蘭州鯰的胚胎發(fā)育研究

◎ 文/王廷寬 馮志云 馬玲玲 楊娟 康鵬天

為闡明蘭州鯰胚胎發(fā)育規(guī)律，連續(xù)觀察從受精卵到孵化的22個發(fā)育形態(tài)特征。結(jié)果顯示：蘭州鯰受精卵為圓球形、半透明、呈黃色，卵徑為（2.08mm～2.41mm）；在孵化水溫19℃～22℃，1h20min胚盤形成，1h42min進(jìn)入卵裂期，4h5min進(jìn)入囊胚期，9h56min進(jìn)入原腸胚期，17h14min進(jìn)入神經(jīng)胚期，19h31min器官形成，受精后42h孵化出膜；蘭州鯰受精卵完成胚胎發(fā)育所需的積溫為870.10（℃?h）。本研究為蘭州鯰早期生命歷程研究和人工繁殖提供科學(xué)參考。

為闡明蘭州鯰胚胎發(fā)育規(guī)律和形態(tài)變化特征，利用人工催產(chǎn)技術(shù)開展蘭州鯰人工繁育，連續(xù)觀察從受精卵到孵化的22個發(fā)育時序和形態(tài)特征。結(jié)果顯示：蘭州鯰的胚胎發(fā)育可以分為胚盤形成期、卵裂期、囊胚期、原腸胚期、神經(jīng)胚期、器官形成期和破膜期等7個階段。蘭州鯰的胚胎在出膜前，已形成視覺、嗅覺和聽覺器官的雛形，胚胎的尾芽發(fā)生較早，仔魚利用尾部破膜。本研究從發(fā)育階段表明，器官形成期所需時間最長（19h31min～33h31min），其次是尾芽形成至破膜期（33h31min～42h1min）。

一、前言

蘭州鯰（Silurus lanzhouensis），又稱黃河鯰，屬鯰形目（Siluriformes）、鯰科（Siluridea），鯰屬（Silurus）。成魚體較長，體表光滑無鱗，黏液較多，頭呈扁平狀，眼睛較小，口大而寬，下頜較為突出，有2對須（幼魚期有3對），體后部呈側(cè)扁狀，背鰭較小，胸鰭刺后緣鋸齒微小。蘭州鯰在我國僅分布于黃河蘭州段至寧夏段，具有生長快、適應(yīng)性強、耐低溫、耐低氧等良好的生態(tài)習(xí)性，肉質(zhì)細(xì)嫩、味美，具有經(jīng)濟(jì)價值高，是黃河中下游重要的土著名優(yōu)經(jīng)濟(jì)魚類。

人工繁殖是擺脫自然束縛，提高魚類生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵手段，主要有親魚選育、人工催產(chǎn)、人工授精和仔魚培育等四個環(huán)節(jié)。魚類胚胎發(fā)育是進(jìn)行魚類增養(yǎng)殖的基礎(chǔ)，對其人工繁育和苗種生產(chǎn)有重要的指導(dǎo)意義。迄今有關(guān)蘭州鯰的報道較少，楊樹軍、李勤慎等開展了蘭州鯰的人工繁殖和培育技術(shù)。本研究通過人工催產(chǎn)進(jìn)行蘭州鯰的人工授精，并利用顯微鏡觀察的方法分析了蘭州鯰從受精卵到胚胎發(fā)育孵化的過程，豐富了蘭州鯰繁殖和胚胎學(xué)的研究，完善了其繁殖生物學(xué)資料，為其資源保護(hù)和苗種培育提供科學(xué)依據(jù)。

二、材料與方法

（一）親魚培育

試驗用蘭州鯰來自甘肅省漁業(yè)技術(shù)推廣總站白銀魚類良種試驗站，雄魚體重為0.4kg～0.8kg，雌魚體重為1.0kg～1.5kg，魚齡為3齡以上。

（二）人工授精與孵化

選取性腺成熟度較好，體表無擦傷的13尾蘭州鯰作為試驗親魚，其中雌魚8尾，雄魚5尾。按每千克親魚胸腔注射10μg促黃體激素釋放激素2號（LRH-A2）、5mg馬來酸地歐酮（DOM）的混合激素（雄魚減半）。注射完成后放入培育池微流水刺激，待效應(yīng)時間12h后，雌魚、雄魚按3:2采用半干法授精獲得受精卵，將受精卵均勻撒在棕櫚皮上，放入培養(yǎng)池中進(jìn)行微流水孵化。孵化水溫19℃～22℃，溶氧充足。

（三）胚胎發(fā)育觀察及數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

胚胎發(fā)育觀察時，每次隨機撈取30枚受精卵，在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀察，以50%以上的受精卵進(jìn)入下一發(fā)育期時期為準(zhǔn)，記錄胚胎發(fā)育各階段的時序和形態(tài)特征。圖片后期用Adobe Photoshop軟件進(jìn)行處理。參照徐革鋒等方法計算胚胎發(fā)育的有效積溫。計算公式如下：

K=T?N

K 表示完成某一時期的發(fā)育所需要的有效積溫（℃?h）；T表示發(fā)育期間的平均水溫（℃）；N表示完成某一發(fā)育時期所需要的時間（h）。

三、結(jié)果分析

（一）受精卵顏色及形態(tài)

蘭州鯰受精卵為圓球形、 半透明、 呈黃色， 卵徑為2.08mm～2.41mm，吸水膨脹后直徑為3.16mm～3.61mm。

（二）胚胎發(fā)育

孵化水溫在19℃～22℃條件下，蘭州鯰受精卵經(jīng)過42h左右孵化出膜，受精卵完成胚胎發(fā)育所需的有效積溫為870.10（℃?h），胚胎發(fā)育進(jìn)程見表1。按照胚胎發(fā)育的形態(tài)特征，參照相關(guān)文獻(xiàn)的分期標(biāo)準(zhǔn)，將蘭州鯰的胚胎發(fā)育過程劃分七個階段：胚盤形成期、卵裂期、囊胚期、原腸胚期、神經(jīng)胚期、器官形成期和出膜期。從受精卵至出膜共計22個胚胎發(fā)育特征和發(fā)育時序見圖1。

表1 蘭州鯰胚胎發(fā)育期及其特征

1.胚盤形成期

受精后1h20min，積溫達(dá)29.30（℃?h）時，原生質(zhì)由植物極向動物極遷移，動物極顏色逐漸加深，在動物極逐漸隆起形成胎盤，胚盤形成期見圖1-2。當(dāng)胎盤高度不再變化時，開始準(zhǔn)備卵裂。

2.卵裂期

受精后1h42min，積溫達(dá)到37.17（℃?h），胚盤中央出現(xiàn)分裂溝，胚盤開始發(fā)生第一次細(xì)胞分裂（見圖1-3），形成2個大小均等的細(xì)胞，進(jìn)入2細(xì)胞期。受精1h57min后，細(xì)胞再次分裂，分裂溝與第一次分裂溝垂直，形成大小均等的4個細(xì)胞（見圖1-4）。受精2h12min后進(jìn)行第三次分裂，與第一次分裂平面平行，形成8個細(xì)胞排列2排，進(jìn)入8細(xì)胞期（見圖1-5）。受精后2h45min后進(jìn)行第四次分裂，形成16個細(xì)胞（見圖1-6）。此后，細(xì)胞數(shù)量呈幾何級數(shù)增長，分別繼續(xù)發(fā)育至32細(xì)胞、多細(xì)胞期等，細(xì)胞越分越小，越分裂越多，細(xì)胞開始堆積（見圖1-7、1-8）。

3.囊胚期

受精后4h51min，積溫達(dá)到84.83（℃?h）時，進(jìn)入囊胚早期，細(xì)胞隆起，看不見單個細(xì)胞的存在，細(xì)胞界限不清（見圖1-9）。受精后8h55min進(jìn)入囊胚晚期，細(xì)胞邊緣分界完全消失（見圖1-10）。

4.原腸胚期

受精后9h56min，積溫達(dá)到205.83（℃?h）時，囊胚層開始出現(xiàn)，由動物極開始向植物極下包，進(jìn)入原腸期早期（見圖1-11）。受精后11h38min，下包卵黃接近1/4，進(jìn)入原腸胚中期（見圖1-12）。受精后12h46min，下包卵黃囊接近3/4，進(jìn)入原腸胚晚期（見圖1-13）。

5.神經(jīng)胚期

受精后1 7 h 1 4 m i n，積溫達(dá)到360.71（℃?h）時，胚孔逐漸閉合，胚體慢慢下包，胚體形成，進(jìn)入神經(jīng)期（見圖1-14）。

6.器官形成期

受精后19h31min，胚孔封閉后在軀干中部愈合的神經(jīng)管形成體節(jié)，體節(jié)開始出現(xiàn)，進(jìn)入體節(jié)出現(xiàn)期（見圖1-15）。受精后23h17min，頭部兩側(cè)逐漸隆起形成視泡，進(jìn)入眼囊期（見圖1-16）。受精后24h5min視泡后形成透明的圓形耳囊，進(jìn)入耳囊期（見圖1-17）。受精后33h31min尾部開始形成尾褶，尾芽開始游離伸長，逐漸離開卵黃進(jìn)入尾芽期（見圖1-18）。受精后35h11min尾部形成尾鰭，卵黃收縮，尾部明顯，頭部突出，進(jìn)入肌肉效應(yīng)期（見圖1-19）。受精后36h48min，胚體間歇性扭動，頭部具魚苗的初步輪廓，遠(yuǎn)離胚體部分的卵黃縮小，進(jìn)入胚體轉(zhuǎn)動期（見圖1-20）。受精39h26min后進(jìn)入心跳期，心臟開始有規(guī)律性的搏動，魚體線條明顯，進(jìn)入胚體轉(zhuǎn)動期（見圖1-21）。

7.破膜期

受精后42h1min，積溫達(dá)到870.10（℃?h）時，卵黃囊明顯，魚體在不停地擺動，線條明顯。通過胚體劇烈的擺動開始破膜而出，進(jìn)入破膜期（見圖1-22）。

四、討論與小結(jié)

本試驗孵化水溫為19℃～22℃，從受精卵到孵化出膜需要42h1min。生產(chǎn)上24℃～25℃時，孵化時間為39h37min，27℃～28℃時，孵化時間為30h20min，溫度每升高3℃，孵化時間縮短23.0%～25.5%，但過高的溫度會導(dǎo)致其存活率的降低。蘭州鯰的繁殖季節(jié)大約在每年5月，此時水溫在19℃～22℃，比較適合其繁殖，水溫的升高對其胚胎發(fā)育產(chǎn)生的其他影響，還需進(jìn)一步研究。