小黄鱼(Larimichthys polyactis)胚胎发育及仔、稚鱼形态特征观察*

詹　炜　楼　宝①　陈睿毅　毛国民　刘　峰,　徐冬冬王立改,　马　涛　徐麒翔

(1. 浙江省海洋水产研究所　浙江省海水增养殖重点实验室　舟山　316021; 2. 浙江海洋大学　舟山　316022)

小黄鱼(Larimichthys polyactisBleeker),俗称小鲜、黄花鱼。属鲈形目Perciformes,石首鱼科Sciaenidae,广泛分布于渤海、黄海、东海以及朝鲜半岛西岸120m水深内的近海海域,属暖温性近底层鱼类,在中国传统海洋渔业上占重要地位,一度与大黄鱼、墨鱼(曼氏无针乌贼)、带鱼并称为“四大海产”(李建生等,2009)。小黄鱼肉质细嫩鲜美,营养价值高,深受消费者喜爱,同时生长速度快,极具养殖开发利用前景。目前,有关小黄鱼的研究多集中在资源量调查(林龙山等,2010; 刘尊雷等,2013)、种群划分(徐兆礼等,2010)、遗传多样性评估(Hanet al,2009; 郑文娟等,2012)等方面,而小黄鱼胚胎发育及仔稚鱼生长尚未见详细报道,且缺乏数码影像资料。鉴于此,本文通过人工繁殖小黄鱼对其胚胎发育和仔稚鱼生长的形态特征进行了较详细的观察和描述,以期为小黄鱼早期发育研究和苗种培育提供参考依据。

1　材料与方法

1.1　受精卵孵化及仔稚鱼培育

2015年5—7月,在浙江省海洋水产研究所西轩岛试验场开展了小黄鱼人工繁育试验。亲鱼为东海海域海捕1龄野生小黄鱼,通过人工注射LRH-A2进行催熟,在水温(19±1)°C,盐度 28条件下,产卵效应时间为 48h,自然产卵受精,用于人工育苗,培育水温19±1°C,盐度26—30,定期取样,进行仔稚鱼形态观察。选取性腺发育好的2对亲鱼,采用干法人工授精获得受精卵,置于20L水桶中微充气孵化,用于胚胎发育观察,培育水温18±0.5°C,盐度28。

1.2　胚胎发育观察

在Nikon 50i型显微镜下进行胚胎发育的连续观察、记录,使用配套 CCD拍摄发育特征图片,利用NIS–Elements F 3.0软件进行卵径、油球等数据的测量,同时用 5%甲醛固定标本,供以后反复观察、拍照。以样本中70%以上胚胎发育到某个时期的时间作为该时期的发育时间。

1.3　仔稚鱼发育形态特征观察

从初孵仔鱼开始定期取样,在 Nikon MS800型解剖镜下观察各时期的形态特征并记录,同时使用配套CCD设备拍照,用5%甲醛固定标本备查。

1.4　数据处理

胚胎和仔稚鱼的可量性状数据均用Office Excel 2010和 SPSS 19软件处理,数据以平均值±标准差(±SD)表示。使用Photoshop CS2制作图版。

2　结果

2.1　胚胎发育(水温 18±0.5°C)

见图 1。小黄鱼成熟卵及受精卵均为圆球形,无色透明,浮性; 中央有油球 1个,卵径 1413±73μm,油球径 465±23μm。在水温 18±0.5°C,盐度 28 条件下,经 50h40min完成孵化,其发育过程经历了以下几个时期:

2.1.1胚盘形成期卵子受精数分钟后,卵子原生质向动物极汇聚,开始形成胚盘,逐步隆起,受精后25min,其高度约占整个卵垂径的1/5。

图1　小黄鱼胚胎发育Fig.1　Embryonic development of L. polyactis

2.1.2卵裂期受精后 1h胚盘中部出现凹陷,第一次径裂成2个等大的分裂球。受精后1h50min第二次径裂为4个大小相同,排列整齐的细胞,分裂面与第一次垂直。受精后 2h30min,进行第 3次径裂,形成两排各4个形态、大小相似的细胞,为8细胞期。受精后 3h,进行第 4次分裂,形成16个细胞。受精后3h30min,进行第5次分裂,形成32个排列不规则的细胞。随后细胞数目呈几何级数增长,至受精后4h20min,多层分裂球叠加,但细胞界限仍清晰可辨,此时发育到多细胞期。随着卵裂的进行,至5h50min,细胞形状不断变小,动物极隆起呈小丘,状如桑椹,细胞大小不均一,界限模糊,发育到桑椹期。

2.1.3囊胚期胚胎细胞继续分裂,细胞数目不断增加、体积变小。受精后6h40min,进入高囊胚期,即在动物极侧面观呈帽状,胚体包围成一空腔——囊胚腔; 囊胚细胞继续分裂,至 7h30min,进入低囊胚期,胚盘高度下降,边沿向外扩展,与卵黄囊交界处坡度变平缓,囊胚层变低、变扁。

2.1.4原肠期囊胚层细胞继续向卵黄囊部分下包,受精后 13h20min,下包至卵黄 1/3处,在胚盘周围形成一个环状隆起的胚环,进入原肠早期。胚盘继续下包和内卷至1/2处,即受精后18h30min,胚环一端有明显增厚凸起,紧贴在囊胚层表面,形成胚盾,进入原肠中期。受精后 22h,囊胚层细胞下包约 3/5处,形成胚孔,胚盾明显延长,胚体雏形出现,进入原肠晚期。

2.1.5神经胚期囊胚层继续收缩下包,胚体继续延长,中央明显加厚,形成神经板,受精后24h30min,胚盘下包至卵黄4/5处,神经板中央下陷,神经褶、神经管逐渐形成,胚孔继续缩小,仅露一卵黄栓,肌节2—3对。

2.1.6眼囊形成期受精后 25h20min,胚盾头部依稀可见眼囊雏形。此时胚体具5对肌节,对称分布于胚体两侧,并在胚体的肌节周围和油球内侧出现大量点状黑色素。受精后 27h,眼囊形成,脑分化明显,具11对肌节。

2.1.7胚孔封闭期受精后 27h30min,胚孔封闭,柯氏泡出现,具 12对肌节,点状黑色素细胞主要分布在胚体前半部、心脏原基附近、肌节及油球处,其中在肌节处呈纵列分布。

2.1.8尾芽期受精后 32h30min,胚体围绕卵黄延伸至 1/2周,尾部出现锥形隆起的尾芽,柯氏泡消失,具肌节17对。黑色素细胞由点状变为星点状。

2.1.9尾鳍褶形成期受精后37h20min,胚体围绕卵黄延伸至 3/5周,在尾芽的边缘表皮外突成皮褶状的鳍,眼晶形成,耳囊出现,具肌节 24对,油球内黑色素细胞较前扩散,呈树叉状,卵黄囊后端逐渐凹陷。

2.1.10心跳期受精后43h30min,胚体围绕卵黄延伸至 3/4周,尾长占胚体长度的 1/3,肌节 28—30对,耳囊清晰,内可见耳石,尾部脊索明显,黑色素细胞呈细丝网状,在头后部、颈部、油球表面和尾中部肌节处均有分布。可见黄色素细胞,与黑色素细胞分布区域相似,以点状偏多。头后部心脏区域可见心管产生节律性搏动和红色血液,心率为 68—77次/min,偶尔见胚体尾部及躯干部间歇性搐动。

2.1.11肌肉效应期受精后48h30min,胚体围绕卵黄延伸至5/6周,尾长占胚体长度的1/2,各器官发育更趋完善,胸鳍基出现,可观察血液循环。胚体扭动频繁,能产生 5—6次的持续性扭动。黑、黄色素细胞分布于心跳期基本一致,但愈发明显。

2.1.12出膜前期受精后49h30min,胚体扭动更加剧烈,转动有力,能带动整个受精卵连续转动,卵膜显得松弛。黑、黄色素细胞主要分布于头后部、颈部、油球表面、第6—8对肌节和第20—21对肌节处。

2.1.13出膜期受精后50h40min,胚胎在膜内不停扭动,尾部不断拍击卵膜,直至以尾部破膜孵化。初孵仔鱼活动能力弱,腹部朝上,靠油球作用倒悬漂浮于水中。

2.2　胚后发育(水温(19±1)°C) (见图 2)

2.2.1初孵仔鱼全长(3256±112)μm,体长(3103±103)μm,肌节 32对,卵黄囊长径(1260±50)μm,短径(894±65)μm,油球径(387±32)μm,肛前长(1425±42)μm。刚出膜的仔鱼游动能力差,靠油球作用倒挂浮在水中,头紧贴在卵黄上,肠细直,肛门未开,位于体中部稍前方。背部鳍膜起始颅顶,在耳囊后部略下陷,然后突起向后延伸。腹部鳍膜高于背部鳍膜。黑、黄色素主要分布于头部眼囊和耳囊之间、卵黄囊上缘、油球前半部及第20—21对肌节处。

2.2.21 日龄仔鱼全长(3576±144)μm,体长(3437±166)μm,卵黄囊长径(1150±70)μm,短径(845±85)μm,油球径(388±35)μm,肛前长(1531±47)μm。鱼体全身透明,头未与卵黄囊分离,消化道呈直管状,紧贴卵黄囊背面。卵黄囊较前缩小,油球差别不大。色素分布与初孵仔鱼无大差别,在第 20—21对肌节处色素有扩大和加深。

表1　小黄鱼的胚胎发育时序Tab.1　The temporal sequence of L. polyactis embryonic development

图2　小黄鱼仔、稚鱼发育Fig.2　Larvae and juveniles development of L. polyactis

2.2.32日龄仔鱼全长4355±133μm,体长4187±124μm,卵黄囊长径 835±67μm,短径 545±55μm,油球径 378±39μm,肛前长 1578±132μm。鱼体全身透明,头未与卵黄囊分离,口未开,眼后部见少量黑色素,肠中部已膨大,贴卵黄囊背面略微弯曲,卵黄囊缩小。色素分布与前期仔鱼无大差别。

2.2.43日龄仔鱼全长4634±185μm,体长4342±203μm,卵黄囊长径 822±57μm,短径 530±72μm,油球径 361±15μm,肛前长 1575±54μm。鱼体全身透明,头与卵黄囊分离,脑部膨大,口未开,眼和眼晶均呈黄黑色,肠部弯曲明显,已与卵黄囊分离。黑色素在颈后背部呈树叉状集中分布,黑、黄色素在躯干倒数第9—12对肌节和油球上不断增多。

2.2.54日龄仔鱼全长4814±164μm,体长4616±144μm,卵黄囊长径 461±157μm,短径 332±107μm,油球径 345±6μm,肛前长 1645±29μm。鱼体全身透明,原头后部黑、黄色素细胞前移至眼部,使眼仁和眼框周围呈黑色,中间镶嵌黄色。鱼鳔形成,上有黑、黄色素细胞覆盖,第3对肌节上部有1丛树叉状黑色素细胞,第 20—21对肌节处的黑、黄色素细胞略移至腹缘。下颌形成,肠道进一步膨大弯曲,肛门与外界相通,已开口摄食。背鳍膜增高至与腹鳍膜相同,胸鳍初步形成,可向外张开。

2.2.66日龄仔鱼全长5194±300μm,体长5004±337μm,卵黄囊消失,油球移至腹腔前部,油球径302±8μm,肛前长 1780±59μm。上下颌趋于完整,前鳃盖骨开始分化,鱼鳔充气扩大,黑色素颜色加深。消化道一曲,分化成胃部、肠和直肠部的雏形。第 3对肌节上部黑色素细胞消失,第20—21对肌节处黄、黑色素细继续下移至腹缘,并向前后肌节处延伸,呈一条细线状,尾部侧面无色素细胞分布。腹腔腹面黑色素集中,延伸至肛门前端。油球前端形成黑色素带。此时,仔鱼已开始大量摄食轮虫,腹部充满食物。

2.2.710 日龄仔鱼全长 6840±270μm,体长6565±174μm,油球消失,肛前长 2390±230μm。前颌骨与上颌骨完全分化,在尾椎骨末端,尾鳍膜下半部出现放射丝。色素分布与6日龄仔鱼无大差别。

2.2.815 日龄仔鱼全长 7467±550μm,肛前长2744±235μm,吻长 476±15μm,鳃弓鳃丝清晰,肌节27对。尾椎骨向上弯曲,尾下骨分化,后方出现7—8枚鳍条。背鳍膜缩小,起始于第2对肌节上方,背、臀鳍膜上出现鳍原基,其中臀鳍原基后部有黑、黄色素分布。鳔上方有黑、黄色素分布,黄色素居多,鳃部及腹腔腹面黑色素集中。

2.2.925 日龄稚鱼全长 15649±641μm,体长11945±249μm。颅顶可见4—5枚枕骨棘,各鳍发育基本完成,腹部银白色,内脏不可见,已进入稚鱼期。背鳍连续,臀鳍鳍条9枚,尾鳍呈楔形,鳍条20枚。体色素分布变化较大,主要分布于枕骨棘后至背鳍起始处和鳔周围。头部、体侧中部有少量点状黑色素分布,臀鳍原基后部色素缩小为一黑点状。

2.2.1035 日龄稚鱼全长 22158±420μm,体长17160±357μm,全身被鳞,呈银白色,背部有点状黑、黄色素分布,尾鳍基部出现弧形黑色素带,腹腔腹面黑色素消失,外形特征与成鱼基本相似。此后,进入幼鱼发育阶段。

2.3　仔稚鱼的生长变化

在水温 19±1°C,盐度 26—30条件下,仔稚鱼全长和日龄呈极显著相关,其方程为:

y= 9.6353x2+ 201.3x+ 3601.9 (R2=0.9903),其中x表示发育时间(d),y表示全长(μm)。从图3中可以看出,鱼苗在 6—10日龄和 15—25日龄出现了两个快速生长期。

图3　小黄鱼仔稚鱼生长曲线Fig.3　Growth curve of larva and juvenile of L. polyactis

3　讨论

小黄鱼的卵径为 1413±73μm,油球径 465±23μm,稍大于大黄鱼(Larimichthys crocea)(刘家富,1999)和棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)(单乐州等,2006),大于石首鱼科中鮸鱼(Miichthys miiuy)(徐镇等,2007)、黄姑鱼(Nibea albiflora)(耿智等,2012)、褐毛鱨(Megalonibea fusca)(陈朴贤,2005)、皮氏叫姑鱼(Johnius belengerii)(张仁斋等,1985)、日本黄姑鱼(Nibea japonica)(许源剑等,2010)和眼斑拟石首鱼(Sciaenops ocellatus)(王波等,1999),与张仁斋等(1985)描述的结果一致。一般认为,在相同水温条件下,不同种鱼类所产卵子的卵径越大,其发育速率越慢(殷名称,1991)。本研究中小黄鱼受精卵孵化出膜时间为 50h40min,在同等水温条件下,稍慢于卵径1.09—1.52mm 大黄鱼受精卵 50h15min的孵化时间(马梁等,2002),明显慢于卵径0.93—1.10mm日本黄姑鱼的47h15min(柴学军等,2011),符合上述观点。

柯氏泡在多数硬骨鱼类的胚胎发育过程中存在,一般位于胚体后端腹面,尾芽附近,会随着尾芽的伸展而向后迁移,其发生对脑、心脏、消化道等不对称器官的形成具重要功能(Essneret al,2005)。本研究中,小黄鱼柯氏泡出现在胚孔封闭期,此时肌节 12对,与石首鱼科其他鱼类的发生时段存在差别(表 2)。由于柯氏泡的形成时期,在胚胎发育过程中被精确控制,具种间特异性等特征,因此可将柯氏泡出现时肌节数量的差别作为区分石首鱼科胚胎种类的指标之一。

比较发现,小黄鱼胚胎发育过程与同属的大黄鱼(刘家富,1999; 程顺等,2014)最为相似,主要形态特征出现顺序基本相同,都历经卵裂期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期、眼囊形成期等多个时期,两者的差异主要体现在胚体肌节形成后,小黄鱼胚体的肌节数量在同一分期内,均大于大黄鱼(表 3)。在胚胎发育过程中,肌节严格按特定顺序依次成对出现,后发育成脊椎骨、躯干肌肉和真皮(Hallet al,2004)。肌节生成数量的差异,使小黄鱼早期仔鱼具有较强健的躯干及肌肉,因此其活动能力较强,有利于在自然环境中迅速捕食和躲避敌害,提高群体的生存能力。

表2　9种石首鱼科鱼类胚胎发育特征比较Tab.2　Comparison in embryonic development characteristics among nine sciaenoid species

表3　小黄鱼与大黄鱼胚胎发育不同时期肌节数量比较Tab.3　Comparison in sarcomeres number in different period between L. polyactis and L. croacea

小黄鱼仔鱼在4日龄后开口摄食轮虫,进入内、外源营养混合阶段; 6日龄卵黄囊消失,开始大量摄食轮虫; 10日龄油球消失,完全靠外源性营养物质生长; 25日龄各鳍发育基本完成,进入稚鱼期; 35日龄全身被鳞,外形特征与成鱼基本相似,进入幼鱼阶段。在35天的生长过程中,出现了两个快速生长期,分别是6—10日龄和15—25日龄。这可能和本身的生长发育和摄食特性有关。小黄鱼初孵仔鱼个体较大,早期消化器官发育较好,由内源性营养向外源性营养转变较快,6日龄时,已大量摄食轮虫,8日龄时,多数鱼苗已可摄食个体较大的卤虫无节幼体,摄食量增多,生长速度加快; 10—15日龄,开始驯化人工配合饲料,15日龄时鱼苗基本能摄食人工配合饲料,由于人工配合饲料营养较活体饵料全面,鱼苗进入了另一快速生长期。这与日本鬼鮋仔稚鱼的生长曲线类似(史会来等,2012),但快速生长期的出现均早于日本鬼鮋,这可能由各自不同的培育水温和发育特征引起。

马梁,王军,陈武各等,2002. 鮸状黄姑鱼与大黄鱼人工杂交子代的胚胎发育. 厦门大学学报(自然科学版),41(3):378—382

王波,房慧,张榭令等,1999. 眼斑拟石首鱼胚胎及仔鱼、稚鱼发育的初步观察. 黄渤海海洋,17(1): 51—56

史会来,楼宝,王奋芬等,2012.日本鬼鲉胚胎发育及仔、稚鱼形态学观察. 水生生物学报,36(6): 1071—1080

刘家富,1999. 人工育苗条件下的大黄鱼胚胎发育及其仔、稚鱼形态特征与生态习性的研究. 海洋科学,23(6): 61—65

刘尊雷,严利平,袁兴伟等,2013. 基于多源数据的东海小黄鱼资源评估与管理. 中国水产科学,20(5): 1039—1049

许源剑,孙敏,柴学军等,2010. 日本黄姑鱼胚胎发育及温度对其过程的影响. 浙江海洋学院学报(自然科学版),29(6): 544—550

李建生,林龙山,程家骅,2009. 东海北部秋季小黄鱼分布特征及其与底层温度和盐度的关系. 中国水产科学,16(3):348—356

张仁斋,陆穗芳,赵传絪等,1985. 中国近海鱼卵与仔鱼. 上海: 上海科学技术出版社,90—99

陈朴贤,2005. 褐毛鱨胚胎发育及仔、稚、幼鱼发育形态研究.福建水产,(3): 26—30,46

林龙山,姜亚洲,刘尊雷等,2010. 黄海南部和东海小黄鱼资源分布差异性研究. 中国海洋大学学报(自然科学版),40(3): 1—6

郑文娟,来育洪,尤昕煜等,2012. 舟山小黄鱼线粒体 DNA D-loop区序列变异的遗传多样性分析. 动物学研究,33(3):329—336

单乐州,邵鑫斌,谢起浪等,2006. 棘头梅童鱼人工繁殖及育苗技术研究. 浙江海洋学院学报(自然科学版),25(3):266—271

耿智,徐冬冬,史会来等,2012. 黄姑鱼(Nibea albifloraRichardson)早期生长发育研究. 海洋科学进展,30(1):77—86

柴学军,孙敏,许源剑,2011. 温度和盐度对日本黄姑鱼胚胎发育的影响. 南方水产科学,7(5): 43—49

徐镇,李明云,陈惠群,2007. 鮸鱼胚胎发育的研究. 海洋科学,31(2): 93—97

徐兆礼,陈佳杰,2010. 再议中国近海小黄鱼种群的划分问题.应用生态学报,21(11): 2856—2864

殷名称,1991. 鱼类早期生活史研究与其进展. 水产学报,15(4): 348—358

程顺,杜晨,竺俊全等,2014. 岱衢洋大黄鱼(Pseudosciaena crocea)胚胎与仔稚幼鱼发育. 海洋科学进展,32(4): 551—559

Essner J J,Amack J D,Nyholm M Ket al,2005. Kupffer's vesicle is a ciliated organ of asymmetry in the zebrafish embryo that initiates left-right development of the brain,heart and gut. Development,132(6): 1247—1260

Hall T E,Smith P,Johnston I A,2004. Stages of embryonic development in the Atlantic codGadus morhua. Journal of Morphology,259(3): 255—270

Han Z Q,Lin L S,Shui B Net al,2009. Genetic diversity of small yellow croakerLarimichthys polyactisrevealed by AFLP markers. Afr J Agric Res,4(7): 605—610