顾海龙,杨智景,卢 程,顾 明,冯亚明*
(1.江苏省农业科学院 泰州农科所,江苏 泰州 225300; 2.泰州市水产技术指导站,江苏 泰州 225300; 3.兴化市水产技术指导站,江苏 兴化 225700)
【研究意义】鱼类的早期发育是一个高度动态变化的复杂过程,尽管发育模式基本类似,但不同物种的受精卵在性质、规格、发育进程等方面存在着一定的差异[1]。因此,开展鱼类的早期胚胎发育研究对于鱼类的孵化与培育具有重要意义。长春鳊(Parabramispekinensis)隶属鲤科(Cyprinidae)、鳊属(Parabramis),俗称长身鳊、草鳊,广泛分布于全国各大水系[2]。近年来由于野生资源逐年锐减,长春鳊越来越受到学者的关注[3],已被列入《国家重点保护经济水生动植物资源名录(第一批)》,但其当前仍是少数未完全熟化推广全人工繁殖技术的长江经济鱼类之一,开展长春鳊早期发育研究,对其实现人工繁育具有重要现实意义。【前人研究进展】关于鱼类早期发育的研究已有很多。胡雪松等[4]研究黑龙江三角鲂(Megalobramaterminalis)的胚胎和早期仔鱼发育发现,在水温(23.5±1.0)℃时,黑龙江三角鲂胚胎从受精到出膜历时30 h 10 min,历经7个主要发育阶段(卵裂前期、卵裂期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期、器官形成期、出膜期), 25个发育时期。蒋国民等[5]以团头鲂灭活精子为诱导,采用热休克染色体加倍处理方法进行锦鲤雌核发育,发现水温(20±1)℃时,锦鲤受精卵50 min后开始卵裂,6 h后出现囊胚期,18 h后出现原肠胚期,30 h后出现神经胚期,39 h后器官开始形成,约3 d后可以脱膜孵化。【研究切入点】长春鳊作为鳊鲂属鱼类中唯一的鳊属鱼,其早期发育研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】通过干法受精获得受精卵,观察并分析长春鳊从受精卵到晚期仔鱼的全部发育时序,旨在为长春鳊的人工繁殖和苗种培育提供参考资料。
试验在靖江市滨江水产良种场的长江名特优水产苗种繁育中心进行。供试亲鱼为该良种场自繁培育的长江第三代长春鳊。2020年5月22日,选择体质健壮、规格相近且性腺发育至Ⅳ期末的长春鳊亲本60尾(雌雄比=1︰1),体长(37.5±1.3)cm,体重(1 110.2±80.4)g。采用一次注射法进行人工繁殖,雌鱼按剂量HCG+DOM+LHRH-A2=(500 IU+2.5 mg+5 μg)/ kg注射催产激素,雄鱼剂量减半。通过干法受精获得受精卵,开展胚胎发育观察。
体视显微镜下连续观察胚胎发育时序,每个发育时期随机抽取20~30个受精卵,以50%个体出现新特征作为发育时期的划分标准,详细记录各期特征。
利用Excel 2013进行数据处理,结果以平均数±标准差表示。
长春鳊成熟卵属漂浮性,淡青色,光滑透明,卵圆形,卵无黏性,遇水吸水约30 min后膨胀至最大,卵黄囊径平均(1.15±0.15) mm,卵膜径平均(2.12±0.58) mm。
人工繁育的长春鳊胚胎发育期可概括为胚盘形成期、卵裂期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期及器官分化期等6个阶段,历时35 h 10 min。各阶段主要特征及在水温(26±0.5)℃环境下所需的时间见表1,各阶段形态特征见图1。
2.2.1 胚盘期 长春鳊的卵受精后约42 min,卵内原生质移动集中到动物一极,并隆起形成小丘状的胚盘(图1-1)。
2.2.2 卵裂期 受精后55 min,隆起的胚盘中央凹陷,分裂形成2个大小相等的细胞,进入2细胞期(图1-2)。10 min后,第二次分裂完成,分裂成2×2排列的4个细胞,进入4细胞期(图1-3)。此后继续分裂,先后经历8细胞期(图1-4)、16细胞期(图1-5)、32细胞期(图1-6)等。在进行第6次分裂后,分裂成的64个细胞大小不均一,排列也开始不甚整齐。细胞数继续呈指数增加,受精后约2 h 25 min,分裂成的细胞越来越小,布满动物极,形成类似桑葚的多细胞胚(图1-7)。
2.2.3 囊胚期 随着细胞的进一步分裂增加,受精后约3 h,卵的动物极高高隆起,类似一顶高帽,进入囊胚早期(图1-8)。随后的1 h 45 min内,囊胚细胞开始扩散至扁平,紧贴与卵上,进入囊胚晚期(图1-9)。
2.2.4 原肠胚期 紧贴于卵上囊胚细胞开始下包,受精后6 h 15 min,内外胚层分化,下包的边缘增厚形成胚环(图1-10),随着下包的继续,胚环的一侧形成盾装凸起的胚盾(图1-11),
当下包至卵黄的4/5处时,即受精后8 h 20 min时,出现胚体雏形(图1-12)。
2.2.5 神经胚期 受精后9 h 58 min,囊胚下包至植物极时,形成卵黄栓(图1-13),胚体基本成型,隐约可见神经版雏形,进入神经胚期。受精后10 h 40 min,卵黄囊逐渐被全部包裹,胚孔闭合(图1-14)。
2.2.6 器官分化期 受精后11 h 40 min,胚体形成,肌节初现,逐渐清晰,此后数量不断增加(图1-15)。受精后12 h 27 min,胚体头部前端膨大略抬起,眼囊出现,椭圆形(图1-16)。受精后14 h,胚体尾端慢慢形成尾芽,且出现一圈不太明显的鳍褶,其为尾鳍原基(图1-17)。约20 min后,胚体头部出现小泡状耳囊(图1-18)。眼囊逐渐凹陷呈杯状,受精后16 h 45 min,眼晶体形成(图1-19),受精后19 h 55 min,耳石也逐步形成(图1-20)。受精后22 h 28 min,头部前下方,紧贴卵黄的部位出现长葫芦状的心脏原基(图1-21)。又经历1 h 25 min,整个胚体出现频率越来越高的间歇性颤动,进入肌肉效应期(图1-22)。随着胚胎的进一步发育,眼球内侧出现深色色素,胚体由颤动变为在卵膜内的不停转动,胚体体长增加至约4 mm,最终卵膜破裂,仔鱼出膜(图1-23),受精后35 h 10 min,出膜率达50%。
长春鳊胚后发育过程可分为卵黄囊仔鱼和晚期仔鱼2个阶段,发育期间由内源性营养逐渐转化为外源性营养。
2.3.1 卵黄囊仔鱼 出膜后到卵黄囊完全吸尽阶段(图2-a),包括卵黄囊尚未耗尽但已开始依赖外源性营养的混合营养阶段,历时约2 d。卵黄囊仔鱼体色透明,全长5.03~6.85 mm,肌节约42对。卵黄囊前半部椭圆,向后延伸变细变尖,从后端开始逐渐消耗消失。头部逐渐脱离卵黄囊并伸直,眼径约0.4 mm,眼上出现黄色素沉着,眼下黑点清晰。心脏逐渐发育完全,心房、心室清晰,心率160次/min。血液透明,显微镜下可见尾静脉和主动脉间的血液流动。鳍褶出现并逐步分化发育。
2.3.2 晚期仔鱼 该阶段主要以鳔室的形成及各鳍的分化为标志(图2-b)。自卵黄囊完全消失,完全依赖外源性营养开始,到鳞片出现为止,历时约25 d。晚期仔鱼全长10.25~14.70 mm,体色加深。已开口,头部背面颜色进一步加深,出现呈“八”字形的色素带。视觉发达,眼乌黑外突,耳囊明显,耳石清晰可见。鳃盖逐步遮盖住鳃丝。鳔室形成,背鳍、尾鳍、臀鳍、腹鳍依次分化发育。肠管清晰可见,仔鱼摄食行为强烈,肠道饱满。
注:a为卵黄囊仔鱼,b为晚期仔鱼。
研究表明,长春鳊的发育过程与其他常养鱼类[6-8]类似,但长春鳊的卵无黏性,与团头鲂[9-10]、三角鲂[4]及厚颌鲂[11]均不同。长春鳊的孵化可直接采用草鱼的孵化设备和方法,将收集好的受精卵直接倒入孵化环道中,充氧流水孵化即可。研究发现,鳊的卵黄囊直径尤其是吸水膨胀后的卵膜直径远远大于团头鲂[9]等其他鱼类,且刚出膜的鱼苗体长也大于团头鲂[10]。较大的卵黄囊和鱼苗意味着前期亲本需要更多的营养积累,前期的强化培育极为重要;同时,卵膜大、出膜时间短,造成鳊在孵化出膜期间,水质容易变差,需要更频繁的换水和更大的换水量,防止因水质问题而降低出苗率。出膜后及时投喂轮虫、枝角类等生物饵料。
受精卵的孵化是在孵化酶作用下发生的一系列生理生化过程[12-13]。孵化酶的活性直接影响鱼类胚胎发育速度,而孵化酶的分泌和活性又受水温主要调控,因此,水温是鱼类胚胎发育速度的主要影响因子之一[14]。在适宜的孵化温度范围内,温度越高,孵化时间越短。与鲢鳙、团头鲂、草鱼等大多数常见淡水鱼类一样,长春鳊的最适孵化水温为22~26℃。在发育所需时间上,长春鳊从受精卵到出膜所需时间相对较短,一方面可能是品种间的差异性,另一方面是试验期间的水温较高,为(26±0.5)℃。值得注意的是,在胚胎发育进程上,长春鳊的胚体肌肉效应期出现在眼晶体形成之后,与鲢[15]、鳙[16]、刀鲚[17]等鱼类一致,但与团头鲂[10]、厚颌鲂[11]等不同。
长春鳊的早期发育过程可概括为胚盘形成期、卵裂期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期及器官分化期等6个阶段,在水温(26±0.5)℃环境下,历时约35 h 10 min;胚后发育过程可分为卵黄囊仔鱼和晚期仔鱼2个阶段,历时约25 d。在发育时序上,与鲂属鱼之间存在着一定的差异,肌肉效应期出现在眼晶体形成之后。