李 芳郭忠娣劉本祥王志堅(jiān)(.西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,淡水魚(yú)類(lèi)資源與生殖發(fā)育教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,水產(chǎn)科學(xué)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 40075;.萬(wàn)州水產(chǎn)研究所,萬(wàn)州 40400)
胭脂魚(yú)眼早期形態(tài)發(fā)生研究
李 芳1郭忠娣1劉本祥2王志堅(jiān)1
(1.西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,淡水魚(yú)類(lèi)資源與生殖發(fā)育教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,水產(chǎn)科學(xué)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400715;2.萬(wàn)州水產(chǎn)研究所,萬(wàn)州 404020)
摘要:采用組織學(xué)方法觀察了胭脂魚(yú)(Myxocyprinus asiaticus)眼的發(fā)生過(guò)程,結(jié)果顯示:胭脂魚(yú)眼的發(fā)育經(jīng)歷了眼原基形成期、眼囊形成期、視杯形成期、晶體板形成期、晶體囊形成期、角膜原基形成期、角膜上皮形成期、視網(wǎng)膜細(xì)胞增殖期、晶狀體成熟期、眼色素形成期以及眼成型期等11個(gè)時(shí)期。視網(wǎng)膜發(fā)育最早,起始于眼原基的形成,直至眼成型期分化完成,形成了厚度不一的8層細(xì)胞,由內(nèi)向外依次為神經(jīng)纖維層、神經(jīng)細(xì)胞層、內(nèi)網(wǎng)層、內(nèi)核層、外網(wǎng)層、外核層、視桿視錐層和色素上皮層,且發(fā)育歷時(shí)最長(zhǎng),約264h。晶狀體的發(fā)育在視網(wǎng)膜之后,始于晶體板的形成,于出膜前期成熟,發(fā)育歷時(shí)最短,約74h。角膜發(fā)育最晚,始于角膜原基的形成,出膜1d分化為透明的成熟角膜,發(fā)育歷時(shí)約96h。出膜4d仔魚(yú)眼色素沉積明顯,視網(wǎng)膜各層分化明顯,晶狀體內(nèi)部完全纖維化,眼的形態(tài)結(jié)構(gòu)基本發(fā)育完全。
關(guān)鍵詞:胭脂魚(yú); 眼; 形態(tài)發(fā)生; 組織學(xué)
脊椎動(dòng)物各器官的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。已有研究表明,眼是由多個(gè)胚層的細(xì)胞互相誘導(dǎo)分化而來(lái)[1,2]。目前針對(duì)脊椎動(dòng)物眼發(fā)生的研究日益增多,因?yàn)檠郯l(fā)生的研究將有助于認(rèn)識(shí)脊椎動(dòng)物在早期發(fā)育階段的視覺(jué)適應(yīng)性和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育機(jī)制[3]。對(duì)于脊椎動(dòng)物眼的發(fā)育,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)有了比較深入和全面的研究[4—6],如視泡的外突和內(nèi)陷,晶狀體的形成和再生,角膜的誘導(dǎo),視網(wǎng)膜的分化等方面,主要研究對(duì)象集中于兩棲類(lèi)和哺乳類(lèi),而魚(yú)類(lèi)眼發(fā)育的研究卻少見(jiàn)報(bào)道,僅有關(guān)于出膜后眼視網(wǎng)膜分化和視覺(jué)特性方面的研究[7—10],關(guān)于眼在胚胎期的發(fā)生和分化的資料更少。本文以胭脂魚(yú)(Myxocyprinus asiaticus)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,對(duì)眼的發(fā)生作較為詳細(xì)全面的形態(tài)學(xué)和組織學(xué)描述,以期為探討魚(yú)類(lèi)眼的發(fā)生機(jī)制提供基礎(chǔ)資料。
胭脂魚(yú)(Myxocyprinus asiaticus)屬鯉形目,亞口魚(yú)科,胭脂魚(yú)屬,是中國(guó)特有的淡水珍稀物種,被列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物[11],主要分布于我國(guó)的閩江和長(zhǎng)江。此外,胭脂魚(yú)體型別致,顏色鮮艷,肉味鮮美,營(yíng)養(yǎng)豐富,隨著人工繁殖技術(shù)的日益成熟,胭脂魚(yú)已經(jīng)從名貴珍稀魚(yú)類(lèi)逐漸演變?yōu)橥瑫r(shí)具備觀賞性和食用性的經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)。但迄今為止,對(duì)胭脂魚(yú)的研究[12—17]主要集中在資源現(xiàn)狀、繁殖發(fā)育與人工養(yǎng)殖、分子生物學(xué)、飼料應(yīng)用等方面,而關(guān)于眼的早期發(fā)育過(guò)程還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本文擬以胭脂魚(yú)受精卵為起點(diǎn),對(duì)胭脂魚(yú)眼各發(fā)育階段進(jìn)行形態(tài)學(xué)和組織學(xué)觀察,掌握其發(fā)生變化的具體過(guò)程,進(jìn)一步了解胭脂魚(yú)視覺(jué)器官發(fā)育的進(jìn)程和規(guī)律。
1.1 材料
實(shí)驗(yàn)用胭脂魚(yú)受精卵由萬(wàn)州水產(chǎn)研究所提供。受精卵由人工催產(chǎn)后獲得,置于室內(nèi)水族缸(40 cm×36 cm×36 cm)內(nèi)流水(17±1)℃孵化,以備取材所需。
1.2 方法
從神經(jīng)胚時(shí)期開(kāi)始,用Nikon SMZ1000解剖鏡觀察胚胎發(fā)育過(guò)程中眼部不同時(shí)期的形態(tài)特征并拍照(胚胎剝除卵膜)。胚胎發(fā)育期間,前3天每天取材4次,以后每天取材2次,每次選取胚胎20粒,剝?nèi)ヂ涯ず笥貌ǘ魇弦汗潭ǎ?出膜后仔魚(yú)每天固定15尾,直至眼的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)育完全。對(duì)固定樣本過(guò)頭部作橫切,制成石蠟切片,厚度為5—7 μm,HE染色后,在Nikon DXM1200顯微鏡下拍照。
采用Image-Pro Plus 6.0圖像軟件進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)量。同一發(fā)育時(shí)期選取3張切片進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。其中視網(wǎng)膜早期分化階段測(cè)量視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞層和視網(wǎng)膜色素細(xì)胞層厚度兩個(gè)數(shù)據(jù),晶狀體成熟過(guò)程測(cè)量視網(wǎng)膜厚度、晶狀體短徑和長(zhǎng)徑3個(gè)數(shù)據(jù),出膜4天仔魚(yú)測(cè)量視網(wǎng)膜八層細(xì)胞厚度,每張切片測(cè)量數(shù)據(jù)取平均值。實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(mean±SE)表示,P<0.05表示差異顯著。EXCEL(2003)常規(guī)計(jì)算后,用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)及Duncan氏多重比較。
受精卵流水(17±1)℃孵化,從受精到出膜歷時(shí)約168h。眼的發(fā)育經(jīng)歷了眼原基形成期、眼囊形成期、視杯形成期、晶體板形成期、晶體囊形成期、角膜原基形成期、角膜上皮形成期、視網(wǎng)膜細(xì)胞增殖期、晶狀體成熟期、眼色素形成期以及眼成型期共11個(gè)時(shí)期。
2.1 眼原基形成期
受精后54h,胚體頭部神經(jīng)管膨大形成的腦泡已分化出前、中、后腦,其間腦向兩側(cè)外突形成了一對(duì)橢圓形實(shí)質(zhì)突起,即眼原基。眼原基細(xì)胞為神經(jīng)上皮細(xì)胞,其體積大、似圓形、核多為長(zhǎng)梭形,數(shù)量較少、呈輻射狀緊密排列,整個(gè)突起厚度均勻,內(nèi)無(wú)空隙。在眼原基的背腹側(cè)有間充質(zhì)細(xì)胞。此時(shí),胚胎已發(fā)育至神經(jīng)胚后期,體節(jié)8—10對(duì)(圖版Ⅰ-a,A)。
2.2 眼囊形成期
受精后58h,眼原基由橢圓形逐漸變圓,形成扁平囊狀的眼囊雛形。此過(guò)程中,眼原基側(cè)向伸長(zhǎng),其外側(cè)向外胚層靠攏,使得眼原基內(nèi)部出現(xiàn)狹長(zhǎng)的空隙,即眼囊。眼囊的內(nèi)外層厚度基本一致,細(xì)胞排列得整齊而緊密,方向與外胚層垂直,細(xì)胞核多為橢圓形。至此,胚體體節(jié)增至18對(duì)(圖版Ⅰ-b,B)。
2.3 視杯形成期
受精后64h ,眼囊中線明顯下凹。此時(shí)眼囊內(nèi)陷,沿背腹側(cè)彎曲并輕微旋轉(zhuǎn)逐漸形成雙層視杯,眼囊內(nèi)陷的外層細(xì)胞成為視杯內(nèi)層,將發(fā)育為視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞層,眼囊內(nèi)層細(xì)胞成為視杯外層,將發(fā)育為視網(wǎng)膜色素細(xì)胞層。與周?chē)M織細(xì)胞相比,眼囊中細(xì)胞體積明顯增大,細(xì)胞核顯著拉長(zhǎng)且排列有序。此時(shí)胚體后腦處可見(jiàn)耳囊,胚體后端出現(xiàn)尾芽,體節(jié)增至20對(duì)(圖版Ⅰ-c,C)。
2.4 晶體板形成期
受精后74h,雙層視杯形成后,視杯內(nèi)層厚度變化不大,但視杯外層持續(xù)變薄,且視杯內(nèi)外層細(xì)胞大小也存在明顯差異,內(nèi)層細(xì)胞明顯大于外層細(xì)胞,內(nèi)層細(xì)胞核為長(zhǎng)梭形,外層細(xì)胞核近圓形,而這種分化趨勢(shì)在眼球的背側(cè)明顯快于腹側(cè); 此過(guò)程中,視杯內(nèi)層與外胚層細(xì)胞接觸,外胚層細(xì)胞發(fā)生增厚內(nèi)陷,形成了不規(guī)則的預(yù)定晶體板結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)中細(xì)胞核質(zhì)比較小,且數(shù)量較少,排列較為松散。與此同時(shí),尾芽進(jìn)一步伸長(zhǎng),脫離卵黃囊并翹起,卵黃囊被顯著拉長(zhǎng)。后腦處耳囊已清晰可見(jiàn),體節(jié)25—28對(duì),肌肉開(kāi)始收縮,胚胎進(jìn)入肌肉效應(yīng)期(圖版Ⅰ-d,D)。
2.5 晶體囊形成期
受精后84h,視杯內(nèi)外層細(xì)胞貼合緊密,視杯外層已變薄至僅剩一層細(xì)胞,且細(xì)胞顏色加深,視杯內(nèi)層細(xì)胞排列緊密有序,細(xì)胞核呈橢圓形,方向與外胚層垂直,雙層視杯發(fā)生強(qiáng)烈彎曲,形似圓弧。同時(shí)晶體板繼續(xù)增大內(nèi)陷形成近圓形的晶體囊,晶體囊細(xì)胞似圓形,具有較高的核質(zhì)比,數(shù)量明顯增多,細(xì)胞核呈輻射狀排列; 隨著晶體囊內(nèi)陷的進(jìn)行,視杯內(nèi)層將晶體囊包裹,最終晶體囊完全脫離外胚層,落入雙層視杯當(dāng)中,二者形成雙圓形結(jié)構(gòu); 外胚層與晶體囊雖結(jié)構(gòu)上已經(jīng)分離開(kāi)來(lái),但二者仍然在晶體囊外側(cè)壁貼合緊密。此時(shí)胚體耳囊中耳石清晰可見(jiàn),尾部顯著拉長(zhǎng),體節(jié)30對(duì)以上(圖版Ⅰ-e,E)。
2.6 角膜原基形成期
受精后96h,外胚層與晶體囊貼合處的細(xì)胞為兩層,外層為立方上皮細(xì)胞,內(nèi)層為扁平上皮細(xì)胞,這兩層細(xì)胞完全脫離晶體囊后,經(jīng)過(guò)發(fā)育形成了角膜原基; 此時(shí)視網(wǎng)膜神經(jīng)層細(xì)胞明顯增多; 視網(wǎng)膜色素細(xì)胞層細(xì)胞顏色加深; 晶體囊內(nèi)部細(xì)胞核著色較淺,經(jīng)初步分化,形成了部分有核的長(zhǎng)條形初級(jí)晶體纖維細(xì)胞; 外部細(xì)胞呈圓形,核質(zhì)比減小,分層呈環(huán)形排列。此時(shí)胚體背部隆起,頭部與卵黃囊分離且明顯抬起,體節(jié)36對(duì)(圖版Ⅰ-f,F(xiàn))。
2.7 角膜上皮形成期
受精后110h,角膜原基變薄,外層細(xì)胞呈膠質(zhì),內(nèi)層細(xì)胞拉長(zhǎng)呈絲狀,形成不透明的角膜上皮; 隨著晶體囊中細(xì)胞分化,初級(jí)晶體纖維細(xì)胞逐漸增多,逐步占據(jù)了整個(gè)晶體囊內(nèi)部,且晶體囊中央有部分初級(jí)晶體纖維細(xì)胞開(kāi)始形成無(wú)核的長(zhǎng)梭形次級(jí)晶體纖維細(xì)胞,晶體囊外部細(xì)胞體積變小,數(shù)量變少;視網(wǎng)膜細(xì)胞體積變小,數(shù)量似有增多。此時(shí)胚體頭部與卵黃囊間已見(jiàn)一透明區(qū)域,即心臟原基,胚體體節(jié)增至38對(duì)(圖版Ⅰ-g,G)。
2.8 視網(wǎng)膜細(xì)胞增殖期
受精后118h,視網(wǎng)膜色素層細(xì)胞顯著拉長(zhǎng),變薄,呈絲狀圍繞神經(jīng)層細(xì)胞,神經(jīng)層細(xì)胞核質(zhì)比增大、顏色深染,數(shù)量明顯增多,大部分細(xì)胞處于活躍的有絲分裂階段,這表明視網(wǎng)膜細(xì)胞將進(jìn)入分裂增殖階段; 隨著初級(jí)晶體纖維的不斷分化,晶體囊內(nèi)部被少量位于外周的初級(jí)晶體纖維細(xì)胞和大量位于中央的次級(jí)晶體纖維細(xì)胞所充滿,且晶體囊外層包裹了一層由較疏松的單層立方上皮細(xì)胞形成的晶體上皮。同時(shí)胚體心臟雛形出現(xiàn)并開(kāi)始搏動(dòng),血液淡紅色,心跳速度約110次/分,體節(jié)50對(duì)以上。(圖版Ⅰ-h,H)。
2.9 晶狀體成熟期
受精后148h,胚胎發(fā)育至出膜前期,肉眼可見(jiàn)眼呈灰色; 視網(wǎng)膜色素層細(xì)胞呈深棕色,神經(jīng)層細(xì)胞體積減小,數(shù)量明顯增加,但細(xì)胞形態(tài)整體差異不大; 晶體囊呈圓形,與角膜接觸,外被一層排列緊密的立方上皮細(xì)胞,內(nèi)部幾乎充滿了無(wú)核的次級(jí)晶體纖維,這標(biāo)志著晶體囊已發(fā)育為成熟的晶狀體;晶狀體與視網(wǎng)膜之間充斥著大量的細(xì)胞間質(zhì)。胚體卵黃囊球部縮小,口窩出現(xiàn),胸鰭原基明顯,兩對(duì)鰓弓位于眼后和耳囊下方,嗅窩出現(xiàn)于兩眼之間,去膜胚體長(zhǎng)度可達(dá)9 mm。(圖版Ⅰ-i,I)此后直至出膜期,胚體除了體色素略有增加和卵黃囊因球部消失呈長(zhǎng)袋狀外,眼和其他部分未見(jiàn)明顯變化。
2.10 眼色素形成期
受精后192h,即出膜1天后,仔魚(yú)眼顏色變深,角膜基本透明,晶狀體呈黑色,虹膜上色素沉積不明顯。此時(shí),視網(wǎng)膜色素細(xì)胞層色素積累明顯,呈棕黑色; 視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞層已見(jiàn)較為明顯的分化,可清楚辨別出內(nèi)核層、外網(wǎng)層、外核層等結(jié)構(gòu),但各層細(xì)胞之間界限尚不分明,細(xì)胞形態(tài)也并未穩(wěn)定(圖版Ⅰ-j,J)。
2.11 眼成型期
出膜4天后,仔魚(yú)眼黑色,眼球虹膜色素沉積明顯,視網(wǎng)膜分層更加明顯,由內(nèi)向外分別為神經(jīng)纖維層(OFL)、神經(jīng)細(xì)胞層(GCL)、內(nèi)網(wǎng)層(IPL)、內(nèi)核層(INL)、外網(wǎng)層(OPL)、外核層(ONL)、視桿視錐層(R-C)和色素上皮層(PE),視網(wǎng)膜各層細(xì)胞厚度與比例見(jiàn)表 1; 眼晶體被晶體纖維充滿,且內(nèi)部有黃色物質(zhì)出現(xiàn),即晶狀體內(nèi)部已完全纖維化; 至此眼的形態(tài)結(jié)構(gòu)已基本發(fā)育完全(圖版Ⅰ-k,K)。觀察至出膜后7天,眼外部形態(tài)變化不明顯,僅視網(wǎng)膜各層有增厚現(xiàn)象(圖版Ⅰ-l,L)。
2.12 胭脂魚(yú)視網(wǎng)膜厚度和晶體長(zhǎng)、短徑測(cè)量
由表 2可知,從眼原基形成期到晶體囊形成期5個(gè)時(shí)期中,眼原基形成期到眼囊形成期視網(wǎng)膜色素層厚度(Tp)和視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞層厚度(Tn)明顯遞增; 此后三個(gè)時(shí)期(Tp)和(Tn)呈明顯遞減趨勢(shì)。由表3可知,從晶體囊形成期到晶狀體形成期視網(wǎng)膜總厚度(Tt)遞增;晶狀體短徑(Ds)和長(zhǎng)徑(Dl)長(zhǎng)度均呈遞增趨勢(shì),但短徑(Ds)與長(zhǎng)徑(Dl)之間的差值越來(lái)越?。ㄒ陨辖Y(jié)果在相鄰兩時(shí)期之間P<0.05)。
胭脂魚(yú)眼的早期發(fā)育與大多數(shù)硬骨魚(yú)類(lèi)一樣主要經(jīng)歷了眼原基的外突與內(nèi)陷、晶狀體和角膜的形成、視網(wǎng)膜的分化等過(guò)程[18—22]。胭脂魚(yú)卵黃囊較大且胚胎發(fā)育時(shí)間較長(zhǎng),因此眼的發(fā)育過(guò)程歷時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)。期間,視網(wǎng)膜發(fā)育最早,起始于眼原基的形成,直至眼成型期分化完成,發(fā)育歷時(shí)最長(zhǎng),約264h。晶狀體的發(fā)育在視網(wǎng)膜之后,始于晶體板的形成,于出膜前期成熟,發(fā)育歷時(shí)最短,約74h。角膜發(fā)育最晚,始于角膜原基的形成,出膜1天分化為透明的成熟角膜,發(fā)育歷時(shí)約96h。根據(jù)上述結(jié)果,推測(cè)視網(wǎng)膜發(fā)育歷時(shí)最長(zhǎng)的原因可能是:發(fā)育過(guò)程中視網(wǎng)膜形態(tài)變化較大、細(xì)胞數(shù)量較多以及細(xì)胞分化類(lèi)型豐富等。
表 1 出膜4d胭脂魚(yú)仔魚(yú)眼視網(wǎng)膜各層厚度(μm)及比例(%)Tab.1 Each thickness of retina(μm)and ratio(%)in the eye of four-day old M.asiaticus
表 2 視網(wǎng)膜早期分化中色素細(xì)胞層厚度(Tp)和神經(jīng)細(xì)胞層厚度(Tn)Tab.2 Thickness of the pigment epithelium layer(Tp)and the neural retina(Tn)in early differentiation retina(μm)
表 3 晶狀體成熟過(guò)程中視網(wǎng)膜厚度(Tt)、晶狀體短徑(Ds)和長(zhǎng)徑(Dl)Tab.3 Total thickness of the retina(Tt),short-diameter(Ds)of lens and long-diameter(Dl)in lens mature process(μm)
就胭脂魚(yú)眼各部分發(fā)育機(jī)制來(lái)看,視網(wǎng)膜的發(fā)生始于神經(jīng)胚時(shí)期外突的眼原基,這一結(jié)構(gòu)的形成與斑馬魚(yú)(Danio rerio)等眼的發(fā)生是一致的[1,18—20]。此后眼原基膨大形成眼囊,眼囊經(jīng)過(guò)分化形成雙層視杯。有學(xué)者證實(shí):此過(guò)程中眼囊內(nèi)陷、彎曲造成的方向改變,決定了最終眼睛的方向[18]。雙層視杯進(jìn)一步發(fā)育為視網(wǎng)膜以及視網(wǎng)膜進(jìn)行細(xì)胞分化最終發(fā)育成熟的過(guò)程中,視網(wǎng)膜色素細(xì)胞層厚度變薄,至剩余一層細(xì)胞后開(kāi)始形成色素顆粒; 而神經(jīng)細(xì)胞層增厚則是在色素層形成色素顆粒之后,這表明胭脂魚(yú)視網(wǎng)膜色素細(xì)胞層的分化早于神經(jīng)細(xì)胞層。這一結(jié)果與稀有鮈鯽(Gobiocypris rarus)[19]、重口裂腹魚(yú)(Schizothorax davidi)[20]等眼色素細(xì)胞層和神經(jīng)細(xì)胞層的分化順序一致。有研究指出這種有序的分化可能與早期胚胎頭部?jī)?nèi)空間以及附近的間充質(zhì)細(xì)胞[23,24]有關(guān),且視網(wǎng)膜色素層能通過(guò)直接或間接作用影響視網(wǎng)膜神經(jīng)層分化的正確起始和進(jìn)行[25]。關(guān)于胭脂魚(yú)眼視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞層的分化順序,與所有脊椎動(dòng)物的一樣[26,27],均按從內(nèi)向外的方向進(jìn)行,即從視杯底部的最內(nèi)層開(kāi)始分化,然后向外層和邊緣分化,依次形成神經(jīng)纖維層、神經(jīng)細(xì)胞層、內(nèi)網(wǎng)層、內(nèi)核層、外網(wǎng)層、外核層、視桿視錐層和色素上皮層。但目前對(duì)于視網(wǎng)膜色素細(xì)胞層變薄及細(xì)胞減少的原因尚不明確。
胭脂魚(yú)眼晶狀體的發(fā)生與斑馬魚(yú)、南方鲇(Silurus meridionalis)等魚(yú)類(lèi)及兩棲類(lèi)晶體發(fā)生的機(jī)制是一樣的[1,28],主要經(jīng)歷了晶體板、晶體囊和晶狀體時(shí)期; 而爬行類(lèi)動(dòng)物眼晶體發(fā)生經(jīng)歷了晶體泡和晶狀體時(shí)期[29]; 哺乳類(lèi)動(dòng)物眼晶體的發(fā)生經(jīng)歷了晶體板、晶體凹、晶體囊以及晶狀體時(shí)期[6]。這是魚(yú)類(lèi)、兩棲類(lèi)與爬行類(lèi)、哺乳類(lèi)在眼的發(fā)育中的一顯著差異。本研究觀察到,胭脂魚(yú)眼晶體板是由外胚層與眼囊接觸的細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的,這在一定程度上顯示出晶體發(fā)生與眼囊發(fā)育之間的關(guān)系。但目前在魚(yú)類(lèi)中還缺乏相關(guān)研究去驗(yàn)證晶體發(fā)生的誘導(dǎo)機(jī)制。本研究還發(fā)現(xiàn),胭脂魚(yú)眼晶體在發(fā)育過(guò)程中并非呈絕對(duì)的圓形,從起初形狀不規(guī)則的晶體板發(fā)育為接近橢圓形的晶體囊,隨著發(fā)育的進(jìn)行,晶體囊短徑與長(zhǎng)徑之間的差值越來(lái)越小,最終發(fā)育為近圓形的晶狀體。
胭脂魚(yú)眼角膜的發(fā)育始于角膜原基的出現(xiàn),后角膜原基變薄,形成角膜上皮; 角膜上皮在仔魚(yú)出膜1天后變得透明,至此成熟角膜形成。此過(guò)程中,角膜的發(fā)育將受到眼的直接誘導(dǎo),但前提是表皮必須與眼直接接觸,且需要一定的時(shí)間; 且有研究進(jìn)一步證實(shí),視網(wǎng)膜和晶體均可誘導(dǎo)角膜產(chǎn)生[30]。
參 考 文 獻(xiàn):
[1]Ellen A Schmitt,John E Dowling.Early retinal development in the Zebrafish(Danio rerio):light and electronmicroscopic analyses[J].The Journal of Comparative Neurology,1999,404(4):515—532
[2]Kimmel C B,Hatta K,Eisen J S.Genetic concrol of primary neuronal development in the zebrafish[J].Development,1991,2(suppl):47—57
[3]Mui S H,Kim J W,Lemke G,et al.Vax genes centralize the embryonic eye[J].Genes & Development,2005,19(10):1249—1254
[4]Li J.Studies on Apoptosis and molecular differentiation during early eye development of toad,Bufo raddei Stranch[D].Thesis for Master of Science.Lanzhou University,Lanzhou.2009[李杰.花背蟾蜍晶狀體發(fā)育相關(guān)Pax6 variant新基因生物學(xué)特性及功能的初步研究.蘭州大學(xué),蘭州.2009]
[5]Feng B S,Ge R C,Tong Y X.Early eye morphogenesis in the Bufo raddei[J].Asian Herpetological Research,1984,3(3):5—13[伯森,葛瑞昌,仝允栩.花背蟾蜍眼的形態(tài)發(fā)生的研究.兩棲爬行動(dòng)物研究,1984,3(3):5—13]
[6]Shi P,Wang Z R.Studies on morphogenesis of mouse eye[J].Journal of Lanzhou University(Natural Science),1999,35(1):158—160[史萍,王子仁.小白鼠眼的形態(tài)發(fā)生的研究.蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1999,35(1):158—160]
[7]Wang J.Study on the relationship between the schooling structure of Pseudorasbora parva and their vision[D].Thesis for Master of Science.Shanghai Ocean university,Shanghai.2014[王軍.麥穗魚(yú)群體結(jié)構(gòu)與視覺(jué)關(guān)系的研究.碩士學(xué)位論文.上海海洋大學(xué),上海.2014]
[8]He T,Xiao Z Z,Liu Q H,et al.Histological observation of eye ontogeny in rock bream larvae(Oplegnathus fasciatus)[J].Marine Sciences,2012,36(3):49—53[何滔,肖志忠,劉清華,等.條石鯛視覺(jué)器官早期發(fā)育的組織學(xué)觀察.海洋科學(xué),2012,36(3):49—53]
[9]Kynard B,Zhuang P,Zhang T,et al.Ontogenetic behavior and migration of Dabry's sturgeon,Acipenser dabryanus,from the Yangtze River,with notes on body color and development rate[J].Environmental Biology of Fishes,2003,66(1):27—36
[10]Zhang H,Wei Q W,Du H,et al.Present status and risk for extinction of the Dabry's sturgeon(Acipenser dabryanus)in the Yangtze River watershed:a concern for intensified rehabilitation needs[J].Journal of Applied Ichthyology,2011,27(2):181—185
[11]Zhang C G,Zhao Y H,Kang J G,et al.A discussion on resources status of Myxocyprinus asiaticus(Bleeker)and their conservation and the recovery[J].Journal of Natural Resources,2000,15(2):155—159[張春光,趙亞輝,康景貴,等.我國(guó)胭脂魚(yú)資源現(xiàn)狀及其資源恢復(fù)途徑的探討.自然資源學(xué)報(bào),2000,15(2):155—159]
[12]Wan S L,Pei J T,Liu X G,et al.Preliminary studies on artificial breeding and fish breeding of Myxocyprinus asiaticus[J].Reservoir Fisheries,2002,32(1):6—8[萬(wàn)松良,裴家田,劉興國(guó),等.胭脂魚(yú)人工繁殖和魚(yú)苗培育初步研究.淡水漁業(yè),2002,32(1):6—8]
[13]Zhang L L,Wan Q,Cheng Q Q,et al.Sequence of mitochondrial cytochrome b gene of Myxocyprinus asiaticus and phylogeny of Catostomidae fishes[J].Freshwater Fisheries,2011,41(4):55—60[張麗麗,萬(wàn)全,程起群,等.胭脂魚(yú)細(xì)胞色素b基因序列測(cè)定及亞口魚(yú)科系統(tǒng)進(jìn)化分析.淡水漁業(yè),2011,41(4):55—60]
[14]Yuan C Y.Optimum protein and energy levels,feeding levels and phosphorus requirement and utilization of plant protein source for Myxocyprinus asiaticus[D].Thesis for Doctor of Science.Huazhong Agricultural University,Wuhan.2011[袁勇超.胭脂魚(yú)適宜蛋白能量水平,投喂水平和磷需要量及對(duì)植物蛋白源的利用研究.博士學(xué)位論文.華中農(nóng)業(yè)大學(xué),武漢.2011]
[15]Yi J H.Effects of initial feeding on rate of survival of larval and Juvenile Chinese Sucker,Myxocyprinus asiaticus[D].Thesis for Master of Science.Southwest University,Chongqing.2014[易建華.不同開(kāi)口餌料對(duì)胭脂魚(yú)仔稚魚(yú)成活率的影響.碩士學(xué)位論文.西南大學(xué),重慶.2014]
[16]Zhang T,Zhuang P,Zhang L Z,et al.Early life behavioral development of Myxocyprinus asiaticus[J].Journal of Fishery Sciences of China,2002,9(3):215—219[張濤,莊平,章龍珍,等.胭脂魚(yú)早期生活史行為發(fā)育.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),2002,9(3):215—219]
[17]Jin L,Zhao N,Zhou C J,et al.Effects of starvation on hematological parameters and hematogenesis in Myxocyprinus asiaticus[J].Acta Hydrobiologica Sinica,2012,36(4):665—673[金麗,趙娜,周傳江,等.饑餓對(duì)胭脂魚(yú)血液指標(biāo)及造血的影響.水生生物學(xué)報(bào),2012,36(4):665—673]
[18]Hong X Y,Zhu X P,Chen K C,et al.Study on the development of the embryo and larva of American shad,Alosa sapidissima[J].Acta Hydrobiologica Sinica,2011,35(1):153—162[洪孝友,朱新平,陳昆慈,等.美洲鰣胚胎及仔稚魚(yú)的發(fā)育.水生生物報(bào),2011,35(1):153—162]
[19]Mou P,Gao L,Wang Z R.Eye morphogenesis in the Gobiocypris rarus[J].Acta Hydrobiologica Sinica,2005,29(6):607—614[牟萍,高嵐,王子仁.稀有鮈鯽眼的形態(tài)發(fā)生研究.水生生物學(xué)報(bào),2005,29(6):607—614]
[20]Yan T M,Yang S Y,Yang S,et al.Early eye morphogenesis of Schizothorax davidi[J].Sichuan Journal of Zoology,2014,33(2):239—243[嚴(yán)太明,楊世勇,楊淞,等.重口裂腹魚(yú)眼早期形態(tài)發(fā)生研究.四川動(dòng)物,2014,33(2):239—243]
[21]Zhao H L.Early morphogenesis of Myxocryprinus asiaticus[J].Reservoir Fisheries,2006,26(1):34—35[趙鶴凌.胭脂魚(yú)胚胎發(fā)育的觀察.水利漁業(yè),2006,26(1):34—35]
[22]Chang J B,Wang J W,Cao W X.The embryonic development of Gobiocpris rarus[J].Acta Hydrobiologica Sinica,1995,19(2):97—103[常劍波,王劍偉,曹文宣.稀有鮈鯽胚胎發(fā)育研究.水生生物學(xué)報(bào),1995,19(2):97—103]
[23]Moyer F.Electron Microscope on the Origin,Development and Genetic Control of Melanin Granules in the Mouse Eye.In:the Structure of the Eye[M].New York:Academic Press.1961,469—475
[24]Lopasov G N,Stroea O G.Morphogenesis of the vertebrate eye[J].Advances in Morphogenesis,1961,1:331—368
[25]Raymond S M,Jackson I J.The retinal pigmented epithelium is required for development and maintenance of the mouse neural retina[J].Current Biology,1995,5(11):1286—1295
[26]Shi L L,Wei Q W,Chai Y,et al.Retina development and correlated function during Dabry's sturgeon(Acipenser dabryanus)ontogeny[J].Journal of Fishery Sciences of China,2013,5(20):958—967[史玲玲,危起偉,柴毅,等.達(dá)氏鱘視網(wǎng)膜早期發(fā)育及其相關(guān)機(jī)能.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),2013,5(20):958—967]
[27]Ma A J,Wang X A,Zhunag Z M,et al.Structure of retina and visual characteristics of the half-smooth tonguesole Cynoglossus semilaevis Günter[J].Acta Zoologica Sinica,2007,53(2):354—363[馬愛(ài)軍,王新安,莊志猛,等.半滑舌鰨仔,稚魚(yú)視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)與視覺(jué)特性.動(dòng)物學(xué)報(bào),2007,53(2):354—363]
[28]Ao L.Studies on the structure and the development of olfactory and visual organ in the Southern Catfish(Silurus Meridionalis Chen)[D].Thesis for Master of Science.Southwest University,Chongqing.2002[敖磊.南方鲇嗅覺(jué)和視覺(jué)器官結(jié)構(gòu)及發(fā)育的研究.碩士學(xué)位論文.西南師范大學(xué),重慶.2002]
[29]Zhu D Y.Morphological and histological observation on the eye development of Trionyx sinensis[J].Chinese Journal of Zoology,2008,43(4):97—101[朱道玉.中華鱉眼睛發(fā)育的形態(tài)及組織學(xué)觀察.動(dòng)物學(xué)雜志,2008,43(4):97—101]
[30]Zhang H W.Developmental Biology[M].Beijing:Higher Education Press.2004,285—305[張紅衛(wèi).發(fā)育生物學(xué).北京:高等教育出版社.2004,285—305]
圖版Ⅰ 胭脂魚(yú)眼發(fā)育的形態(tài)和組織學(xué)特征
EARLY EYE MORPHOGENESIS IN THE CHINESE SUCKER(MYXOCYPRINUS ASIATICUS)
LI Fang1,GUO Zhong-Di1,LIU Ben-Xiang2and WANG Zhi-Jian1
(1.Key Laboratory of Freshwater Fish Reproduction and Development(Ministry of Education),Key Laboratory of Aquatic Science of Chongqing,School of Life Science,Southwest University,Chongqing 400715,China; 2.Wanzhou Fisheries Research Institute,Wanzhou 404020,China)
Abstract:The present study investigated the eye morphogenesis of Myxocyprinus asiaticus by histological methods.The results showed that the development of eye was involved 11 stages,including optic rudiment,optic vesicle,optic cup,lens placode,lens capsule,cornea anlage,cornea,retina cell multiplication,lens maturity,ommochrome formation,and eye formed in order.The retinal was firstly developed and then formed the different thickness of 8 layers of cells,including the inside-out,followed optic fiber layer,ganglion cell layer,inner plexiform layer,inner nuclear layer,outer plexiform layer,outer nuclear layer,rod-cone cell and the pigment epithelium,with the longest period(about 264h)from the stages of optic rudiment formation,and lasted until completed eye formation.The development of lens followed after the formation of retinal took a shortest time(74h),which began in the formation of lens placode and matured before hatching.Corneal developed lastly,and its development took about 96h from the formation of cornea anlage to the maturation,and transparent cornea developed at 1 day after hatching.Pigment deposition was significantly observed at the 4-day-old fish larvae and the layers of retina distinctly differentiated.Lens developed with fibrosis and then eye development completed.
Key words:Myxocyprinus asiaticus; Eye; Morphogenesis; Histology
中圖分類(lèi)號(hào):Q174
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1000-3207(2016)03-0507-07
doi:10.7541/2016.68
收稿日期:2015-09-16;
修訂日期:2016-01-02
基金項(xiàng)目:公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專(zhuān)項(xiàng)(201203086)資助[Supported by the Special Public Welfare Industry(Agriculture)Research(201203086)]
作者簡(jiǎn)介:李芳(1991—),女,四川人; 碩士研究生; 主要研究方向?yàn)樗a(chǎn)養(yǎng)殖。E-mail:lifang9124@foxmail.com
通信作者:王志堅(jiān)(1969—),男,教授; E-mail:wangzj1969@126.com