大連市皮口海域口蝦蛄群體繁殖生物學(xué)特征初步研究

薛梅，閆紅偉，劉海映，劉奇，邢坤，陳雷，呂海波，盧羽潔，張濤，遲慶宏

（1.大連海洋大學(xué)遼寧省海洋牧場工程技術(shù)研究中心，遼寧 大連116023；2.大連海洋大學(xué)遼寧省海洋生物資源恢復(fù)與生境修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連116023；3.大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，遼寧大連116023；4.大連天正實(shí)業(yè)有限公司，遼寧 大連116000；5.大連市長?？h水產(chǎn)技術(shù)推廣站，遼寧長海116500）

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大連市皮口海域口蝦蛄群體繁殖生物學(xué)特征初步研究

薛梅1、2，閆紅偉3，劉海映1、2，劉奇1、2，邢坤1、2，陳雷1、2，呂海波1、2，盧羽潔1、2，張濤4，遲慶宏5

（1.大連海洋大學(xué)遼寧省海洋牧場工程技術(shù)研究中心，遼寧 大連116023；2.大連海洋大學(xué)遼寧省海洋生物資源恢復(fù)與生境修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連116023；3.大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，遼寧大連116023；4.大連天正實(shí)業(yè)有限公司，遼寧 大連116000；5.大連市長?？h水產(chǎn)技術(shù)推廣站，遼寧長海116500）

摘要：為了解大連市皮口海域口蝦蛄Oratosquilla oratoria群體的繁殖生物學(xué)特征，于2014年5月—2015年4月，每月中旬對皮口海域口蝦蛄群體進(jìn)行隨機(jī)取樣，采用組織學(xué)和電鏡技術(shù)對其性腺發(fā)育規(guī)律和生殖細(xì)胞發(fā)生過程進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明：除7月份以外，其他月份的雌、雄口蝦蛄比例與期望值1∶1之間均無顯著性差異 （χ2=0.500，P＞0.05）；口蝦蛄雌、雄性比為0.79～1.34，全年雌、雄性比平均為1.04± 0.05，雌、雄性腺周年發(fā)育變化趨勢類似，雄性發(fā)育略快，性成熟高峰期均有2個(gè)，雌性在5月和11月達(dá)性成熟高峰期，而雄性在4月和11月達(dá)性成熟高峰期；口蝦蛄卵子發(fā)生過程分為卵原細(xì)胞、初級卵母細(xì)胞、次級卵母細(xì)胞、卵黃形成前期細(xì)胞、卵黃形成期細(xì)胞、早期成熟期卵細(xì)胞和成熟期卵細(xì)胞，卵巢發(fā)育分為未發(fā)育時(shí)期、卵母細(xì)胞期、生長前期、生長中期、生長后期、成熟前期、成熟期和恢復(fù)期；精子的發(fā)生過程分為精原細(xì)胞、精母細(xì)胞和精子，精巢發(fā)育分為精原細(xì)胞期、精母細(xì)胞期、早期精子期和精子期。本研究結(jié)果可為口蝦蛄繁殖生物學(xué)的深入研究奠定理論基礎(chǔ)，并為早日實(shí)現(xiàn)口蝦蛄棲息地養(yǎng)護(hù)及人工增養(yǎng)殖提供參考。

關(guān)鍵詞：口蝦蛄；性腺；生殖細(xì)胞；組織學(xué)；超微結(jié)構(gòu)

口蝦蛄Oratosquilla oratoria隸屬于節(jié)肢動物門Arthropoda、軟甲綱 Malacostraca、口足目 Stomatopoda、蝦蛄科 Squillidae、口蝦蛄屬 Oratosquilla［1］，俗稱蝦爬子、皮皮蝦等［2］，在中國沿海均有分布，以黃海、渤海產(chǎn)量最多［3］，一般生活在5～60 m深水域，營穴居生活。因其肉嫩味美、營養(yǎng)豐富，是一種重要的海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動物。近年來，由于捕撈過度及環(huán)境惡化等影響，口蝦蛄資源嚴(yán)重衰退，需求量和市場價(jià)格不斷攀升。為了保護(hù)現(xiàn)有資源并滿足日益增長的市場需求，口蝦蛄增養(yǎng)殖勢在必行。規(guī)?；庇斯っ绶N，是進(jìn)行增殖放流或人工養(yǎng)殖的關(guān)鍵過程，而充分了解口蝦蛄繁殖生物學(xué)規(guī)律是推動這一過程的首要前提。

性腺不僅是主要的繁殖器官，而且是性細(xì)胞發(fā)育的重要基礎(chǔ)［4］。甲殼動物生殖細(xì)胞發(fā)生是個(gè)體發(fā)育的重要環(huán)節(jié)，研究經(jīng)濟(jì)甲殼動物生殖細(xì)胞發(fā)育規(guī)律可為進(jìn)行人工增養(yǎng)殖研究奠定理論基礎(chǔ)。有關(guān)蝦蛄屬繁殖生物學(xué)特征的研究國內(nèi)外已有一些報(bào)道，并積累了一定的研究成果。王春琳等［5］觀察了黑斑口蝦蛄 Oratosquilla kempi雄性生殖系統(tǒng)；Yamazaki等［6］、Kodama等［7］、Ohtomi等［8］和徐善良等［9］對口蝦蛄卵巢發(fā)育進(jìn)行了初步研究；劉海映等［10］研究了口蝦蛄生殖細(xì)胞發(fā)生；Kodama等［7］探討了口蝦蛄精巢發(fā)育。截至目前，由于缺乏系統(tǒng)的觀察數(shù)據(jù)，口蝦蛄生殖細(xì)胞的發(fā)生與繁殖規(guī)律尚不連貫，發(fā)育分期也未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，影響了對口蝦蛄繁殖生物學(xué)的進(jìn)一步研究。

大連市皮口海域是黃海海域口蝦蛄主要產(chǎn)區(qū)之

1　材料與方法

1.1材料

試驗(yàn)用口蝦蛄捕自遼寧省大連市皮口海域（圖1），采樣時(shí)間為2014年5月—2015年4月，每月中旬采樣，除1、2月份采集樣本220尾外，其余各月每次采集樣本300余尾。每次采樣時(shí)均記錄海區(qū)水溫、鹽度。

圖1　采樣地點(diǎn)Fig.1 Location of sampling site

1.2方法

1.2.1組織學(xué)樣品的制備 每月采樣后，首先根據(jù)有無交接肢將全部樣品區(qū)分，記錄口蝦蛄雌、雄數(shù)量，估算性比。測量所有樣品的體長 （BL）、體質(zhì)量 （BW）和完整性腺質(zhì)量。同時(shí)從中分別隨機(jī)抽取雌、雄各60尾，解剖獲得精巢、卵巢，并從性腺組織中段切取小塊組織，經(jīng)Bouin氏液固定24 h，按常規(guī)石蠟切片方法進(jìn)行脫水、透明、包埋。使用YD 355AT（China）切片機(jī)進(jìn)行組織切片，切片厚度為 5～7 μm，經(jīng)Harris蘇木精-伊紅染色后［11］，于Nikkon Eclipse 80i（Japan）顯微鏡下觀察并拍照，用目微尺測量細(xì)胞及核仁大小。此外，對成熟的卵巢使用二氧六環(huán) ［（C2H4）2O2］代替二甲苯 （C8H10）進(jìn)行透明［12］，以防止組織塊脆化和切片時(shí)發(fā)生破碎脫落現(xiàn)象。

1.2.2超顯微樣品的制備 分別從精巢、卵巢的中段切取小塊 （1 mm×1 mm×3 mm）組織，迅速用0.1 mol/L磷酸緩沖溶液配制的戊二醛和1%鋨酸雙重固定［13］，用乙醇梯度脫水、環(huán)氧樹脂包埋、超薄切片，經(jīng)醋酸鈾和檸檬酸鉛染色后，在JEM 2100透射電鏡下 （Japan）觀察并拍照。

1.2.3性腺指數(shù)的計(jì)算

性腺指數(shù)=卵巢質(zhì)量/體質(zhì)量×100%。

1.3數(shù)據(jù)處理

用Excel 2013軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)處理，采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行性腺指數(shù)單因素方差分析（One-Way ANOVA），用Turkey法檢驗(yàn)月間差異。

此外，性別比例 （雌∶雄）以1∶1為期望值，采用卡方檢驗(yàn) （χ2=0.50，df=2）進(jìn)行差異性分析?？谖r蛄雌、雄之間的體長、體質(zhì)量差異性比較采用單樣本T檢驗(yàn)。所有統(tǒng)計(jì)值顯著性水平設(shè)為0.05，統(tǒng)計(jì)結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤 （mean± S.E.）表示。

2　結(jié)果與分析

2.1環(huán)境因子的季節(jié)性變化

采捕口蝦蛄的海區(qū)水溫及鹽度的周年變化如圖2所示。周年水溫變化范圍為4～25℃，水溫從2月開始上升，8月時(shí)達(dá)到全年最高值25℃，隨后逐漸降低，年平均水溫為（13.50±7.03）℃，月間變化顯著 （P＜0.05）。周年鹽度變化范圍為29～33.60，年平均鹽度為31.09±1.33，月間變化不顯著 （P＞0.05）。

圖2　采樣海域水溫和鹽度的周年變化Fig.2 Monthly change in water temperature and salinity in the sampling sites

2.2口蝦蛄性比的周年變化

本次調(diào)查在大連市皮口海域全年共采集3446尾口蝦蛄樣品，其中雌性個(gè)體1746尾，雄性個(gè)體1700尾，雌、雄比例為1.03∶1。周年雌、雄口蝦蛄性別比例變化為0.79～1.34，周年平均性比為1.04±0.05（表1）?？ǚ綑z驗(yàn)表明：除7月外，全年口蝦蛄雌、雄比例與期望值1∶1之間均無顯著性差異 （P＞0.05）。

2.3體長、體質(zhì)量

從表1可見：雌、雄口蝦蛄體長范圍分別為8.60～18.50 cm、9.90～17.40 cm；雌性口蝦蛄5 月 （水溫17℃）平均體長達(dá)周年最大值 （13.87 cm），之后持續(xù)降低，8月 （水溫25℃）平均體長最小 （11.88 cm）；雄性口蝦蛄4月 （水溫13℃）平均體長達(dá)周年最大值 （14.42 cm），之后降低，8月 （水溫25℃）平均體長最小 （12.37 cm）；一周年內(nèi)，除3月、5月外，其余月份雄性口蝦蛄的平均體長均大于雌性。

口蝦蛄平均體質(zhì)量變化規(guī)律與體長類似，雄性口蝦蛄均大于雌性口蝦蛄；3月 （水溫12℃）雌性口蝦蛄平均體質(zhì)量最大 （33.34 g），11月 （水溫7℃）雄性口蝦蛄平均體質(zhì)量達(dá)到周年最大值（39.17 g），而8月 （水溫25℃）雌、雄性口蝦蛄平均體質(zhì)量均最小，分別為20.42 g和24.34 g（表1）。

表1　大連市皮口海域口蝦蛄體長、體質(zhì)量和性比的周年變化 （平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤）Tab.1 Monthly change in body length，body weight and sex ratio of mantis shrimp Oratosquilla oratoria in the area of Pikou Bay，Dalian（mean±S.E.）

2.4繁殖規(guī)律

解剖樣品發(fā)現(xiàn)，口蝦蛄為雌雄異體?？谖r蛄性腺位于圍心竇和肝胰腺之間［14-15］。精巢質(zhì)量測定顯示，雄性口蝦蛄性成熟高峰期全年出現(xiàn)2次（圖3），分別發(fā)生在4月和11月。此外，采用每月雌性口蝦蛄性腺指數(shù)表示當(dāng)月性成熟度 （圖4），結(jié)果發(fā)現(xiàn)：口蝦蛄當(dāng)年即可達(dá)性成熟，自2月（水溫4℃）開始，性腺指數(shù)上升；5月 （水溫17℃）達(dá)全年最高值，為9.61%，此時(shí)性腺發(fā)育成熟，肉眼可見黃色性腺占據(jù)整個(gè)背部區(qū)域，尾節(jié)處融合，末端呈黃色三角形；隨后，性腺指數(shù)降低，至9月 （水溫21℃）性腺指數(shù)僅為0.85%，性腺成熟度達(dá)全年最低，此時(shí)性腺退化成黑線狀；之后，性腺指數(shù)再次升高，至11月 （水溫7℃）性腺指數(shù)為4.28%。由此可見，大連市皮口海域雌性口蝦蛄性成熟高峰期也有2個(gè)，分別在5月和11月。

圖3　大連市皮口海域口蝦蛄精巢質(zhì)量的周年變化Fig.3 　Monthly change in testis weight of mantis shrimp Oratosquilla oratoria in the area of Pikou Bay，Dalian

圖4　大連市皮口海域雌性口蝦蛄性腺指數(shù)的周年變化Fig.4 Monthly change in gonado-somatic index of female mantis shrimp Oratosquilla oratoria in the area of Pikou Bay，Dalian

2.5卵子發(fā)生和卵巢發(fā)育分期

口蝦蛄有一對卵巢，呈左右對稱，兩個(gè)卵巢趨于愈合，僅由一層隔膜相隔，卵屬于多黃卵，卵子發(fā)育由中間隔膜逐漸向兩側(cè)發(fā)育 （圖5）。根據(jù)卵細(xì)胞的形態(tài)、卵黃積累和濾泡細(xì)胞的形狀，卵子的發(fā)生過程分為7種配子體。

卵原細(xì)胞：細(xì)胞很小，大小僅為 （2.0±1.4）μm，來自卵巢邊緣的生殖上皮細(xì)胞；細(xì)胞核位于中央。卵原細(xì)胞外圍結(jié)締組織中出現(xiàn)濾泡細(xì)胞（圖6-A）。

初級卵母細(xì)胞：細(xì)胞增大，呈橢圓形，卵徑為（2.0±8.5）μm；細(xì)胞核呈橢圓形，增大至（18.0±3.8）μm，細(xì)胞膜、核膜不明顯，無核仁，細(xì)胞質(zhì)少 （圖6-B）。

次級卵母細(xì)胞：細(xì)胞明顯增大，直徑為（50.0±18.5）μm；細(xì)胞核增大至 （28.0±5.8）μm，核仁清晰，核膜明顯，核中絲狀的染色體出現(xiàn)，卵細(xì)胞周圍有單層濾泡細(xì)胞圍繞，其主要作用是保護(hù)卵細(xì)胞發(fā)育，并為卵細(xì)胞發(fā)育提供營養(yǎng)物質(zhì)，此時(shí)的濾泡細(xì)胞呈卵圓形 （圖6-C）。

卵黃形成前期細(xì)胞：細(xì)胞繼續(xù)增大，直徑為（100.0±56.9）μm；細(xì)胞核明顯，為 （54.0± 10.5）μm，能看到核中有絲狀的染色體分布，核仁清晰，細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，濾泡細(xì)胞變得扁長，圍繞在卵細(xì)胞周圍 （圖6-D）。

卵黃形成期細(xì)胞：細(xì)胞大小為 （370.0±70.9）μm；細(xì)胞核大小為 （55.0±14.2）μm，此期核內(nèi)絲狀染色質(zhì)消失，核仁明顯，濾泡細(xì)胞變成長條形（圖6-E）。

早期成熟期卵細(xì)胞：細(xì)胞呈不規(guī)則多邊形，直徑為 （400.0±82.6）μm；細(xì)胞核為 （30.0±14.2）μm，核膜消失，細(xì)胞核向細(xì)胞邊緣移動，細(xì)胞質(zhì)中網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)消失，濾泡細(xì)胞拉伸 （圖6-F）。

成熟期卵細(xì)胞：細(xì)胞體積達(dá)到最大，邊緣呈多角結(jié)構(gòu)，細(xì)胞大小為 （500.0±137.6）μm；細(xì)胞核逐漸解體、消失，卵細(xì)胞內(nèi)充滿卵黃，并形成較大的卵黃顆粒。組織學(xué)和超微觀察均顯示，此階段的細(xì)胞還具有大小不一的油滴，濾泡細(xì)胞呈細(xì)條狀，細(xì)胞核也呈類似結(jié)構(gòu) （圖6-G、H、I）。

根據(jù)口蝦蛄卵巢外形、顏色變化和卵細(xì)胞形態(tài)特征，將卵巢發(fā)育全過程劃分為8個(gè)時(shí)期。

未發(fā)育時(shí)期：卵巢呈細(xì)小線狀；左右卵巢內(nèi)有大量的卵原細(xì)胞，同時(shí)存在少量的初級卵母細(xì)胞，此時(shí)的卵巢內(nèi)含有營養(yǎng)細(xì)胞 （圖7-A）。

初級卵母細(xì)胞期：卵巢擴(kuò)大呈帶狀，存在大量初級卵母細(xì)胞及少量卵原細(xì)胞 （圖7-B）。

生長前期：卵巢進(jìn)一步發(fā)育，向兩側(cè)擴(kuò)張，出現(xiàn)少許卵黃，此時(shí)卵巢呈淺黃色；卵巢中含有卵原細(xì)胞、初級卵母細(xì)胞、次級卵母細(xì)胞、濾泡細(xì)胞，且細(xì)胞排列松散 （圖7-C）。

生長中期：卵巢體積明顯增大，邊緣凹陷明顯；卵細(xì)胞排列緊密，卵細(xì)胞被單層濾泡細(xì)胞分隔包圍，卵巢中含有大量次級卵母細(xì)胞 （圖7-D）。

生長后期：卵巢迅速生長，兩側(cè)凹凸呈波浪狀，卵黃不斷累積，卵巢呈黃色；卵巢中全是卵黃，形成前期細(xì)胞，“S型”增殖區(qū)開始出現(xiàn) （圖7-E）。

成熟前期：卵巢飽滿，卵黃迅速積累，在尾節(jié)融合，尾節(jié)中間出現(xiàn)黃色長條；卵巢壁變薄，細(xì)胞排列緊密，早期成熟卵細(xì)胞占據(jù)整個(gè)卵巢組織，卵巢中 “S型”區(qū)域仍然存在，其內(nèi)細(xì)胞為初級卵母細(xì)胞 （圖7-F）。

成熟期：卵巢極度膨大，尾節(jié)中間出現(xiàn)黃色三角形；此期細(xì)胞為成熟期細(xì)胞，排列緊密，肉眼可見卵細(xì)胞顆粒 （圖7-G）。

恢復(fù)期：此期為排卵后，整個(gè)卵巢開始萎縮，卵細(xì)胞分布稀疏，細(xì)胞質(zhì)松散，細(xì)胞核模糊；存在許多卵巢小管，部分卵巢小管包圍多個(gè)萎縮的卵細(xì)胞，細(xì)胞與細(xì)胞之間出現(xiàn)明顯間隙 （圖7-H）。

2.6精子發(fā)生和精巢發(fā)育分期

口蝦蛄也有一對精巢，左右對稱，僅由一層膜相隔，相互連接，但不愈合。精巢由精巢管壁和精巢腔組成 （圖8），未發(fā)現(xiàn)其他蝦蟹類所具有的生精腺囊或生精細(xì)管［16］等結(jié)構(gòu)。整個(gè)管狀精巢內(nèi)均可進(jìn)行精子的發(fā)生，成年口蝦蛄精巢展開長度為50～60 mm，成熟精巢質(zhì)量只有成熟卵巢質(zhì)量的5%～7%。精巢外部由一層薄薄的結(jié)締組織包裹，可對精細(xì)胞起到保護(hù)和緩沖作用。

圖5　口蝦蛄卵巢Fig.5 The ovary of mantis shrimp Oratosquilla oratoria

通過觀察生殖細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)，將口蝦蛄精子發(fā)生過程分為3種配子體。

精原細(xì)胞：細(xì)胞呈不規(guī)則卵圓形，大小為（10.0±5.9）μm；細(xì)胞核近圓形，大小為 （5.0± 3.2）μm，位于細(xì)胞中央。細(xì)胞核周圍有許多內(nèi)質(zhì)網(wǎng)泡，胞質(zhì)內(nèi)有少量線粒體 （圖9-A、B）。

圖6　口蝦蛄卵細(xì)胞發(fā)生過程Fig.6 Oogenesis of mantis shrimp Oratosquilla oratoria

圖7　口蝦蛄卵巢發(fā)育分期Fig.7 Gonadal development of mantis shrimp Oratosquilla oratoria

精母細(xì)胞：細(xì)胞呈橢圓形，細(xì)胞小于精原細(xì)胞，大小為 （7.0±2.2）μm；細(xì)胞核為 （3.0± 2.8）μm，核為圓形，位于細(xì)胞一端，呈極性分布；線粒體大小不一，具雙層膜，嵴少，集中分布于細(xì)胞的另一端，并有雙層膜結(jié)構(gòu)包裹形成 “線粒體區(qū)”。精母細(xì)胞旁有營養(yǎng)細(xì)胞存在，營養(yǎng)細(xì)胞呈多邊形，較小，大小僅4 μm左右，胞質(zhì)內(nèi)有少量內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體存在 （圖9-C、D、E、F、G）。

精子：精子排列緊密，無鞭毛，呈圓球形或水滴形，細(xì)胞膜厚，細(xì)胞大小為 （4.0±1.3）μm；細(xì)胞核濃縮不規(guī)則，染色質(zhì)致密，位于細(xì)胞一端，細(xì)胞器逐漸模糊、融合或解離，胞質(zhì)中只有線粒體存在，線粒體體積由小變大，數(shù)量由少變多，嵴較多，并遷移至細(xì)胞核的末端 （圖9-H）。

基于生殖細(xì)胞的類型及數(shù)目，將口蝦蛄精巢發(fā)育分為4個(gè)時(shí)期。

精原細(xì)胞期：精巢未發(fā)育，只包含精原細(xì)胞（圖10-A）。

精母細(xì)胞期：此期包含精原細(xì)胞、精母細(xì)胞，精原細(xì)胞區(qū)包裹著精母細(xì)胞區(qū) （圖10-B）。

早期精子期：此期包含精原細(xì)胞、精母細(xì)胞、精子，精巢從里到外依次是精子、精母細(xì)胞、精原細(xì)胞，精子比較少 （圖10-C）。

精子期：精巢內(nèi)大量精子存在，也有少量精母細(xì)胞存在 （圖10-D）。

3　討論

3.1口蝦蛄性比的周年變化

性比是決定種群繁殖力的重要因素之一，本研究中發(fā)現(xiàn)，口蝦蛄性比全年存在一定的波動變化，除7月份外，其余月份雌雄比例無顯著性差異（P＞0.05），雌雄比例接近1∶1。7月雌性口蝦蛄數(shù)量明顯多于雄性口蝦蛄 （P=0.034），性比達(dá)全年最高值 （1.34），其原因可能與雄性口蝦蛄大量交尾后死亡有關(guān)［17］。類似的，大富潤等［18］的研究同樣也發(fā)現(xiàn)，口蝦蛄性比存在周年波動，且在繁殖期前后有明顯變化。因此，這種性比的波動性可能是種群對環(huán)境適應(yīng)性的反應(yīng)。

3.2口蝦蛄繁殖特征

口蝦蛄當(dāng)年即可達(dá)性成熟，其生物學(xué)最小型大約為8.0 cm［19］。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，其生長具有明顯的季節(jié)特征，夏季和秋季生長最為快速。此外，皮口海域口蝦蛄常年均有分布，但1、2月近岸資源量較少，采樣困難。這可能與低溫期口蝦蛄從近岸移動到深水區(qū)，營越冬生活有關(guān)［20］。本研究中還發(fā)現(xiàn)，精巢和卵巢發(fā)育均具有不同步性，該現(xiàn)象也普遍存在于沼蝦屬、原螯蝦屬中，如日本沼蝦Macrobrachium nipponense、克氏原螯蝦Procambarus clarkii［21］等。

皮口海域雄性口蝦蛄存在2個(gè)非常明顯的性成熟高峰，基于精巢質(zhì)量的周年變化推斷交尾時(shí)間時(shí)發(fā)現(xiàn)，從3月精巢開始發(fā)育，其峰值出現(xiàn)在4月（水溫13℃），平均精巢質(zhì)量為0.166 g，隨后精巢質(zhì)量開始逐漸下降，可能進(jìn)入交尾階段，到6月（水溫18℃），平均精巢質(zhì)量最低，為0.099 g，推斷此期間第1次交尾結(jié)束；此后，精巢質(zhì)量又再次明顯上升，至11月 （水溫7℃）達(dá)到全年最高值后又開始下降，可能再次進(jìn)入集中交尾階段。故初步推測，口蝦蛄交尾很可能集中發(fā)生在4—6月和11—12月。雄性口蝦蛄精巢發(fā)育明顯不同步性，造成無法準(zhǔn)確通過組織切片來證實(shí)對交尾時(shí)間的推測，未來尚需通過室內(nèi)人工繁育試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。目前，國內(nèi)外學(xué)者所推測的口蝦蛄交尾時(shí)間主要依賴評估性腺質(zhì)量的變化，且群體間的交尾時(shí)間尚無統(tǒng)一定論。梅文驤等［22］認(rèn)為，浙江沿?？谖r蛄在產(chǎn)卵前不久進(jìn)行交尾；鄧景耀等［23］認(rèn)為，渤海海區(qū)口蝦蛄在9—11月份交尾；Hamano［24］研究發(fā)現(xiàn)，日本九州口蝦蛄在產(chǎn)卵前幾個(gè)月已經(jīng)完成交尾；王波等［25］研究表明，口蝦蛄為廣溫廣鹽性種類，可以適應(yīng)6～31℃的溫度和12～35的鹽度變化。當(dāng)?shù)氐乃疁丶吧鷳B(tài)條件極大地影響其繁殖發(fā)育周期。在漁業(yè)資源研究中，采樣方式也會造成一定判斷偏差。本研究中對皮口海域口蝦蛄群體進(jìn)行為期一周年的采樣，盡可能規(guī)避了采樣方式對試驗(yàn)結(jié)果所造成的影響。

性腺指數(shù)是揭示物種繁殖狀況的重要指標(biāo)，被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)動物繁殖期的判定中，如黃鱔Monopterus albus［26］、中華絨螯蟹 Eriocheir sinensis［27］等。皮口海域雌性口蝦蛄性成熟高峰期也有2個(gè)，故推測產(chǎn)卵時(shí)間可能在5—9月和11—12月。但考慮到實(shí)際水溫狀況及以往口蝦蛄人工育苗研究情況［28］，繁殖盛期出現(xiàn)在5—9月是合理的，這與本試驗(yàn)組織學(xué)觀察結(jié)果一致，也與劉海映等［10］報(bào)道的黑石礁海域口蝦蛄產(chǎn)卵時(shí)間在6—7月類似。盡管本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，11月份所采集的口蝦蛄樣本中均存在性腺成熟 （成熟期）及排完卵 （恢復(fù)期）的個(gè)體，但考慮到皮口海域冬季水溫低，且從當(dāng)年11月份至翌年3月的5次采樣中，并未采集到變態(tài)后仔蝦的結(jié)果，尚無法確定皮口海域口蝦蛄在冬季是否可以形成具有實(shí)際意義的繁殖種群。

本次采樣發(fā)現(xiàn)，雌性口蝦蛄的性成熟高峰期與交尾時(shí)間部分重合，暗示口蝦蛄可能具有延后受精和同時(shí)受精兩種交配模式。根據(jù)性腺指數(shù)和組織學(xué)觀察結(jié)果，考慮到口蝦蛄為2～3年生種類［28］，很可能1齡以上口蝦蛄在當(dāng)年5—9月繁殖，未滿1齡口蝦蛄在冬季11—12月近岸育肥，性腺發(fā)育后，翌年5—9月才進(jìn)入集中產(chǎn)卵期。類似的，鰲蝦科克氏原螯蝦的繁殖期也僅有1個(gè) （8—9月），10月底后抱卵的雌蝦由于水溫降低，一直抱卵直至翌年春季才開始孵化［30］。Ohtomi等［8］對東京灣口蝦蛄的研究也顯示，當(dāng)?shù)乜谖r蛄繁殖時(shí)期僅有1個(gè)，為4—8月，而性成熟高峰期卻為2個(gè)。徐善良等［31］對浙江北部口蝦蛄的研究發(fā)現(xiàn)，口蝦蛄每年也僅有1個(gè)繁殖期，性成熟高峰期分布在7—8月。在甲殼動物中，還有一些種類一年中存在2個(gè)繁殖期，如長臂蝦科的脊尾白蝦Exopalaemon carinicauda（4—5月和8—9月）［32］以及梭子蟹科的鋸緣青蟹Scylla serrata（5—6月和8—10月）［33］，這暗示甲殼動物在經(jīng)歷千百萬年的進(jìn)化后，具有適應(yīng)其生存環(huán)境的不同生殖策略。

圖8　口蝦蛄精巢Fig.8 The testis of mantis shrimp Oratosquilla oratoria

圖9　口蝦蛄精子發(fā)生的超微結(jié)構(gòu)觀察Fig.9 Ultrastructure during spermatogenesis of mantis shrimp Oratosquilla oratoria

圖10　口蝦蛄精巢發(fā)育分期Fig.10 Testis development of mantis shrimp Oratosquilla oratoria

3.3口蝦蛄卵子發(fā)生和卵巢的發(fā)育分期

生殖細(xì)胞的發(fā)生是繁殖生物學(xué)研究的重要課題，無論是在理論上還是在人工育苗中都具有重要指導(dǎo)意義。對于口蝦蛄的卵巢分期，國內(nèi)外學(xué)者意見不一。徐善良等［9］將口蝦蛄卵母細(xì)胞發(fā)育分為4期，缺少未發(fā)育期和恢復(fù)期。劉海映等［10］對口蝦蛄的繁殖周期和生殖細(xì)胞發(fā)育進(jìn)行了研究，但未結(jié)合性腺發(fā)育過程。此外，Jennifer等［34］也做了一些工作，但由于缺乏對同一區(qū)域周年研究數(shù)據(jù)，卵子發(fā)生和卵巢發(fā)育分期尚不完備，不能完全解釋口蝦蛄這一特殊物種生活史中復(fù)雜的繁殖發(fā)育過程。本研究中，以皮口海域口蝦蛄為研究對象，將其卵子發(fā)生過程分為7種配子體，卵巢發(fā)育分為8個(gè)時(shí)期，完整地闡述了口蝦蛄卵巢從未發(fā)育至最終排卵的全部過程，首次探明了雌性口蝦蛄周年發(fā)育規(guī)律。

3.4口蝦蛄精子發(fā)生和精巢發(fā)育分期

口蝦蛄精巢發(fā)育方式與卵巢不同，從外到內(nèi)發(fā)育，且精子極小，僅有卵子的1/100，故結(jié)合組織學(xué)和透射電鏡技術(shù)才能揭示整個(gè)精子的發(fā)生過程。在精子發(fā)生方面，精原細(xì)胞為卵圓形，由生殖上皮細(xì)胞迅速生長、增殖形成。精原細(xì)胞在發(fā)育過程中，細(xì)胞體積明顯增大，細(xì)胞核逐漸呈卵圓形。這些特征與其他甲殼動物精原細(xì)胞的發(fā)生類似［35-36］。口蝦蛄精母細(xì)胞小于精原細(xì)胞，同日本沼蝦M. nipponense、三疣梭子蟹Portuns trituberculatus的精母細(xì)胞形態(tài)類似，與脊尾白蝦相反。而在成熟精子方面，甲殼動物明顯表現(xiàn)出種的特異性。如本試驗(yàn)中觀察到的口蝦蛄成熟精子呈無鞭毛的圓球形或水滴形，而日本沼蝦成熟精子呈圖釘形，中國龍蝦Panulirus stimpsoni成熟精子呈泡囊形，克氏原螯蝦成熟精子呈輻射形。與精子發(fā)生的復(fù)雜性相比，精巢分期相對簡單，幾乎所有甲殼種類均具有基本的精原細(xì)胞期、精母細(xì)胞期和精子期。

本試驗(yàn)中通過透射電鏡技術(shù)發(fā)現(xiàn)，精子發(fā)生過程中細(xì)胞器的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化。如從精原細(xì)胞期到精子成熟，線粒體數(shù)量由少到多、體積從小到大。這種現(xiàn)象可能與口蝦蛄交配及受精時(shí)間不一致，為保證精子存活，需要大量線粒體儲存能量有關(guān)；同時(shí)，口蝦蛄精子并無鞭毛結(jié)構(gòu)［37］，依靠大量線粒體提供受精能量也是可能的。

綜上所述，本研究中通過一周年的采樣調(diào)查分析，探討了大連市皮口海域口蝦蛄的繁殖規(guī)律、生殖細(xì)胞發(fā)生和性腺發(fā)育分期，為豐富口蝦蛄的繁殖生物學(xué)研究內(nèi)涵提供了基礎(chǔ)資料。

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中圖分類號：S917；Q953

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.16535/j.cnki.dlhyxb.2016.03.002

文章編號：2095-1388（2016）03-0237-09

收稿日期：2015-09-29

基金項(xiàng)目：遼寧省科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目（2014203016）；遼寧省教育廳一般項(xiàng)目 （L2015083）

作者簡介：薛梅 （1989—），女，碩士研究生。E-mail：15141193742@163.com

通信作者：劉奇 （1983—），男，博士。E-mail：liuqisunson@dlou.edu.cn一，本研究中，以大連市皮口海域口蝦蛄為研究對象，通過對其組織學(xué)及超微結(jié)構(gòu)分析，對口蝦蛄生殖細(xì)胞發(fā)生和性腺發(fā)育的周年變化規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)研究，旨在豐富口蝦蛄繁殖生物學(xué)研究內(nèi)涵，進(jìn)而為規(guī)模化人工繁育口蝦蛄苗種以及對其進(jìn)行增養(yǎng)殖提供理論指導(dǎo)。

Reproductive biology of mantis shrimp Oratosquilla oratoria in Pikou Bay in coastal Dalian

XUE Mei1，2，YAN Hong-wei3，LIU Hai-ying1，2，LIU Qi1，2，XING Kun1，2，CHEN Lei1，2，Lü Hai-bo1，2，LU Yu-jie1，2，ZHANG Tao4，CHI Qing-hong5
（1.Center for Marine Ranching Engineering Science Research of Liaoning，Dalian Ocean University，Dalian 116023，China；2.Key Laboratory of Marine Bio-resources Restoration and Habitat Reparation in Liaoning Province，Dalian Ocean University，Dalian 116023，China；3.College of Fisheries and Life Science，Dalian Ocean University，Dalian 116023，China；4.Dalian Tianzheng Co.Ltd.，Dalian 116000，China；5.Fishery Technology Extension Station of Changhai County，Changhai 116500，China）

Abstract：Germ cell genesis and gonadal development were monthly observed in mantis shrimp Oratosquilla oratoria collected in Pikou Bay in coastal Dalian from May 2014 to April 2015 by histological and ultrastructural technology to investigate the reproductive biology of the mantis shrimp population.The results showed that the ratio of female to male was similar to anticipated value 1∶1 in other months except for July（χ2=0.500，P＞0.05），range from 0.79 to 1.34，with annual mean value of 1.04±0.05.There was similar tendency of gonadal development between female and male，with two peaks of maturity throughout the year，May and November in female，and April and November in male，early development in male than in female.Oogenesis of mantis shrimp was divided into 7 stages：oogonium，primary oocyte，secondary oocyte，previtellogenic oocyte，vitellogenic oocyte，early mature oocyte and mature oocyte.And ovarian development was divided into non-developmental stage，primary oocyte stage，early growth stage，middle growth stage，late growth stage，pre-maturation stage，maturation stage and finally atretic stage.Correspondingly，the spermatogenesis was divided into three sages：spermatogonium，spermatocyte and sperm，while testis development was divided into four stages：spermatogonium stage，spermatocyte phase，early sperm and sperm phase.The findings provide a first step towards understanding of the reproductive biology of mantis shrimp，benefit for stock enhancement and aquaculture of mantis shrimp in the future.

Key words：Oratosquilla oratoria；gonad；germ cell；histology；ultrastructure