JoVE Journal > Biology
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Resultados
Discussion
Declarações
Acknowledgements
Materials
Referências
Tadução automática
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Biologia

Абляция глазных стебельков для увеличения созревания яичников у грязевых крабов

Published: March 31, 2023
doi:
10.3791/65039
, , , , ,
1Higher Institution Centre of Excellence (HICoE), Institute of Tropical Aquaculture and Fisheries,Universiti Malaysia Terengganu, 2Centre for Chemical Biology,Universiti Sains Malaysia, 3Department of Aquaculture, Faculty of Fisheries,Kasetsart University, 4School of Biological Sciences,Universiti Sains Malaysia, 5International Research Center for Marine Biosciences, Ministry of Science and Technology,Shanghai Ocean University

Summary

Два протокола абляции глазных стебельков (т.е. прижигание и хирургическое вмешательство) были выполнены на анестезированных самках крабов. Абляция глазного стебля грязевых крабов ускорила созревание яичников без снижения выживаемости.

Abstract

Грязевые крабы (Scylla spp.) являются коммерчески важными видами ракообразных, которые можно найти по всему Индо-Западному Тихоокеанскому региону. Во время культивирования индукция созревания яичников важна для удовлетворения потребительского спроса на зрелых грязевых крабов и ускорения производства семян. Абляция глазного стебля является эффективным инструментом для ускорения созревания яичников у грязевых крабов. Тем не менее, не существует стандартного протокола для абляции глазного стебля грязевых крабов. В этом исследовании описаны два метода абляции глазных стебельков: прижигание (использование горячего металла для удаления глазного стебля анестезированного краба) и хирургическое вмешательство (удаление глазного стебля с помощью хирургических ножниц). Перед абляцией глазного стебля половозрелые самки (CW > 86 мм) были анестезированы с помощью пакета со льдом (-20 ° C) с морской водой. Когда температура воды достигала 4 °C, мешок со льдом вынимали из воды. Проточная морская вода (температура окружающей среды: 28 °C) использовалась для восстановления после анестезии сразу после абляции глазного стебля. Смертность не наступала ни во время, ни после процесса абляции глазных стебельков. Представленный здесь протокол абляции глазных стебельков ускорил созревание яичников грязевых крабов.

Introduction

Все четыре вида грязевых крабов, принадлежащие к роду Scylla, являются коммерчески важными видами ракообразных в аквакультуре 1,2. Рост ракообразных, в том числе грязевых крабов, и их трансформация из преждевременной (субвзрослой или пубертатной) фазы в половозрелую (взрослую) фазу происходят в процессе линьки, который включает периодическое сбрасывание старых и меньших экзоскелетов. Ширина панциря (CW), хелипеды и морфология брюшного лоскута широко используются для определения половой зрелости Scylla spp. 3,4,5. Процесс линьки регулируется действием различных гормонов и требует огромного количестваэнергии6. В дополнение к нормальному процессу линьки, потеря конечностей, добровольно или вызванная внешними факторами, ускоряет линьку крабов, не влияя на их выживаемость 7,8,9. Поэтому аутотомия конечностей обычно используется для индукции линьки в индустрии разведения грязевых крабовс мягким панцирем 7,9.

Односторонняя или двусторонняя абляция глазного стебля в основном популярна у пресноводных креветок и морских креветок для созревания гонад и производства семян 10,11,12,13. Распространенные методы абляции глазного стебля у ракообразных включают следующее: (i) лигирование у основания глазного стебля с использованием нити14,15; (ii) прижигание глазного стебля с помощью горячих щипцов или электрокоагуляционных устройств16; (iii) удаление или прямое защемление глазного стебля, чтобы оставить открытую рану12; и (iv) удаление содержимого глазного стебля через разрез после разрезания дистальной части глаза бритвой17. Х-органы глазного стебля являются важными эндокринными органами у ракообразных, поскольку они регулируют гипергликемические гормоны ракообразных (CHH), гормоны, ингибирующие линьку (MIH), и гормоны, ингибирующие вителлогенез (VIH)6,18,19,20,21,22. Х-органы глазного стебля (или комплекс синусовых желез) синтезируют и высвобождают гормоны, ингибирующие гонады (GIH), также известные как гормоны, ингибирующие вителлогенез (VIH), принадлежащие к семейству нейропептидных гормонов6. Односторонняя или двусторонняя абляция глазных стебельков снижает синтез GIH, что приводит к доминированию стимулирующих гормонов (т.е. гонадстимулирующих гормонов, GSH) и ускорению процесса созревания яичников у ракообразных23,24,25,26. Без влияния ГИГ после абляции глазных стебельков самки ракообразных посвящают свою энергию развитию яичников27. Было обнаружено, что односторонняя абляция глазных стебельков достаточна для индукции созревания яичников у ракообразных11 и что абляция глазного стебля креветок и крабов может восстанавливаться после нескольких линьк28. У Scylla spp. зарегистрировано четыре стадии развития яичников: i) незрелая (стадия-1), ii) раннеспелая (стадия-2), iii) предзрелая (стадия-3) и iv) полностью зрелая (стадия-4)29,30. Незрелая стадия яичников встречается у неполовозрелых самок. После пубертатной линьки и спаривания незрелая завязь начинает развиваться и, наконец, созревает (стадия-4) до нереста31.

Протокол абляции глазного стебля необходим для развития маточного стада грязевых крабов и производства семян. На мировом продовольственном рынке потребители предпочитают зрелых грязевых крабов с полностью зрелыми яичниками (стадия 4), а не крабов с более высоким содержанием мышц и, таким образом, имеют более высокую коммерческую ценность, даже выше, чем крупные самцы. Не существует полного протокола абляции глазного стебля грязевых крабов. Протокол абляции глазных стебельков в этой работе сводит к минимуму стресс за счет использования полностью анестезированных крабов и сводит к минимуму физические травмы персонала от укусов крабов. Этот протокол прост и экономичен. Здесь мы представляем протокол абляции глазных стебельков Scylla spp., который может вызвать созревание гонады. Были протестированы два метода абляции глазных стекол (прижигание и хирургическое вмешательство), и их эффективность сравнивалась на основе скорости развития гонад самок грязевых крабов.

Protocol

Этот протокол соответствует Малайзийскому кодексу практики по уходу за животными и их использованию в научных целях, изложенным Ассоциацией лабораторных животных Малайзии. Принесение в жертву экспериментальных образцов было сделано в соответствии с Руководством Национального инст?…

Representative Results

Созревание гонадКремово-белые ткани яичников (незрелые яичники, стадия-1) были обнаружены у 100% рассеченных самок (n = 6) до проведения абляции глазных стебельков (рис. 2). Скорость созревания гонад у самок крабов с удаленным глазным стеблем (n = 63; 31 самка с техникой…

Discussion

Этот протокол был разработан для абляции глазного стебля грязевого краба Scylla spp. и может применяться в качестве эффективного метода для стимуляции созревания гонад. Этот протокол может быть легко воспроизведен для коммерческого созревания яичников грязевых крабов и может быть ре…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Это исследование было поддержано Министерством образования Малайзии в рамках программы Центра передового опыта высших учебных заведений (HICoE), Малайзия, аккредитованной при Институте тропической аквакультуры и рыболовства, Университет Малайзии Теренггану (Vot No 63933 и Vot No 56048). Мы выражаем признательность за поддержку Universiti Malaysia Terengganu и Sayap Jaya Sdn. Bhd. в рамках исследовательского гранта частного партнерства (Vot. No 55377). Также признана должность адъюнкт-научного сотрудника Университета Сайнс Малайзии для Хор Вайхо и Ханафии Фажан.

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referências

  1. 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).
  2. Fazhan, H., et al. Morphological descriptions and morphometric discriminant function analysis reveal an additional four groups of Scylla spp. PeerJ. 8, e8066 (2020).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Waiho, K., et al. Moult induction methods in soft-shell crab production. Aquaculture Research. 52 (9), 4026-4042 (2021).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Primavera, J. H. Induced maturation and spawning in five-month-old Penaeus monodon Fabricius by eyestalk ablation. Aquaculture. 13 (4), 355-359 (1978).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. Nagaraju, G. P. C. Reproductive regulators in decapod crustaceans: an overview. Journal of Experimental Biology. 214 (1), 3-16 (2011).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. Desai, U. M., Achuthankutty, C. T. Complete regeneration of ablated eyestalk in penaeid prawn, Penaeus monodon. Current Science. 79 (11), 1602-1603 (2000).
  29. 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).
  30. 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).
  31. Farhadi, A., et al. The regulatory mechanism of sexual development in decapod crustaceans. Frontiers in Marine Science. 8, (2021).
  32. 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).
  33. 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).
  34. 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).
  35. 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).
  36. 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).
  37. 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).
  38. 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).
  39. 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).
  40. 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).
  41. 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).
  42. 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).
  43. 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).
  44. 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).
  45. 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).
  46. 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).
  47. 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).
  48. 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).
  49. 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).
  50. 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).
  51. 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).
  52. 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).
  53. 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).
  54. 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).

Tags

Keywords: Eyestalk AblationMud CrabOvarian MaturationStress MinimizationAnesthesiaCauterizationSurgical AblationOvarian Maturation Stages
check_url/pt/65039?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citar este artigo
Asmat-Ullah, M., Rozaimi, R., Fazhan, H., Shu-Chien, A. C., Wang, Y., Waiho, K. Eyestalk Ablation to Increase Ovarian Maturation in Mud Crabs. J. Vis. Exp. (193), e65039, doi:10.3791/65039 (2023).
Baixar citação
Reimpressões e Permissões

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image