李梦荣,庞小磊,王良炎,田 雪,闫 潇
(河南师范大学水产学院,河南新乡453007)
红色黄河鲤胚胎发育观察
李梦荣,庞小磊,王良炎,田 雪,闫 潇
(河南师范大学水产学院,河南新乡453007)
通过观察红色黄河鲤的胚胎形态发育过程,描述各个发育时期的时序及形态特征,为进一步研究红色黄河鲤体色形成机制及其繁育、增养殖技术提供基础资料。红色黄河鲤受精卵圆球形,属粘性卵。根据胚胎发育观察结果显示红色黄河鲤胚胎发育可分为受精卵、卵裂期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期、器官形成期和孵出期7个阶段。
红色黄河鲤;胚胎发育;显微观察
黄河鲤(Cyprinus carp)属鲤形目(Cypriniformes),鲤科(Cyprinidae),鲤属(Cyprinus),是我国的四大淡水名鱼之一,也是黄河流域重要的淡水经济鱼类之一。红色黄河鲤是黄河鲤的一个变种,体色呈现淡红色,相较普通的黄河鲤更加美观。
鲤科鱼类中松潘裸鲤 (Gymnocypris potanini)[1]、唐鱼(Tanichthys albonubes)[2]、齐口裂腹鱼(Sclizothorax prenant)[3]、稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)[4]、四川裂腹鱼 (Schizothorax kozlovi)[5]、翘嘴红鲌(Erythroculter ilishaeformis)[6]、黄 河鲤(Cyprinus carpio)[7]、瓯 江彩鲤(Cyprinus carpio var.color)[8]、尖裸鲤(Oxygymnocypris stewartii Lloyd)[9]等的胚胎发育过程都已被确定,为上述鱼类增养殖、育种及鱼类繁殖生物学提供基础资料。
鱼类胚胎发育是早期生活史的主要研究内容之一,是鱼类增养殖业的基础工作。鱼类的胚胎发育阶段包括从结构较简单的受精卵发育成为相对成熟的幼体的整个过程,胚胎的各个部分在其整个生活史中发生剧烈的变化。同时,个体在这一阶段又较为脆弱,受到内外界各种因素的影响[10]。本研究利用显微观察的方法分析红色黄河鲤胚胎发育进程,为其今后体色的合理开发及红色黄河鲤的繁殖生物学研究提供参考资料。
实验在河南师范大学水产养殖基地进行。2014年3月将亲鱼放入5 m×3 m水泥池中暂养,2014年5月选取发育良好的约2-3 kg的雌鱼和雄鱼放入养殖桶中准备注射催产剂。
选择成熟亲鱼采用胸腔注射催产剂,注射后放入养殖桶中用微流水刺激,观察雌雄鱼活动行为并监测棕榈片是否有卵粒附着。待观察到发情行为后,将亲鱼捕起,将卵挤入干净的瓷碗后迅速挤入少许精液,搅拌均匀后加入适量孵化水,滑石粉彻底脱黏,清洗干净后的受精卵放于孵化桶中孵化。
随机挑选40-50粒受精卵对其发育过程进行观察。观察时将样本置于显微镜下查看和拍照。受精后,平均每隔30 min采样观察1次,直至观察到心跳期出现。
红色黄河鲤受精卵为椭圆型,透明呈淡黄色,属沉性卵,具粘性。
受精卵在温度25℃左右的水中孵化。其胚胎发育可分为受精卵、卵裂期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期、器官形成期和孵出期7个阶段。胚胎发育阶段见表1。
受精后1 h由于胚胎原生质向动物极移动集中而形成胚盘原基,胚盘原基继续突起形成胚盘,此期称为胚盘期,这一时期标志着细胞分裂期的开始。
受精后1 h 3 min进入细胞分裂期,胚盘纵向分裂,形成大小相等的2个分裂球,进入2细胞期;接着分裂速度明显加快,约30 min进行一次分裂,经过2-5次平均分裂后分别进入4细胞期、8细胞期、16细胞期、32细胞期、64细胞期。
由于细胞继续分裂,分裂球越来越小,各分裂球的分裂速度也不一致,分裂形成明显隆起的实心细胞团,进入桑椹胚期。细胞分裂仍继续进行,细胞变小,细胞界线变得模糊不清。受精后5 h 30 min左右进入囊胚阶段,此时分裂的细胞个体基本很难看清,细胞堆积在动物极半球,占卵黄体积的1/3,此时为囊胚早期。随着胚盘细胞的进一步分裂,胚盘层逐渐变矮进入囊胚中期,然后像圆形小帽一样扣在卵黄上方,此时进入囊胚晚期。
受精后8 h囊胚层细胞向下包围卵黄约1/3处,发育至原肠胚早期,接着囊胚层细胞逐渐下包至卵黄2/3处,进入原肠胚中期,囊胚层细胞继续下包至卵黄3/4处,胚胎发育至原肠胚末期。
原肠胚之后是神经胚期,神经胚阶段既是原肠期的继续又是胚层更深层分化的开始。受精后10 h 50 min胚层完全包围卵黄,胚孔封闭,胚体形成,脊索呈柱状,胚体中部隐约有肌节出现。
随着胚胎的逐渐发育,胚环背面逐渐增厚,11 h 30 min出现体节。随后卵黄由原来的圆形逐渐变为椭圆,胚体两端逐渐隆起,在胚体前端出现团块状,进入脑原基期。隆起的部位不断增加,前端色素沉淀增加,后端凸起部分逐渐有棒状出现,卵黄由原来的椭圆形逐渐开始不规则化,前端出现眼囊,此时肌节在胚体中的数量也逐渐增多。受精后21 h 20 min,尾部开始脱离卵黄,呈棒状,进入尾芽期,此时,胚体围绕卵黄不到一周。随着胚胎发育的不断进行,尾部逐渐脱离卵黄囊。受精后33 h,进入心跳期,在头部后方可以看到心脏跳动,随后随着胚胎发育不断地完善,心跳次数越来越多。在其躯干部有液体不断流动,不时尾部会进行来回摆动,胚体在卵膜内转动。此后观察到其头部下方明显有红色的小液体在流动,带有节律性,并有一定的循环路线。随着胚胎发育头部和尾部都逐渐脱离卵黄,并且尾部在膜内能不断摆动,胚体在膜内能够转动。
表1 红色黄河鲤胚胎发育过程Table 1 Embryonic development of RedCyprinuscarpio
鱼类孵化出膜时间和形态与其生态环境有着密切的联系,在正常孵化条件范围内,每一种鱼都在一定的发育阶段出膜[11,12]。红色黄河鲤是黄河鲤的一个品种,和黄河鲤的胚胎发育过程相似度很高,发育过程基本相似,但每个发育阶段时间不同,最终导致出膜时间也不一致。
鱼类的胚胎发育与水温关系密切,在不同温度条件下,完成发育的时间不同。温度主要是通过影响动物的新陈代谢来影响胚胎发育的。大多数情况下,如果温度波动不剧烈,对动物的危害较小并且温度的适当波动能加快动物的发育速度[13,14]。黄河鲤最适温度范围已经明确,本研究中的红色黄河鲤的最适温度范围尚未确定,这也有待进一步研究探索。
红色黄河鲤的色素细胞在心跳期之前没有观察到,45 h时可在头部观察到黑色素细胞,这与黄河鲤黑色素细胞形成时间存在一定差异,与锦鲤色素细胞种类和出现的时间也具有较大差别[15]。随着不断发育,色素细胞逐渐向胚体分布,呈菊花状。进入稚鱼期后,黑色素越来越浓密,黄色素细胞也逐渐增多。色素的分布特点是鱼类早期发育的重要特征,对鱼类分类鉴定、亲缘进化研究都具有重要意义。
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Observation of embryonic development of redCyprinus carpio
Li Mengrong,Wang Liangyan,Pang Xiaolei,Tian Xue
(Henan Normal University,Xinxiang 453007,Henan,China)
The embryos morphological development of the redCyprinus carpiowas observed and the developmental timing and morphological characteristics were described to benefit for the future researches in its body color formation and provide basic resources for its cultivation and breeding.RedCyprinus carpiofertilized egg is a sticky spherical egg.According to the observation,its embryonic development contained seven stages,i.e.fertilized eggs,cleavage period,blastocyst stage,gastrula stage,neuronal stage,organ formation stage and hatching stage.
redCyprinus carpio;embryo development;microscopic observation
国家自然基金(31402294);河南省国际科技合作计划项目(152102410040);河南师范大学博士科研启动经费(qd13056);河南省教育厅科学技术研究重点项目(16A240004)
李梦荣(1995-),女,汉族,山西运城,硕士在读,研究方向为鱼类体色研究
田 雪,E-mail:tianxue_81@126.com