次氯酸钠对法老乌贼（Sepia pharaonis）早期生命阶段的毒性评估：孵化、生长表现及生理应激反应

《Aquaculture》：Evaluation of sodium hypochlorite toxicity on the early life stages of Pharaoh cuttlefish (Sepia pharaonis): Hatching, growth performance, and physiological stress responses

本研究系统评估了次氯酸钠（NaClO）对Pharaoh cuttlefish胚胎发育、生长性能及生理稳态的影响。结果表明，NaClO的毒性呈浓度和时间依赖性：低浓度短时暴露（1 mg/L, 1 min）孵化率（93.3%）与对照相近，而高浓度长时间暴露（7 mg/L, 10 min）孵化率降至25.6%，幼体存活率及生长率在≥3 mg/L时显著降低。生理分析显示肌糖原及糖酵解酶活性随浓度升高而增强，表明无氧代谢补偿；但抗氧化酶（SOD、CAT、GSH-Px）及HSP70基因表达在高浓度（3-4 mg/L）下不足以抵抗氧化应激，导致MDA升高及消化腺组织病理损伤。PCA分析确认NaClO浓度是生理改变的主要因素。研究建立Pharaoh cuttlefish的安全阈值≤2 mg/L且≤1分钟，为规模化养殖提供消毒参数依据。

　　

张中印|牛琪|詹华正|彭瑞兵|蒋夏敏|李胜|姜茂王

水产生物技术重点实验室（宁波大学），教育部，浙江省宁波市315832，中华人民共和国

摘要

次氯酸钠（NaClO）在水产养殖消毒中广泛应用，但其对敏感头足类物种的安全阈值尚未明确。本研究系统评估了NaClO对法老乌贼（Sepia pharaonis）胚胎发育、生长表现和生理稳态的毒性影响。受精卵在1.0–7.0 mg/L的浓度下暴露1、5和10分钟，而幼体则在1.0–4.0 mg/L的浓度下暴露1和3分钟。结果揭示了明显的剂量和时间依赖性毒性特征。轻度暴露（1 mg/L，1分钟）保持了与对照组（92.2%）相当的高孵化率；极端暴露（7 mg/L，10分钟）使孵化成功率降至25.6%，并影响了孵化后幼体的形态（P S. pharaonis建立了≤2 mg/L、≤1分钟的安全阈值，为工业规模头足类孵化场的消毒方案优化提供了基于证据的指导。

引言

随着全球水产养殖业的加剧，消毒剂在孵化场操作中起着关键作用，可以减轻病原体的垂直传播并提高生产效率。消毒剂大致分为化学制剂（如含氯化合物、碘伏和醛类）和物理制剂（如紫外线辐射和臭氧）（De Swaef等人，2016；Yemi?和Harmanc?，2020）。在化学制剂中，次氯酸钠（NaClO）因其广谱抗菌效果、成本效益和易获得性而被广泛用于水产养殖设施和养殖生物的消毒。其主要作用机制是释放次氯酸（HOCl），从而引发强烈的氧化应激，破坏微生物细胞壁和酶系统，有效灭活细菌、真菌和病毒（Raikow等人，2007；Akl，2023）。其他化学消毒剂各有局限性。虽然碘伏通常具有更好的安全性，但在高浓度下可能对某些物种表现出毒性（Katharios等人，2007；Ayd?n等人，2011；Zhang等人，2025）。戊二醛虽然具有高杀菌效果，但对水生生物具有显著的毒性风险，并对工作人员构成职业健康危害（Li等人，2022）。相比之下，针对海洋鱼类孵化场的研究（例如Sparidae）表明，50–100 mg/L的NaClO处理能有效减少细菌负荷而不影响孵化率（Stuart等人，2010），突显了其在工业规模生产中的实际价值。因此，寻找高效且对非目标生物安全的消毒策略仍然是水产养殖业的重要优先事项。

高密度养殖环境容易导致病原体繁殖，包括细菌性溃疡病原体（如Vibrio属）、寄生虫（如纤毛虫）和病毒。这些病原体可通过卵膜垂直传播或在卵表面形成生物膜，阻碍气体交换并导致胚胎窒息（De Swaef等人，2016；Wang等人，2024a）。胚胎和早期幼体阶段特别容易受到环境压力的影响，包括消毒剂，因为它们的免疫系统不发达、物理屏障脆弱以及代谢解毒能力有限（Fitzer等人，2012）。尽管现有文献主要关注硬骨鱼的卵消毒（Avenda?o–Herrera等人，2006；Wang等人，2024b；Nelson等人，2026），但关于消毒剂对头足类早期生活阶段的生态毒理学效应和安全阈值的研究仍然很少。

法老乌贼（Sepia pharaonis）是一种经济价值高的头足类物种，因其美味和短生长周期而备受重视。开发完全人工化的工业规模养殖技术是头足类水产养殖业的关键方向（Jiang等人，2018；Jiang等人，2022）。然而，随着养殖规模的扩大，疾病发生率也增加了。由Vibrio属（如V. alginolyticus、V. harveyi）引起的细菌性疾病是主要威胁，其发病迅速且传播性强，常导致幼体和成体大规模死亡（Barnes等人，2005；Xu等人，2022）。我们之前的研究表明，受感染的乌贼表现出表皮裂解、代谢失调和肠道菌群失调等病理变化，在严重情况下死亡率可达90%（Xu等人，2022；Xu等人，2024；Dai等人，2024a；Dai等人，2025）。S. pharaonis的早期发育阶段（胚胎和mantle长度≤2.0 cm的幼体）对孵化场的成功至关重要，因为这些阶段的生物对环境干扰极为敏感。亲本携带病原体或孵化水污染容易导致受精卵发育停滞或幼体大规模死亡。目前，针对S. pharaonis胚胎和幼体的疾病预防和控制措施仍然不足，缺乏针对特定物种的安全标准和消毒剂（如NaClO）的毒性评估数据。因此，评估消毒剂在S. pharaonis早期生活阶段的安全性是克服大规模苗木生产瓶颈和实现可持续水产养殖的先决条件。

本研究旨在系统评估NaClO对S. pharaonis胚胎发育和幼体生长的影响。我们通过研究不同NaClO浓度和暴露时间对存活率、生长和生理稳态的影响来确定最佳处理参数。这些发现旨在为S. pharaonis的工业规模养殖中的疾病预防提供理论基础和实用指导。此外，这项研究填补了关于消毒剂对头足类早期生活阶段影响的知识空白，并为建立水产养殖消毒安全标准提供了参考值。

实验动物和试剂

Sepia pharaonis样本来自象山来发水产孵化场（29°59.0′ N, 121°99.0′ E），并使用已建立的人工繁殖方案进行繁殖。2023年11月，根据以下标准选择了亲本：体重>800克、表皮完整、运动活跃且进食反应强烈。选定的亲本被饲养在室内混凝土池中（4 m × 8 m × 1.5 m），每天喂食新鲜冷冻的鱼和虾，比例为总生物量的5–8%。

NaClO暴露对乌贼孵化率的影响

NaClO浓度和暴露时间对S. pharaonis卵的孵化率产生了显著影响（图1）。对照组在所有暴露时间内都保持了较高的孵化率，平均为92.22 ± 1.92%，没有显著的时间变化。在1分钟暴露组中，1 mg/L和3 mg/L的孵化率分别为93.33 ± 0%和92.22 ± 5.09%，与对照组无显著差异。然而，孵化成功率有所下降（P

NaClO对乌贼孵化和早期发育的浓度和时间依赖性毒性

水产养殖业的集约化发展增加了疾病爆发的风险，这对全球粮食安全至关重要。根据FAO（2022）的数据，细菌（如Vibrio属）、病毒和真菌感染是导致孵化失败的主要原因，如果没有有效的消毒，损失可达20–50%。对于头足类来说，这个问题尤为严重，因为它们的受精卵具有多层卵膜，容易积累有机物和病原体，可能导致

结论

本研究系统评估了次氯酸钠（NaClO）对法老乌贼S. pharaonis早期生活阶段的毒性影响。NaClO的毒性表现出明显的浓度和时间依赖性模式。主要结论如下：（1）高浓度的NaClO（> 5 mg/L）和长时间暴露（> 5分钟）显著降低了卵的孵化率和幼体的存活率，并产生了mantle长度较小的幼体，表明既有致命性也有亚致死性

CRediT作者贡献声明

张中印：撰写——原始草案，方法学，数据管理。牛琪：资源，数据管理。詹华正：调查，数据管理。彭瑞兵：验证，调查。蒋夏敏：撰写——原始草案，验证。李胜：资源，调查。姜茂王：撰写——审稿与编辑，监督，资金获取，概念化。

伦理声明

本研究遵循了《研究中的头足类动物护理和福利指南》（Fiorito等人，2015）的建议。作者遵守了中华人民共和国的《实验动物国家标准》。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突或财务利益。

致谢

本研究得到了2025年广东现代海洋养殖候选物种养殖技术研究（NJTG-20260061）、国家自然科学基金（32102756）和宁波市科学技术局（2021Z007）的支持。作者感谢浙江来发水产有限公司提供实验用的S. pharaonis乌贼幼体，并在整个实验过程中提供后勤支持。