山區(qū)全人工繁殖雜交鱘胚胎發(fā)育特征觀察

摘要：對山區(qū)養(yǎng)殖培育的鱘魚（Acipenser sturio Linnaeus）親本進行了全人工繁殖，并對其胚胎發(fā)育進行了觀察。結果表明，在水溫17.5～19.5 ℃條件下，受精卵歷時120 h開始孵化，所需總積溫為2 054～2 405 ℃·h；根據對山區(qū)雜交鱘胚胎發(fā)育外部形態(tài)及典型特征的觀察，將其胚胎發(fā)育過程劃分為受精卵、卵裂、囊胚、原腸胚、神經胚、器官發(fā)生和出膜7個階段，共27個發(fā)育時期。卵裂為特殊的輻射裂。

關鍵詞：雜交鱘；胚胎發(fā)育；積溫；山區(qū)

中圖分類號：Q132；S917 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）14-3683-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.14.035

Abstract： The paten of Acipenser sturio Linnaeus which cultured in mountain area was propagated completely by artificial and the embryonic developments of its hybrid sturgeon were observed. The results showed that at 17.5-19.5 ℃，it took 120 h from fertilization to hatching with the accumulation temperature of 2 054-2 405 ℃·h. The embryonic development process could be divided into 7 stages，including fertilized egg stage，cell division stage， blastula stage，gastrula stage，neurula stage，organ formation stage and hatching stage，and contained twenty-seven developing phases. The cleavage pattern is a special radiation cleavage which is between fish and amphibians.

Key words： hybrid sturgeon； embryonic development； accumulation temperature； mountains area

鱘魚（Acipenser sturio Linnaeus）隸屬于硬骨魚綱（Osteichthyes）輻鰭亞綱（Actinopterygii）軟骨硬鱗總目（Chondrostei）鱘形目（Acipenseriformes），是現(xiàn)存最古老的脊椎動物之一。鱘魚無肌間小刺，肉質厚軟，營養(yǎng)豐富，尤其是用鱘魚卵加工成的魚子醬味道鮮美，是歐美市場傳統(tǒng)的高檔食品，享有“黑色黃金”的美稱[1]。由于天然資源數(shù)量遠遠不能滿足市場的需求[2，3]，鱘魚養(yǎng)殖業(yè)得到了迅速發(fā)展。20世紀70年代以來，國內外對鱘魚研究的重點逐漸轉向人工養(yǎng)殖[4，5]，開始了鱘魚的相關研究和商業(yè)性生產[6]。

貴州屬于喀斯特山區(qū)地貌，地下水資源豐富，大部分水溫15～20 ℃，適合鱘魚的生長繁殖，此外，全省水庫、河流眾多，水質良好，給鱘魚的養(yǎng)殖生產提供了良好的條件[7]。為此，1999年貴州開始引進俄羅斯鱘進行商業(yè)養(yǎng)殖，并陸續(xù)向全省范圍推廣，取得了良好效果。目前，鱘魚已成為貴州冷水魚主要養(yǎng)殖品種，其產量占全省冷水魚產量的90%以上[8]。然而，鱘魚性成熟晚、繁殖周期長，雌魚產卵間隔在1～6年[9，10]，致使鱘魚苗種及受精卵多從省外或國外購買，極大地制約了鱘魚產業(yè)的發(fā)展。

魚類早期生活史階段尤其是胚胎階段是魚類生活史中對外界環(huán)境最為敏感的階段[11]，也是機體內外器官發(fā)育的基礎階段，對魚類生長發(fā)育及健康苗種的培育起著重要作用。目前已有中華鱘（A.sinensis）[12]、史氏鱘（A. schrenckii）[13]、西伯利亞鱘（A. baeri）[14]、匙吻鱘（Polyodon spathula）[15]、小體鱘（A. ruthenus）[16]等鱘魚胚胎發(fā)育的相關研究報道，尚未見山區(qū)養(yǎng)殖鱘魚胚胎發(fā)育的詳細報道。本試驗在對山區(qū)養(yǎng)殖鱘魚進行全人工繁殖的基礎上，對其胚胎發(fā)育過程進行了觀察記錄，旨在豐富山區(qū)養(yǎng)殖鱘魚早期發(fā)育各個階段的形態(tài)特征、生理生態(tài)特點，為山區(qū)鱘魚的人工繁殖和養(yǎng)殖生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

鱘魚受精卵（史氏鱘Acipenser schrenckii ♀×西伯利亞鱘Acipenser baeri ♂，下文鱘魚均特指該品種）取自貴州省水產研究所惠水基地，人工注射LHRH-A3催熟，采用剖腹法取卵，以干法和半干法相結合的方式人工授精。受精后的卵用滑石粉脫黏后放入自動孵化瓶中孵化。孵化水溫17.5～19.5 ℃，溶氧量7.76～8.08 mg/L，pH 8.08～8.11。

1.2 胚胎發(fā)育過程觀察

在雙筒解剖鏡下（ZYT-420）觀察胚胎外部形態(tài)變化并拍照，胚胎發(fā)育前期每0.5 h觀察1次，囊胚期以后每1.5 h觀察1次。每次觀察隨機取30枚受精卵，用醫(yī)用眼科鑷子剝去卵膜后觀察。選取各個時期典型形態(tài)特征的胚胎，用75%乙醇固定，以備復查。胚胎發(fā)育時間按70%以上魚卵達到某一發(fā)育時期的時間計算。胚胎發(fā)育分期以文獻[17]為依據并參考其他學者的工作[12-16]。照片用Photoshop CS進行編排。積溫的計算公式：胚胎發(fā)育各階段的積溫=此階段胚胎發(fā)育時數(shù)×水溫。

2 結果與分析

在17.5～19.5 ℃水溫條件下，山區(qū)全人工繁殖鱘魚胚胎歷時130 h孵化出膜，整個發(fā)育過程分為受精卵、卵裂、囊胚、原腸胚、神經胚、器官發(fā)生和出膜等7個階段（表1）。

2.1 成熟卵及受精卵

成熟卵呈橢圓形，灰黑色，卵黃豐富，不透明，卵膜緊貼于卵的表面，在動物極中央有由暗色的色素環(huán)包圍著的明亮的極性斑（圖1-1）。卵受精后，卵膜吸水膨脹，形成卵間隙。之后動物極與卵黃之間出現(xiàn)較明顯的裂痕并不斷增大形成卵周隙。細胞質從植物極向動物極流動，動物極逐漸變得扁平，極性斑消失，動物極中心形成一個暗斑，暗斑周圍有一明亮帶。受精后約2 h，動物極胚盤隆起（圖1-2）。

2.2 卵裂階段

受精后3.5 h，受精卵第一次卵裂，為經裂。動物極先出現(xiàn)一條暗色的裂縫，逐漸加深形成分裂溝，將動物極一分為二，形成兩個大小相等的分裂球，胚胎進入2細胞期（圖1-3）。受精后4.5 h，第一次分裂溝到達卵細胞的赤道，開始第二次卵裂，仍為經裂，與第一次分裂溝相垂直，將受精卵分成4個大小相等的分裂球（圖1-4）。受精后5.5 h，進行第三次卵裂，仍為經裂，將受精卵分為8個大小不等的分裂球（圖1-5），此時第一、二次分裂的分裂溝在卵的下部閉合，將植物極分為大小相等的4部分（圖1-6，圖1-7）。受精后7 h，進行第四次卵裂，為緯裂，細胞分裂不完全同步，把動物極分為16個大小不等的分裂球（圖1-8，圖1-9）。受精后8 h，進行第五次卵裂，將動物極分為32個大小不等的分裂球，分裂溝穿入植物極卵黃部分，并在植物極出現(xiàn)了水平的裂溝。受精后10 h，動物極被分為越來越小的不規(guī)則細胞，并出現(xiàn)較深的色素，植物極也完全分裂（圖1-10，圖1-11）。

2.3 囊胚階段

受精后11.5 h，胚胎進入囊胚期。動物極色素逐漸變淺，中間部分出現(xiàn)深色色素，分裂球逐漸變小，分裂球之間的界限仍較清楚；植物極色素較深，分裂球較大，分裂球之間的界限明顯（圖1-12，圖1-13）。受精后15 h，胚胎進入囊胚中期，動物極分裂球進一步變小，分裂球之間的間隙較明顯，細胞核分裂不同步，分裂延伸到赤道（圖1-14）。受精后17.5 h，動物極色素逐漸變淡且明亮，明亮范圍逐漸向植物極擴大，分裂球進一步變小，分裂球之間的界限模糊不清，難以辨別單個細胞，在動物極逐漸形成囊胚腔，并稍微隆起，產生下包作用；植物極分裂球減小，但仍比動物極分裂球大（圖1-15）。

2.4 原腸階段

受精后24 h，胚胎進入原腸初期，胚層開始明顯下包，在赤道附近形成一條狹窄的色素條紋（圖1-16）。受精后26 h，胚胎進入原腸早期，動物極細胞逐漸下包，在色素帶處產生一個短而淺的狹縫狀胚孔（圖1-17）。受精后27.5 h，胚胎進入原腸中期，胚孔處細胞不斷形成和內卷，使胚孔形成一環(huán)形的帶，即胚環(huán)，此時動物極細胞覆蓋了胚胎的2/3（圖1-18）。

受精后33 h，胚胎進入大卵黃栓期，動物極逐漸變?yōu)槊S色，無法觀察到分裂球；植物極色素深，呈灰黑色，分裂球仍較清晰，動物極和植物極之間界限明顯。植物極較大的卵黃栓如一個大塞子鑲嵌在胚環(huán)內（圖1-19）。受精后37.5 h，胚胎進入小卵黃栓期，卵黃栓逐漸變小，其他部位均被明亮的動物極覆蓋（圖1-20）。

2.5 神經胚階段

受精后42 h，胚胎進入神經胚期，卵黃栓越來越小，胚孔邊緣逐漸靠攏，僅留極狹窄的裂縫（圖1-21），即隙狀胚孔期。受精后44.5 h，胚胎進入神經板早期，胚胎背部從隙狀胚孔處開始形成神經溝，膨大處形成腦，在腦的周圍開始出現(xiàn)神經褶（圖1-22）。受精后47.5 h，進入寬神經板期，胚胎背面形成增厚的神經板，在腦部周圍可見馬蹄形神經褶。之后神經板逐漸增長，神經褶中部下陷，邊緣神經褶升高并逐漸靠攏，神經板變窄，在軀干兩側形成排泄系統(tǒng)的原基。受精后50 h，進入神經管閉合期，神經褶閉合成神經管并逐漸膨大加長，腦部分化出3個腦泡，排泄系統(tǒng)原基顯著加長（圖1-23）。

2.6 器官發(fā)生階段

受精后53.5 h，胚胎進入眼囊形成期，胚胎頭部繼續(xù)分化，在前腦兩側有一對略增厚并稍向外突出的細胞團，即眼原基的雛形（圖1-24）。受精后57.5 h，尾芽形成（圖1-25），呈扁平狀，排泄系統(tǒng)原基的前部增厚，腦部稍隆起（圖1-26）。受精后65.5 h，排泄原基從身體中部延伸到尾部，前端明顯加厚，胚體隆起，稍高出球面，尾芽扁平，呈槳葉狀，稍與球面分離（圖1-27，圖1-28）。受精后70.5 h，呈短管狀的心臟原基形成，位于頭部的前下方。此時，尾芽變窄并逐漸變長，頭部前端抬高（圖1-29）。受精后75 h，頭部明顯抬高，心臟呈長管狀，有微弱的搏動，尾芽增長并略游離于卵黃囊（圖1-30）。受精后90 h，頭繼續(xù)抬高，心管呈“C”形，心臟搏動明顯，尾部繼續(xù)伸長并向頭部彎曲，約有胚胎長度的1/3離開球體。胚胎扭動頻率加快，次數(shù)增多。卵黃囊上布有血管，胚胎能在卵內轉動（圖1-31）。

2.7 出膜階段

受精后111 h，心臟搏動加快，尾末端達到或超過頭部，尾褶明顯。胚胎在膜內轉動頻繁，尾部不斷拍擊卵膜（圖1-32，圖1-33）。受精后116.5 h，尾部刺破卵膜并伸出膜外，隨后胚胎從膜內脫出，仔魚孵出（圖1-34）。受精后120 h，仔魚大量出膜，初孵仔魚隨水流流出孵化器，在水中做垂直運動。剛孵出的仔魚呈透明色，頭略向腹部彎曲，眼中心有色素斑點，卵黃囊橢圓形，背部色素較深（圖1-35，圖1-36）。受精后130 h，仔魚基本全部孵出。

3 小結與討論

鱘魚屬亞冷水性魚類，對水溫和溶氧均有較高的要求，一般生活在水溫20～26 ℃、溶氧大于6 mg/L的條件下。貴州山區(qū)水資源豐富，有地下水、溪流水、河水及水庫中下層水，水質良好無污染，適于養(yǎng)殖鱘魚。經過山區(qū)流水的長期養(yǎng)殖，能夠培育出性成熟好的親魚滿足催產需要。鱘形目魚類的繁殖力較高[18]，一般懷卵量在幾十萬粒以上，最高可以達到570萬粒[9，19]，經過山區(qū)流水養(yǎng)殖，鱘魚的懷卵量可達26萬粒。

山區(qū)鱘魚胚胎發(fā)育主要分為7個階段27個時期（表1），受精時黏性較弱，約0.5 h黏性增強，受精后吸水膨脹不明顯。根據卵黃含量的多寡及其在卵中的分布狀況，可將卵裂分為完全卵裂和不完全卵裂。卵黃少且分布均勻的卵，分裂溝可將卵完全分開即完全卵裂；卵黃多且集中的卵，就阻止分裂溝的完全分開，即不完全卵裂[20]。鱘魚是軟骨硬鱗魚，其胚胎發(fā)育與硬骨魚類有顯著不同，為介于魚類和兩棲類之間的特殊的輻射裂，雖然呈輻射裂，但也有盤狀裂的痕跡。

胚胎發(fā)育所需的時間和溫度有關。鱘魚孵化水溫一般在14～20 ℃[13，15，21]。試驗中平均水溫為18.5 ℃，孵化積溫為2 054～2 405 ℃·h，略高于施氏鱘、閃光鱘[13]，與西伯利亞鱘[14]、匙吻鱘[15]相近。胚胎孵化時間在120 h左右，稍長于施氏鱘和閃光鱘[13]，其原因可能與個體和生存環(huán)境有關，由于絕大多數(shù)魚類卵的發(fā)育是在不穩(wěn)定的體外環(huán)境中完成的，卵的發(fā)育速率和成活率受環(huán)境因子的影響極大[14，20]。

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