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在动物界中,新的环境能够引起个体的的压力反应。在斑马鱼中,当把个体引入一个新的环境(开放领域或新缸),能够引起个体的焦虑行为(如潜底,探索活动减少等),随后逐渐适应。通过新缸测试(Novel tank test, NTT)和开放领域测试可研究鱼类应对一般环境压力的影响。
实验中所用斑马鱼均为野生型(AB品系),从斑马鱼模式动物中心购买,实验中所用成鱼鱼龄均为5-6个月,体长约3-4cm,体重约0.3-0.4g,每日早晚各一次饲喂孵化的丰年虫(早8:00,晚16:00)。鱼房养殖环境条件:光源为日光灯,光照周期为L:D=14h:10h;自来水由净化设备进行过滤处理后进到循环系统,水温设定为26℃,盐度调节到450-600ppm之间,PH值维持在6.5-7.5之间,盐度和PH值需时常监测,控制在适宜范围内,保持24h不间断曝气,以确保良好的养殖环境。实验前以及实验过程中停止饲喂。
在斑马鱼研究中,新缸测试通常用来评估个体的焦虑行为。当把个体引入一个新的环境(an ovel tank)时,其开始会呆在缸的底部,待其逐渐适应新的环境后,便开始上游进行探索。因此通过缸底累积时间和上游探索时间可以衡量个体焦虑水平,缸底累积时间越长,上游探索时间越短,反映个体的焦虑水平提升。开放领域测试与新缸测试相似,即把个体引入一个新的开放的领域内(an open tank),对其行为进行评估。不同的是,在开放领域测试中,衡量个体焦虑水平的指标不再是缸底累积时间,而是个体在领域中心区域和边缘区域的累积时间,在边缘区域的累积时间越长(中心区域累积时间越短),反映个体的焦虑水平提升。
实验设计和流程
在开放领域测试(Open field test)和新缸测试(Novel tank test)两个实验中,每个实验分别包括2组,分别为nacre组(实验组)和野生型组(对照组),每组检测10尾(即n=10)。实验中,用网兜(直径10cm)小心将待检测个体转移至检测缸,至于中心区域(center zone),视频记录检测个体行为。
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检测缸均为透明亚克力材质。在开放领域测试(Open field test)中,检测缸大小规格为20cm* 20cm*10cm(长*宽*高,均为内径参数)。在新缸检测测试(Novel tank test)中,检测缸大小为养殖系统小号鱼缸(1.5L)。
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新缸测试箱
行为记录和分析
实验中采用相机进行视频记录,时间为6min,用作行为分析。
(1)开放领域测试中,将检测缸的底部按面积二等分,分别定义为中心区域和边缘区域,记录三项衡量指标:(A)进入中心区域的累积时间;(B)进入中心区域的次数;(C)进入中心区域累积时间百分比。
(1)新缸测试中,以水面高度为准,将检测缸二等分为上下两部分,分别定义为顶部区域(top)和底部区域(bottom),记录四项衡量指标:(A)移动总距离(distance traveled/cm);(B)平均游泳速率(average velocity(cm/s);(C)延迟进入顶部区域的时间(latency to upper half/s);(D)在顶部区域的时间(time in upper half/s)。
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Wt和nacre在开放领域测试中的行为表现
在开放领域测试中,在中心区域累积时间(time spent/s)上,在进入中心区域次数(number of entries)上, 以及中心区域累积时间百分比上,nacre个体的行为表现与Wt(野生型)相比存在明显的差异。
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wt和nacre在新缸测试的行为表现
在新缸测试中,nacre个体的行为表现与野生型相比没有明显的差异。表现在移动总距离,平均游泳速率,延迟进入顶部区域的时间以及在顶部区域累积时间上都无显著性差异。
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wt和nacre社交互作中的行为表现
移动总距离(Distance traveled/m):3组wt和3组nacre均无显著性差异。说明:(1)nacre突变体基本运动功能正常;(2)在社交活动中,wt和nacre两种斑马鱼不管是面对熟悉的个体还是陌生的个体其活动量并无显著差异
参考文献:
1、Leuocophores are similar to xanthophores in their specification and differentiation proceses in medaka. Kimura T;Nagao Y;Hashimoto H,etc.Proc.Natl.Acad.Sci.USA.2014
2、Experimental tests for heritable morphological color plasticity in non-native brown trout (Salmo trutta)populations. Westley P A;Stanley R;Fleming I A.PLoSOne.
3、The process of skin healing in experimentally wounded carp. Iger Y;Abraham M..1990
4、Predator-recognition behaviour in two species of gobies, Asterropteryx semipunctatus and Gnatholepis anjerensis. Smith RJE;Smith MJ.Ethology.1989
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