櫻花蝦性腺發(fā)育早期分化的組織學研究

摘 要：為提高櫻花蝦繁殖成功率，通過組織切片方法，對櫻花蝦性腺的發(fā)生和發(fā)育過程進行研究。結果表明：在櫻花蝦幼體孵化后第2天，即能辨別原始生殖細胞；第8天，原始性腺基本形成，隨后分化為生殖細胞；第10天，濾泡細胞形成，生殖細胞開始分化為生殖腺；原始性腺在幼體孵化后第15天開始分化為卵巢，卵巢腔出現(xiàn)；第40天，卵巢發(fā)育近成熟（成熟卵巢呈墨綠色，自頭胸部延伸至腹部），卵原細胞體積達到最大；精巢分化始于幼體孵化后第20天，之后發(fā)育變大；第30天，支持細胞將精巢分隔為若干區(qū)域；第50天，精巢中的精原細胞數量增多，為其中主要細胞類群；雄性精巢位于胃和心臟之間、肝胰腺的上方，成熟時呈乳白色。

關鍵詞：櫻花蝦；組織分化；性腺；生殖

中圖分類號：S917.4 文獻標志碼：B 文章編號：1674-7909（2024）16-101-4

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.16.022

0 引言

櫻花蝦屬于甲殼綱十足目匙指蝦科新米蝦屬，具有高繁殖力、短生長發(fā)育周期的特點。櫻花蝦體色多變，具有很高的觀賞價值，且養(yǎng)殖方式簡單，飼養(yǎng)成本低，人工繁殖簡單易行，深受水族愛好者青睞。要想成功繁育櫻花蝦，就需要對其繁殖特性和性腺發(fā)育規(guī)律進行深入研究。但目前，學界對大部分觀賞蝦類動物的性腺發(fā)育研究還停留在形態(tài)學觀察階段，對觀賞水族類動物的組織胚胎學研究主要集中在魚類方面?；诖耍ㄟ^組織切片方法，對櫻花蝦早期性腺發(fā)育過程、雌性個體卵巢發(fā)育和雄性個體精巢發(fā)育進行顯微觀察，以揭示櫻花蝦性腺發(fā)生與發(fā)育規(guī)律，為觀賞蝦繁殖生物學研究和人工繁殖育種提供理論基礎。

1 材料和用具

試驗材料和用具包括已經完成配對抱卵的櫻花蝦母蝦，規(guī)格為20 cm×20 cm×35 cm的水族缸，以及過濾器、水族加熱棒、波恩氏液、石蠟、切片機和OLYMPUS BX51顯微鏡。

2 研究方法

挑選抱卵成功的櫻花蝦雌性個體，并將其暫養(yǎng)在規(guī)格為20 cm×20 cm×35 cm的水族缸中；調整水質至滿足繁殖個體需要的最佳狀態(tài)，啟動過濾設備，保持水溫在25 ℃左右；持續(xù)觀察抱卵母蝦的生長情況。

在仔蝦破膜后的不同時期，分別將其用波恩氏液固定，再用常規(guī)石蠟包裹制作連續(xù)切片（切片厚度為7 μm，蘇木精-伊紅染色），然后將切片放在OLYMPUS BX51顯微鏡下拍照。在破膜仔蝦生長的第1～10天，每2 d固定觀測1次；第10～30天，每5 d固定觀測1次；在第30天以后，每10 d固定觀測1次。

3 結果與分析

3.1 櫻花蝦原始性腺發(fā)育

對于破膜后第2～4天的櫻花蝦幼體［見圖1（a）（b）］，可觀察到原始生殖細胞（Primordial Germ Cell，PGC）和性腺原基（Germ Gland Anlag，GL），單個原始生殖細胞與少數早期間質細胞（Prophase Mesenchyme Cell，PMC）融合在一起，位于腸道兩側；可觀察到原始生殖細胞顯著大于其他類型體細胞，比其他體細胞更加圓滑，細胞間的邊界較清晰，可明顯辨別出細胞核的位置。

在破膜后第6～8天［見圖1（c）（d）］，櫻花蝦幼體的生殖細胞體積逐漸變大，細胞數目逐漸增多，性腺原基分化成左右2個區(qū)域，原始性腺基本形成，原始生殖細胞開始向性腺原基靠近，并最終與性腺內的體細胞緊密聯(lián)系，隨后分化為生殖細胞。由于此時生殖細胞還沒有分化成生殖腺，因而從形態(tài)上還無法判斷其是卵原細胞（Oogonium，OG）還是精原細胞（Spermatogonium，SG）。

在破膜后第10天［見圖1（e）］，櫻花蝦幼體開始出現(xiàn)濾泡細胞（Follicular Cell，F(xiàn)C）和腸道（Gut，G），生殖細胞繼續(xù)變大、增多，細胞間的邊界更加明顯，細胞核清晰可見，生殖細胞開始分化為生殖腺，但此時依然無法判斷生殖腺內是精原細胞還是卵原細胞。

3.2 櫻花蝦卵巢分化與發(fā)育

在破膜后第15天［見圖1（f）］，櫻花蝦幼體的原始性腺開始分化為卵巢，卵巢腔出現(xiàn)，早期的卵原細胞、間質細胞和一些沒有分化的原始細胞充滿卵巢腔；原始生殖細胞逐漸發(fā)育為早期卵原細胞，細胞體積較大，細胞質著色深。

在破膜后第20天［見圖1（g）］，櫻花蝦幼體的卵原細胞變大，細胞核較明顯，間質細胞分布在卵原細胞周圍，原始生殖細胞已經消失，出現(xiàn)明顯的動脈血管（Arterial ，A）

在破膜后第25天［見圖1（h）］，櫻花蝦幼體的卵原細胞繼續(xù)增大，細胞核變大，核質比增大。

在破膜后第30～40天［見圖1（i）（j）］，卵巢內充滿發(fā)育完全的卵母細胞（Oocyte，OC），細胞核（Nucleus，N）變小，細胞質增大，卵母細胞數量雖然變少，但是個體已經達到最大。

3.3 櫻花蝦精巢分化與發(fā)育

在破膜后第20天［見圖1（k）］，櫻花蝦幼體的精巢分化開始，精巢的分化時間比卵巢分化時間稍晚；早期的精巢呈囊狀，間質細胞環(huán)繞排列，間質細胞核生殖細胞充斥于精巢腔內；與早期的卵巢相比，早期的精巢體積較小，間隙較多。

在破膜第25天［見圖1（l）］，櫻花蝦幼體的精巢變大，精原細胞數目逐漸增多，精巢中出現(xiàn)支持細胞。

在破膜第30天［見圖1（m）］，櫻花蝦幼體的精巢繼續(xù)變大，支持細胞慢慢地把精巢分隔成幾部分，濾泡細胞充斥于精巢。

破膜第40到50天［見圖1（n）（o）］，櫻花蝦幼體的精原細胞數量越來越多，個體逐漸變大，精原細胞分散于精巢各個部分，精巢中支持細胞逐漸消失，精原細胞占據精巢中大部分比重，其他細胞比重明顯減少。

3.4 成熟期特征

櫻花蝦幼體發(fā)育進入成熟期就是性腺發(fā)育的開始。

蝦類雌雄個體發(fā)育成熟后的差異主要表現(xiàn)為性腺成熟后的差異。櫻花蝦性成熟之后，其生殖系統(tǒng)外形差異比較明顯：雌性櫻花蝦的卵巢發(fā)育成熟后呈墨綠色，從頭胸部一直延伸到腹部，并覆蓋了肝胰腺和腸道的大部分，從背面部看呈錐形（如圖2）；雄性生殖腺發(fā)育以精巢和輸精管的發(fā)育為主，精巢位于胃和心臟之間、肝胰腺的上方，成熟精巢呈黃白色、絮狀，肉眼不易直接觀察到。一般來說，性成熟后的櫻花蝦雌性個體比雄性大，其附肢內緣也有差別。雄性櫻花蝦第一附肢內緣有片狀或卵圓狀突起，雌性櫻花蝦則為棒狀。從性腺發(fā)育上看，櫻花蝦屬于雌雄異體型，其性腺是從早期同樣的原始性腺直接發(fā)育成卵巢或精巢，且終其一生都保持分化后的性別。

4 討論

櫻花蝦幼體的形態(tài)發(fā)育在破膜前就已經完成（經過卵裂期、原腸期、無節(jié)幼體期和溞狀幼體期4個變態(tài)發(fā)育階段），在破膜時就已經發(fā)育為和親蝦形態(tài)完全一致的仔蝦，而性腺卻還未開始發(fā)育。在此研究中，通過對櫻花蝦性腺分化組織的切片觀察，可以看出它的性腺分化是在胚后才開始的；櫻花蝦性腺發(fā)育是一個完整且聯(lián)系的過程，通常卵巢的分化要早于精巢，第15天開始就可以看到早期的卵原細胞，卵巢分化已經開始。

影響蝦類性腺發(fā)育的因素有溫度、光照強度、激素等物理化學因子。目前，國內外相關研究也主要集中在這些方面，且以溫度對水產動物性別分化影響為主題的研究較多［1］。

蝦類的蛻皮和性腺發(fā)育同時受眼柄神經內分泌系統(tǒng)調節(jié)。國內有文獻報道切除蝦類的眼柄可以加速其性腺發(fā)育。蔡生力等［2］報道，在南美白對蝦發(fā)育過程中，剪去其眼柄后雌蝦最短7 d就可以看出生殖細胞的分化。切除眼柄對于尚未進入成熟階段的甲殼動物所起的主要作用是縮短蛻皮周期，加速蛻皮和生長；對于即將進入性腺發(fā)育階段的甲殼動物來說，其主要作用是促進性腺發(fā)育。目前，櫻花蝦養(yǎng)殖已經進入工廠化繁殖階段。根據林瓊武等［3］對凡納濱對蝦的研究成果推測，要想縮短櫻花蝦親蝦性腺發(fā)育時間，加快其繁殖速度，可以考慮切除其眼柄。但是蝦蟹類的生長是由內部的生理機制和外部環(huán)境因子等多方面因素決定的，切除眼柄后，雖然雌蝦的性腺發(fā)育和產卵可能沒有問題，但是親蝦的交配和受精可能會受到嚴重影響。李富花等［4］對中國對蝦早期性別分化進行了研究，范成功［5］對中華鋸齒米蝦卵巢發(fā)育的形態(tài)學與組織學進行了研究。賀剛等［6］對雌性克氏原螯蝦的生長模型與性腺發(fā)育開展過研究?？偨Y他們的研究發(fā)現(xiàn)，櫻花蝦性腺的分化時間與中華鋸齒米蝦相似，比日本對蝦、中國對蝦性腺分化要早，且分化速度稍快，初步判斷可能是櫻花蝦的生活周期短、生長速度快導致的。

要想進一步了解櫻花蝦性腺分化機制，一方面要進行核型分析，研究是否存在性染色體或者性染色體是否有性別決定基因；另一方面，可以改變環(huán)境因子，使性腺原基的形成和分化受到影響，進而通過免疫學和分子生物學手段尋找決定其特異性的性別決定基因。

參考文獻：

［1］樓允東，吳萍.溫度在水產動物性別控制中的作用［J］.上海水產大學學報，2008（4）：481-485.

［2］蔡生力，戴習林，臧維玲，等.南美白對蝦的性腺發(fā)育、交配、產卵和受精［J］.中國水產科學，2002（4）：335-339.

［3］林瓊武，艾春香，李少菁，等.凡納濱對蝦親蝦性腺成熟節(jié)律和交配率［J］.中國水產科學，2006（4）：579-584.

［4］李富花，相建海.中國對蝦早期性別分化研究［J］.海洋科學集刊，2002：101-105.

［5］范成功.中華鋸齒米蝦性腺發(fā)育與生殖細胞發(fā)生［D］.保定：河北大學，2007.

［6］賀剛，方春林，余智杰，等.雌性克氏原螯蝦的生長模型與性腺發(fā)育的研究［J］.江西水產科技，2011（3）：19-21.