温度对蓝点马鲛胚胎发育的影响

姜屹倩，樊艳楠，郑春静，叶振江，田永军，万 荣，任一平，徐宾铎

（1.中国海洋大学水产学院，山东青岛 266003；2.宁波市海洋与渔业研究院，浙江宁波 315012）

温度对蓝点马鲛胚胎发育的影响

姜屹倩1，樊艳楠1，郑春静2，叶振江1，田永军1，万 荣1，任一平1，徐宾铎1

（1.中国海洋大学水产学院，山东青岛 266003；2.宁波市海洋与渔业研究院，浙江宁波 315012）

蓝点马鲛属暖温性大型中上层经济鱼类，具有高度集群和洄游的习性，广泛分布于中国、日本和朝鲜半岛的亚热带和温带水域，具有十分重要的经济价值。不同温度下蓝点马鲛胚胎发育的速度模型研究是基于产卵量方法的亲鱼资源量和补充资源量评估所必须的资料。本研究对不同水温对蓝点马鲛胚胎发育的影响进行了实验研究。实验用受精卵于2016年春季产卵盛期在宁波象山港经海上人工授精获得，实验用蓝点马鲛卵径范围1.58～1.72 mm，平均直径（1.64±0.03）mm。实验共设置5个温度梯度（12、15、18、21、24℃），于100 L的实验水槽中对不同温度下蓝点马鲛胚胎的发育过程进行了跟踪观察。结果表明，蓝点马鲛胚胎发育速度和温度关系密切，12℃时，胚胎未完成发育，胚胎发育的最高临界水温24℃，最适水温范围是15～21℃，胚胎发育所需时间与水温成负相关关系。不同温度下胚胎不同时期发育所需时间表明Ⅲ期可能是蓝点马鲛胚胎发育的敏感期。

蓝点马鲛；胚胎；温度；发育速度

蓝点马鲛Scomberomorus niphonius隶属于鲈形目Perciformes、鲭科Scombridae、马鲛属Scomberomorus，俗称鲅鱼、燕鱼、马鲛等，为暖水性中上层鱼类，在黄海、渤海、东海以及朝鲜、日本沿岸均有分布[1]。作为我国重要的经济鱼类之一，由于受到过度捕捞、海洋环境污染及气候变化的影响，其资源量不断衰退[2]。国内针对蓝点马鲛的研究多集中在其基本生物学[3-4]、资源量评估[5-6]和种群结构研究[7-8]等方面，而对蓝点马鲛早期发育方面的研究较少，早在20世纪20年代，神谷尚志[9]已经对蓝点马鲛进行了人工授精试验，并对鱼卵和仔鱼形态特征进行了描述；1958年黄海水产研究所在渤海对蓝点马鲛进行了人工授精并获得成功[10]；沙学绅等[11]以采自胶州湾的天然受精卵，进行人工孵化，详细描述了从卵子到稚鱼的形态特征。郑春静等[12]通过采捕野生蓝点马鲛成功进行了人工授精，并采用混合育苗方法获得全长3 cm以上鱼苗上万尾。

温度作为鱼类在自然水体分布范围的决定因子，对胚胎发育、生长和繁殖等有着直接影响进而影响到仔鱼的孵化率和存活率[13-16]，不同温度下鱼类胚胎的发育速度是研究经济鱼类产卵量评估及基于此方法的亲鱼资源量评估的关键生物学参数，具有重要的学术意义与价值[17]。国内外学者针对不同鱼类的胚胎发育与水温的关系做过较多的研究，例如大西洋鲭鱼Scomber scombrus[18]、绯海鲷Pagellus erythrinus[19]等，倒刺鲃Spinibarbus denticulatus[20]、宝石鲈Scortum barcoo[21]、黑莓鲈Pomoxis nigromaculatus[22]、日本黄姑鱼Nibea japonica[23]、白斑狗鱼Esox lucius[24]等。温度对蓝点马鲛早期发育的影响方面的研究十分罕见，其不仅是基于产卵量方法的亲鱼资源量和补充资源量评估所必须的资料，同时对苗种的规模化人工繁育有重要的指导意义。本实验对不同温度梯度下蓝点马鲛胚胎发育所需时间进行研究，初步探讨了其胚胎发育的有效积温、最适温度和临界温度，为开展蓝点马鲛鱼卵死亡率、亲鱼资源评估和补充资源量等研究提供基础资料，对蓝点马鲛资源的保护、合理利用和科学管理具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 实验材料

蓝点马鲛受精卵系由宁波市海洋与渔业研究院于2016年4月26日宁波象山港捕获野生性成熟蓝点马鲛亲鱼，并海上人工授精获得[12]。实验共使用受精卵25 mL，约5 000粒。

1.2 实验方法

设置12、15、18、21、24℃共5个温度梯度。用大连汇新钛设备开发有限公司的循环可控实验生态系统自动恒温培养箱控温，误差±0.5℃。将胚胎分别置于100 L培养箱中，以授精时的水温（16℃）为起点，每10 min升高或降低1℃，在逐渐达到预定的水温后，对各温度组的胚胎开始恒温孵化，孵化所用设备为循环水养殖系统，海水经物理过滤和紫外线消毒，并进行微充氧，海水盐度均为29，pH为7.9。由于实验所采集的受精卵置于水箱时已发育到4细胞期，因此本实验记录不同温度梯度下蓝点马鲛受精卵从4细胞期起发育到仔鱼出膜（简称孵化）以及各个发育阶段所需的时间，定时观察，发育初期间隔1 h观察1次，临近孵化期可2～3 h观察1次，每次观察取5粒受精卵进行观察，并拍照保存。24℃下实验组后期个体死亡率较高，存活胚胎数量不足时取3粒受精卵进行观察。每个温度梯度下取100粒受精卵置于1 L的烧杯中，将其放置在恒温水槽中水浴以保持其温度，观察蓝点马鲛各个温度梯度下的孵化率。在各个恒温水槽中放置15个30 mL的充满经曝气的海水的玻璃瓶，每个玻璃瓶中放置3粒蓝点马鲛受精卵，用以观察蓝点马鲛胚胎的死亡率。实验温度经水银标准温度计进行校准。

本实验对蓝点马鲛胚胎发育阶段的划分根据Simpson六期标准[25]，将胚胎从授精至孵化分为6个时期，实验记录不同温度下蓝点马鲛胚胎完成不同发育阶段所需的时间。

2 结果与分析

2.1 胚胎发育分期及特征

IA：从开始授精，经过连续分裂直至产生一个细胞团，直至囊胚晚期（图1-a）。在此时期，少数胚胎油球不分裂，多数胚胎油球由1个分裂为2～4个，且大小不等；

IB：胚盘持续发育，可见一个印戒（胚环），直到胚体的原始条纹出现（图1-b），大部分胚胎的油球在此时期继续呈2-4个的分裂状态；

II：原肠胚形成阶段，从原始条纹的第一个迹象，直至胚孔关闭，此时肧体约占整个卵黄体的1/2（图1-c），大部分胚胎的油球在此时期继续呈2-4个的分裂状态；

III：出现增长的尾巴，直到胚胎敷于卵黄体圆周的3/4左右，有发展的眼睛结构和色素斑（图1-d），胚胎的小油球在此阶段全部合并为1个大油球，未见分裂的油球；

IV：出现增长的尾巴，直到胚胎充满整个鱼卵，并且胚胎首尾相连（图1-e），此时期只见1个大油球；

V：尾部增长越过头部，眼睛的色素沉积开始，这个阶段结束时，仔鱼孵化（图1-f），此时期只见1个大油球。

图1 蓝点马鲛胚胎发育时期Fig.1 Development stage embryo of S.niphonius

2.2 温度对胚胎发育速度的影响

通常情况下，鱼类胚胎发育与水温的高低密切相关[18]。在一定的温度范围内，温度越高，发育越快，反之则越慢。本实验在12℃这一梯度下未能成功孵化，胚胎仅发育到ⅠB期便停止发育，其它温度梯度的胚胎发育结果如表1和图2所示，各个发育阶段所需的时间都随着水温的升高而缩短。15℃下孵化需要115.0 h，而24℃下孵化只需37.0 h，表明胚胎孵化所需时间与水温呈负相关关系，二者关系可用指数函数表示[20]，具体公式为：

图2 不同温度下胚胎从ⅠA期至Ⅴ期过程中发育到各阶段末所需时间Fig.2 Fitted age from fertilization to the age at the end of each stage(stageⅠA andⅤ)of development

式中，X为水温，Y为时间，结果如图3。由表1、图2和3可以看出，随温度升高，相邻温度梯度下胚胎发育时间相差较小，尤其是21℃和24℃胚胎发育时间十分接近，而较低的温度梯度下胚胎发育时间差距较大，由此可见，在适温范围内，低温对胚胎发育的影响较大，而随着温度升高，温度对胚胎发育速度的影响逐渐减小。

图3 蓝点马鲛胚胎发育与水温的关系Fig.3 Relationship between embryonic development of S.niphonius and and water temperature

表1 蓝点马鲛鱼卵不同温度梯度下发育到各个阶段末期所需时间（h）Tab.1 Estimated age(hours from fertilization),to the end of each stage of development in terms of different temperature gradients for S.niphoniusegg

鱼类受精卵孵化需要一定的积温，积温以度°时表示，即水温×孵化时间（h）。在水温（12.0±0.5）℃时，没有仔鱼孵出，受精卵仅发育到ⅠB期便停止发育；在水温（15.0±0.5）℃时，所需的“度°时”值为1725.0；在水温（18.0±0.5）℃时，所需的“度°时”值为1173.6；在水温（21.0±0.5）℃时，所需的“度°时”值为945.0；在水温（24±0.5）℃时，所需的“度°时”值为888.0。此结果说明，水温在12℃时，对蓝点马鲛胚胎发育不利，在不考虑孵化率的前提下，温度越高，受精卵孵化所需积温越少，但水温24℃时和21℃时所需积温相差无几，因此，蓝点马鲛较适宜的水温范围应是15～21℃。

2.3 不同温度下受精卵的孵化率和死亡率

各个温度梯度下用于孵化率与死亡率观察的受精卵在放入实验容器后全部沉底。所有受精卵均未成功孵化。

3 讨论

蓝点马鲛成熟卵透明，呈圆形，为浮性卵，具有1个油球，透明，呈淡肉色，上有星状斑，在IA～II期时其油球往往可分裂为2～4个，且大小不等，从III期开始至孵化，分散的油球均会合并成一个油球，此结果可作为鉴定蓝点马鲛受精卵及其发育阶段的一个重要形态学指标。鱼类卵子大小体现了其遗传学属性及其对环境的适应性特征，并对后代的存活率、产卵场环境和鱼类群体划分等具有重要指示意义[26-27]。本实验测得蓝点马鲛受精卵直径范围为1.58～1.72 mm，平均值为（1.64±0.03）mm，与沙学绅等[11]采集的胶州湾的天然受精卵相比，本实验鱼卵直径平均值较大，但与张仁斋等[10]的测量结果较为一致，其机理尚需进一步的实验研究来解析。

本实验结果表明，在蓝点马鲛胚胎发育ⅠA-Ⅱ期，各个温度梯度下胚胎发育所需时间差异不大，从Ⅲ期开始至孵化这几个阶段所需时间差异明显增大。此研究结果与李加儿等[28]的研究结果较为类似，其认为温度和胚胎发育速度之间的关系，并不是一种正直的直线关系，在胚胎发育初期，各温度组之间的发育速度差异不是很大，一旦进入原肠期，各组的发育速度差异显著，因此，原肠期可能是平鲷胚胎发育的敏感期。根据这一理论，笔者认为Ⅲ期可能是蓝点马鲛胚胎发育的敏感期，了解这点，可使我们在该鱼种人工繁育过程中有针对性的有效改善敏感期的环境条件，进而提高蓝点马鲛受精卵的存活率。

环境因子制约鱼类的正常胚胎发育，例如温度、盐度、氧气和水污染等都是影响鱼类早期生命最敏感的几种主要因子[29]。温度作为一个主要的环境因子影响着蓝点马鲛的胚胎发育，本实验设置不同的温度梯度研究温度对蓝点马鲛胚胎发育的影响，其结果（表1、图2）表明，蓝点马鲛胚胎在（12.0±0.5）℃时不能完成发育，水温15～21℃时，随着温度的升高蓝点马鲛胚胎发育速度逐渐加快，水温（24±0.5）℃时胚胎发育速度最快，但其死亡率和畸形率均较高。鱼类胚胎发育依靠孵化酶的作用和胚体的运动，温度对孵化酶的影响较大，因此，低温条件下胚胎发育缓慢，可能是低温抑制了孵化酶的分泌，而高温条件下多数胚胎死亡，则可能是长时间高温最终使孵化酶失活导致的[20,30]。本实验可初步得出15～21℃范围属蓝点马鲛胚胎发育的较适宜温度范围，赵传絪等[10]提出东海南部蓝点马鲛的产卵水温为11～20℃，但是，本实验12℃时蓝点马鲛胚胎未能完成发育，因此蓝点马鲛胚胎能够完成发育的最低温度尚需进一步研究确定。

本实验初步研究了温度对蓝点马鲛胚胎发育的影响，得出胚胎在不同温度下不同阶段发育所需时间及孵化时间，研究结果可对蓝点马鲛产卵量及基于产卵量方法的亲鱼资源量评估提供基础生物学参数，具有重要的学术意义。同时，用于胚胎孵化率和死亡率相关实验的受精卵全部未孵化，可能与该批受精卵所使用的精子活性不佳、造成胚胎质量较差有关。有关蓝点马鲛胚胎发育的适宜水温、孵化率及死亡率尚需以后进一步开展研究。

致谢：感谢宁波市海洋与渔业研究院在实验样品、实验设备与实验条件方面的大力支持和协作！

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The Effect of Temperature on Embryonic Development of Scomberomorus niphonius

JIANG Yi-qian1,FAN Yan-nan1,ZHENG Chun-jing2,et al
(1.College of Fisheries,Ocean University of China,Qingdao 266003;2.Ningbo Ocean& Fishery Institute,Ningbo 315012,China)

Scomberomorus niphonius,an epipelaic,neritic and highly migratory species,widely inhabited in the subtropical and temperate waters of China,Japan and Korea and supports one of the most important commercial fisheries in these countries.There was a few studies on the effects of temperature on embryonic development of S.niphonius,which are important parameters to evaluate the egg production and early recruitment.We carried out experimental study to examine the temperature effecton embryonic development of S.niphonius.S.niphonius eggs were obtained from artificial fertilization during the spawning season in the spring of 2016 in the waters of Xiangshan,Ningbo.The average of S.niphonius eggs diameter was(1.64±0.03)mm, ranging from 1.58 to 1.72 mm.S.niphonius eggs were monitored at five temperatures(12,15,18,21,24℃)in 100 L tanks separately to observe the development of embryonic.The results indicated that embryonic develop-ment of S.niphonius was closely related to water temperature.S.niphonius embryonic was failed to hatch at 12℃and the highest critical temperature of embryonic development was 24℃.The range of optimal temperature was 15℃to 21℃.The relation between the time for embryonic development and water temperature was negative.The embryonic development time of different stages in different temperature indicated thatⅢ stage may be the sensitive period of S.niphonius embryonic development.

Scomberomorus niphonius;embryonic;temperature;development rate

Q954.4

A

1008-830X(2016)04-0271-05

2016-05-29

中央高校基本科研业务费专项（201562030）；海洋公益性行业科研专项（201305030）

姜屹倩（1990-），女，山东烟台人，硕士，研究方向：渔业资源.E-mail:1025945818@qq.com

叶振江，副教授.E-mail:yechen@ouc.edu.cn