池養(yǎng)黑鯛性逆轉(zhuǎn)組織學(xué)觀察

陳淑吟, 張志勇, 劉海林, 許 津, 祝 斐, 賈超峰, 張志偉, 任忠宏

?

池養(yǎng)黑鯛性逆轉(zhuǎn)組織學(xué)觀察

陳淑吟, 張志勇, 劉海林, 許 津, 祝 斐, 賈超峰, 張志偉, 任忠宏

(江蘇省海洋水產(chǎn)研究所江蘇省海水魚類遺傳育種重點實驗室, 江蘇南通 226007)

黑鯛()為具性逆轉(zhuǎn)的珍貴海產(chǎn)魚類, 其個體在第3齡期雄性轉(zhuǎn)為雌性, 但性逆轉(zhuǎn)發(fā)生的詳細(xì)過程尚不清楚。為了解黑鯛性腺逆轉(zhuǎn)發(fā)生的過程, 作者通過對池塘養(yǎng)殖黑鯛3~4齡期個體進(jìn)行定期跟蹤取樣觀察, 結(jié)合組織切片顯微檢測性腺變化過程。結(jié)果顯示: 黑鯛性腺在繁殖前后變化趨勢不同; 繁殖期雌性個體約占15%; 繁殖后至7月份是性腺由雄逆轉(zhuǎn)為雌主要時期; 8月份全部個體性腺外觀表現(xiàn)為卵巢形式; 到9月底, 個別性腺的精巢組織又開始發(fā)育; 到12月底樣本性腺有雄性、雌性及雌雄同體同時發(fā)育3種形式。此外, 分析了黑鯛性腺成熟系數(shù)與肝質(zhì)量系數(shù)的周年變化趨勢。研究獲得了詳細(xì)的3~4齡黑鯛性逆轉(zhuǎn)發(fā)生過程及性逆轉(zhuǎn)結(jié)果, 并針對與先前報道的有關(guān)研究結(jié)果差異展開分析, 為掌握不同海區(qū)黑鯛性逆轉(zhuǎn)特性及育種研究提供了更多資料, 也為雌雄同體魚類資源利用研究提供新的參考依據(jù)。

黑鯛(); 雌雄同體; 性逆轉(zhuǎn); 性腺系數(shù); 肝臟系數(shù)

黑鯛()又稱黑棘鯛, 為鯛科(Sparidae/Lobotidae)、棘鯛屬()種類, 俗名黑加吉、烏格等, 是中國南北沿海及亞洲其他海區(qū)養(yǎng)殖的名貴經(jīng)濟(jì)魚類[1-3]。黑鯛繁殖期因海區(qū)不同有一定差異, 在江蘇沿海為4月初~5月底, 盛期為4月中旬~5月上旬[1]。黑鯛具天然性逆轉(zhuǎn)習(xí)性, 屬雄性先熟型雌雄同體[4-6]。其在第1、第2齡期全部表現(xiàn)為雄性功能, 3齡魚開始逆反轉(zhuǎn)為雌性[7]; 在非繁殖季節(jié), 精巢組織退化、卵巢組織發(fā)育, 第3齡期繁殖季節(jié)有30%~50%個體以雌性的形式參與繁殖[8]。3齡期是黑鯛性別逆轉(zhuǎn)發(fā)生的主要階段, 但該魚3+齡的性腺變化的詳細(xì)過程等尚不清楚。另外, 在中國北方沿海繁育生產(chǎn)中, 黑鯛一直到較高齡階段仍有不少比例的雄魚。因此, 黑鯛3+齡性腺逆轉(zhuǎn)情況仍然有待于詳細(xì)研究。

魚類的生殖是養(yǎng)殖魚類新品種培育與擴(kuò)群應(yīng)用的前提[9]。性逆轉(zhuǎn)的研究是魚類生殖與人為調(diào)控性腺變化的重要課題[10]。目前, 有性逆轉(zhuǎn)魚類已超過350種, 分屬于包括鯛科在內(nèi)的23個科[11]。鯛科約有133種魚類[12], 其中的許多經(jīng)濟(jì)種均具有自然性逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象, 如澳洲棘鯛()[13]、黃鰭棘鯛()[14]、平鯛()[15]等均是雄性先熟型雌雄同體種類, 黃牙鯛()等則為雌性先熟型種類[16]。作為廣泛養(yǎng)殖的名貴品種和選育研究的重點魚類, 黑鯛是性逆轉(zhuǎn)研究的重點對象與模式魚類。針對黑鯛性逆轉(zhuǎn)的基因調(diào)控、人為干擾性逆轉(zhuǎn)應(yīng)用等方面的研究[17-19], 為研究魚類生殖與性別控制提供了大量科學(xué)依據(jù)。

魚類性腺發(fā)育包括一系列復(fù)雜的細(xì)胞和組織變化。性逆轉(zhuǎn)過程不是即時完成, 從組織學(xué)水平可以得到較好解釋[11]。實驗以人工繁育、池塘養(yǎng)成的3~4齡期黑鯛為研究對象, 通過連續(xù)取樣觀察, 并運用組織切片顯微觀測方法, 了解黑鯛性腺逆轉(zhuǎn)變化特征, 不僅為生產(chǎn)中該魚類性別比例及人工性別控制誘導(dǎo)敏感期的確定提供更多基礎(chǔ)資料, 也為雌雄同體魚類的自然資源管理與利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗用魚為2012年4月江蘇海區(qū)人工繁育苗種進(jìn)行池塘養(yǎng)殖的健康成魚。取樣時間為2015年1~12月。每隔15 d取樣, 每次隨機取3尾以上, 共取樣130尾。

1.2 實驗方法

樣本進(jìn)行體質(zhì)量、體長等生物學(xué)測量, 并取性腺、肝臟進(jìn)行相應(yīng)的觀察及檢測。用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計, 并分析樣本的體質(zhì)量、體長等的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差(STDEVPA)。性腺成熟系數(shù)(gonado- somatic index, GSI, %)=(性腺質(zhì)量/體質(zhì)量)×100, 肝質(zhì)量系數(shù)(hepato- somatic index, HIS, %)=(肝質(zhì)量/體質(zhì)量)×100。

取小塊性腺組織放入10%甲醛溶液固定24 h后, 采用常規(guī)梯度乙醇脫水、石蠟包埋、包埋樣連續(xù)切片(厚度為 5~6 μm), 采用Weigert鐵蘇木素-麗春紅酸性復(fù)紅染色方法, 最后中性樹膠封片; Olympus CX41正置顯微鏡觀察, 用配套攝相系統(tǒng)拍照及軟件圖像處理。性腺分期及生殖細(xì)胞時相確定主要參考已報道文獻(xiàn)的分期方法[20]。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑鯛不同性別比例與生殖腺變化觀察

結(jié)合性腺外觀形態(tài)觀察與切片結(jié)果, 得到不同性別個體數(shù)量與比例(表1)。在繁殖前期, 個體性腺呈現(xiàn)以雄性為主的雌雄同體, 3月上旬才取到性腺為卵巢的雌性個體; 在繁殖期, 以雄性功能參與繁殖活動的個體約占85%, 雌性個體約15%(3/20)。繁殖結(jié)束后至7月初, 雄魚性腺快速轉(zhuǎn)變成以卵巢為主的雌雄同體形式, 此后的性腺生長為卵巢繼續(xù)增殖而精巢退化成殘跡; 到9月, 從性腺外觀看全部為雌性個體; 到10月, 有4/7個體精巢組織又開始增殖生長; 到11月, 2/3個體為雌性為主的雌雄同體; 到12月底, 樣本中雌性、雄性及雌雄同體各占1/3。

表1 黑鯛不同性別樣品的體長和體質(zhì)量統(tǒng)計(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)

注: “*”功能性雄魚

黑鯛生殖腺外觀形態(tài)變化, 從時間上可分為1~3月、4~5月、6~9月及10~12月幾個階段。其中: 1~3月份, 雌雄同體性腺明顯分為兩個區(qū)域, 精巢一側(cè)乳白色; 卵巢區(qū)域呈透明或淡黃色, 且分布有較多血管(圖1-1); 4~5月份, 雌雄同體的功能性雄魚性腺均為乳白色、充滿精液, 在精巢組織內(nèi)側(cè)邊緣布有一薄層的紅色血管明顯的卵巢部分, 有些雌雄同體性腺的卵巢組織很小, 僅在精巢組織的小角落; 雌魚卵巢大而飽滿, 外觀分布有明顯而粗大的血管, 可見卵粒游離, 沒有像成熟精巢中存在有較明顯卵巢組織類型; 繁殖季后, 性腺中的精巢組織不斷縮小退化、卵巢組織則逐漸增殖擴(kuò)大; 6月份, 精巢體積縮至小于卵巢的1/3, 外觀呈現(xiàn)卵巢為主的雌雄同體, 卵巢呈透明淡黃色(圖1-2); 7月份上旬, 精巢已基本退化為僅在卵巢外緣一側(cè)的白色薄層組織, 從性腺外觀可直接判斷為雌性個體; 8~9月份, 這一現(xiàn)象更明顯, 整個生殖腺外觀為卵巢; 10月份, 部分個體的精巢部分開始增殖, 性腺組織外側(cè)緣的白色組織略有增厚; 11月份, 繼續(xù)增殖的精巢組織中部有脊?fàn)钔黄? 12月底, 雌性個體的卵巢組織飽滿、膨大(圖2-1), 雌雄同體的精巢組織增厚并從卵巢外緣向內(nèi)包圍生長, 約占性腺體積的1/3(圖2-2)。

圖1 黑鯛1月(1-1)與6月(1-2)雌雄同體性腺外觀差異

箭頭指示卵巢組織

Arrowhead indicates ovarian tissue

圖2 黑鯛12月卵巢(2-1)與雌雄同體(2-2)性腺形態(tài)外觀

箭頭指雄性精巢組織

Arrowhead indicates testicular tissue

2.2 性逆轉(zhuǎn)的組織學(xué)觀察

切片觀察顯示, 1、2月份為生殖細(xì)胞處于早期時相的雌雄同體(圖3-1、圖3-2), 其卵巢組織位于兩個精巢內(nèi)側(cè)邊緣或完全被包圍于當(dāng)中, 精巢和卵巢之間有結(jié)締組織隔開。3月份, 雌雄同體性腺中的卵巢生殖細(xì)胞仍處于早期時相(卵細(xì)胞直徑為24~49 μm), 少數(shù)為第Ⅲ期時相早期卵母細(xì)胞, 卵徑為84~96 μm (圖3-3); 此時期, 雌性個體的卵巢生殖細(xì)胞主要是第Ⅲ~Ⅳ期(卵徑為160~289 μm), 少數(shù)的第Ⅰ、Ⅱ時相(圖3-4)。4~5月份的繁殖期, 成熟卵巢處于第Ⅳ時相晚期及第Ⅴ期, 卵細(xì)胞直徑為410~558 μm, 也有少量的第Ⅱ、Ⅲ期生殖細(xì)胞并存; 功能性雄魚性腺的成熟精巢組織間有占比很小的卵巢組織, 這種卵巢中生殖細(xì)胞為第Ⅰ、Ⅱ時相(圖3-5, 3-6); 部分根據(jù)性腺外觀判斷為雄性的樣本, 切片結(jié)果均是雄魚為主的雌雄同體, 只是由于雌性卵細(xì)胞位于精巢角落或兩精巢內(nèi)側(cè), 不易觀察到, 因此, 表中所列的雄魚可能也為雌雄同體的功能性雄魚。6~7月份, 全部雄性個體基本完成了往雌性的逆轉(zhuǎn), 成為卵巢為主的雌雄同體(圖3-7, 3-8); 處于增殖期的卵巢有大量第Ⅰ時相早期卵母細(xì)胞; 8月份完成性逆轉(zhuǎn)的性腺中精巢收縮成為附于卵巢外側(cè)殘跡, 其精小葉仍有空腔(圖3-9); 9月中旬性腺中的卵巢繼續(xù)增殖, 退化的精巢組織有精原細(xì)胞; 到9月底, 個別個體性腺中的精巢組織又開始發(fā)育(圖3-10); 10月份, 卵巢性腺中的雌性生殖組織開始出現(xiàn)第Ⅲ時相早期的卵母細(xì)胞(圖3-11), 而精巢增殖發(fā)育的性腺中卵巢部分的生殖細(xì)胞則仍是第Ⅰ、Ⅱ時相(圖3-12); 11月份的切片兩者差異比較更明顯, 逐漸發(fā)育的卵巢組織有較多處于第Ⅲ時相生殖細(xì)胞(圖3-13), 雌雄同體性腺中只是精巢在進(jìn)一步增殖發(fā)育(圖3-14); 到了12月份, 雌雄同體的精巢部分快速增殖并伴隨次級精細(xì)胞及精子大量生成(圖3-15)。

2.3 GSI與HSI的周年變化與相關(guān)性

GSI、HIS的變化趨勢與繁殖活動密切相關(guān), 見圖4。繁殖前GSI水平呈逐漸上升趨勢, 在3月中旬GSI值最大為5.09%, 此時部分雄性個體已有精液; 隨著生殖細(xì)胞的不斷成熟, GSI不斷上升; 4月初個體的GSI均>6.11%, 個別超過8%, 4月中旬的GSI達(dá)到峰值(生殖細(xì)胞為第Ⅴ期), 平均值6.49%, 其中, 雌魚GSI全部>7.50%, 最大值達(dá)11.87%, 雄魚GSI水平相差較大, 最大值為8.78%。5月初檢測到全部樣本GSI下降至5.39%以下, 卵巢部分區(qū)域透明, 5月中旬GSI快速下降, 平均值降為0.51%。GSI的變化趨勢與黑鯛繁殖盛期活動一致。繁殖后, 直至7月份, GSI才略有上升, 不過至11月份, GSI仍處于較低水平的緩慢上升態(tài)勢。

HIS變化則表現(xiàn)為相對平穩(wěn)中有波動的現(xiàn)象, 見圖4。在3月中旬, 精巢卵巢生殖細(xì)胞變態(tài)成熟期前(Ⅳ期), HSI達(dá)到峰值, 平均達(dá)2.94%, 個別個體HIS最高達(dá)4.89%, 4月降為1.9%, 5月中旬最低降為1.23%。完成產(chǎn)卵后, HSI又開始略微回升, 6月中略降為1.35%, 過了夏季后隨著魚體能量積累又緩慢上升。

從12月份開始, 可能由于黑鯛全部轉(zhuǎn)入室內(nèi)溫棚越冬不投餌料等原因, 個體的GSI及HIS數(shù)值均相應(yīng)有所下降。

圖3 黑鯛不同月份性腺變化與性逆轉(zhuǎn)的切片觀察

TT. 精巢; OT. 卵巢; RT. 退化精巢; Sp. 精子; CT. 精巢與卵巢間的連接組織

TT. testicular tissue; OT. ovarian tissue; RT. regressed testis; Sp. spermatid; CT. connective tissue

圖4 黑鯛GSI與HSI的周年變化趨勢

3 討論

3.1 黑鯛的性逆轉(zhuǎn)特征

性逆轉(zhuǎn)是魚類生殖對策特殊性與多樣性的一個反映。本實驗通過跟蹤檢測江蘇沿海池養(yǎng)的黑鯛3齡期整年的性腺變化, 對性逆轉(zhuǎn)發(fā)生過程有了較詳細(xì)的了解。同時, 鑒于黑鯛性逆轉(zhuǎn)的特殊性, 尤其在由雌往雄或雄往雌變化的初期, 通過組織切片觀察能得到比單憑外觀形態(tài)觀察更為準(zhǔn)確的性別判斷。與先前的相關(guān)研究結(jié)果相比, 本地黑鯛的性逆轉(zhuǎn)發(fā)生既有相似之處, 更有明顯不同的特性。在成熟雄魚性腺中卵巢占極小比例; 繁殖結(jié)束后至7月份是雄魚基本完成性逆轉(zhuǎn)時期; 到了第四季以卵巢為主的雌雄同體性腺中精巢組織又開始發(fā)育, 非繁殖季是性腺逆轉(zhuǎn)的時期, 但這當(dāng)中既有從雄往雌, 也有后期的從雌往雄的變化。這相似于Huang等[21]描述的, 在第1、2齡時黑鯛功能性雄魚中卵巢僅占極小比例, 而在非繁殖季相反, 精卵巢變化與季節(jié)明顯相關(guān); 黑鯛在3齡期非繁殖季節(jié)以雌性卵巢為主的性腺形式, 仍與Lau等[8]描述的關(guān)于非繁殖季第1、2齡黑鯛的情況一樣。從作者10月份、11月份樣本切片對比中發(fā)現(xiàn), 精巢再發(fā)育的性腺中卵巢的雌性生殖細(xì)胞均為較早的第Ⅰ、Ⅱ時相, 而單有雌性卵巢發(fā)育的生殖細(xì)胞有不少為第Ⅲ時相早期或中期。在第3齡期, 參與繁殖活動的雌魚占15%的比例, 遠(yuǎn)低于先前有關(guān)報道中[7-8, 19]的30%~50%的比例。這同一批魚在第4齡繁殖期, 檢測到雌魚比例增加了30%, 就是在非繁殖期逆轉(zhuǎn)成卵巢為主的性腺中有55%再逆轉(zhuǎn)成精巢為主的性腺。在第4齡期, 參與繁殖的雌魚比例有45%, 這一比例與先前研究報道[7-8, 19]的第3齡期的比例相近。

性逆轉(zhuǎn)成雌魚的比例存在較大差異, 主要可能與黑鯛本身來源不同有關(guān)。黑鯛適應(yīng)性較廣, 于中國南北沿海均有分布, 由于水溫、鹽度等生態(tài)條件不同及季風(fēng)的影響, 東海以南與黃海以北的黑鯛幼體之間的相互遷移受阻, 黑鯛存在有一定程度的南北種群差異[22]; 地理歷史、海流等同樣對黑鯛南北種群遺傳分化產(chǎn)生影響[23]; 不同海區(qū)來源的黑鯛, 在體色、紋理及遺傳上已有較多變化[3]。在繁殖習(xí)性上, 不同海區(qū)中鯛科魚的繁殖季節(jié)基本是從南到北隨緯度增加而延后[16]。黑鯛的繁殖期在中國的江蘇、山東等北方沿海為4月~5月份, 而在南方為12月底到來年3月[14, 2, 15], 時間相差約一個季節(jié)。另一方面, 大部分硬骨魚類的性別決定具有可塑性[24-25]; 性別決定受環(huán)境、遺傳、激素等多種因素的綜合作用與影響[26-27]; 甚至有環(huán)境性逆轉(zhuǎn)(environmental sex reversal, ESR)的說法[10]; 環(huán)境決定模式通常為溫度決定模式[28]; 如半滑舌鰨()在28℃和32℃高溫下, 雄性比例分別達(dá)到69.2%和66.7%[29]。魚類的性別比例甚至受養(yǎng)殖模式影響, 如日本鰻鱺()在精養(yǎng)池養(yǎng)殖的雄性比例高于在土池養(yǎng)殖的[30]。本實驗黑鯛的人工繁殖親本來源及苗種池塘養(yǎng)成均屬北方的黃海海區(qū), 之前相關(guān)的報道中[7-8, 19]樣本為南方東海海區(qū), 為了適應(yīng)所棲居水環(huán)境, 黑鯛性逆轉(zhuǎn)發(fā)生也可能受影響。

魚類開始發(fā)生性逆轉(zhuǎn), 有些研究認(rèn)為可能是要達(dá)到一定體長而不是年齡[24, 31-32]。本實驗中不同性別形式的個體在體長與體質(zhì)量上沒有明顯差異; Du等[2]也報道3齡雌魚與雄魚在個體大小與體長沒有明顯不同。Hughes等[33]得出平鯛成熟時的兩性個體大小類似。Bhandari等[34]認(rèn)為雌雄同體種類的個體大小與年齡及性別有重要關(guān)系, 它們總是保持繁殖力較高的性別形式。性逆轉(zhuǎn)的發(fā)生, 可能與魚類本身的繁殖策略有關(guān)[11, 35]; 或者是, 為了在不同環(huán)境條件時的個體生存成本損失的最小化, 性逆轉(zhuǎn)可以發(fā)生在幾天或幾個月的時間里[36]; 再如小丑魚()性逆轉(zhuǎn)成雌魚后, 性腺中仍有精原細(xì)胞仍然具有雙向轉(zhuǎn)變的潛力[37]。

3.2 鯛科魚類的性逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象

鯛科中已知的主要經(jīng)濟(jì)種多是具有性逆轉(zhuǎn)習(xí)性的雌雄同體[15], 而且性逆轉(zhuǎn)形式多種多樣。與黑鯛一樣的雄性先熟型種類, 如金頭鯛(), 在1齡期是雄性先成熟并參與繁殖, 到24個月時80%個體為雌性, 不再發(fā)生逆轉(zhuǎn); 另外的部分重復(fù)發(fā)生性逆轉(zhuǎn), 其中又有80%轉(zhuǎn)為雌性[38]; 黃鰭鯛在9月~翌年l月期間, 1齡組中雄性魚占34.64%, 雌雄同體占65.36%; 2齡組中雌性魚占19.30%, 雌雄同體占80.70%; 3齡以上全都為雌性魚[39]。這些魚類的性逆轉(zhuǎn)程序與黑鯛相似, 也是從雄性轉(zhuǎn)變?yōu)榇菩弁w再轉(zhuǎn)變?yōu)榇启~, 成熟雌魚不再發(fā)生性逆轉(zhuǎn)。黑鯛在成熟雌魚性腺中沒明顯的精巢組織, 這方面與黃鰭鯛一樣, 與澳洲棘鯛不同[13-14]。澳洲棘鯛性腺變化更復(fù)雜, 其在2齡時大部分為功能性雄魚, 但也有一部分直接轉(zhuǎn)化為功能性雌魚, 有些雄魚一生是雄魚不轉(zhuǎn)化為雌魚[13]。雌性先熟型的黃牙鯛, 3齡前以雌性為主, 在4~5齡時雌雄同體占44%~50%, 5齡后則以雄性為主, 至8齡后全為雄魚[16], 因此在不同時期捕獲到的樣品會有雌雄比例不同的情況。

黑鯛的雌雄同體階段占據(jù)了較長生活時期, 其雌雄同體不只出現(xiàn)在非繁殖季節(jié)性逆轉(zhuǎn)階段, 也在繁殖期。如果照該研究得到的性逆轉(zhuǎn)比例, 在黑鯛5齡魚中就會仍有雄魚, 具體到什么時間全部轉(zhuǎn)為雌魚或是否有類似于終生有雌雄性腺、或類似于澳洲棘鯛有一直表現(xiàn)為雄魚等的狀況, 仍有待進(jìn)一步跟蹤研究。

3.3 黑鯛GSI與HIS的周年變化趨勢

性腺成熟系數(shù)和肝質(zhì)量系數(shù)是衡量魚類性腺發(fā)育的重要指標(biāo)。GSI在性腺發(fā)育成熟至第Ⅴ期, GSI也達(dá)到最大值; 繁殖后GSI隨著性腺的退化吸收而下降, 因而根據(jù)成熟系數(shù)水平可以判斷魚類的生殖季節(jié)時間。不同種類的GSI系數(shù)也不同。文中黑鯛的GSI在繁殖高峰時的最大值比黃鰭鯛[39]、黃鯛[16]等的要低。文中GSI當(dāng)年峰值等變化趨勢與黑鯛繁殖期一致; 繁殖結(jié)束后至7月期間, GSI一直處于較低水平, 此階段黑鯛正處于卵巢與精巢間此起彼伏的性逆轉(zhuǎn)狀態(tài)。7月份中旬以后GSI逐漸上升, 性腺已基本轉(zhuǎn)變成以卵巢增殖為主的形式。

肝臟為繁殖活動積累能量, 對性腺發(fā)育過程起著重要作用。HSI在性腺發(fā)育至第Ⅳ時達(dá)最大值; 性腺發(fā)育至第Ⅴ期時, HIS明顯下降, 此時期與GSI呈一定的負(fù)相關(guān)。該變化態(tài)勢與條石鯛[40]及紅笛鯛[41]的相似。在黑鯛完成產(chǎn)卵之后, HIS略有回升后又下降, 再緩慢上升, 可能由于非繁殖季節(jié)的雌雄性腺的逆轉(zhuǎn)變化影響, HIS值一直表現(xiàn)為波動狀態(tài)。

[1] 朱德芬. 黑鯛人工養(yǎng)殖技術(shù)[J]. 水產(chǎn)養(yǎng)殖, 1996, 1: 30-32. Zhu Defen. The artificial cultivation technology of black porgy[J]. Aquaculture, 1996, 1: 30-32.

[2] Du J L, Lin B Y, Lee Y H, et al. The possible mechanism of sex change in the protandrous black porgy,[J]. Journal of Fishery Sciences of Taiwan, 2003, 30(2): 101-119.

[3] 吳仁協(xié), 劉靜, 樊冀蓉, 等. 黑棘鯛的命名和分類地位探究[J]. 海洋科學(xué), 2011, 35(5): 117-119.Wu Renxie, Liu Jing, Fan Jirong, et al. A review on the nomenclature and taxonomic status of the black porgy,(Perciformes: Sparidae)[J]. Marine Sciences, 2011, 35(5): 117-119.

[4] 鈴木克美, 熊國強. 硬骨魚類的雌雄同體現(xiàn)象[J]. 水產(chǎn)科技情報, 1990, 18(1): 45-55.Suzuki Kazumi, Xiong Guoqiang. Hermaphrodite phenomenon in bony fishes[J]. Aquatic Science and Technology Intelligence, 1990, 18(1): 45-55.

[5] Chang C F, Lee M F, Chen G R. Estradiol-17β associated with the sex reversal in protandrous black porgy,[J]. Journal of Experimental Zoology, 1994, 268(1): 53-58.

[6] 孫遠(yuǎn)東, 譚立軍, 唐新科, 等. 魚類性別決定及其基因的研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, 36(18): 7691- 7692. Sun Yuandong, Tan Lijun, Tang Xinke, et al. Research progress in the sex determination and sexual gene of fish[J]. Agricultural Science of Anhui, 2008, 36(18): 7691-7692.

[7] Wu G C, Chang C F. Oocytes survive in the testis by altering the soma fate from male to female in the protandrous black porgy,[J]Biology Reprodution, 2013, 88 (1): 1-10.

[8] Lau E L, Lee M F, Chang C F. Conserved sex-specific timing of meiotic initiation during sex differentiation in the protandrous black porgy[J]. Biology of Reproduction, 2013, 88(6): 1-13.

[9] 陳戟, 胡煒, 朱作言. 魚類生殖發(fā)育調(diào)控研究進(jìn)展[J]. 科學(xué)通報, 2013, 58: 103-114 Chen Ji, Hu Wei, Zhu Zuoyan. Progress in studies of fish reproductive development regulation[J]. Chinese Science Bulletin, 2013, 58: 7-16.

[10] Senior A M, Nakagawa S. A comparative analysis of chemically induced sex reversal in teleosts: challenging conventional suppositions[J]. Fish & Fisheries, 2013, 14(1): 60-76.

[11] Frisch A. Sex-change and gonadal steroids in sequentially-hermaphroditic teleost fish[J]. Reviews in Fish Biology and Fisheries, 2004, 14(4): 481-499.

[12] 樊冀蓉, 吳仁協(xié), 趙元莙, 等. 中國鯛科魚類分類和系統(tǒng)發(fā)育研究進(jìn)展[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2011, 18(2): 472-480. Fan Jirong, Wu Renxie, Zhao Yuanjun, et al. Progresses on taxonomy and phylogeny of family Sparidae from China[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2011, 18(2): 472-480.

[13] 李加兒, 區(qū)又君. 深圳灣沿岸池養(yǎng)黃鰭鯛的繁殖生物學(xué)[J]. 浙江海洋學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版), 2000, 19(2): 139-143.Li Jiaer, Ou Youjun. Studies on the reproductive biology of the pond-culturedHouttuyn in the coast of Shenzhen Bay[J]. Journal of Zhejiang Ocean University (Natural science), 2000, 19(2): 139-143.

[14] Pollock B R. The reproductive cycle of yellowfin bream,(Günther), with particular reference to protandrous sex inversion[J]. Journal of Fish Biology, 1985, 26(3): 301-311.

[15] 江世貴, 蘇天鳳, 夏軍紅, 等. 中國近海鯛科魚類種質(zhì)資源及其利用[M]. 北京: 海洋出版社, 2012: 12- 34. Jiang Shigui, Su Tianfeng, Xia Junhong, et al. Resources and utilization of the Sparidae from Chinese offshore[M]. Beijing: The Ocean Publishing Company, 2012: 12-34.

[16] 施兆鴻, 王建鋼, 高露姣, 等. 南海黃鯛性腺發(fā)育的初步研究[J]. 臺灣海峽, 2006, 25(3): 353-359. Shi Zhaohong, Wang Jiangang, Gao Lujiao, et al. Prelminary study on gonad development of Yellow sea bream,, in South China Sea[J].Journal of oceanography in Taiwan Strait, 2006, 25(3): 353- 359.

[17] Chang C F, Lee M F, Chen G L. Estradiol-17β associated with the sex reversal in protandrous black porgy,[J]. Journal of Experimental Zoology, 1994, 268: 53-58.

[18] 阮洪超, 黃瑞東. 已烯雌酚誘導(dǎo)黑鯛幼魚性逆轉(zhuǎn)[J]. 海洋科學(xué), 1997, 21(6): 6-8.Ruan Hongchao, Huang Ruidong. Use of diethylstilbestrol to induce sex reversal of adolescent fish of black sea bream,[J]. Marine Sciences, 1997, 21(6): 6-8.

[19] Lee Y H, Wu G C, Du J L, et al. Estradiol-17beta induced a reversible sex change in the fingerlings of protandrous black porgy,Bleeker: the possible roles of luteinizing hormone in sex change[J]. Biology of Reproduction, 2015, 71(4): 1270-1278.

[20] 樓允東. 組織胚胎學(xué)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 1994: 127-135.Lou Yundong. Histoembryology[M]. Beijing: ChinaAgricultural Press, 1994: 127-135.

[21] Huang J D, Lee M F, Chang C F. The morphology of gonadal tissue and male germ cells in the protandrous black porgy,[J]. Zoological Studies, 2002, 41(2): 216-226.

[22] 趙爽, 章群, 樂小亮, 等. 中國近海5個黑鯛地理群體的遺傳變異[J]. 海洋科學(xué), 2010, 34(2): 75-79. Zhao Shuang, Zhang Qun, Yue Xiaoliang, et al. Genetic variation among 5 stocks ofin China’s coastal waters[J]. Marine Sciences, 2010, 34(2): 75-79.

[23] 施曉峰, 蘇永全, 王文成, 等. 基于mtDNA控制區(qū)序列的3個黑棘鯛群體遺傳結(jié)構(gòu)特性研究[J]. 熱帶海洋學(xué)報, 2015, 34(1): 56-63.Shi Xiaofeng, Su Yongquan, Wang Wencheng, et al. Population genetic structure of three stocks ofbased on mtDNA control region sequences[J]. Journal of Tropical Oceanography, 2015, 34(1): 56- 63.

[24] Erzini K, Gon?alves J M S. The reproductive biology of(L.) from the SW Coast of Portugal [J]. Scientia Marina, 2000, 64(4): 403-411.

[25] 梅潔, 桂建芳. 魚類性別異形和性別決定的遺傳基礎(chǔ)及其生物技術(shù)操控.中國科學(xué): 生命科學(xué), 2014, 44(12): 1198-1212. Mei Jie, Gui Jianfang. Genetic basis and biotechnological manipulation of sexual dimorphism and sex determination in fish[J]. Science of China: Life Science, 2014, 44(12): 1198-1212.

[26] Hesp S A, Potter I C, Hall N G. Reproductive biology and protandrous hermaphroditism in[J]. Environmental Biology of Fishes, 2004, 70(3): 257-272.

[27] Martínez P, Vi?as A M, Sánchez L, et al. Genetic architecture of sex determination in fish: applications to sex ratio control in aquaculture[J]. Frontiers in Genetics, 2014, 5(340): 1-13.

[28] 梁卓, 陳松林, 張靜, 等. 半滑舌鰨養(yǎng)殖群體雌雄比例與自然性逆轉(zhuǎn)率[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2013, 20(1): 44-49. Liang Zhuo, Chen Songlin, Zhang Jing, et al. Analysis of the female ratio and natural sexual reversal ratio in cultured half-smooth tongue sole families[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2013, 20(1): 44-49.

[29] 鄧思平, 陳松林, 田永勝, 等. 半滑舌鰨的性腺分化和溫度對性別決定的影響[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2007, 14(5): 714-719.Deng Siping, Chen Songlin, Tian Yongsheng, et al. Gonadal differentiation and effects of temperature on sex determination in half smooth tongue-sole,[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2007, 14(5): 714-719.

[30] 謝仰杰, 張森, 黃良敏, 等. 人工養(yǎng)殖日本鰻鱺的性比及性腺發(fā)育的初步研究[C]//2011年中國水產(chǎn)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集. 廈門: 中國水產(chǎn)學(xué)會, 2011: 98. Xie Yangjie, Zhang Sen, Huang Liangmin, et al. Farmed Japanese eel sex ratio and the preliminary research on the gonad development[C]//Academic Chinese aquaculture association annual meeting 2011 abstract book. Xiamen: China Societ of Fisheries, 2011: 98.

[31] Devlin R H, Nagahama Y. Sex determination and sex differentiation in ?sh: an overview of genetic, physiological, and environmental in?uences[J]. Aquaculture, 2002, 208: 191-364.

[32] Boughamou N, Derbal F, Kara M H. Age, growth and reproduction of the black sea bream(Linnaeus) (Sparidae) in the Gulf of Annaba (Algeria)[J]. Journal of Applied Ichthyology, 2015, 31(4): 773-779.

[33] Hughes J M, Stewart J, Kendall B W, et al. Growth and reproductive biology of tarwhine(Sparidae) in eastern Australia[J]. Marine & Freshwater Research, 2008, 59(12): 1111-1123.

[34] Bhandari R K, Komuro H, Nakamura S, et al. Gonadal restructuring and correlative steroid hormone profiles during natural sex change in protogynous honeycomb grouper ()[J]. Zoology Science, 2003, 20: 1399-1404.

[35] Page Y L, Diotel N, Vaillant C, et al. Aromatase, brain sexualization and plasticity: The fish paradigm[J]. European Journal of Neuroscience, 2010, 32(12): 2105- 2115.

[36] Yamaguchi S. Time required for sex change in teleost fishes: Hormonal dynamics shaped by selection[J]. Journal of Theoretical Biology, 2016, 407: 339-348.

[37] Nakamura M, Miura S, Nozu R, et al. Opposite-directional sex change in functional female protandrous anemone fish,: effect of aromatase inhibitor on the ovarian tissue[J]. Zoological Letters, 2015, 1(1): 1-5.

[38] Zohar Y. The gonadal cycle of the captivity-reared hermaphroditic teleost(L.) during the first two years of life[J]. Annales De Biologie Animale Biochimie Biophysique, 1978, 18(4): 877-882.

[39] 洪萬樹, 張其永, 鄭建峰, 等. 港養(yǎng)黃鰭鯛性腺發(fā)育和性轉(zhuǎn)變研究[J]. 臺灣海峽, 1991, 10(3): 221-228. Hong Wanshu, Zhang Qiyong, Zheng Jianfeng, et al. Studies on gonadal development and sex inversion of yellowfin sea bream ()[J]. Journal of Oceanography in Taiwan Strait, 1991, 10(3): 221-228.

[40] 彭志蘭, 柳敏海, 傅榮兵, 等. 野生條石鯛精巢的年周期發(fā)育[J]. 海洋通報, 2013, 32(6): 700-703.Peng Zhilan, Liu Minhai, Fu Rongbing, et al. Annual development of the wildtestis[J]. Marine Science Bulletin, 2013, 32(6): 700-703.

[41] 楊春玲, 劉楚吾. 紅笛鯛()性腺發(fā)育初步研究[J]. 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 41(4): 375-379. Yang Chunling, Liu Chuwu. Preliminary study on gonad development in[J]. Guangxi Agricultural Sciences, 2010, 41(4): 375-379.

Histological observation of sex change in the cultivated black porgy,

CHEN Shu-yin, ZHANG Zhi-yong, LIU Hai-lin, XU Jin, ZHU Fei, JIA Chao-feng, ZHANG Zhi-wei, REN Zhong-hong

(Marine Fisheries Research Institute of Jiangsu Province, Jiangsu Key Laboratory for Genetics and Breeding of Marine Fishes, Nantong 226007, China)

The black porgy,, is a popular and commonly farmed fish that undergoes a male-to-female sex change at 3 years of age. However, the process by which the black porgy changes sex remains unclear. In order to determine this process, the gonadal development and sex change ofat the 3–4 year mark was studied by collecting samples regularly and analyzing samples with histological methods. Results showed that in bisexual gonads, the testicular tissue developed more predominantly, and some oogonia and primary oocytes remained in the smaller ovarian tissue from January to May. Approximately 15% of 3-year-old black porgy were females during the spawning season. The testicular tissue then began to regress and ovarian tissue started to grow after the spawning periods (June–July), with full regression of the testis accompanying the development of vitellogenic oocytes. The trend survey of the gonad dissection showed that the testicular tissue began to grow gradually at the end of September, and remained up in November and December in a subset of fish 3 years of age and older. There was an equal distribution of fish with bisexual gonads, ovaries, and testicles (each group accounted for one third of the sample population) by the end of December. In addition, annual changes in the gonado-somatic index and hepato-somatic index were analyzed. This study outlines the natural sex change process of, and may provide guidance on breeding research for hermaphrodite fish.

; hermaphrodite; sex change; gonado-somatic index; hepato-somatic index

(本文編輯: 譚雪靜)

S917.4

A

1000-3096(2017)07-0051-08

10.11759//hykx20161214005

2016-12-14;

2017-02-17

江蘇省水產(chǎn)三新工程重大項目(D2015-17); 南通市應(yīng)用基礎(chǔ)研究計劃(MS12015071, MS12015070)

[Aquatic Sanxin Engineering Major Project of Jiangsu Province, No.D2015-17; Applied Basic Research Plan of Nantong, Jiangsu Province, No.MS12015071, No.MS12015070]

陳淑吟(1966-), 女, 廣東汕尾人, 研究員, 博士, 主要從事海水魚類種質(zhì)與繁育研究, 電話: 13862908366, E-mail: shuyinchen89@163.com

Dec. 14, 2016