Endocrine and gonadal changes during the annual reproductive cycle of the freshwater teleost,Stizostedion vitreum

Abstract

The annual reproductive cycle of walleye (Stizostedion vitreum) was characterized by documenting changes in gonadal development and serum levels of estradiol-17β (E2), testosterone (T), 17α,20β-dihydroxy-4-pregnen-3-one (17,20-P), and 11-ketotestosterone (11-KT) in wild fish captured from upper midwestern lakes and rivers throughout the year. Fish from the populations used in this study spawn annually in early- to mid-April. Walleye showed group synchronous ovarian development with exogenous vitellogenesis beginning in autumn. Oocyte diameters increased rapidly from ∼ 200 μm in October to ∼ 1,000 μm in November, and reached a maximum of 1,500 μm just prior to spawning. Changes in gonadosomatic indices (GSIs) paralleled changes in oocyte diameters. Serum E2 levels in females increased rapidly from low values in October (< 0.1 ng ml(-1)) to peak levels of 3.7 ng ml(-1) in November, coinciding with the period of the most rapid ovarian growth. Subsequently, E2 levels decreased from December through spawning. Serum T levels exhibited a bimodal pattern, increasing to 1.6 ng ml(-1) in November, and peaking again at 3.3 ng ml(-1) just prior to spawning. We detected 11-KT in the serum of some females at concentrations up to 5.6 ng ml(-1), but no seasonal pattern was apparent. In this study (unlike our results in a related study) 17,20-P was not detected. In males, differentiation of spermatogonia began in late August, and by January the testes were filled (> 95% of germ cells) with spermatozoa. Mature spermatozoa could be expressed from males from January through April. GSIs ranged from 0.2% (post-spawn) to 3.2% (pre-spawn). Serum T levels rose from undetectable levels in post-spawn males to 1.6 ng ml(-1) by November, remained elevated throughout the winter, and peaked at 2.8 ng ml(-1) I prior to spawning. Levels of 11-KT in males remained low (< 10 ng ml(-1), from post-spawning through January, then increased significantly by March and peaked just prior to spawning at 39.7 ng ml(-1). Our results indicate that vitellogenesis and spermatogenesis are complete or nearly so, in walleye by early winter, and suggest that it may be possible to induce spawning in this species several months prior to the normal spawning season by subjecting fish to relatively simple environmental and hormonal treatments.

Social modulation of androgen levels in male teleost fish

“…First, in some species with which we are . Numbers refer to the following species: 1, Acipenser ruthenus (Mojazi Amiri et al, 1996); 2, Oncorhynchus mykiss (Rouger and Liley, 1993); 3, Oncorhynchus nerka (Kubokawa et al, 1999); 4, Salmo salar (Mayer et al, 1990b); 5, Salmo trutta (Cardwell et al, 1996); 6, Salvelinus fontinalis (Cardwell et al, 1996); 7, Cyprinus carpio (Nikitina and Godovich, 1984); 8, Catostomus commersoni (Scott et al, 1984); 9, Ictalurus nebulosus (Rosenblum et al, 1987); 10, Heteropneustes fossilis (Lamba et al, 1983); 11, Fundulus heteroclitus (Cochran, 1987); 12, Porychthys notatus (Knapp et al, 1999); 13, Gasterosteus aculeatus (Mayer et al, 1990a); 14, Syngnathus acus (Mayer et al, 1993); 15, Syngnathus typhle (Mayer et al, 1993); 16, Lates calcarifer (Guiguen et al, 1993); 17, Dicentrarchus labrax (Prat et al, 1990); 18, Morone saxatilis (Mylonas et al, 1997); 19, Lepomis macrochirus (Kindler et al 1989); 20, Stizostedion vitreum (Malison et al, 1994); 21, Pomatomus saltator (MacGregor et al, 1981); 22, Pagrus major (Ouchi et al, 1988); 23, Acanthopagrus butcheri (Haddy and Pankhurst, 1998); 24, Rhabdosargus sarba (Yeung and Chan, 1987); 25, Sparidentex hasta (Lone et al, 1991); 26, Cynoscion nebulosus (Thomas et al, 1982); 27, Oreochromis aureus (Mol et al, 1994); 28, Oreochromis mossambicus ; 29, Sarotherodon melanotheron ; 30, Chromis dispilus (Pankhurst, 1990); 31, Acanthochromis polyacanthus (Haddy and Pankhurst, 1998); 32, Hypsypops rubicundus (Sikkel, 1993); 33, Sparisoma viridae (Cardwell and Liley, 1991); 34, Parablennius sanguinolentus parvicornis …”

Croissance ovocytaire et régulation stéroïdienne chez les poissons à pontes unique et multiples : une revue

“…Les traces de ponte s'effacent progressivement et ne sont pratiquement plus visibles au moment de la nouvelle ponte. La période de repos sexuel, généralement régulée par les facteurs environnementaux (Peter & Crim 1979), varie selon les espèces : chez le doré jaune (Malison et al 1994), le goldeye Hiodon alosoides Rafinesque (Pankhurst et al 1986 (Rinchard & Kestemont 1996), elle est très courte, tandis que chez la sardine japonaise Sardinops melanostictus Temminck & Schlegel , le bar commun Dicentrarchus labrax L. (Barnabe 1991), la truite fario (Billard & Breton 1981), les soles Solea lascaris et Solea impar (Deniel et al 1989), le goujon (Kestemont 1987 ;Rinchard 1996), l'ablette et la brème bordelière Blicca bjoerkna L. (Rinchard & Kestemont 1996), elle peut s'étendre sur plusieurs mois. fréquence (6) Chez les pondeurs continus, le cycle ovarien est court-circuité puisque la phase de repos est générale-ment inexistante (Fig.…”

“…Ces études portent généra-lement sur une phase particulière du cycle comme la vitellogenèse exogène, la maturation finale et l'ovulation (Fostier et al 1978, Goetz et al 1987, Kobayashi et al 1987, Pankhurst & Conroy 1988, King et al 1994) ou présentent des résultats obtenus à partir de prélèvements ponctuels réalisés avec une fréquence mensuelle (Galas & Bieniarz 1989, Pacoli et al 1990, Prat et al 1990, Carragher & Pankhurst 1993, Malison et al 1994. De ce fait, toutes ces données ne permettent qu'une approche fragmentaire-et incomplète des variations hormonales liées à la reproduction surtout chez les poissons à pontes multiples.…”

“…3) Prat et al 1990, Rinchard et al 1993). Toutefois, chez certaines espèces, comme le poissonchat Ictalarus punctatus (Burke et al 1984), le doré jaune (Malison et al 1994), le bar commun (Prat et al 1990), le gardon (Rinchard et al 1997), deux pics distincts de T ont pu être observés au cours du cycle reproducteur annuel. Le premier pic correspond généra-lement à la reprise de la vitellogenèse et l'augmentation rapide de la concentration d'E2.…”

“…(de Vlaming 1983), différents modes de ponte ont été observés chez les poissons itéropares (de Vlaming 1983, Bye 1984, Weddle & Burr 1991, McEvoy & McEvoy 1992. Certains, comme la truite fario Salmo trutla fario L. (Billard 1987), la perche commune Perça fluviatilis L. (Treasurer & Holliday 1981), le doré jaune Stizostedion vitreum Mitchill (Malison et al 1994) et le hareng Clupea harengus L. (Blaxter & Holliday 1963) déposent leurs oeufs une seule fois durant leur saison de repro- (2) duction (pondeurs uniques); d'autres, comme le goujon Gobio gobio L. (Kestemont 1987(Kestemont et 1990, l'ablette Alburnus alburnus L. (Rinchard & Kestemont 1996), le turbot Scophthalmus maximus L. (Jones 1974) et la morue Gadus morhua L. (Kjesbu 1989) pondent à plusieurs reprises au cours d'une même saison de ponte (pondeurs multiples), d'autres encore présentent des pontes continues comme le tilapia Tilapia nilotica L. (Kestemont et al 1989) et le Characidae Roeboides guatemalensis Giinther (Kramer 1978). Enfin, certains ne se reproduisent que tous les 2 à 3 ans (pondeurs irréguliers) comme l'omble du Pacifique Salvelinus malma Walbaum (Armstrong & Morrow 1980).…”