אבלציה של דיבור עיניים להגברת התבגרות השחלות בסרטני בוץ
Summary
שני פרוטוקולי אבלציה של דיבור עיניים (כלומר, גישות צריבה וניתוח) בוצעו על נקבות סרטנים מורדמות. אבלציה של סרטני בוץ זירזה את הבשלת השחלות מבלי להפחית את שיעור ההישרדות.
Abstract
סרטני בוץ (Scylla spp.) הם מיני סרטנים בעלי חשיבות מסחרית שניתן למצוא בכל אזור הודו-מערב האוקיינוס השקט. במהלך התרבות, השראת הבשלת השחלות חשובה כדי לענות על הביקוש הצרכני לסרטני בוץ בוגרים ולהאיץ את ייצור הזרעים. אבלציה של Eyestalk היא כלי יעיל לשיפור התבגרות השחלות בסרטני בוץ. עם זאת, אין פרוטוקול סטנדרטי לאבלציה של סרטני בוץ. במחקר זה מתוארות שתי טכניקות אבלציה של דיבור עיניים: צריבה (שימוש במתכת חמה כדי לעבד את העיניים של סרטן מורדם) וניתוח (הסרת העיניים באמצעות מספריים כירורגיים). לפני אבלציה של דיבור עיניים, נקבות בוגרות מינית (CW > 86 מ”מ) הורדמו באמצעות שקית קרח (-20 מעלות צלזיוס) עם מי ים. כאשר טמפרטורת המים הגיעה ל -4 מעלות צלזיוס, שקית הקרח הוסרה מהמים. מי ים זורמים (טמפרטורת סביבה: 28 מעלות צלזיוס) שימשו להתאוששות מההרדמה מיד לאחר אבלציה של דיבור עיניים. התמותה לא התרחשה במהלך או אחרי תהליך אבלציה של דיבור עיניים. פרוטוקול האבלציה של שיחות העיניים שהוצג כאן האיץ את ההבשלה השחלתית של סרטני הבוץ.
Introduction
כל ארבעת מיני סרטני הבוץ השייכים לסוג Scylla הם מיני סרטנים בעלי חשיבות מסחרית בחקלאות ימית 1,2. גדילתם של סרטנים, כולל סרטני בוץ, והפיכתם משלב הפג (תת-בוגר או התבגרות מינית) לשלב הבוגר מינית (בוגר) מתרחשים בתהליך התכה הכולל נשירה תקופתית של שלד חיצוני ישן וקטן יותר. רוחב קרפצ’ה (CW), כלפידים ומורפולוגיה של דש הבטן נמצאים בשימוש נרחב כדי לקבוע את הבגרות המינית של Scylla spp. 3,4,5. תהליך ההתכה מוסדר על ידי פעולה של הורמונים שונים ודורש כמות עצומה של אנרגיה6. בנוסף לתהליך ההתכה הרגיל, אובדן הגפיים, בין אם מרצון או על ידי גורמים חיצוניים, מזרז את ההתכה של סרטנים מבלי להשפיע על שיעור ההישרדות שלהם 7,8,9. לכן, אוטוטומיה של הגפיים משמשת בדרך כלל להשראת מותך בתעשיית גידול סרטני הבוץ הרכים 7,9.
אבלציה חד צדדית או דו-צדדית פופולרית בעיקר בסרטני מים מתוקים ושרימפס ימיים להבשלת גונאד וייצור זרעים10,11,12,13. טכניקות אבלציה נפוצות בסרטנים כוללות את הדברים הבאים: (i) קשירה בבסיס העין באמצעות מחרוזת14,15; (2) צריבת העיניים באמצעות מלקחיים חמים או מכשירים חשמליים16; (3) הסרה או צביטה ישירה של העיניים כדי להשאיר פצע פתוח12; ו-(4) הסרת תוכן העיניים דרך חתך לאחר חיתוך החלק הדיסטלי של העין בתער17. איברי X הם איברים אנדוקריניים חשובים בסרטנים, שכן הם מווסתים הורמונים היפרגליקמיים סרטניים (CHH), הורמונים מעכבי מותך (MIH) והורמונים מעכבי ויטלוגנזה (VIH)6,18,19,20,21,22. איברי X של Eyestalk (או קומפלקס בלוטת הסינוס) מסנתזים ומשחררים הורמונים מעכבי גונאד (GIH), הידועים גם בשם הורמונים מעכבי ויטלוגנזה (VIH), השייכים למשפחת ההורמונים הנוירופפטידים6. אבלציה חד צדדית או דו-צדדית מפחיתה את סינתזת GIH, וכתוצאה מכך דומיננטיות של הורמונים מעוררים (כלומר, הורמונים מעוררי גונאד, GSH) והאצת תהליך ההתבגרות השחלתית בסרטנים23,24,25,26. ללא השפעת GIH לאחר אבלציה של דיבור עיניים, נקבות סרטנים מקדישות את האנרגיה שלהן להתפתחות השחלה27. נמצא כי אבלציה חד צדדית בעיניים מספיקה להשראת הבשלה שחלתית בסרטנים11 וכי העיניים האבלטיות של שרימפס וסרטנים יכולות להתחדש לאחר מספר התכות28. ישנם ארבעה שלבי התפתחות שחלות שתועדו ב- Scylla spp.: i) לא בשלים (שלב 1), ii) הבשלה מוקדמת (שלב -2), iii) טרום הבשלה (שלב -3), ו- iv) הבשלה מלאה (שלב 4)29,30. השלב השחלתי הלא בשל נמצא אצל נקבות לא בוגרות. לאחר ההתכה המינית וההזדווגות, השחלה הלא בשלה מתחילה להתפתח ולבסוף מבשילה (שלב 4) לפני ההשרצה31.
פרוטוקול אבלציה של Eyestalk חיוני להתפתחות סרטני בוץ ולייצור זרעים. בשוק המזון העולמי, סרטני בוץ בוגרים עם שחלות בשלות לחלוטין (שלב 4) על פני סרטנים עם תכולת שרירים גבוהה יותר מועדפים על ידי הצרכנים, ולכן יש להם ערך מסחרי גבוה יותר, אפילו גבוה יותר מאשר זכרים גדולים. אין פרוטוקול מלא לאבלציה של סרטני בוץ בעיניים. פרוטוקול אבלציה של דיבור עיניים בעבודה זו ממזער מתח על ידי שימוש בסרטנים מורדמים לחלוטין וממזער את הפגיעה הפיזית באנשי צוות מעקיצות סרטנים. פרוטוקול זה קל וחסכוני. כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור אבלציה עיניים של Scylla spp. שיכול לגרום להבשלה של הגונדה. נבדקו שתי טכניקות של אבלציה של דיבור עיניים (צריבה וניתוח) ויעילותן הושוותה בהתבסס על קצב התפתחות הגונדל של נקבות סרטני הבוץ.
Protocol
Representative Results
Discussion
פרוטוקול זה פותח עבור אבלציה של סרטן הבוץ, Scylla spp., וניתן ליישם אותו כשיטה יעילה לגרימת התבגרות הגונד. פרוטוקול זה ניתן לשכפול בקלות להבשלה מסחרית של סרטני בוץ וניתן ליישם אותו כדי להפחית את התקופה הסמויה (הזמן מהשרצה אחת לאחרת) בייצור זרעי סרטני בוץ.
אבלציה של סרטנים (כל?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה נתמך על ידי משרד החינוך, מלזיה, במסגרת תוכנית מרכז המצוינות של המוסד הגבוה (HICoE), מלזיה, מוכר למכון לחקלאות ימית טרופית ודיג, אוניברסיטת מלזיה טרנגאנו (הצבעה מס ‘63933 והצבעה מס ‘56048). אנו מכירים בתמיכתם של Universiti Malaysia Terengganu ו- Sayap Jaya Sdn. Bhd. באמצעות מענק המחקר לשותפות פרטית (הצבעה מס ‘55377). כמו כן מוכרת משרת עמית אקדמי נספח מאוניברסיטת סאיינס מלזיה לח’ור וואיהו וחנפיה פאז’אן.
Materials
| Aeration tube | Ming Yu Three | N/A | aquarium and pet shop |
| Airstone | Ming Yu Three | N/A | aquarium and pet shop |
| Autoclave machine | HIRAYAMA MANUFACTURING CORPORATION | N/A | MADE IN JAPAN |
| Bleaching powder (Hi-Chlon 70%) | Nippon Soda Co.Ltd,Japan | N/A | N/A |
| Blow torch | MR D.I.Y. Group Berhad | N/A | N/A |
| Circular tank (32L) | BEST PLASTIC INDUSTRY SDN. BHD. | N/A | N/A |
| Cotton hand gloves (thick) | MR D.I.Y. Group Berhad | N/A | N/A |
| Cotton towel | MR D.I.Y. Group Berhad | N/A | N/A |
| Digital thermometer | Hanna Instrument | HI9814 | Hanna Instruments GroLine Hydroponics Waterproof pH / EC / TDS / Temp. Portable Meter HI9814 |
| Digital Vernier Caliper | INSIZE Co., Ltd. | N/A | |
| Dissecting tray | Hatcheri AKUATROP | N/A | Research Center of Universiti Malaysia Terengganu |
| Dropper bottle/Plastic Pipettes Dropper | Shopee Malaysia | N/A | N/A |
| Ethanol 70% | Thermo Scientific Chemicals | 033361.M1 | Diluted to 70% using double distilled water |
| Fiberglass tank (1 ton) | Hatcheri AKUATROP | N/A | Research Center of Universiti Malaysia Terengganu |
| Fine sand | N/A | N/A | collected from Sea beach of Universiti Malaysia Terengganu |
| First Aid Kits | Watsons Malaysia | N/A | N/A |
| Flat head nickel steel metal rod (Screw driver) | MR D.I.Y. Group Berhad | N/A | N/A |
| Formaldehyde | Thermo Scientific Chemicals | 119690010 | |
| Gas cylinder (butane gas) for blow torch | MR D.I.Y. Group Berhad | N/A | N/A |
| Gas lighter gun (long head) | MR D.I.Y. Group Berhad | N/A | N/A |
| Glass beaker (100 mL)) | Corning Life Sciences | 1000-100 | |
| Ice bag | Watsons Malaysia | N/A | N/A |
| Perforated plastic baskets | Eco-Shop Marketing Sdn. Bhd. | N/A | N/A |
| PVC pipe 15mm | Bina Plastic Industries Sdn Bhd (HQ) | N/A | N/A |
| Refractometer | ATAGO CO.,LTD. | ||
| Refrigerator | Sharp Corporation Japan | N/A | Chest Freezer SHARP 110L – SJC 118 |
| Scoop net | MR D.I.Y. Group Berhad | N/A | |
| Seawater | Hatcheri AKUATROP | N/A | Research Center of Universiti Malaysia Terengganu |
| Siphoning pipe | MR D.I.Y. Group Berhad | N/A | N/A |
| Spray bottle | Mr. DIY Sdn Bhd | N/A | N/A |
| Stainless surgical forceps | N/A | N/A | N/A |
| Stainless surgical scissors | N/A | N/A | N/A |
| Submersible water pump | AS | N/A | model: Astro 4000 |
| Tincture of iodine solution (Povidone Iodine) | Farmasi Fajr Sdn Bhd | N/A | N/A |
| Tissue paper | N/A | N/A | |
| Transparent plastic aquarium | Ming Yu Three | N/A | aquarium and pet shop |
| Waterproof table | Hatcheri AKUATROP | N/A | Research Center of Universiti Malaysia Terengganu |
Referências
- Keenan, C. P., Davie, P. J. F., Mann, D. L. A revision of the genus Scylla de Haan, 1833 (Crustacea: Decapoda: Brachyura: Portunidae). Raffles Bulletin of Zoology. 46 (1), 217-245 (1998).
- Fazhan, H., et al. Morphological descriptions and morphometric discriminant function analysis reveal an additional four groups of Scylla spp. PeerJ. 8, e8066 (2020).
- Ikhwanuddin, M., Bachok, Z., Hilmi, M. G., Azmie, G., Zakaria, M. Z. Species diversity, carapace width-body weight relationship, size distribution and sex ratio of mud crab, genus Scylla from Setiu Wetlands of Terengganu coastal waters Malaysia. Journal of Sustainability Science and Management. 5 (2), 97-109 (2010).
- Ikhwanuddin, M., Bachok, Z., Mohd Faizal, W. W. Y., Azmie, G., Abol-Munafi, A. B. Size of maturity of mud crab Scylla olivacea (Herbst, 1796) from mangrove areas of Terengganu coastal waters. Journal of Sustainability Science and Management. 5 (2), 134-147 (2010).
- Waiho, K., et al. On types of sexual maturity in brachyurans, with special reference to size at the onset of sexual maturity. Journal of Shellfish Research. 36 (3), 807-839 (2017).
- Mykles, D. L., Chang, E. S. Hormonal control of the crustacean molting gland: Insights from transcriptomics and proteomics. General and Comparative Endocrinology. 294, 113493 (2020).
- Fujaya, Y., et al. Is limb autotomy really efficient compared to traditional rearing in soft-shell crab (Scylla olivacea) production. Aquaculture Reports. 18, 100432 (2020).
- Waiho, K., et al. Moult induction methods in soft-shell crab production. Aquaculture Research. 52 (9), 4026-4042 (2021).
- Rahman, M. R., et al. Evaluation of limb autotomy as a promising strategy to improve production performances of mud crab (Scylla olivacea) in the soft-shell farming system. Aquaculture Research. 51 (6), 2555-2572 (2020).
- Okumura, T., et al. Expression of vitellogenin and cortical rod proteins during induced ovarian development by eyestalk ablation in the kuruma prawn, Marsupenaeus japonicus. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. 143 (2), 246-253 (2006).
- Pervaiz, P. A., Jhon, S. M., Sikdar-bar, M. Studies on the effect of unilateral eyestalk ablation in maturation of gonads of a freshwater prawn Macrobrachium dayanum. World Journal of Zoology. 6 (2), 159-163 (2011).
- Primavera, J. H. Induced maturation and spawning in five-month-old Penaeus monodon Fabricius by eyestalk ablation. Aquaculture. 13 (4), 355-359 (1978).
- Shyne Anand, P. S., et al. Reproductive performance of wild brooders of Indian white shrimp, Penaeus indicus: Potential and challenges for selective breeding program. Journal of Coastal Research. 86 (sp1), 65 (2019).
- Diarte-Plata, G., et al. Eyestalk ablation procedures to minimize pain in the freshwater prawn Macrobrachium americanum. Applied Animal Behaviour Science. 140 (3-4), 172-178 (2012).
- Vargas-Téllez, I., et al. Impact of unilateral eyestalk ablation on Callinectes arcuatus (Ordway, 1863) under laboratory conditions: Behavioral evaluation. Latin American Journal of Aquatic Research. 49 (4), 576-594 (2021).
- Chu, K. H., Chow, W. K. Effects of unilateral versus bilateral eyestalk ablation on molting and growth of the shrimp, Penaeus chinensis Osbeck, 1765) (Decapoda, Penaeidea). Crustaceana. 62 (3), 225-233 (1992).
- Taylor, J. Minimizing the effects of stress during eyestalk ablation of Litopenaeus vannamei females with topical anesthetic and a coagulating agent. Aquaculture. 233 (1-4), 173-179 (2004).
- Wang, M., Ye, H., Miao, L., Li, X. Role of short neuropeptide F in regulating eyestalk neuroendocrine systems in the mud crab Scylla paramamosain. Aquaculture. 560, 738493 (2022).
- Nagaraju, G. P. C. Reproductive regulators in decapod crustaceans: an overview. Journal of Experimental Biology. 214 (1), 3-16 (2011).
- Kornthong, N., et al. Characterization of red pigment concentrating hormone (RPCH) in the female mud crab (Scylla olivacea) and the effect of 5-HT on its expression. General and Comparative Endocrinology. 185, 28-36 (2013).
- Kornthong, N., et al. Molecular characterization of a vitellogenesis-inhibiting hormone (VIH) in the mud crab (Scylla olivacea) and temporal changes in abundances of VIH mRNA transcripts during ovarian maturation and following neurotransmitter administration. Animal Reproduction Science. 208, 106122 (2019).
- Liu, C., et al. VIH from the mud crab is specifically expressed in the eyestalk and potentially regulated by transactivator of Sox9/Oct4/Oct1. General and Comparative Endocrinology. 255, 1-11 (2018).
- Chen, H. -. Y., Kang, B. J., Sultana, Z., Wilder, M. N. Variation of protein kinase C-α expression in eyestalk removal-activated ovaries in whiteleg shrimp, Litopenaeus vannamei. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. 237 (300), 110552 (2019).
- Rotllant, G., Nguyen, T. V., Aizen, J., Suwansa-ard, S., Ventura, T. Toward the identification of female gonad-stimulating factors in crustaceans. Hydrobiologia. 825 (1), 91-119 (2018).
- Supriya, N. T., Sudha, K., Krishnakumar, V., Anilkumar, G. Molt and reproduction enhancement together with hemolymph ecdysteroid elevation under eyestalk ablation in the female fiddler crab, Uca triangularis (Brachyura: Decapoda). Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 35 (3), 645-657 (2017).
- Wilder, M. N. Advances in the science of crustacean reproductive physiology and potential applications to new seed production technology. Journal of Coastal Research. 86 (sp1), 6-10 (2019).
- Arcos, G. F., Ibarra, A. M., Vazquez-Boucard, C., Palacios, E., Racotta, I. S. Haemolymph metabolic variables in relation to eyestalk ablation and gonad development of Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei Boone. Aquaculture Research. 34 (9), 749-755 (2003).
- Desai, U. M., Achuthankutty, C. T. Complete regeneration of ablated eyestalk in penaeid prawn, Penaeus monodon. Current Science. 79 (11), 1602-1603 (2000).
- Wu, Q., et al. Growth performance and biochemical composition dynamics of ovary, hepatopancreas and muscle tissues at different ovarian maturation stages of female mud crab, Scylla paramamosain. Aquaculture. 515, 734560 (2020).
- Ghazali, A., Azra, M. N., Noordin, N. M., Abol-Munafi, A. B., Ikhwanuddin, M. Ovarian morphological development and fatty acids profile of mud crab (Scylla olivacea) fed with various diets. Aquaculture. 468 (Part 1), 45-52 (2017).
- Farhadi, A., et al. The regulatory mechanism of sexual development in decapod crustaceans. Frontiers in Marine Science. 8, (2021).
- Sukardi, P., Prayogo, N. A., Harisam, T., Sudaryono, A. Effect of eyestalk-ablation and differences salinity in rearing pond on molting speed of Scylla serrata. AIP Conference Proceedings. 2094, 020029 (2019).
- Stella, V. S., López Greco, L. S., Rodríguez, E. M. Effects of eyestalk ablation at different times of the year on molting and reproduction of the estuarine grapsid crab Chasmagnathus granulata (Decapoda, Brachyura). Journal of Crustacean Biology. 20 (2), 239-244 (2000).
- Jang, I. K., et al. The effects of manipulating water temperature, photoperiod, and eyestalk ablation on gonad maturation of the swimming crab, Portunus trituberculatus. Crustaceana. 83 (2), 129-141 (2010).
- Millamena, O. M., Quinitio, E. The effects of diets on reproductive performance of eyestalk ablated and intact mud crab Scylla serrata. Aquaculture. 181 (1-2), 81-90 (2000).
- Zeng, C. Induced out-of-season spawning of the mud crab, Scylla paramamosain (Estampador) and effects of temperature on embryo development. Aquaculture Research. 38 (14), 1478-1485 (2007).
- Rana, S. Eye stalk ablation of freshwater crab, Barytelphusa lugubris: An alternative approach of hormonal induced breeding. International Journal of Pure and Applied Zoology. 6 (3), 30-34 (2018).
- Yi, S. -. K., Lee, S. -. G., Lee, J. -. M. Preliminary study of seed production of the Micronesian mud crab Scylla serrata (Crustacea: Portunidae) in Korea. Ocean and Polar Research. 31 (3), 257-264 (2009).
- Azra, M. N., Abol-Munafi, A. B., Ikhwanuddin, M. A review of broodstock improvement to brachyuran crab: Reproductive performance. International Journal of Aquaculture. 5 (38), 1-10 (2016).
- Archibald, K. E., Scott, G. N., Bailey, K. M., Harms, C. A. 2-phenoxyethanol (2-PE) and tricaine methanesulfonate (MS-222) immersion anesthesia of American horseshoe crabs (Limulus polyphemus). Journal of Zoo and Wildlife Medicine. 50 (1), 96-106 (2019).
- Muhd-Farouk, H., Abol-Munafi, A. B., Jasmani, S., Ikhwanuddin, M. Effect of steroid hormones 17α-hydroxyprogesterone and 17α-hydroxypregnenolone on ovary external morphology of orange mud crab, Scylla olivacea. Asian Journal of Cell Biology. 9 (1), 23-28 (2013).
- Muhd-Farouk, H., Jasmani, S., Ikhwanuddin, M. Effect of vertebrate steroid hormones on the ovarian maturation stages of orange mud crab, Scylla olivacea (Herbst, 1796). Aquaculture. 451, 78-86 (2016).
- Ghazali, A., Mat Noordin, N., Abol-Munafi, A. B., Azra, M. N., Ikhwanuddin, M. Ovarian maturation stages of wild and captive mud crab, Scylla olivacea fed with two diets. Sains Malaysiana. 46 (12), 2273-2280 (2017).
- Aaqillah-Amr, M. A., Hidir, A., Noordiyana, M. N., Ikhwanuddin, M. Morphological, biochemical and histological analysis of mud crab ovary and hepatopancreas at different stages of development. Animal Reproduction Science. 195, 274-283 (2018).
- Amin-Safwan, A., Muhd-Farouk, H., Mardhiyyah, M. P., Nadirah, M., Ikhwanuddin, M. Does water salinity affect the level of 17β-estradiol and ovarian physiology of orange mud crab, Scylla olivacea (Herbst, 1796) in captivity. Journal of King Saud University – Science. 31 (4), 827-835 (2019).
- Wu, X., et al. Effect of dietary supplementation of phospholipids and highly unsaturated fatty acids on reproductive performance and offspring quality of Chinese mitten crab, Eriocheir sinensis (H. Milne-Edwards), female broodstock. Aquaculture. 273 (4), 602-613 (2007).
- Azra, M. N., Ikhwanuddin, M. A review of maturation diets for mud crab genus Scylla broodstock: Present research, problems and future perspective. Saudi Journal of Biological Sciences. 23 (2), 257-267 (2016).
- Maschio Rodrigues, M., López Greco, L. S., de Almeida, L. C. F., Bertini, G. Reproductive performance of Macrobrachium acanthurus (Crustacea, Palaemonidae) females subjected to unilateral eyestalk ablation. Acta Zoologica. 103 (3), 326-334 (2022).
- Zhang, C., et al. Changes in bud morphology, growth-related genes and nutritional status during cheliped regeneration in the Chinese mitten crab, Eriocheir sinensis. PLoS One. 13 (12), e0209617 (2018).
- Zhang, C., et al. Hemolymph transcriptome analysis of Chinese mitten crab (Eriocheir sinensis) with intact, left cheliped autotomy and bilateral eyestalk ablation. Fish & Shellfish Immunology. 81, 266-275 (2018).
- Diarte-Plata, G., Sainz-Hernandez, J. C., Aguiñaga-Cruz, J. A., Fierro-Coronado, J. A., Polanco-Torres, A., Puente-Palazuelos, C. Eyestalk ablation procedures to minimize pain in the freshwater prawn Macrobrachium americanum. Applied Animal Behaviour Science. 130 (3-4), 172-178 (2012).
- Mirera, D. O., Moksnes, P. O. Comparative performance of wild juvenile mud crab (Scylla serrata) in different culture systems in East Africa: Effect of shelter, crab size and stocking density. Aquaculture International. 23 (1), 155-173 (2015).
- Ut, V. N., Le Vay, L., Nghia, T. T., Hong Hanh, T. T. Development of nursery cultures for the mud crab Scylla paramamosain (Estampador). Aquaculture Research. 38 (14), 1563-1568 (2007).
- Fazhan, H., et al. Limb loss and feeding ability in the juvenile mud crab Scylla olivacea: Implications of limb autotomy for aquaculture practice. Applied Animal Behaviour Science. 247, 105553 (2022).
