprey 的过坝情况、存活率或行为的信息极为有限。了解幼体太平洋 Lamprey 的行为和存活情况，对于制定下游过坝的缓解策略至关重要，包括为水电设施和灌溉分流结构设计旁通系统13。
美洲鳗鲡（Anguilla rostrata）为降河性洄游鱼类，成鱼阶段会从淡水迁徙至海洋中繁殖。过去几十年来，其种群数量出现了显著下降。此前，它们在所有流入大西洋的主要河流以及经由圣劳伦斯河上游至安大略湖的水域中均十分丰富；但自1980年以来，美洲鳗鲡的种群丰度大幅减少，降幅从切萨皮克湾的50%到安大略湖高达97%不等14,15,16。导致其数量下降的因素包括：水电站大坝的建设、栖息地的破碎化与丧失，以及商业捕捞17。目前，该物种已被列入加拿大安大略省《濒危物种法》的濒危物种名录。过去在美国东部各州主要河流上建设的水电设施，构成了阻碍幼体和成体洄游的障碍。
本研究使用了新开发的七鳃鳗/鳗鱼声学标记。这些标记在PNNL认证的生物声学实验室制造。 &amp;#38; 流动实验室18标签尺寸为12 mm长×2 mm直径，空气中重量为0.08 g。由于标签整体尺寸较小，仅需微小切口即可通过无缝合切口方式有效植入鳗形或幼鱼体内，&#60;3毫米长）。无缝合切口的其他优势包括：缩短手术过程所需时间、加快愈合速度，以及降低植入部位感染的可能性。19手术植入效果可能因物种、生命阶段、体腔长度、切口位置、研究持续时间及环境条件的不同而有所差异20,21,22,23除了尺寸外，重量也是一个重要变量，因为它可以衡量标记物负担（即标记物重量相对于鱼类体重的比例）。标记物负担与其他所有手术过程因素（如麻醉、操作、手术）相结合，可能直接影响标记保留率、存活率、生长、游泳表现或鱼类躲避捕食的能力。24,25,26,27.

<table><tbody><tr><td>10 L 塑料桶</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td></td></tr><tr><td>19 L 提桶</td><td>N/A</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td></td></tr><tr><td>3.00 mm 手术刀</td><td>&amp;nbsp;Beaver-Vistec</td><td>377513</td><td></td></tr><tr><td>500 ml 瓶子</td><td>&amp;nbsp;Nalgene</td><td>&amp;nbsp;2089-0016</td><td></td></tr><tr><td>Adam 天平</td><td>&amp;nbsp;Certified Material Testing Products</td><td>&amp;nbsp;BCL-LBK12A</td><td></td></tr><tr><td>气泵</td><td>&amp;nbsp;Amazon</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td></td></tr><tr><td>气石</td><td>&amp;nbsp;Pentair</td><td>&amp;nbsp;ALS3</td><td></td></tr><tr><td>网眼为 3/32 英寸的抄网</td><td>N/A</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td></td></tr><tr><td>乙醇（70%）</td><td>&amp;nbsp;Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>24102</td><td></td></tr><tr><td>鱼体保护剂</td><td>Kordon LLC</td><td>31456</td><td></td></tr><tr><td>泡沫垫</td><td>N/A</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td></td></tr><tr><td>手套</td><td>Kimberly Clark&amp;nbsp;</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td></td></tr><tr><td>搅拌棒</td><td>&amp;nbsp;Sigma-Aldrich</td><td>&amp;nbsp;F37110-1128</td><td></td></tr><tr><td>塑料镊子</td><td>N/A</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td></td></tr><tr><td>倾倒式分液漏斗刻度管&amp;nbsp;</td><td>Fischer Scientific</td><td>&amp;nbsp;13-683-60C</td><td></td></tr><tr><td>手术刀柄</td><td>&amp;nbsp;Beaver-Vistec</td><td>371360</td><td></td></tr><tr><td>碳酸氢钠</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&amp;nbsp;S5761</td><td></td></tr><tr><td>磁力搅拌器</td><td>&amp;nbsp;Corning, PC-351</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td></td></tr><tr><td>三卡因甲磺酸盐（MS-222）</td><td>Western Chemical Inc.</td><td>515388</td><td>用于食用的鱼类在使用前，必须在高于 10&amp;deg;C（50&amp;deg;F）的清水中饲养 21 天</td></tr><tr><td>6 mm 管路</td><td>N/A</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

幼年太平洋七鳃鳗和美洲鳗鲡植入新型微型声学标签

Implantation of a New Micro Acoustic Tag in Juvenile Pacific Lamprey and American Eel

实验中使用幼年太平洋八目鳗和美洲鳗鱼进行实验室评估，以确定标签植入可能产生的影响。遥测技术被认为是一种能够比其他已知技术在更广泛的空间尺度上获取有关生物移动和行为更详细信息的方法。本方法的目的是为八目鳗和鳗鱼的标签植入提供详细的分步操作说明。在针对活跃迁徙的幼年太平洋八目鳗（120–160 mm）的实验室研究中，我们发现植入标签的存在并未改变标记个体与未标记个体之间的游泳能力，且标签脱落率极低（&lt;3%）。在黄化期美洲鳗鱼（113–175 mm）的实验室测试中也获得了类似结果。在为期38天的饲养期间未发生任何死亡，标签脱落率极低（3.8%）。与未标记的对照组相比，标签的存在对鳗鱼的游泳能力或存活率均无显著影响，且标签脱落极少。

幼体七鳃鳗实验室研究
2015年在PNNL开展了一项研究，旨在评估将假体七鳃鳗/鳗鱼标签植入正在迁徙的幼年太平洋七鳃鳗体内的可行性。共195尾处于大眼期的太平洋七鳃鳗从野外采集点被运送至PNNL。研究分为两个部分：第一部分旨在确定鱼类对标签植入的反应，检测指标包括标签脱落率、延迟死亡率以及标记组与未标记（对照）组鱼类的愈合情况；第二部分则对来自10 mm体长组别（120–160 mm）的标记与未标记鱼类进行游泳能力测试，以评估其游泳能力是否受到不利影响。实验鱼类体重范围为1.8至7.0 g，标签负载率介于1.25%至4.8%之间。图中展示了一张X光片，显示标签在体腔内的位置 图31共有两条鱼在暂养的前两天内脱落了标记标签，在随后的28天暂养期内未发现其他标签脱落。在此期间，标记鳗鲡的累计死亡率为14.3%（7条鱼），对照组为9.6%（5条鱼）。将单条标记鳗鲡和对照组鳗鲡分别放入游泳室，在恒定水流速度11 cm/s下进行游泳。该流速是根据先前的实验室测试结果选定的，该测试表明该流速处于持续游泳能力范围的较低端，可维持稳定的游泳运动。9对照组的平均游泳时间为 3.15 min（SE = 42.5 s），植入组的平均游泳时间为 2.3 min（SE = 30.2 s），差异无统计学意义（t = 0.958; p = 0.172）。游泳性能测试的结果显示，无论是在标记组还是对照组中，鱼体长度与游泳持续时间（即撞击时间）之间均无显著相关性（图4)。撞击被定义为鱼类无法继续在恒定水流速度下游泳，并停留在下游筛网处。
美洲鳗鲡实验室研究
为了确定标记物对鳗鱼游泳性能可能产生的影响，我们使用假标记物（尺寸为11.4 mm × 1.8 mm（长度×直径））对未标记和已标记的鳗鱼共六个体型组（n = 120；113–175 mm）进行了临界游泳速度（Ucrit，反映持续游泳能力的指标）测试1。在以cm/s为单位测得的Ucrit值方面，标记组与未标记组之间无显著差异（图5）；将所有标记组和未标记组合并后，以体长/s为单位的中位数值也无显著差异（图6）。我们还对已标记鳗鱼进行了长期饲养观察（38天），结果显示标记组无个体死亡，且标记脱落率仅为3.8%（26尾鱼中1尾）1。根据实验室结果，我们得出结论：微型声学标记可有效植入幼年美洲鳗鱼体内，对其游泳能力无显著影响，长期存活率良好，且在标记有效寿命期间（30天）标记脱落率极低。
<img alt="使用精细外科工具对八目鳗进行带比例尺的解剖；生物学教学实验。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59274/59274fig1.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图1"> 
图1。 幼年太平洋八目鳗标记操作流程图。（A） 将八目鳗置于泡沫垫上。（B） 使用显微外科刀片进行切口。（C） 植入标记物。（D） 标记完成后的八目鳗。所有照片均拍摄自同一条八目鳗（体长148 mm）。
<img alt="鳗鱼手术实验；标尺用于比例参照；显示手术切口和植入过程；生物学研究。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59274/59274fig2.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图 2"> 
图 2。 幼年美洲鳗标记手术过程示意图。（A） 切口前状态。（B） 切口后状态。（C） 标签前部插入后状态。所有照片均拍摄自同一条鳗鱼（138 mm）。
<img alt="长骨骨折X光片，带有固定装置；骨科评估，24 cm比例尺参考。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59274/59274fig3.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图3"> 
图3．幼年太平洋七鳃鳗体腔内假体七鳃鳗/鳗鱼标签的X光图像。
<img alt="显示撞击时间与总长度关系的柱状图；比较对照组与标记组。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59274/59274fig4.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图 4"> 
图 4．对照组（未标记）和标记七鳃鳗游泳性能测试中的撞击率，按10 mm体长区间分组，并标注正向标准误差条。 样本量列于各柱状图中。
<img alt="鳗鱼临界游泳速度与体长的箱线图，比较标记组与对照组，性能分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59274/59274fig5.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图5"> 
图5． 标记组与未标记鳗鱼（每组10尾）按体长分组的临界游泳速度（cm/s）箱线图。 每个箱体内的线条表示中位数；顶部和底部线条分别表示第75和第25百分位数；须线表示第90和第10百分位数；离群值以封闭圆圈表示。
<img alt="比较标记组与对照组间临界游泳速度的箱线图，用于可视化结果分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59274/59274fig6.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图6"> 
图6．&nbsp;标记组与未标记鳗鱼（每组10条）的临界游泳速度（体长/秒）箱线图。 每个箱体内的线条表示中位数；顶部和底部线条分别表示第75和第25百分位数；须线表示第90和第10百分位数；异常值以封闭圆圈表示。

本文阐述了在幼年太平洋八目鳗和美洲鳗鲡体内植入微型声学标记的步骤。我们的应用基于实验室试验，结果表明，声学标记可成功植入，且对游泳能力或存活率无明显影响，标记脱落率极低。

幼年太平洋八目鳗和美洲鳗鱼被用于实验室评估，以确定标签植入可能产生的影响。遥测技术……

本实验的总体目标是将微型声学标记植入幼年太平洋七鳃鳗和美洲鳗鲡的体腔内，并监测标记后它们的行为及生理影响。已有大量研究致力于了解鱼类在河流构筑物（如水力发电大坝）附近的存活率、行为和移动模式，这些构筑物可能会阻碍鱼类的上行或下行迁徙路线。为应对这一持续存在的研究与应用需求，美国西北太平洋国家实验室开发出一种新型微型声学标记，专为幼年七鳃鳗和鳗鲡设计，称为七鳃鳗与鳗鲡标记。该方法确定了使用可接受剂量率、无损伤且无过度应激地操作鱼类，以及确定标签植入最佳位置的操作规程。这种标记技术的主要优势在于操作速度快，因为无需缝合。将标签置于体腔内可最大限度地减少生理应激，提高标签保留率，并且不会对鱼类的游泳能力或行为造成任何不利影响。首先，通过消毒准备用于植入的标签。将标签置于70%乙醇溶液中浸泡20分钟。然后使用塑料镊子取出标签，并放入盛有无菌水的小玻璃皿中。接下来，取下标签并放入无菌药杯中。下一步是配制麻醉浴液，以便对鱼类进行操作和标记。在一只小型塑料杯中，称取 40 克三卡因。将粉末溶解于装有自来水的500毫升烧杯中，置于搅拌器上并使用搅拌子进行搅拌。然后转移至500毫升塑料瓶中，配制成80克/升的储备液。对碳酸氢钠采用相同操作步骤，并加入另一个单独的500毫升塑料瓶中。使用与待标记鱼类相同的水源，向一个10升的塑料桶中加入5升水。使用连接在500毫升瓶子顶部的量取倾倒量具，加入6.25毫升三卡因溶液和6.25毫升碳酸氢钠。这样可使桶中的药物浓度达到每升100毫克。为了保持 pH 平衡，需加入与三卡因等量的碳酸氢钠，因为三卡因具有酸性。在容器中充分搅拌溶液使其混合均匀，并准备一个盖子盖住容器，以确保七鳃鳗在麻醉溶液中不会逃逸。至此，麻醉溶液的配制完成。使用小抄网将一条七鳃鳗放入麻醉浴中。等待四到五分钟，直至七鳃鳗完全失去活动能力并停止游动，同时保持缓慢但稳定的鳃部运动。用抄网将七鳃鳗取出。测量体长和体重，并记录声学标签的唯一识别码。同时，准备一块1.3厘米厚的闭孔泡沫垫，先用清水浸透，再加入150微升/升的保护涂层溶液。该涂层有助于减轻手术过程中对黏膜组织的损伤。将七鳃鳗腹侧朝上放置在准备好的泡沫上。放置一小段软管，使来自高位水箱的水流经七鳃鳗的口部区域，以提供调节后的水流。这样可在鱼类接受标记物植入时维持其呼吸。接下来，确定切口位置，位于左侧或右侧鳃孔后方约20毫米处。可使用直尺作为参考，或在泡沫垫上做标记。使用无菌的3.0毫米显微外科手术刀片（15度刀刃），小心地横向切开2.5至3毫米的切口，确保手术刀仅切穿内层皮肤壁。然后用手将消毒后的标签小心地从前部置入体内腔。对标签位置施加轻微压力，以确保标签已进入体腔。接着，将已标记的七鳃鳗放入一个恢复用的水桶中，桶内装有新鲜的河水，并连接氧气泵管和气石供氧。确保七鳃鳗已从麻醉状态恢复，并转移至饲养箱中以备后续研究。对黄色阶段的美洲鳗进行标记时，遵循相同步骤，但需注意以下差异：为达到每升240毫克的剂量，使用先前所述的麻醉剂溶液，即每升含80克三卡因和碳酸氢钠的溶液。将每种试剂各15毫升加入五升水浴中。切口应位于左侧或右侧体壁胸鳍基部后方25毫米处，或大约位于鳗鱼全长的1/3处。确保鱼类在恢复容器中正常游动。该图展示了四种不同体长组（120 至 160 毫米）的鱼类在恒定水流速度的游泳管中到达冲击点所需的时间。结果显示，标记组与未标记对照组之间无统计学差异。该图还展示了在游泳室中进行测试时，以体长每秒为单位的临界游泳速度。尺寸分组范围从111至120毫米到161至175毫米。结果显示，标记组与未标记对照组之间无统计学差异。该图显示了所有测试尺寸组每秒体长的中位游泳速度。标记组的速度为每秒4.12个体长，对照组为每秒3.88个体长。同样，标记组与对照组之间无统计学差异。这些实验室研究结果表明，标记操作及标记本身对鱼类的存活率或游泳能力均无不良影响。标签植入手术能够有效地将标签置入体腔，且未在标记部位引起明显出血或感染。标记过程持续时间少于60秒，有助于减少鱼类因麻醉所造成的应激反应。这些发现表征了一种用于幼年七鳃鳗和鳗鲡通过性研究的新工具，可在未来的研究中加以应用。该技术将使研究人员能够追踪七鳃鳗和鳗鱼在接近水电站或其他可能阻碍鱼类通过的结构时，在河流系统中的活动情况。反过来，这些结果可为管理决策提供更科学的依据，以保护这些物种在其幼年生活阶段的生存。

implantation-new-micro-acoustic-tag-juvenile-pacific-lamprey-american

Research

科研

JoVE Journal

Environment

环境

一种新的微声学标记在少年太平洋兰普瑞和美洲鳗鱼中的植入

本文描述了一种在加州海兔（Aplysia...

电极制备及在完整自由活动动物中用于多通道神经和肌肉记录的加州海兔（Aplysia californica）体内植入

荧光染料的逆行运输可根据解剖投射标记特定神经元亚群。标记的轴突可进行可视化靶向 体内，允许对已识别的轴突进行细胞外记录。当神经元无法通过基因操作进行标记或难以使用“盲法”分离时，该技术有助于实现记录 体内...

逆行荧光标记可实现对已鉴定神经元的靶向细胞外单单位记录 体内

本视频展示了通过将微吸管置于瘫痪斑马鱼幼虫的侧线神经节附近并形成松密封接来记录传入神经元电信号的方法。在此过程中，细胞外溶液可维持神经元的活性。...

在固定斑马鱼幼体中监测传入神经元的电信号

七鳃鳗在完全脊髓损伤后能够恢复运动功能。然而，某些脊髓投射神经元具有良好的再生能力，而另一些则不然。本文阐述了海七鳃鳗幼体（以及近期完成变态的成体）的饲养技术、完全脊髓横断手术的实施方法，以及全脑和脊髓整体装片的制备方法。 原位...

完全性脊髓损伤及脑组织解剖后续整体染色操作方案 原位 幼体海七鳃鳗的杂交

在变态过程中，海七鳃鳗会失去胆囊和胆管，这一过程类似于人类的胆道闭锁。本研究改进了一种新的固定与透明化方法（CLARITY），以利用激光扫描共聚焦显微镜对整个胆管系统进行可视化观察。该方法为研究胆管退行性变化提供了强有力的工具。...

一种用于可视化七鳃鳗（Petromyzon marinus）肝脏变态过程中胆道退化的新型透明化方法

在突触前释放面膜上记录 Ca2+ 电流，对于精确理解 Ca2+...

急性分离七鳃鳗网状脊髓轴突以实现对单个功能性突触前终末释放面膜的记录

我们在此报告了在将mRNA注射到未受精卵母细胞后，荧光蛋白的稳定且高效的表达 Branchiostoma lanceolatum该微型注射技术在这一基础脊索动物中的建立，将为这一新兴模式系统带来深远的技术革新，包括 体内...

通过向未受精卵母细胞注射 mRNA 在文昌鱼（Branchiostoma lanceolatum）中表达荧光蛋白

本文介绍了一系列用于研究养殖鱼类繁殖生态学的基本方法。这些方法包括使用水肺潜水采集鱼类、运输活鱼，以及观察在水族箱中饲养的野生鱼类的繁殖行为，均为实用的操作方案。...

水族箱中鱼类生殖生态学研究的基本方法

本文介绍了一种用于分离和表征海洋七鳃鳗疑似信息素化合物的结构、嗅觉活性及其行为反应的实验方案。...

利用生物测定引导的分级分离法鉴定七鳃鳗信息素

在本实验方案中，我们演示了如何繁殖墨西哥盲鱼（Astyanax...

培育墨西哥盲鱼 Astyanax mexicanus 以分析仔鱼后表型及进行整体免疫组织化学

本文提供了一种针对幼年美国西鲱进行声学微型发射器植入的优化操作流程。我们实验室研究的结果表明，这些标记技术可在幼年美国西鲱的野外研究中应用，并具有较高的存活率。...

处理与标记技术：在幼年美洲西鲱体内植入新型声学微型发射器的方法

了解在幼年太平洋七鳃鳗和美洲鳗鱼体内植入微型声学标记的方法。该技术对游泳能力和存活率影响极小，可在60秒内完成标记，为研究鱼类在河流结构附近的行为和洄游提供安全有效的工具。

幼年太平洋七鳃鳗和美洲鳗鲡植入新型微型声学标签

探索更多视频