李金蓬 邓爱萍 陈子阳 姚泽彬 王中铎 罗杰
摘要 [目的]研究湛江沿海已达性成熟年龄的西施舌性腺周年变化。[方法]通过组织学切片和显微观察,对湛江沿海达性成熟年龄的西施舌性腺进行了周年变化研究。[结果]以滤泡的发育程度、生殖细胞发育状态及其在滤泡中数量的多少为标准,对西施舌性腺的组织学观察发现,卵巢及精巢发育过程均可分为增殖期、生长期、成熟期、排放期和休止期5个时期。卵细胞的发生及其发育时期分为卵原细胞期、生长初期、生长中期、生长后期以及成熟期,精子的发生分别经历了精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞和精子5个时期。根据肥满度和相对重量的周年变化规律并结合性腺组织切片观察结果,湛江地区的西施舌性腺发育为一年有2~3个排放期。该地区西施舌肥满度和相对总重最低值都出现在12月,为26.79%和25.54%;最高值出现在9月和7月,分别为46.16%和49.42%。[结论]西施舌雌雄性腺发育基本同步,雄性发育略快。
关键词 西施舌;性腺发育;生殖周期
中图分类号 S985.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2023)09-0070-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.09.017
Abstract [Objective] In order to study the annual changes of gonad of Coelomactra antiquata in Zhanjiang coastal area. [Method] Through histological serial sections and microscopic observation, the annual changes of gonad of C. antiquata in Zhanjiang coastal area was studied. [Result] According to the histological observation of the gonad of C. antiquata, the development process of ovary and spermary can be divided into five stages: proliferating stage, growing stage, maturing stage, spawning stage, resting stage based on the development degree of follicles, the development state of germ cells and the number of follicular species. According to the occurrence and development of egg cells, it can be divided into oocyte stage, initial phase of growth, metaphase of growth, later phase of growth and mature stage. Sperm generation has gone through five stages: spermatogonia, primary spermatocyte, secondary spermatocyte, spermatid and sperm respectively. By observing the seasonal changes in the rule of fatness, relative weight and the changes in sex gland in histological sections, it was considered that the sex gland development of C. antiquata has two to three in a year in the Zhanjiang area. The lowest values of fatness and relative total weight of C. antiquata in this area appeared in December, which were 26.79% and 25.54% respectively. The highest values were found in September and July, with 46.16% and 49.42% respectively. [Conclusion] The development of male and female gonads is basically synchronous, and the male develops slightly faster.
Key words Coelomactra antiquata;Gonadal development;Reproductive cycle
基金項目 中央财政2019年渔业成品油价格补助湛江市级统筹部分资金补助项目(湛财工[2019]152号)。
作者简介 李金蓬(1997—),男,四川大英人,硕士研究生,研究方向:遗传与进化。
*通信作者,教授级高级工程师,从事水产经济动物繁殖生物学及增养殖技术研究。
西施舌(Coelomactra antiquata)隶属于软体动物门(Mollusca)瓣鳃纲(Lamellibranchia)帘蛤目(Veneroida)蛤蜊科(Mactridae),是一种生活在底沙中的双壳类海洋生物[1],广东俗称“贵妃螺”。西施舌自然分布于太平洋西部的日本、朝鲜、韩国及我国沿海和印度半岛[2],尤以我国福建及广东东部沿海资源量最大。西施舌肉质细嫩,味道鲜美,营养丰富,是极具经济价值的优良贝类品种[3]。然而,由于近年来的过度捕捞,西施舌的自然种群逐渐减少[4]。为了保护和开发西施舌,科技工作者对西施舌的人工繁殖开展了很多研究,并取得了可喜的成绩[5-7]。之前研究主要集中在人工育苗[8]、形态学[2]、群体遗传比较[9]以及西施舌的组织组成等方面[10];有关性腺发育方面,黄一鸣等[11]研究了福建长乐漳巷的西施舌性腺季节性变化。笔者对湛江沿海达性成熟年龄的西施舌性腺发育周期和性腺组织学特点进行了研究,掌握其在该海区繁殖规律,为湛江沿海地区西施舌的人工育苗及增养殖的开展提供基础资料。
1 材料与方法
1.1 西施舌的来源 2021年1—12月,每月在广东省雷州市覃斗镇海区采集一次西施舌,共采集样本78个。用游标卡尺(精准度0.01 mm)测量其壳长、壳宽、壳高,用电子天平(精准度0.01 g)称量其总重、软体重和壳重。总重、壳长、壳高和壳宽数值(平均值±标准差)分别为(110.91±37.79)g、(95.51±11.07)mm、(75.78±8.39)mm和(44.37±4.16)mm。计算出肥满度(软体重/总重×100%)和相对重量(相对重量=W/V×100%;W为总重,V为壳长×壳宽×壳高)。
1.2 方法
西施舌取样回来后暂养1 d,然后活体解剖,取出性腺组织,用4%多聚甲醛溶液固定24 h,经石蜡包埋,连续切片厚度为7 μm,所有切片均采用蘇木精-伊红(H.E)染色,中性树脂封片,最后在倒置荧光显微镜(Nikon Eclipse Ti-E)下观察并拍照。
2 结果与分析
2.1 性腺发育分期
对西施舌性腺组织学观察发现,卵巢和精巢的发育均可分为增殖期、生长期、成熟期、排放期和休止期5个时期。
2.1.1 增殖期。卵巢开始出现滤泡(体积小,滤泡壁较厚),滤泡壁上的生殖原细胞处在活泼分裂期,不断从滤泡壁分裂增殖,滤泡数量由少逐渐增多。雌性滤泡大小不均,形状不规则,出现一层不连续的卵原细胞和少量的初级卵母细胞,卵原细胞不断增殖,卵母细胞出现在滤泡壁中,胞体呈圆形,但此时的滤泡腔还是一个空腔(图1A);精巢滤泡内多为精原细胞,精母细胞很少(图1D)。发育时间为1月上旬至2月上旬。
2.1.2 生长期。卵巢中滤泡数量增多、体积增大。可以观察到快速增多的生殖母细胞和少量成熟的生殖细胞。卵母细胞不断发育,数量逐渐增多,卵原细胞形成减少,其一端明显突向滤泡腔。其中有一些处于大生长期晚期的卵母细胞脱离滤泡腔,游离在滤泡腔中(图1B);雄性滤泡内精原细胞迅速增殖和分化,细胞数量急剧增加,2月下旬在部分滤泡中出现少量精子(图1E)。发育时间为2月下旬至4月中旬。
2.1.3 成熟期。卵巢中滤泡大、多且密,滤泡为全年最饱满状态,滤泡间的空隙已经基本消失。雌性滤泡仅有少量卵原细胞和初级卵母细胞,整个滤泡充满大量游离的成熟卵子(图1C);雄性滤泡中有大量的精细胞和精子,精子在腔中密集成辐射状排列,几乎充满整个滤泡腔(图1F)。发育时间为4月下旬至7月中旬、9月上旬至10月中旬。
2.1.4 排放期。对组织切片进行观察发现,由于生殖细胞的排放,滤泡体积缩小,滤泡内出现大小不等的空腔。排放前雌雄滤泡中仍比较饱满,雌性滤泡腔中有许多成熟卵子,雄性滤泡中大多是精细胞和精子。排放后的雌性滤泡在大的滤泡腔中成熟的卵子数量减少,滤泡壁有许多卵母细胞沿着滤泡腔突出,分化发育形成成熟的卵细胞或在滤泡腔中有较小的卵母细胞(图2G);排放后的雄性滤泡在大的滤泡腔中有大量的精细胞和精子,而小的滤泡腔中大多为精母细胞和精细胞及少量精子(图2I)。发育时间为7月上旬、10月下旬至11月上旬。
2.1.5 休止期。组织切片观察发现,雌雄滤泡腔逐渐缩小,形状不规则,滤泡壁厚,滤泡腔空虚,胞内细胞较稀少。雌性滤泡内有残余的卵母细胞(图2H);雄性滤泡内有极少量的精细胞(图2J)。发育时间为11月中旬至12月下旬。
上述观察发现,西施舌卵细胞的发生经历了卵原细胞期、生长初期卵母细胞、生长中期卵母细胞、生长后期卵母细胞和成熟期卵母细胞5个时期;精子的发生经历了精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞和精子5个时期。
2.2 生殖周期
根据周年的组织切片观察并结合实际生产情况可知,湛江沿海地区的西施舌一年有2~3个成熟排放期。雌、雄性腺的发育基本同步,雄性发育略快。
从西施舌肥满度的周年变化来看,整体趋势与性腺组织学变化相吻合(图3)。从3月份水温开始回升,西施舌性腺开始进入生长期,肥满度从27.94%逐渐增长至6月份的36.48%,此时正值卵母细胞不断发育增多的大生长期,但在7月份肥满度有所下降,因为该地区西施舌在7月上旬处于排放期。7月上旬排放后,精巢和卵巢还有相当部分处于生长期的生殖细胞,到7月中下旬至9月上旬,由于水温较高,不适宜西施舌性腺发育。9月中下旬水温开始下降,适宜性腺生长,经过一段时间培育,9月下旬至10月上旬西施舌又达成熟,进行催产即可排放精卵。从现有的切片材料统计,7—11月,西施舌性腺的肥满度出现骤增和骤降的趋势:肥满度9月增长到46.16%,之后随着水温下降,10月急速下降至29.21%。出现这种现象,可能受该试验每月取样量偏少的影响。11月中旬以后虽然为西施舌性腺的休止期,但由于水温较为适宜性腺生长,肥满度也略有回升,但12月随着水温逐渐下降,肥满度也随之下降。
根据西施舌的相对总重季节变化情况也可以明显看出,其与性腺发育的季节变化基本一致。图4的数据显示,1—4月,西施舌相对总重呈平缓的趋势,4—7月,其相对总重逐渐上升,至7月达到全年最高值。7—9月是西施舌的排放期,其相对总重出现下降的趋势,随着10月水温的回落,其相对总重也略有上升。并且笔者在生产实践中也发现,在10月上旬也可对西施舌进行催产排放精卵,获得的受精卵可以正常发育为葡萄期幼虫。这表明该地区西施舌在10月均可进行人工育苗,而福建沿海10月份以后水温较低,西施舌很难发育成熟。
3 讨论
3.1 西施舌性腺的发育分期
关于贝类性腺组织发育的分期,学者们的意见并不完全一致[12-17]。大多数学者以滤泡的发育程度以及滤泡中生殖细胞发育状态及其在滤泡中数量的多少为标准,将性腺发育分为增殖期、生长期、成熟期、排放期、休止期5个时期[12-16]。据此,笔者将西施舌性腺发育过程同样分为上述5个时期。黄一鸣等[11]将长乐漳港自然海区的西施舌生殖腺发育过程分为增殖期(1月上旬至2月上旬)、生长期(2月中旬至4月中旬)、成熟期(4月下旬至6月中旬)、生殖期(6月下旬至11月上旬)和休止期(11月中旬至12月下旬)5个时期。笔者研究了湛江沿海地区西施舌性腺周年变化,发现该海区西施舌性腺发育一年会有2~3个成熟排放期,西施舌性腺的成熟期分布在2个时间段(分别是4月下旬至7月中旬、9月上旬至10月中旬),排放期分布在7月上旬、10月下旬至11月上旬,因为该地在10月时水温仍比较适宜,能够使西施舌性腺再次达到成熟排放。因此,同种西施舌在不同环境中性腺发育时期有所不同。
3.2 西施舌性腺季节性变化与人工育苗
西施舌性腺的发育与人工催产及育苗有密切关系。性腺发育的生长期是生殖细胞不断分化发育的阶段,所以该时期是亲贝精养的关键时期,笔者认为2月下旬至4月中旬是该地区精养亲贝的最好时期。4月下旬至7月中旬以及9月上旬至10月中旬,性腺发育进入成熟期,生殖活动最强,可在此时期诱导亲贝排放精卵,同时还可采用物理、化学和生物的方法来刺激诱导亲贝,使其提前排放精卵,以达到多批人工育苗的目的。
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