大刺鰍性腺發(fā)育的組織學(xué)研究

廖顯平 林偉強(qiáng) 許政生 陳挺 梁文浪 蘇怡林

摘 要：該文應(yīng)用解剖觀測和組織學(xué)的方法研究了大刺鰍的性腺發(fā)育特征。結(jié)果表明：大刺鰍生殖細(xì)胞劃分為5個(gè)時(shí)相，卵巢和精巢發(fā)育劃分為Ⅰ～Ⅵ期。雌魚群體的GSI值變幅為1.05%～7.21%，屬于多次分批產(chǎn)卵類型，繁殖高峰期為5月；雄魚群體GSI值波動(dòng)在0.09%～0.39%，與雌魚發(fā)育同步。產(chǎn)卵和排精后，卵巢和精巢都恢復(fù)到Ⅱ期進(jìn)行越冬，次年3月份重新發(fā)育至性成熟。

關(guān)鍵詞：大刺鰍；精巢；卵巢；組織學(xué)

中圖分類號 S917.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）10-0114-03

大刺鰍（Mastacembelue armatus）在分類上隸屬于鱸形目（Perciformes）、刺鰍科（Mastacembelidae）刺鰍屬（Mastaceblus Scopoli），俗稱辣錐、豬母鋸、石錐等，主要分布在我國的長江、珠江等水系，以廣東、廣西、福建等地江河中的野生資源較為豐富[1]。其肉質(zhì)細(xì)嫩、味道鮮美、蛋白質(zhì)含量高，深受消費(fèi)者的喜愛。近年來，學(xué)者們已經(jīng)對大刺鰍的生物學(xué)特性、消化系統(tǒng)、馴養(yǎng)生殖、肌肉分析等都進(jìn)行了研究[2-9]，但對大刺鰍性腺發(fā)育的研究尚無全面深入的報(bào)道。為此，筆者采用組織學(xué)方法研究了大刺鰍卵巢和精巢發(fā)育的特點(diǎn)，旨在為大刺鰍的資源保護(hù)、增殖、人工繁殖技術(shù)等提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 本研究于2012年1～12月在肇慶市水產(chǎn)科學(xué)研究所進(jìn)行。大刺鰍為經(jīng)馴養(yǎng)的野生個(gè)體，每批隨機(jī)抽取大刺鰍5～10尾。共組織切片40批，取大刺鰍223尾，其中雌性個(gè)體128尾，雄性個(gè)體95尾，平均體重47.6g/尾。

1.2 研究方法 首先解剖觀測大刺鰍性腺發(fā)育情況，測量性腺重量和凈體重；并對第Ⅳ～Ⅴ期雌魚統(tǒng)計(jì)絕對懷卵量。測量后迅速取性腺前、中、后段放入Bouin氏液中固定，經(jīng)系列酒精脫水后進(jìn)行石蠟包埋、切片、H.E染色、固封，最后在光學(xué)顯微鏡下觀察和對各時(shí)相細(xì)胞拍照。性腺和生殖細(xì)胞的發(fā)育分析參考樓允東[10]的分期標(biāo)準(zhǔn)，將大刺鰍性腺發(fā)育分為Ⅰ～Ⅵ期。相關(guān)計(jì)算公式如下：

絕對懷卵量=取樣中的卵粒數(shù)/取樣重量（g）×卵巢重（g）；

性腺成熟系數(shù)（GSI）=性腺重（g）/魚體重（g）×100。

2 結(jié)果與分析

2.1 卵巢發(fā)育 雌性大刺鰍的卵巢是一對延長的囊狀結(jié)構(gòu)，前端分離，位于鰾腹壁兩側(cè)、肝胰臟背方，左右對稱，后段末端匯合成一短的呈“Y”字型輸卵管通泄殖孔，外有極薄的腹膜包裹，它們通過卵巢系膜與體腔壁層相連。成熟時(shí)的絕對懷卵量在1 386～4 175粒。

2.1.1 第Ⅰ期卵巢 出現(xiàn)在當(dāng)年生幼體，卵巢呈透明細(xì)絲狀，淺灰色，外觀上難以分辨雌雄。切片觀察卵巢，生殖上皮具增殖分生而成的密集的卵原細(xì)胞，大小不一，形態(tài)不規(guī)則，有梨形、橢圓形等，卵徑為32.5～45.0μm，部分卵原細(xì)胞成束排列，胞質(zhì)透亮著色淺，細(xì)胞核較大，核徑為19.0～20.5μm，其中有染色深的核仁1～2個(gè)。

2.1.2 第Ⅱ期卵巢 卵巢呈棒狀，半透明，淺黃色。肉眼尚不能看清卵粒，生殖上皮及結(jié)締組織突入卵巢腔形成產(chǎn)卵板，以第Ⅱ時(shí)相卵母細(xì)胞為主，也有少量卵原細(xì)胞。卵母細(xì)胞排列緊密，形態(tài)不一，卵徑為48.0～317.5μm，核徑為19.5～95.0μm。有核仁22～36個(gè)，靠近核膜內(nèi)側(cè)分布。在細(xì)胞中出現(xiàn)卵黃核，細(xì)胞質(zhì)呈強(qiáng)嗜堿性，被蘇木精深染成紫藍(lán)色，胞質(zhì)外周出現(xiàn)一層濾泡細(xì)胞。胞核與胞質(zhì)間形成一透明層，透明層內(nèi)物質(zhì)密度稀少，顯得透亮，厚度為9.0～13.0μm，隨著細(xì)胞繼續(xù)發(fā)育，透明層變薄漸消失。

2.1.3 第Ⅲ期卵巢 卵巢呈黃色，卵巢外膜上的血管明顯且呈分支狀，透過卵巢膜可見到卵粒，但不易分離脫落。卵巢組織中以第Ⅲ時(shí)相卵母細(xì)胞為主，但第Ⅱ時(shí)相的卵母細(xì)胞也較多。Ⅲ時(shí)相卵母細(xì)胞大多近圓形或橢圓形，卵徑為310.0～577.0μm，核近球形，核膜凹凸不平，核徑為96.0～120.0μm，核仁11～19個(gè)。細(xì)胞中，靠近質(zhì)膜的胞質(zhì)外周出現(xiàn)2～6層直徑為10.0～19.5μm小液泡。后期胞質(zhì)的皮質(zhì)部分出現(xiàn)一些被H.E染成紫紅色的卵黃顆粒。

2.1.4 第Ⅳ期卵巢 卵巢呈亮黃色半透明，體積明顯增大，卵巢外膜的血管發(fā)達(dá)，粗大且分支，呈深紅色。卵巢壁薄，卵粒飽滿，易分離脫落，此時(shí)用力擠壓魚腹部可擠出未成熟卵母細(xì)胞。以第Ⅳ時(shí)相卵母細(xì)胞為主，亦有較多的第Ⅱ、第Ⅲ時(shí)相卵母細(xì)胞。Ⅳ時(shí)相卵母細(xì)胞大多近圓形，卵徑達(dá)862.5～1 350.0μm，核徑為114.0～150.0μm。卵母細(xì)胞進(jìn)入卵黃積累的大生長期，卵黃顆粒充滿細(xì)胞質(zhì)，體積顯著增大，直徑為12.5～25.0μm。核極化，出現(xiàn)放射帶，并增厚達(dá)42.0～45.0μm，條紋清晰。

2.1.5 第Ⅴ期卵巢 卵巢呈黃亮色，發(fā)育到最大，占據(jù)腹部大部分體積。卵巢松軟，富有彈性，卵粒分離，處于流動(dòng)狀態(tài)，擠壓腹部有透明成熟卵子從泄殖孔排出。卵巢以第Ⅴ時(shí)相和第Ⅳ時(shí)相末期卵母細(xì)胞為主，同時(shí)也有第Ⅲ時(shí)相和第Ⅳ時(shí)相早期的卵母細(xì)胞。卵子透明，卵徑為1 462.5～1 880.0μm，細(xì)胞核已移到卵細(xì)胞一側(cè)即動(dòng)物極附近，核膜消失，核質(zhì)與胞質(zhì)融合，卵母細(xì)胞內(nèi)充滿松散排列的卵黃顆粒。

2.1.6 第Ⅵ期卵巢 卵巢松軟如空袋狀，表面皺縮，卵巢充血呈肉紅色，不透明，卵細(xì)胞質(zhì)和卵黃膠液化并形成許多空泡和一些吸收的卵子。卵巢產(chǎn)后不久重新回復(fù)到第Ⅱ期進(jìn)行越冬。

2.2 精巢發(fā)育 大刺鰍雄性個(gè)體精巢是雙葉型結(jié)構(gòu)，前段分離，位于鰾腹壁兩側(cè)，左右對稱，后段末端匯合成一短的“Y”字型輸精管通泄殖孔，精巢外面由腹膜包裹，并通過腹膜與腹腔側(cè)壁相連。精巢屬于小葉型，有結(jié)締組織將其分隔形成許多精小囊所構(gòu)成，生精細(xì)胞在精小囊中發(fā)育。

2.2.1 第Ⅰ期精巢 精原細(xì)胞增殖期，出現(xiàn)在當(dāng)年生幼魚中，精巢呈透明細(xì)絲線狀，淺灰色，緊貼腹膜，外表無法分辨雌雄。切片觀察到精巢中精原細(xì)胞開始增殖使其數(shù)量增多，且不定向地分散于間質(zhì)細(xì)胞之間，此時(shí)小葉腔未出現(xiàn)。細(xì)胞較大，胞徑為9.25～10.75μm，胞質(zhì)染色淺，核位于中央，核徑較小，為3.75～4.50μm，為弱嗜堿性。

2.2.2 第Ⅱ期精巢 精母細(xì)胞生長期，精巢為細(xì)帶狀，灰白色，體積略有增大。精葉中可見精原細(xì)胞和初級精母細(xì)胞，精原細(xì)胞數(shù)目顯著增多，2～6個(gè)細(xì)胞成束排列，細(xì)胞仍然為圓形或橢圓形，胞徑4.75～7.25μm，核徑2.00～2.55μm。精小葉中出現(xiàn)腔隙較小的小葉腔。精小囊內(nèi)初級精細(xì)胞同步發(fā)育，細(xì)胞體積比精原細(xì)胞要小，核為強(qiáng)嗜堿性。

2.2.3 第Ⅲ期精巢 精母細(xì)胞成熟期，精巢為扁帶狀，呈淺白色。初級精母細(xì)胞沿小葉邊緣作單層或多層排列，小葉腔中出現(xiàn)數(shù)量較少的次級精母細(xì)胞，排列無規(guī)律，成堆排列。次級精母細(xì)胞為完成了第一次減數(shù)分裂的細(xì)胞，胞徑2.75～3.25μm，細(xì)胞核比初級精母細(xì)胞小，核徑1.70～1.95μm，染色較深。

2.2.4 第Ⅳ期精巢 精子細(xì)胞變態(tài)期，精巢為條塊狀，呈灰白色，表面有明顯的血管分布。精巢體積繼續(xù)增大，精小葉中存在有精原細(xì)胞、初級精母細(xì)胞、次級精母細(xì)胞和精子細(xì)胞，同時(shí)有少部分已完成變態(tài)的精子，呈不同步發(fā)育，主要以初級精母細(xì)胞、次級精母細(xì)胞和精子細(xì)胞為主。精子細(xì)胞排列緊密，橢圓形或圓，無明顯的細(xì)胞質(zhì)，只含有強(qiáng)嗜堿性的細(xì)胞核，直徑1.75～2.50μm。

2.2.5 第Ⅴ期精巢 精子成熟期，精巢乳白色，體積肥厚，表面的血管更加明顯，呈鮮紅色。主要由精子細(xì)胞和成熟的精子組成，輕壓腹部有大量乳白色精液流出。小囊壁破裂，精子溢出至小葉腔，大量的成熟精子在小葉腔中呈渦流狀，精子頭部圓形，直徑1.05～1.75μm，為嗜堿性強(qiáng)，HE染色為深藍(lán)色，尾部細(xì)長。

2.2.6 第Ⅵ期精巢 精子退化吸收期，產(chǎn)后精巢萎縮，白色微紅至肉紅色，充血明顯，精小葉僅剩由精小囊圍成的一個(gè)空腔。大部分精子已經(jīng)排出，精小葉中僅殘留少量的精子，小葉壁有少量精原細(xì)胞和精母細(xì)胞，經(jīng)過短時(shí)期回復(fù)到第Ⅱ期越冬。

2.3 性腺發(fā)育周年變化

2.3.1 大刺鰍雌魚GSI周年變化 對大刺鰍卵巢周年的組織學(xué)觀察結(jié)果表明，該群體月平均GSI值變幅為1.05%～7.21%（如圖1），個(gè)體GSI值變幅為0.19%～20.38%。個(gè)體間GSI值差異較大，解剖中發(fā)現(xiàn)有些個(gè)體處在幼齡期，性腺尚未分化，屬于第Ⅰ期性腺。從GSI值的大小及時(shí)間分布可知，大刺鰍的繁殖期主要在4～7月，屬春夏季產(chǎn)卵類型魚類。而從8月份起到翌年2月份成熟系數(shù)變幅較小，證明大刺鰍是以Ⅱ期卵巢越冬。

2.3.2 大刺鰍雄魚GSI周年變化 據(jù)對95尾雄魚解剖及性腺切片的觀察，在整個(gè)生殖周期內(nèi)，大刺鰍群體精巢的月平均GSI值波動(dòng)在0.09%～0.39%（如圖2），個(gè)體GSI值為0.02%～0.94%。從圖2可知，大刺鰍的精巢3月份開始進(jìn)一步發(fā)育，成熟在4～7月，從8月份起GSI值明顯下降，且成熟系數(shù)變幅較小，組織切片觀測證明大刺鰍是以Ⅱ期精巢越冬。

3 討論

3.1 大刺鰍雌魚繁殖特性 馴養(yǎng)的大刺鰍繁殖時(shí)間為4～7月，屬春夏季繁殖類型，5月為高峰期。而劉霆等[4]調(diào)查表明，都柳江三都河段的大刺鰍自然繁殖的時(shí)間為5～7月，盛產(chǎn)期在6月份；黃永春[2]研究表明，汀江大刺鰍的產(chǎn)卵期為4月底至11月初，產(chǎn)卵高峰期在7月和9月；李曉雙[6]調(diào)查表明，大刺鰍人工繁殖的季節(jié)為每年4月～7月。大刺鰍繁殖時(shí)間存在一定的差異。大刺鰍卵巢中各時(shí)相卵母細(xì)胞發(fā)育的非同步性在年周期中是十分明顯的。在以某一時(shí)相卵細(xì)胞為主的卵巢中都有該時(shí)相以下各期卵細(xì)胞的存在。顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，這些卵母細(xì)胞發(fā)育正常，可繼續(xù)發(fā)育成熟。因此，大刺鰍屬于多次產(chǎn)卵類型，結(jié)果與李曉雙[6]研究為一次產(chǎn)卵類型不符，與劉霆[4]、黃永春[2]等研究結(jié)果相一致。

3.2 大刺鰍雄魚性腺發(fā)育特征 實(shí)驗(yàn)解剖和測量結(jié)果得知，大刺鰍雄魚的體重比同期雌魚的大但性腺重相比卻很小，這可能與其本身生物學(xué)特性有關(guān)。從圖1、圖2可以看出，大刺鰍雌雄個(gè)體的性腺發(fā)育時(shí)間是一致，都在5月份達(dá)到高峰，這與大刺鰍繁殖特性有關(guān)，最大程度確保受精同時(shí)進(jìn)行，有利于種群的延續(xù)。這與曹運(yùn)長等[11]對藍(lán)太陽魚、曹伏君等[12]對大彈涂魚的性腺發(fā)育研究時(shí)得出結(jié)論一致。與刀鱭[13]、長薄鰍[14]等大多硬骨魚類一樣，大刺鰍雄魚排精后恢復(fù)到Ⅱ期精巢越冬，也與有些種類不同：銀鯧[15]是以Ⅲ期越冬；瓦氏黃顙魚[16]是以Ⅳ期越冬，但各期的生精細(xì)胞特點(diǎn)是相一致的。

參考文獻(xiàn)

[1]潘炯華.廣東淡水魚類志[M].廣州：廣東科學(xué)技術(shù)出版社，1991：518-520.

[2]黃永春.汀江大刺鰍食性和繁殖生物學(xué)[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào)，1999（S1）：1-6.

[3]溫曉紅.汀江大刺鰍資源的保護(hù)及利用[J].中國水產(chǎn)，2005（10）：72.

[4]劉霆，李建光，賀兵，等.大刺鰍的性腺調(diào)查和懷卵量比較分析[J].淡水漁業(yè)，2005，35（5）：28-30.

[5]陳忠.大刺鰍的生物學(xué)及其養(yǎng)殖技術(shù)概要[J].中國水產(chǎn)，2005（10）：22-23.

[6]李曉雙.大刺鰍人工繁殖研究初報(bào)[J].中國水產(chǎn)，2007（5）：45.

[7]初慶柱，陳剛，張健東，等.大刺鰍消化系統(tǒng)的組織學(xué)研究[J].淡水漁業(yè)，2009，39（2）：14-18.

[8]Watanabe T，Arakwa T，Kitajima C，et al.Effect of nutritional qulity of broodstock diets on reproduction of red sea bream[J].Nippon Saisan Gakkaishi，1984，50：495-501.

[9]朱定貴，陳濤.大刺鰍生殖季節(jié)雌魚的脂肪酸組成研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，16：108-110.

[10]樓允東.組織胚胎學(xué)[M].2版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1996：152-157.

[11]曹運(yùn)長，李文笙，葉衛(wèi)，等.藍(lán)太陽魚第一次性周期性發(fā)育的組織學(xué)[J].動(dòng)物學(xué)雜志，2008，43（1）：88-95.

[12]曹伏君，羅杰，劉楚吾.大彈涂魚性腺發(fā)育的組織學(xué)觀察[J].水生生物學(xué)報(bào)，2010，34（2）：418-425.

[13]徐鋼春，聶志娟，張呈祥，等.刀鱭精巢發(fā)育的組織學(xué)研究[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32（2）：247-252.

[14]王志堅(jiān)，殷江霞，張耀光.長薄鰍的精巢發(fā)育和精子發(fā)生[J].淡水漁業(yè)，2009，39（1）：3-9.

[15]李云航，孫鵬，施兆鴻，等.養(yǎng)殖與野生銀鯧精巢發(fā)育形態(tài)學(xué)和組織學(xué)的初步比較[J].海洋漁業(yè)，2012，34（3）：256-262.

[16]楊家云.瓦氏黃顙魚精巢發(fā)育及精子生物學(xué)研究[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，30（4）：719-724.

（責(zé)編：張宏民）