凹目白鲑胚胎发育的研究

2017-07-19程先友李胜忠马壮侯玉军

现代农业科技 2016年16期

程先友++李胜忠++马壮++侯玉军

摘要为了掌握凹目白鲑胚胎发育的规律，提高凹目白鲑的孵化率，本文采用显微镜观察法对凹目白鲑的受精卵形态、胚胎发育过程和破膜仔鱼形态，进行了研究。试验结果表明：①受精卵呈圆球形、橙黄色，具有黏性，含有许多大小不一的油球，卵徑范围在2.0～2.5 mm，卵裂方式为盘状卵裂。②凹目白鲑胚胎发育所需孵化积温为529.85 ℃·d，受精卵历时97 d孵化出膜。③凹目白鲑胚胎发育持续时间较长，发育过程分为受精卵、卵裂、囊胚、原肠、神经胚、器官发生、破膜7个发育阶段。④仔鱼具有好动、动作灵敏、游动迅速等特点。

关键词凹目白鲑；胚胎发育；发育分期；形态特征

中图分类号 S964.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）16-0232-02

Abstract The fertilized egg，embryo development and larvae of Coregonus autumnalis were observed by using the microscope method，in order to master the regular pattern of Coregonus autumnalis′s embryonic development and improve the hatchability of Coregonus autumnalis.The results showed that：① the fertilized egges were of round ball，orange with sticky.There were many different sizes of the oil droplet in the fertilized egges.The diameter of fertilized egg was from 2.0 mm to 2.5 mm.The cleavaging way was plate cleavage.② The accumulative temperatures of Coregonus autumnalis′embryonic development were 529.85 ℃·d.The fries were hatched by needing 97 d after fertilizing.③ Coregonus autumnalis′embryonic development process was divided into a fertilized egg，cleavage，blastula，primitive gut，neural embryo，organogenesis，membrane perforation seven stages.The process was longer.④ The characteristic of Coregonus autumnalis′ fries was with active，action quick，swimming quickly etc.

Key words Coregonus autumnalis；embryonic development；developmental stages；morphological characteristics

凹目白鲑（Coregonus autumnalis）属于鲑形目鲑科白鲑属，为冷水性鱼类，原分布于俄罗斯北冰洋地带[1]。凹目白鲑为深水区生活的鱼类，是高山冷水性湖泊立体增养殖的较好品种，对水温要求比较苛刻[2]，1998年由新疆工作者从俄罗斯引入我国赛里木湖。凹目白鲑在赛里木湖的最小性成熟年龄，雄性为3+ 龄；雌性为4+ 龄，主要以钩虾、摇蚊幼虫及其他浮游动物为食[1]。该鱼的体型为长形，具有生长快、适应力强、肉质鲜美、营养丰富等特点，深受国内外水产品市场的欢迎[3]。

目前，关于凹目白鲑的研究涉及其生长研究、生物学研究以及精子活力影响因素研究，还有关于它的肌肉、卵的营养分析评价，但是在凹目白鲑的胚胎发育方面的相关研究却很少。从已有的文献中可以看出，凹目白鲑能适应我国赛里木湖水域生态环境条件，并且生长发育正常。但该类鱼为洄游性产卵鱼类[1]，而赛里木湖无法满足这点。本研究对人工繁殖条件下凹目白鲑胚胎发育过程进行了系统的观察，同时也用照片清晰地记录了胚胎发育过程中的发育特点，目的在于完善人工繁殖条件下凹目白鲑胚胎发育的数据，为该鱼种人工繁殖条件下孵化率及苗种质量的提高提供一定的理论指导，也为鱼类甚至其他脊椎动物的胚胎发育提供了基本技术参考。

1 材料和方法

1.1 亲鱼来源

从赛里木湖养殖场挑选数尾自然成熟度好、体表无外伤且活力强的个体作为试验亲鱼，其中雌鱼体重1.5～2.3 kg、雄鱼体重1.0～1.5 kg。

1.2 受精卵获得与孵化

通过挤压法采集卵子（2～4 kg），放入一个清洁且干燥的搪瓷盆中，再采取2～3尾雄鱼的精液混入其中，并用羽毛沿着同一方向进行搅拌，后用清水冲洗。将受精卵放在孵化车间的温室孵化器中进行孵化，孵化水温控制在2.0～11.2 ℃。

1.3 胚胎发育观察

全部发育过程均用麦克奥迪SMZ-168型体视显微镜进行观察、照相，并详细记录胚胎在每个发育期的主要形态特征和发育时序。每隔5～10 d观察记录 1次，每次随机抽取15粒受精卵进行观察。以所观察样本中有50%表现出相应发育期特征为标准记录时间。

2 结果与分析

2.1 凹目白鲑胚胎发育过程

凹目白鲑在赛里木湖的绝对怀卵量为22440～95380 e，平均为57860 e，相对怀卵量为30～76 e/g，其在赛里木湖的繁殖期为10月下旬至11 月中旬，其受精卵卵粒呈橙黄色，具有黏性。整个胚胎发育过程大体划分为7个大的阶段，胚胎发育时序见表1。

2.1.1 受精卵时期。本次试验观察发现，凹目白鲑的卵为端黄卵，其受精卵是圆球形，Ⅳ期时呈现金黄色，Ⅴ期时呈淡黄色且透明，未吸水时卵径为2.0～2.5 mm。受精卵分裂方式属于盘状卵裂。受精卵发育2 d时，可观察到其内部有许多大小不一的油滴（图1）。

2.1.2 卵裂期。受精后出现第1次卵裂，形成均等的2个细胞；第2次卵裂，此时2次卵裂面互相垂直，受精卵进入4细胞期；第3次卵裂在动物极卵裂出现8细胞；第4次卵裂，形成16细胞期；第5次卵裂形成32细胞期，此时细胞大小不均等并且排列不规则；第6次卵裂胚胎发育进入64细胞期，由于分裂的速度不甚一致，细胞大小不一，排列也不整齐；随着细胞的继续分裂，卵裂球越分越小，数量也变多、且开始重叠，形成多细胞胚体，进入分裂后期。

2.1.3 囊胚期。随着动物极细胞分裂的继续进行，胚胎发育进行到囊胚早期，分裂球数目愈来愈多的同时也愈来愈小，彼此之间的界线模糊。在植物极与动物极之间形成囊胚腔，形状好似高帽，其高度大约为卵径的 1/4。受精5 d后，此时期积温达54 ℃·d，可看见多个大小不一的油球，渐渐地隆起的囊胚层开始向四周扩张，并且高度逐渐降低，这时其高度大约为卵径的1/5，此时已进入囊胚中期。此时的胚层开始向卵黄部分扩伸。到了囊胚后期，外层细胞界限开始变得模糊不清，隆起的囊胚层也变扁了，边缘细胞出现了向下包围的趋势，此时囊胚层的高度大约为卵径的1/6。

2.1.4 原肠胚期。受精后囊胚层细胞沿着卵黄的表面并向其四周下包，但由于卵黄的阻碍，下包至大约1/3处，形成似帽缘状胚环，为原肠早期。受精10 d，此时期积温达49 ℃·d，油球数量继续增多，随着胚层继续下包，至大约1/2时进入原肠中期。续后，胚层下包至3/4，进入原肠晚期。

2.1.5 神经胚期。受精22 d后，此时期积温达到 108.6 ℃·d，胚盘下包4/5，神经板形成，胚体轮廓清晰并且转为侧卧，油球数量少于原肠中期，此时进入神经胚期。一段时间后，胚孔逐渐缩小而后封闭，胚体匍匐在卵黄上，神经板出现下凹，脊索呈柱状，为胚孔封闭期。

2.1.6 器官形成期。胚孔闭合后，神经板头端隆起，胚体中部出现2对肌节，胚胎此时进入肌节出现期。在第2、3对肌节形成后，脑前端两侧出现一对肾状突起，为眼的原基。随后油球数量继续减少，脑部开始分化，可观察到前、中、后脑泡，尾部也开始伸长，肌节增至7～8对出现呈长椭圆形眼囊，称为眼囊期，此时为受精的28 d，该期积温为51.6 ℃·d。肌节增加到9～10对，可见一团暗色斑块在眼前方腹面，称为嗅囊。此后油球变得又小又少，胚体尾部向后发育延长，在胚体后端出现圆锥状尾芽，呈现上翘状态，同时视囊依旧分化，眼睛开始变圆，肌节已有10～15对，为尾芽期，此时为受精的33 d，该期积温为40.25 ℃·d。

在尾芽形成后，后脑两侧出现耳囊，肌节增加到16～18对，此时眼开始内陷，形成眼杯，胚体绕卵黄囊大约有1/2，这阶段称为耳囊期。之后体节继续增加，眼杯持续扩大，肌节为19～26对，尾部边缘的表皮外突形成鳍，呈半圆折扇状，尾鳍出现。受精38 d，此时期积温达34.5 ℃·d，此时肌节为27～33对，油球已经几乎消失，眼杯口处出现圆形的晶体且轮廓清晰，颜色较暗，此时胚体绕卵黄囊2/3，脑部的分化较明显，为晶体出现期（图1）。受精44 d起，该期积温达到 33 ℃·d，眼色素沉积明显，眼睛由灰黑逐渐变成黑色，肉眼可见头部有明显两个黑色眼点，此时为发眼期。

当肌节为35～38对，在耳囊前下方、眼后下方间出现了围心腔，为椭圆形，腔内有数个串状细胞即心脏原基，为心脏出现期。受精50 d起，心脏形成后，刚开始时微弱搏动，跳动不规律，时而快时而慢，大约2～7 次/min，随后逐渐加快，约经30 min后，心跳逐渐加快至74 次/min，肌节为39对时，进入心跳期。受精60 d，胚体出现间歇性颤动状况，大约1～2 次/min，此时体节为41对，为肌肉效应期。

2.1.7 破膜期。受精72 d，肌节达45对时，胚体开始大幅度扭动，尾部弯曲，身体呈“S”状，此时鱼胚体上出现少量灰暗色斑点。肌节增至48～50对，胚体黑斑增多且颜色加深，尾部呈游離状态，此时胚体转动加剧，转动活泼。鱼胚体尾部剧烈抽动，胚体转动频繁，心跳大约97～100 次/min，为出膜前期。在肌节增至61对时，心跳加快至110 次/min，头部向卵黄囊方向弯曲，胚体扭动更加剧裂，开始破膜而出。破膜时头部先出的占大部分，也有少数尾部先出者，此时是受精97 d，积温达529.85 ℃·d，为出膜期。到出膜期，胚体长度可绕卵黄囊一周，少数尾部可伸至眼后。

2.2 初孵仔鱼的形态特征

刚出膜的鱼体通体透明，无色素，鱼体有黑色斑点，心跳次数120～124 次/min，出膜后的仔鱼好动，动作灵敏，游动迅速。

3 结论与讨论

3.1 讨论

3.1.1 凹目白鲑胚胎发育特点。凹目白鲑的卵裂方式以及胚胎发育时期与大多数硬骨鱼类相同，分成7个大的发育阶段；但与一些鱼类相比它又具有自己的特点：①凹目白鲑的卵为淡黄色，具有卵膜厚、卵黄相对大和胚盘较小等特点，受精卵具有黏性，且含有大量大小不一的油滴。②凹目白鲑器官发育阶段持续时间长，在破膜时基本形态结构已经形成，眼原基在胚孔封闭之后形成，这与红尾皇冠（Aequideus rivulatus）[4]、菊黄东方鲀（Takifugu flavidus）[5]、太湖翘嘴红鲌（Erythroculter ilishaeformis Bleeker）[6]等鱼类的胚胎发育过程相似。③凹目白鲑卵黄囊内含有大量的油滴，而大多数淡水鱼卵黄囊无或只有少量的油滴，仅少数如河川沙塘鳢（Odontobutis potamophila Günther）[7]、虹鳟（Oncor-hyncus mykiss）[8]、太湖短尾银鱼（Neosalanx tangkehkeii taih-uensis）[9]等卵黄囊表面有油球分布。④凹目白鲑为11月中旬至12月中旬，孵化85 d左右破膜，具有繁殖季节早，孵化持续时间长，水温低等特征。

3.1.2 受精卵中油球的数量与胚胎发育的关系。泰国斗鱼（Betta splendens）[10]，属于热带生存鱼类，其受精卵中没有油滴，当水温为（28.0±0.5） ℃ 时，其受精 34.5 h后，开始有个别仔鱼孵化出膜；牙鲆（Paralichthys olivaceus）[11]，属于冷水性鱼类，其受精卵中有一个油滴，在 14～16 ℃ 水温条件下经过 93 h 的发育后孵化出膜；暗纹东方鲀（Takifugu Obscurus）[12]，其受精卵中含有许多小颗粒油滴，在（21.0±0.5） ℃，历时 131.25 h开始孵出仔鱼。本次试验中观察到凹目白鲑受精卵含有许多大小不一的油球，在2～11.4 ℃水温条件下，历时97 d开始孵出仔鱼。由此可以看出，受精卵中油滴含量与胚胎发育时间的长短有着密切的关系。孵化温度高，孵化时间短，消耗量小，所需要提供的能量少，因此不需要脂肪或储存大量脂肪；孵化温度较低，孵化时间长，消耗量大，需要提供大量的能量，因此需要大量储存脂肪。冷水鱼中其他白鲑鱼类是否也存在像凹目白鲑受精卵中含有许多大小不一的油球的现象，有待于进一步研究去证实。

3.1.3 心跳期和肌肉效应期出现顺序与仔鱼活动之间的关系。七彩神仙鱼（Symphysodon aequifasciata）[13]和白斑狗鱼（Escox lucius Linnaeus）[14]的胚胎发育过程中，心跳期先于肌肉效应期出现，它们的仔鱼活动灵敏、游动迅速、采食灵敏；杂交鳜的胚胎发育过程中，肌肉效应期先于心跳期出现，其仔魚无平游能力，通常侧卧或是仰卧在水底，间歇性的凭借尾部急剧摆动，自上而下的螺旋蹿动。本试验中，观察到凹目白鲑胚胎发育过程中心跳期先于肌肉效应期出现，且仔鱼出膜后好动，动作灵敏，游动迅速，这与七彩神仙鱼、白斑狗鱼一致。这种情况的出现，可能说明心跳期先出现的鱼类属于好动型，而肌肉效应期先出现的鱼可能擅长间歇性活动，多数时候属于休息状态，至于事实情况是不是如此，有待于进一步的研究。

3.2 结论

本文通过对凹目白鲑胚胎发育过程观察，得出其卵为淡黄色，具有卵膜厚、卵黄相对大和胚盘较小等特点，受精卵具有黏性，且含有大量大小不一的油滴。凹目白鲑器官发育阶段持续时间长，眼原基在胚孔封闭之后形成，心跳期先于肌肉效应期形成。另外，还发现将凹目白鲑受精卵孵化总积温为529.85 ℃·d。根据该试验所得孵化积温，可以初步推断凹目白鲑孵化所需时间。

4 参考文献

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