馬蘇大麻哈魚幼魚消化系統(tǒng)形態(tài)學(xué)和組織學(xué)觀察

李培倫，王繼隆，唐富江，魯萬(wàn)橋，劉偉

（中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所，黑龍江省冷水性魚類種質(zhì)資源及增養(yǎng)殖重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150070）

魚類攝取水體中的食物，經(jīng)過消化系統(tǒng)一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)活動(dòng)，使食物變成簡(jiǎn)單易吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)魚體的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖[1，2]。魚類消化系統(tǒng)主要分為消化道和消化腺，消化道包含口咽腔、食道、胃、腸道等，而消化腺則由胃腺、腸腺、肝臟等器官組成，各個(gè)組成部分的形態(tài)特征直接關(guān)系到魚類攝取食物的種類及大小。目前，已研究了大鱗大麻哈魚Oncorhynchus tshawytscha[3]、鰱Hypophthalmichthys molitrix[4]、哲羅鮭Hucho taimen[5]和西昌華吸鰍Sinogastromyzon sichangensis[6]等各種魚類的消化系統(tǒng)形態(tài)學(xué)和組織學(xué)。了解不同魚類消化系統(tǒng)的外部形態(tài)及各組織器官的微生理結(jié)構(gòu)特征，已成為探索魚類消化生理機(jī)制的重要方法之一。

馬蘇大麻哈魚Oncorhynchus masou 俗稱齊孟魚、孟蘇大麻哈魚、櫻鱒等，主要分布于亞洲沿岸，包含朝鮮、韓國(guó)、日本及俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)的勘察加半島一帶，中國(guó)境內(nèi)僅分布于圖們江和綏芬河水域[7,8]。馬蘇大麻哈魚在淡水生活期間分化為入海生活的降海型和終生生活在淡水河流中的陸封型[9,10]。20 世紀(jì)70 年代以后，中國(guó)境內(nèi)馬蘇大麻哈魚的年捕撈量由幾十萬(wàn)尾急劇下降至200～300 尾，為維持其種群延續(xù)，陸續(xù)在其原始棲息水域開展了增殖放流活動(dòng)[8]。目前有關(guān)馬蘇大麻哈魚的研究主要集中在種群分布[11]、幼魚生長(zhǎng)特征[12]、年齡結(jié)構(gòu)[13]、肌肉營(yíng)養(yǎng)成分[14]等方面，而有關(guān)該魚消化系統(tǒng)組織形態(tài)學(xué)的研究未見報(bào)道。本文系統(tǒng)研究了馬蘇大麻哈魚幼魚消化系統(tǒng)的形態(tài)和組織結(jié)構(gòu)，以豐富該魚消化系統(tǒng)生理學(xué)內(nèi)容，為該魚的人工養(yǎng)殖及飼料開發(fā)提供了參考。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗(yàn)用馬蘇大麻哈魚來(lái)自中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所養(yǎng)殖車間，挑選生長(zhǎng)狀況良好，叉長(zhǎng)為（9.70±0.53）cm，體質(zhì)量為（11.30±0.86）g 的6 尾個(gè)體。采樣前試驗(yàn)用馬蘇大麻哈魚停食24 h，用MS-222 麻醉，解剖取出消化道及肝臟，拍照后，分別置于Bouin's 液中固定24 h 后，將各部分組織分開，再固定24 h，最終保存于75%酒精中。此外，還測(cè)量了馬蘇大麻哈魚形態(tài)學(xué)指標(biāo)，將魚上頜、下頜分開，用數(shù)碼相機(jī)拍照并保存。

1.2 方法

馬蘇大麻哈魚消化道及肝臟組織經(jīng)過80%～100%梯度酒精脫水，二甲苯透明，常規(guī)石蠟包埋后用SLEE 切片機(jī)切片，厚度為6 μm，經(jīng)蘇木精-伊紅（HE）染色，中性樹膠封片保存。用Carl Zeiss 光學(xué)顯微鏡觀察，SZSS 2000 系統(tǒng)拍照測(cè)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 消化系統(tǒng)形態(tài)學(xué)特征

馬蘇大麻哈魚幼魚口裂較大（圖1-1），口咽腔較寬闊，上頜較寬，下頜較窄，閉口時(shí)上頜可將下頜部分包裹（圖1-2、1-3）。魚體較小，上下頜未出現(xiàn)明顯的齒，舌位于下頜，接近唇部，舌短而尖，呈三角狀。咽部和上下頜部分均具有明顯的白色凸起，為咽骨齒（圖1-2、1-3）?？谘是恢鬄槎潭值氖车?。肝臟覆蓋于部分食道及胃的賁門部，不分葉，外部圓潤(rùn)平滑，呈淡紅褐色。胃呈現(xiàn)明顯的“V”型，胃體部與幽門部?jī)?nèi)側(cè)布滿密集的幽門盲囊；幽門盲囊為圓柱狀，長(zhǎng)而細(xì)。幽門部后為腸道，腸道細(xì)長(zhǎng)，腸前端少部分含有幽門盲囊，后端較長(zhǎng)無(wú)幽門盲囊（圖1-4、1-5）。

圖1 馬蘇大麻哈魚幼魚消化系統(tǒng)形態(tài)學(xué)觀察Fig.1 Morphology of the digestive system in juvenile masu salmon Oncorhynchus masou

2.2 消化系統(tǒng)組織學(xué)觀察

2.2.1 食道

馬蘇大麻哈魚食道連接口咽腔和胃部，較短且粗厚。組織學(xué)觀察顯示，食道由黏膜層、黏膜下層、肌肉層及漿膜層4 部分組成，內(nèi)部具有6～9 個(gè)連續(xù)的黏膜褶皺凸起，每個(gè)褶皺凸起具有若干分支（圖2-1）。漿膜層在食道最外側(cè)，較薄，主要由結(jié)締組織和間皮細(xì)胞構(gòu)成，厚度約為（13.20±3.30）μm。食道組織中肌肉層發(fā)達(dá)、較厚，約（480.32±117.19）μm，為橫紋肌，內(nèi)外部環(huán)肌分布均勻且連續(xù)，無(wú)斷裂層（圖2-2）。黏膜下層主要由結(jié)締組織構(gòu)成，較疏松，與肌肉層之間界限明顯，厚薄不均一，黏膜褶皺凸起部位較厚，其余部分較均一。黏膜下層厚度約為（212.62±67.79）μm（圖2-2）。黏膜層由多層細(xì)胞構(gòu)成，黏膜褶皺較長(zhǎng)，有分支，黏膜層外側(cè)具有排列緊密的單層柱狀上皮細(xì)胞，較粗，細(xì)胞核位于基底，染色較深，細(xì)胞質(zhì)為空泡狀，在單層柱狀上皮細(xì)胞間有少量的杯狀細(xì)胞（圖2-3）。黏膜層厚度約為（313.18±40.90）μm。

2.2.2 胃

馬蘇大麻哈魚的胃明顯比食道膨脹變粗，主要由賁門部、胃體部、幽門部及幽門盲囊4 部分組成。整個(gè)胃部組織由內(nèi)向外由黏膜層、黏膜下層、肌肉層和漿膜層組成。胃組織中黏膜層向胃腔內(nèi)部伸出密集的黏膜褶皺。組織學(xué)結(jié)果顯示，賁門部黏膜層黏膜褶皺分支較少，呈柱狀，排列較整齊，厚薄均一（圖2-4、2-5、2-6）；胃體部上黏膜褶皺凸起較大，分支較多，彎曲呈樹枝狀（圖2-7、2-8）；幽門部黏膜褶皺凸起呈柱狀，排列較疏松（圖2-9、2-10）。幽門盲囊獨(dú)立于胃組織外部，呈圓柱棒狀，內(nèi)部有7～11 個(gè)黏膜褶皺凸起，排列較疏松，與幽門部相似（圖2-11、2-12）。胃組織黏膜層外部整齊而緊密地排列著柱狀上皮細(xì)胞，柱狀上皮細(xì)胞的細(xì)胞核染色較深，位于細(xì)胞底部，其中賁門部和胃體部黏膜層柱狀上皮細(xì)胞間有少量杯狀細(xì)胞。賁門部黏膜層較薄，厚約（55.5±6.86）μm，而胃體部、幽門部和幽門盲囊黏膜層較厚，分別為（145.32±17.34）μm、（160.14±46.64）μm 和（133.43±41.46）μm。黏膜下層直接與黏膜層相連，主要是較薄且排列疏松的結(jié)締組織，其中賁門部厚度約（49.56±11.23）μm、胃體部厚度約（32.07±3.83）μm、幽門部厚度約（19.94±6.50）μm、幽門盲囊厚度約（10.79±2.46）μm。賁門部、幽門部及幽門盲囊部肌肉層排列較疏松，均為橫紋肌，其厚度分別為（139.39±13.64）μm、（24.36±4.90）μm 和（3.07±0.51）μm。胃賁門部、胃體部、幽門部及幽門盲囊的漿膜層較薄，分別為（5.11±1.11）μm、（4.31±0.51）μm、（3.17±1.32）μm 和（1.03±0.75）μm。

2.2.3 腸道

馬蘇大麻哈魚的腸道平直、較細(xì)、無(wú)彎曲；在靠近胃幽門部的部位，腸道上面有幽門盲囊（圖2-13），后端表面平整光滑且無(wú)幽門盲囊（圖2-15）。腸道同食道、胃等組織結(jié)構(gòu)相似，均由黏膜層、黏膜下層、肌肉層和漿膜層等部分組成。腸道前端、后端的漿膜層和肌肉層較薄，分別厚約（3.55±0.35）μm和（12.97±1.39）μm。腸道肌肉層為橫紋肌，前端[約（42.71±12.33）μm]比后端厚[約（15.61±2.66）μm]。黏膜層褶皺向內(nèi)凸呈圓柱狀，排列較疏松，黏膜層上皮由排列緊密的柱狀上皮細(xì)胞構(gòu)成，其上分布著大量杯狀細(xì)胞（圖2-14、2-16），腸道前端黏膜層厚約（244.31±39.45）μm，后端約（141.11±20.27）μm。

2.2.4 肝臟

由圖2-17 可知，馬蘇大麻哈魚肝臟組織結(jié)構(gòu)清晰，結(jié)締組織較少，肝小葉的界限不明顯。肝細(xì)胞體積較大，呈圓形或橢圓形，細(xì)胞核較大，呈圓球，染色較深，位于肝細(xì)胞中央，部分肝細(xì)胞出現(xiàn)雙核現(xiàn)象。肝細(xì)胞多排成單列或雙列，以中央靜脈為中心向四周呈放射狀排列形成一個(gè)個(gè)肝板結(jié)構(gòu)，肝板之間縫隙為肝血竇。肝組織門管區(qū)明顯，小葉間膽管結(jié)構(gòu)較清晰，呈規(guī)則的圓形，膽管內(nèi)部由單層的近立方形細(xì)胞構(gòu)成，管徑較?。▓D2-17）。肝組織中血管結(jié)構(gòu)明顯，呈圓形或長(zhǎng)橢圓形，內(nèi)含少量的紅細(xì)胞（圖2-18）。

圖2 馬蘇大麻哈魚幼魚消化系統(tǒng)組織學(xué)觀察Fig.2 Histology of the digestive system in juvenile masu salmon O.masou

3 討論

3.1 消化系統(tǒng)形態(tài)與攝食習(xí)性的關(guān)系

依所食的食物類型，魚類的攝食習(xí)性一般可分為肉食性、草食性、雜食性等。在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中，不同攝食習(xí)性的魚類形成其獨(dú)特的消化系統(tǒng)，相同攝食習(xí)性的不同物種的消化系統(tǒng)亦有差異[2]。整體來(lái)講，不同攝食習(xí)性魚類的消化系統(tǒng)組成雖存在差異，但均能滿足該物種的正常攝食生長(zhǎng)[16]。馬蘇大麻哈魚為典型肉食性魚類，口裂大，幼魚具有明顯的咽骨齒，而成魚具有發(fā)達(dá)的舌齒和頜齒，適合攝食各類餌料生物，如魚類、水生昆蟲、底棲動(dòng)物、甲殼類和魚卵等[8,15]。食道短粗，食物在此停留時(shí)間較短，發(fā)達(dá)的肌肉層使其具備較強(qiáng)的伸縮性，利于食物的吞咽。胃呈“V”型，容量較大，明顯地區(qū)分為賁門部、胃體部和幽門部，這與條石鯛Oplegnathus fasciatus[17]、太門哲羅鮭Hucho taimen[18]、秦嶺細(xì)鱗鮭Brachymystax lenok tsinlingensis[19]等肉食性魚類相似。一般肉食性魚類具有獨(dú)特的幽門盲囊[20]，而馬蘇大麻哈魚胃的幽門部延伸出較多細(xì)長(zhǎng)的幽門盲囊，能夠增加魚類對(duì)食物的消化面積，更好地吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。馬蘇大麻哈魚腸道細(xì)長(zhǎng)無(wú)盤區(qū)，這些特點(diǎn)均符合肉食性魚類消化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，而與一般的草食性、雜食性魚類不同[21]。

3.2 消化系統(tǒng)組織特征

一般來(lái)講，魚類消化道各組織結(jié)構(gòu)組成相似，由內(nèi)至外，依次可分為黏膜層、黏膜下層、肌肉層和漿膜層[2]。馬蘇大麻哈魚幼魚食道肌肉層較厚，具有較高的黏膜褶皺，分支較多，黏膜上皮密集排列著單層柱狀細(xì)胞，這些細(xì)胞間分布著杯狀細(xì)胞。該類杯狀細(xì)胞可分泌黏液，潤(rùn)滑食物，利于食物順利通過食道進(jìn)入胃部[22]。馬蘇大麻哈魚胃呈“V”型，與虹鱒Oncorhynchus mykiss[23]、太門哲羅鮭[18]類似，其賁門部與食道相連，黏膜褶皺排列緊密，其上密集排列著單層柱狀細(xì)胞，杯狀細(xì)胞較少，可有效伸縮增大胃組織面積，推測(cè)賁門部主要作用為食物存儲(chǔ)及預(yù)消化。胃體部具有大量黏膜褶皺，褶皺分支較多，其上具有大量的杯狀細(xì)胞。杯狀細(xì)胞具有分泌潤(rùn)滑液、吸收轉(zhuǎn)運(yùn)大分子、輔酶因子、抵御外來(lái)致病因子等作用[24,25]。胃體部具有較多的幽門盲囊且肌肉層發(fā)達(dá)，其厚度明顯高于賁門部和幽門部，該部位能夠有效增強(qiáng)胃部蠕動(dòng)。杯狀細(xì)胞可分泌大量的黏液，防止食物機(jī)械損傷胃上皮，有利于食物消化吸收[18]。幽門部較薄，肌肉層不發(fā)達(dá)，黏膜褶皺排列較疏松，其上延伸出密集的幽門盲囊。幽門盲囊為長(zhǎng)圓柱狀，中空，內(nèi)部具有排列松散的約7～11 個(gè)黏膜褶皺。細(xì)小的食物糜流經(jīng)幽門部時(shí)，進(jìn)入幽門盲囊中，進(jìn)一步擴(kuò)大了胃部與食物的接觸面積，提高吸收營(yíng)養(yǎng)的效率[20]。馬蘇大麻哈魚的腸道平直、較細(xì)，連接幽門部的腸道表層具有少量的幽門盲囊，而后端無(wú)幽門盲囊，故將腸道分為前端和后端，相對(duì)來(lái)講，前、后端腸道漿膜層、肌肉層和黏膜下層均較薄，而黏膜上層較厚，從腸道前端至后端，黏膜上層逐漸變薄。本研究結(jié)果推斷，馬蘇大麻哈魚腸道前端主要作用為運(yùn)輸未消化完全的食物，兼具吸收少量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的功能，而后端腸道中杯狀細(xì)胞較多，可分泌出黏液，有助于糞便的順利排出。

肝臟為最大的消化腺，在魚類代謝過程中具有重要的作用。馬蘇大麻哈魚幼魚的肝臟組織結(jié)構(gòu)清晰，但肝實(shí)質(zhì)中結(jié)締組織較少，肝小葉之間的界限不明顯，肝板以中央靜脈為中心向四周呈放射狀排列，肝板之間縫隙為肝血竇。這與秦嶺細(xì)鱗鮭[19]，鱖Siniperca chuatsi[26]等大多數(shù)魚類肝組織微結(jié)構(gòu)相似。馬蘇大麻哈魚肝臟內(nèi)部具有較多的中央靜脈和膽管，與翹嘴紅鲌Erythroculter ilishaeformis、黃尾密鲴Xenocypris davidi 等[27]相似。

整體來(lái)講，馬蘇大麻哈魚幼魚消化系統(tǒng)的組織學(xué)特征與其消化功能相適應(yīng)，與食性具有密切的相關(guān)性：口咽腔可咬破或磨碎食物外層，迅速通過食道，儲(chǔ)存在胃的賁門部，胃體部、幽門部及幽門盲囊則對(duì)食物進(jìn)行徹底的消化吸收，腸道前端亦可發(fā)揮部分消化吸收功能，而腸道后端則保障糞便的順利排出。