寬鰭鱲胚胎發(fā)育研究

石葉忠，朱雙全，潘月，申屠琰，馮彬彬，程鑫，張克鑫，朱衛(wèi)東，夏榮興，張玉明，竺俊全

(1.新昌縣養(yǎng)殖業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江新昌 312500；2.寧波大學(xué) 教育部應(yīng)用海洋生物技術(shù)重點實驗室，浙江寧波 3152113；3.余姚市水產(chǎn)技術(shù)推廣中心，浙江余姚 315400；4.新昌榮欣水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)合作社，浙江新昌 312500)

寬鰭鱲Zacco platypus隸屬于鯉形目Cypriniformes、鯉科Cyprinidae、鱲屬Zacco，是一種小型溪流性經(jīng)濟魚類，主要分布于我國珠江、長江及黃河流域的溪流中[1]。寬鰭鱲肉嫩味美、營養(yǎng)豐富，雄魚色彩艷麗，具有一定觀賞價值。

目前，有關(guān)寬鰭鱲的研究主要集中在種群遺傳[2-3]、形態(tài)學(xué)[4-5]、繁殖生物學(xué)[6]等方面，對于胚胎發(fā)育的研究較少，僅見邢迎春等[7]對北京地區(qū)寬鰭鱲胚胎發(fā)育的初步研究。為深入了解寬鰭鱲胚胎發(fā)育過程及特征，本研究采用干法授精并在人工培育條件下對其胚胎發(fā)育過程進行詳細觀察，旨在掌握寬鰭鱲胚胎發(fā)育規(guī)律，積累其繁殖生物學(xué)基礎(chǔ)資料，為其人工育苗生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

2021 年7 月，從新昌縣榮欣水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)合作社養(yǎng)殖的寬鰭鱲中選取性成熟個體100 尾，雌魚體質(zhì)量10～20 g，雄魚體質(zhì)量20～30 g，雌雄比1:1。

1.2 實驗方法

1.2.1 人工授精、孵化

對選取的性成熟寬鰭鱲進行人工催產(chǎn)，通過干法人工授精獲得受精卵，然后將其均勻散布于矩形孵化框(75 cm×45 cm×5 cm)的篩網(wǎng)(60 目)上，置于孵化池(3 m×3 m×0.5 m)水體中層，每個孵化池放置3 個孵化框，分別在水溫24～25 ℃、25～26 ℃、26～27 ℃，微流水、微充氣、遮光條件下孵化。

1.2.2 胚胎發(fā)育觀察

按胚胎發(fā)育時期隨機取樣，每次取30～40 個胚胎，在OLYMPUS CX31 顯微鏡(山東優(yōu)嘉科學(xué)儀器有限公司)下觀察胚胎發(fā)育特征并拍照。以50%以上個體出現(xiàn)新的特征作為發(fā)育時期劃分標準。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

胚胎發(fā)育有效積溫：

式中：K為有效積溫，℃·h；N為發(fā)育所需時間，h；T為孵化溫度平均值，℃；C為生物學(xué)零度，℃。

生物學(xué)零度及發(fā)育所需有效積溫的計算公式為：

式中：V=1/N；n為數(shù)據(jù)組數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 胚胎發(fā)育

寬鰭鱲成熟卵呈圓球形、橘黃色，非黏性，沉性，平均直徑(1.71±0.06) mm，受精后入水迅速膨脹，平均直徑達(2.11±0.11) mm(圖1-1)；受精卵在水溫25～26 ℃條件下經(jīng)41 h 孵出仔魚，期間經(jīng)歷了胚盤形成、卵裂、囊胚、原腸胚、神經(jīng)胚、器官形成、孵化期等7 個階段28 個時期(表1)；胚胎發(fā)育所需有效積溫為1046.47 ℃·h，其中胚盤形成階段所需時間最短，有效積溫為17.33 ℃·h，占總有效積溫的1.66%。器官形成階段歷時最長，為19 h 50 min，有效積溫為503.76 ℃·h，占總有效積溫的48.14%。

表1 寬鰭鱲胚胎發(fā)育時序(25～26 ℃)Tab.1 Chronological order of embryonic development of Z.platypus (25～26 ℃)

2.1.1 胚盤形成

受精40 min 后，動物極細胞質(zhì)逐漸隆起形成胚盤，約30 min 后隆起高度達到最大，約為受精卵直徑的1/4(圖1-2)。

2.1.2 卵裂

受精1 h 30 min 后，胚盤經(jīng)裂形成2 個大小相等的分裂球(圖1-3)；受精2 h 10 min 后，第二次經(jīng)裂，產(chǎn)生4 個大小相同的分裂球，第二次經(jīng)裂面與第一次垂直(圖1-4)；40 min 后，第三次經(jīng)裂，形成8 個分裂球，排成兩行，每行4 個(圖1-5)；受精3 h 30 min 后，第四次經(jīng)裂，形成4 排，每排4 個分裂球，排列成長方形(圖1-6)；40 min 后，分裂進入32 細胞期(圖1-7)；1 h 20 min 后，分裂進入64 細胞期，分裂球體積變小(圖1-8)；受精后6 h 10 min，分裂球體積進一步變小，各分裂球分裂速度不一，形成多層排列、界限模糊的細胞團，為多細胞期(圖1-9)。

2.1.3 囊胚

隨著卵裂繼續(xù)進行，分裂球體積顯著減小。受精7 h 20 min 后，分裂球在卵黃囊上形成高高的隆起，隆起高度約為卵黃囊高度的1/4～1/3，此時進入囊胚早期(圖1-10)；受精8 h 50 min 后，囊胚層高度明顯降低，進入囊胚中期(圖1-11)；1 h 10 min 后，囊胚層高度繼續(xù)降低，接近卵黃囊外周高度，為囊胚晚期(圖1-12)。

2.1.4 原腸胚

囊胚層細胞以下包的方式向卵黃囊運動，受精11 h 20 min 后，囊胚層細胞下包至卵黃囊高度約1/3處，胚環(huán)形成，進入原腸早期(圖1-13)；1 h 20 min 后，囊胚層細胞下包至卵黃囊高度約2/3 處，胚環(huán)的一端明顯增厚，形成胚盾，此階段為原腸中期(圖1-14)；受精14 h 20 min 后，囊胚層細胞下包至卵黃囊高度約4/5 處，形成胚孔，為原腸晚期(圖1-15)。

2.1.5 神經(jīng)胚

受精15 h 50 min 后，囊胚層細胞幾乎完全包裹卵黃囊，只露出細小的卵黃栓(圖1-16)；1 h 30 min 后，胚孔封閉，在卵黃囊背面形成略成弧狀的胚體，為胚孔封閉期(圖1-17)。

2.1.6 器官形成

受精18 h 30 min 后，胚體外包卵黃囊外周約3/4，胚體中部出現(xiàn)4～6 對“(”形肌節(jié)，為肌節(jié)出現(xiàn)期(圖1-18)；2 h 10 min 后，在胚體前端出現(xiàn)長橢圓形的眼原基，為眼基期(圖1-19)；受精21 h 10 min 后，眼基中部凹陷形成眼囊，進入眼囊期(圖1-20)；受精22 h 40 min 后，胚體尾部出現(xiàn)1 個芽狀突起，為尾芽，此時期稱為尾芽期(圖1-21)；隨著尾芽不斷生長，在受精24 h 20 min 后，尾芽邊緣外突形成尾鰭褶，靠近尾部的卵黃囊向內(nèi)凹陷，同時肌節(jié)數(shù)量明顯增多，形狀由“(”變?yōu)椤埃肌保瑸槲馋採蕹霈F(xiàn)期(圖1-22)；受精26 h 50 min 后，靠近尾部卵黃囊向內(nèi)凹陷更加明顯，此時胚體出現(xiàn)微弱的肌肉收縮，無節(jié)律性，為肌肉效應(yīng)期(圖1-23)；受精29 h 10 min 后，胚體肌肉收縮增強，眼囊逐漸變圓，囊內(nèi)出現(xiàn)圓形的晶體，為眼晶體出現(xiàn)期(圖1-24)；2 h 50 min后，在胚體與卵黃囊連接處出現(xiàn)心臟原基，胚體不時轉(zhuǎn)動，為心臟原基期(圖1-25)；受精34 h 40 min 后，耳囊中出現(xiàn)2 粒耳石，為耳石出現(xiàn)期(圖1-26)；受精37 h 10 min 后，胚體扭動頻繁，并出現(xiàn)心跳，心跳頻率為80～90 次·min-1，胚體外包在卵黃囊上，前端略突出，為心跳期(圖1-27)。

2.1.7 孵化階段

受精41 h 后，胚體在膜內(nèi)劇烈扭動，進入孵化期，大多數(shù)個體尾部先出膜(圖1-28)。

圖1 寬鰭鱲胚胎發(fā)育Fig.1 The embryonic development of Z.platypus

2.2 不同溫度下胚胎發(fā)育比較

在水溫24～25 ℃條件下，寬鰭鱲胚胎發(fā)育歷時44.5 h，所需有效積溫為1 079.13 ℃·h；在水溫25～26 ℃條件下，胚胎發(fā)育歷時41 h，所需有效積溫為1 046.47℃h；在水溫26～27℃條件下，胚胎發(fā)育歷時39 h，所需有效積溫為1039.36 ℃·h；寬鰭鱲胚胎發(fā)育所需時間隨水溫升高逐漸下降，孵化率呈先上升后下降的趨勢(表2)。

表2 水溫對寬鰭鱲胚胎發(fā)育的影響Tab.2 Effects of water temperature on embryonic development in Z.platypus

3 討論

研究表明，不同魚類成熟卵的直徑存在一定差異[8]。卵徑大小是影響胚胎發(fā)育的重要因素之一，卵徑越大，胚胎發(fā)育越慢[9-10]。本研究的寬鰭鱲(卵徑1.71±0.06 mm，積溫1 046.47 ℃·h)卵徑及所需積溫均低于胭脂魚Myxocyprinus asiaticus(1.8～2.0 mm，積溫1 743.59 ℃·h)[11]、中華倒刺鲃Spinibarbus sinensis(1.8～2.0 mm，積溫1 261.75 ℃·h)[12]、斑重唇魚Diptychus maculates(卵徑2.32±0.12 mm，積溫3 462 ℃·h)[13]，高于翹嘴紅鮊Erythroculter ilishaeformis(0.72～1.18 mm，積溫619.82 ℃·h)[14]、馬口魚Opsariichthys bidens(1.00～1.20 mm，積溫968.95 ℃·h)[15]及唐魚Tanichthys albonubes(卵徑1.017±0.001 mm，積溫494 ℃·h)[16]。塔里木裂腹魚Schizothorax biddulphi[17]及長鰭吻鮈Rhinogobio ventralis[18]積溫分別為1 785.24 ℃·h 及1 275.44 ℃·h，高于本研究的寬鰭鱲。長江鳡Elopichthys bambusa[19]積溫663 ℃·h，低于本研究的寬鰭鱲。影響胚胎發(fā)育速率的因素除卵徑外，可能還與種類、孵化環(huán)境、孵化密度等有關(guān)。邢迎春等[7]對北京地區(qū)寬鰭鱲早期發(fā)育的研究發(fā)現(xiàn)，其卵徑為0.58～1.53 mm，小于本研究。表明同種魚卵卵徑大小因個體、生存環(huán)境及繁殖時間不同也存在一定的差異[8]。

相關(guān)研究表明，溫度是影響胚胎發(fā)育的重要因素之一，在適宜溫度范圍內(nèi)，溫度越高，胚胎發(fā)育歷時越短[20]。鄧維德等[21]對光倒刺鲃Spinibarbus hollandi胚胎發(fā)育的研究發(fā)現(xiàn)，溫度為17 ℃時不能完成胚胎發(fā)育；溫度為23～27 ℃時，隨溫度升高，胚胎發(fā)育歷時縮短。王亞利等[22]對四川華鳊Sinibrama taeniatus胚胎發(fā)育的研究發(fā)現(xiàn)，在19～31 ℃溫度條件下，胚胎發(fā)育所需時間隨溫度上升顯著縮短。本研究也得到相似結(jié)論，在24～27 ℃溫度條件下，隨溫度上升寬鰭鱲完成胚胎發(fā)育所需時間明顯縮短。

寬鰭鱲胚胎發(fā)育過程與一些鯉科魚類基本相似，但也存在一定差異。寬鰭鱲眼晶體出現(xiàn)在肌肉效應(yīng)期之后，與四川裂腹魚Schizothorax kozlovi[23]、厚頜魴Megalobrama pellegrini[24]及泰山赤鱗魚Varicorhinus macrolepis[25]等魚類相似，而在唐魚[16]、雙須葉須魚Ptychobarbus dipogon[26]及瓣結(jié)魚Tor brevifilis[27]等魚類中，眼晶體出現(xiàn)在肌肉效應(yīng)期之前。寬鰭鱲耳石出現(xiàn)在心臟原基之后，與厚頜魴[24]及瓣結(jié)魚Tor brevifilis[27]等魚類相似，而四川裂腹魚[23]及泰山赤鱗魚[25]等魚類耳石出現(xiàn)在心臟原基之前。