人工繁殖齐口裂腹鱼胚胎及仔鱼发育观察

2019-11-11 08:51张建明
西南农业学报 2019年9期
关键词:仔鱼摄食胚胎

张建明,姜 伟

(1.中国长江三峡集团有限公司中华鲟研究所,湖北 宜昌 443100;2.三峡工程鱼类资源保护湖北省重点实验室,湖北 宜昌 443100)

【研究意义】齐口裂腹鱼(Schizothoraxprenanti),属鲤形目,鲤科,裂腹鱼亚科,裂腹鱼属,裂腹鱼亚属。俗称雅鱼、齐口、细甲鱼、齐口细鳞鱼,主要分布于长江上游、金沙江、岷江、大渡河等水系,底层鱼类,要求较低的水温环境,喜欢生活于急缓流交界处,有短距离生殖洄游现象;以着生藻类为食,偶尔亦食一些水生昆虫、螺蛳和植物的种子[1]。20世纪70年代,雅安周公河盛产雅鱼,但20世纪90年代以后,由于捕捞不合理、自然生态遭到破坏,致使大批齐口裂腹鱼受伤、死亡,造成产量急剧下降,许多河段无齐口裂腹鱼的踪影。2000年8月四川省政府把雅鱼作为重点保护动物,并设立禁鱼区[2]。【前人研究进展】目前,对齐口裂腹鱼的研究大多数集中在急性毒性、繁殖生物学、苗种培育等方面[3-5],关于齐口裂腹鱼胚胎发育及仔鱼发育的研究报道鲜见。【本研究切入点】本文对齐口裂腹鱼胚胎发育及1~30日龄仔鱼发育特征进行了观察研究,旨在了解齐口裂腹鱼胚胎及仔鱼早期发育特点,【拟解决的关键问题】为齐口裂腹鱼的人工繁育积累基础资料,并为齐口裂腹鱼人工增殖中的规模化繁育提供科学依据和技术支持。

1 材料与方法

试验于2018年3-4月在中国长江三峡集团有限公司中华鲟研究所云南乌东德实验站进行。亲鱼为人工养殖4龄以上齐口裂腹鱼亲鱼,亲鱼养殖于10 m×10 m的方形水泥池内,水深1.5 m,山泉水流水养殖,养殖水温6~20 ℃。用于繁殖的齐口裂腹鱼雌鱼体重1.6~2.8 kg,雄鱼体重0.8~1.5 kg,体质健康无伤病。雌鱼采用LHRH-A2+HCG激素两针法注射催产,流水刺激诱导产卵;雄鱼采用LHRH-A2一针法注射催产采精,使用干法进行人工授精,试验期间胚胎发育水温为14.1~16.8 ℃,仔鱼生长水温为15.5~19.6 ℃,溶氧量>6 mg/L。选取发育质量好的一批受精卵进行胚胎发育观察研究。利用解剖镜观察受精卵发育各时期,每次观察受精卵数量大于10粒,以70 %的受精卵进入相同发育时期作为一个发育期的判定,并详细进行记录。采用10 %福尔马林溶液固定受精卵用于材料复核,典型发育时期进行卵膜剥离观察并拍照。

选取同批次受精卵发育出膜的仔鱼用于仔鱼发育观察研究,每次选取至少5尾仔鱼,采用10 %福尔马林溶液固定,在镜下进行观察并记录发育特征,在出膜后1~30日龄内,每天进行观察并做详细记录。采用10 % 福尔马林溶液固定部分材料,典型发育时期进行拍照记录。

2 结果与分析

2.1 胚胎发育阶段观察研究

2.1.1 受精卵 成熟的卵呈淡黄色,色泽鲜明,卵为沉性,卵径2.8~3.1 mm。受精约5~6 min后卵出现粘性,此时受精卵易粘连在一起,将卵放置在孵化筛中,约1~2 h后粘性减弱,此时用羽毛轻轻搅动,黏连的卵粒便会分离。受精后1~1.5 h受精卵吸水膨胀到最大,卵径约为3.9~4.1 mm,卵周隙较大,卵膜透明,可清晰的看到卵膜内的胚胎,动物极部分隆起形成胚盘(图1:1a)。

2.1.2 卵裂阶段 受精后约4~5 h,隆起的胚盘表面开始出现分裂沟。分裂沟逐渐加深将胚盘表面分为两部分,此时受精卵进入2细胞期。之后可观察到胚盘表面开始出现垂直于第一次分裂沟的另一分裂沟,此时受精卵进入4细胞期。进入16细胞期之后,胚盘表面分裂的细胞呈不规则排列,大小也不均匀。随着分裂的进行,受精卵进入多细胞期,分裂细胞的细胞团差异进一步变大(图1:1b)。

2.1.3 囊胚阶段 受精后约11~12 h,随着分裂的进行,细胞团明显隆起,在镜下可明显的观察到黄、白相间的界限,分裂的细胞团隆起更明显。之后随着细胞分裂进行,胚盘逐渐变矮,此时为典型的囊胚期(图1:2a-2b)。

2.1.4 原肠胚阶段 受精后约18~20 h,囊胚细胞开始向植物极下包,镜下观察可见胚盘黄、白相间的边缘部分隆起明显,随后胚盾出现,即中胚层细胞内卷开始出现,受精卵发育进入典型的原肠胚阶段,整个原肠胚发育阶段较为缓慢,用时较长(图1:3a-3b)。

2.1.5 神经胚阶段 受精后约39~40 h,分裂细胞下包到卵黄部分的大部,神经板内陷形成沟状,随后胚孔封闭,神经沟开始闭合,胚体前端膨大隆起,脑泡开始形成,最后,整个胚体呈马蹄形状俯卧在卵黄囊上(图1:4)。

2.1.6 器官形成阶段 受精后47~50 h,胚体发育进入器官形成期,最早可观察到脑泡两侧眼囊轮廓的形成,之后随着发育的进行,体节出现且数量逐渐增多,受精75 h之后可观察到脑泡后侧出现听囊轮廓。在受精后85~88 h,可明显的观察到尾芽形成,之后可见尾鳍褶的出现。受精后约110~115 h,可观察到胚体开始在细胞膜内偶有扭动,最初胚体的扭动具有间歇性,之后随着发育时间的延长,扭动次数增多(图1:5a-9b)。

2.1.7 出膜阶段 受精后约140 h,开始进入出膜期,出膜之前胚体在卵膜内剧烈运动,可以观察到胚体剧烈扭动、翻转,此时卵膜逐渐变软、变薄,出膜过程表现为尾部或头部冲破卵膜,之后胚体剧烈扭动撕破卵膜,最后整个胚体出膜。初孵的仔鱼全长约9~10 mm,镜下观察仔鱼通体透明,体节明显,卵黄上可见血管分布,刚出膜的仔鱼静卧水底,偶有挣扎性运动(图1:10~11)。

1、受精卵; 2a、囊胚期(带卵膜);2b、囊胚期(去膜卵膜);3a、原肠期(带卵膜);3b、原肠期(去膜卵膜);4、神经胚期;5a、听囊出现期(带卵膜);5b、听囊出现期(去膜卵膜);6a、尾芽出现期(带卵膜);6b、尾芽出现期(去膜卵膜);7a、尾鳍褶形成期(带卵膜);7b、尾鳍褶形成期(去膜卵膜);8a、心搏期(带卵膜);8b、心搏期(去膜卵膜);9a、胚动期(带卵膜);9b、胚动期(去膜卵膜);10、出膜期;11、初孵鱼苗

2.2 仔鱼发育阶段观察研究

出膜后第1天,仔鱼全长约9~10 mm,通体透明,体节明显;卵黄囊前部呈球形或椭球型,后部呈圆柱形或棒状,上有血管分布;眼廓明显,有少量色素沉积;鱼苗静卧水底,偶有挣扎性游动(图2:1)。

出膜后第2天,仔鱼全长约10~11 mm,仔鱼卵黄囊前部球状部分略有减小,后部棒状部分增大,分布血管增多;眼部色素沉积增多,已呈现黑色;胸鳍部位可见小的凸起,即胸鳍芽开始出现;可观察到鳃部组织轮廓;血细胞增多,观察到心脏部位呈淡红色。鱼苗的挣扎性运动增强(图2A:2)。

出膜后第3天,仔鱼全长约11.0~11.5 mm,眼大且明显突出,眼睛完全呈黑色,眼球银光层明显;胸鳍增大。鱼苗运动能力增强,在水中做向上性的挣扎运动(图2A:3)。

出膜后第4天,仔鱼全长约11.5~12.0 mm,卵黄囊进一步变小;臀鳍、背鳍部位出现小的凸起,表明臀鳍、背鳍开始生长;口裂明显;头部、背部开始零星出现色素沉积。仔鱼的挣扎性运动能力增强(图2A:4)。

出膜后第5天,仔鱼全长约12.0~12.7 mm,卵黄囊持续变小,胸鳍进一步增大,可在水底自由运动;鳃盖张合运动明显;头部、背部色素沉积增多。仔鱼在池底出现聚集、扎推现象(图2A:5a~5b)。

出膜后第6~7天,仔鱼全长约12.5~13.5 mm,卵黄囊持续变小,头部、背部色素沉积持续增多,心脏搏动明显;部分仔鱼鳔出现,鳔1室。部分仔鱼开始分散于水中游动(图2A:6~7)。

1、出膜第1天;2、出膜第2天;3、出膜第3天;4、出膜第4天;5a、出膜第5天;5b、出膜第5天(俯视);6、出膜第6天;7、出膜第7天;8a、出膜第8天;8b、出膜第8天(俯视);9a、出膜第9天;9b、出膜第9天(俯视);10a、出膜第10天;10b、出膜第10天(俯视);11a、出膜第11天;11b、出膜第11天(俯视);12a、出膜第12天;12b、出膜第12天(俯视);13a、出膜第13天;13b、出膜第13天(俯视);14a、出膜第14天;14b、出膜第14天(俯视);15a、出膜第15天;15b、出膜第15天(俯视)

16a、出膜第16天;16b、出膜第16天(俯视);17a、出膜第17天;17b、出膜第17天(俯视);18a、出膜第18天;18b、出膜第18天(俯视);19a、出膜第19天;19b、出膜第19天(俯视);20a、出膜第20天;20b、出膜第20天(俯视);21a、出膜第21天;21b、出膜第21天(俯视);22a、出膜第22天;22b、出膜第22天(俯视);23a、出膜第23天;23b、出膜第23天(俯视);24a、出膜第24天;24b、出膜第24天(俯视);25a、出膜第25天;25b、出膜第25天(俯视);26a、出膜第26天;26b、出膜第26天(俯视);27a、出膜第27天;27b、出膜第27天(俯视);28、出膜第28天;29、出膜第29天;30、出膜第30天

出膜后第8~9天,仔鱼全长约13.5~14.5 mm,在卵黄囊和躯体之间可见明显的鱼鳔已充气;同时在卵黄囊和躯体之间的躯体内壁可见色素沉积,形成一条色素带,尾鳍色素沉积明显。仔鱼游动能力进一步增强,大部分仔鱼游到水面进入平游期,仔鱼游动时成群现象明显(图2A:8a~9b)。

出膜后第10~11天,仔鱼全长约14.0~15.0 mm,尾鳍色素沉积增多,尾鳍条轮廓明显;背鳍变大明显。仔鱼开始摄食浮游动、植物(图2A:10a~11b)。

出膜后第12~13天,仔鱼全长约15.0~15.5 mm,已经可以观察到明显的肠道系统,摄食后可以明显的观察到食物在肠道内形成一条暗色的线状;躯体内部中间部位的色素带颜色加深(图2A:12a~13b)。

出膜后第14~15天,仔鱼全长约15.0~15.7 mm,卵黄囊进一步缩小呈细棒状,部分仔鱼开始进入鳔2室阶段。仔鱼摄食旺盛(图2A:14a~15b)。

出膜后第16~21天,仔鱼全长约15.5~17.0 mm,卵黄囊吸收殆尽,各部分组织进一步生长明显增大;尾鳍条、背鳍条形成;尾鳍上、下叶进一步分化;16日龄全部仔鱼进入鳔2室阶段;仔鱼腹部开始生长膨大。仔鱼完全摄食外源性营养物质,主要摄食浮游动、植物(图2B:16a~21b)。

出膜后第22~25天,仔鱼全长约17.0~18.0 mm,体高、体宽明显增大,体色分布均匀,鳍条明显,肌节清晰,摄食后腹部膨大明显;部分仔鱼开始摄食微粒子配合饲料,仔鱼摄食量增加(图2B:22a~25b)。

出膜后第26~30天,仔鱼全长约18.0~19.0 mm,仔鱼胸鳍、背鳍、尾鳍、臀鳍等形态结构生长明显已趋于完善,肠道结构明显,腹部进一步膨大,体高增长明显,多数仔鱼开始大量摄食微粒子配合饲料,生长迅速(图2B:26a~30)。

3 讨 论

3.1 齐口裂腹鱼胚胎发育特点

齐口裂腹鱼胚胎发育过程与大多数淡水硬骨鱼类基本相同[6-9],属于盘状卵裂类型,胚胎发育先后经历了胚盘形成、卵裂、囊胚期、原肠胚期、神经胚期、器官形成期、出膜期等过程,其发育过程基本遵循了淡水硬骨鱼类胚胎发育的一般规律[10]。本研究观察到齐口裂腹鱼成熟卵卵径在2.8~3.1 mm,与常见的淡水鲤科鱼类相比,其卵径要大,如四川裂腹鱼(Schizothoraxkozlovi)成熟卵卵径2.0~2.8 mm[11]、松潘裸鲤(Gymnocyprispotanini)成熟卵卵径2.7~2.9 mm[8]、团头鲂(Megalobramaamblycephala)成熟卵卵径(1.18±0.09) mm[6]。潘晓赋[12]的研究表明,卵径大小对鱼类的早期发育和存活具有重要的意义,通常卵径较大的鱼类能够保证在仔鱼开口前为仔鱼的发育和器官的形成提供充足的营养和能量,保证仔鱼具有更高的存活潜力,因此,按照该研究结论,齐口裂腹鱼仔鱼具有较强的生存潜力。本研究观察到齐口裂腹鱼有些胚胎发育阶段的历时与吴青[13]的报道有差别,这可能是胚胎孵化水温、孵化过程中水温波动以及亲鱼来源等因素不同造成的。在本研究的观察中也发现,齐口裂腹鱼胚胎发育各阶段的耗时不同,其中器官形成期耗时最长,表明器官形成期是整个胚胎发育过程中的关键时期,在孵化过程中要加强这个阶段的孵化管理,如提供充足的溶氧、保证良好的水质、控制适宜的温度,以保证孵化效果。裂腹鱼亚科鱼类胚胎发育用时也存在差异,如本研究中齐口裂腹鱼胚胎发育在水温14.1~16.8℃下用时约140 h,四川裂腹鱼胚胎发育在水温11.0~21.0℃下用时约102 h[11],短须裂腹鱼(Schizothoraxwangchiachii)胚胎发育在水温12.7~14.0℃下用时约192.5 h[14],花斑裸鲤(GymnocypriseckloniHerzensten)胚胎发育在水温14.0~16.0℃下用时约118.5 h[15],松潘裸鲤胚胎发育在水温10.2~23.4℃下用时约150 h[8],对比其它裂腹鱼亚科鱼类胚胎发育用时,齐口裂腹鱼胚胎发育用时长于四川裂腹鱼和花斑裸鲤,短于短须裂腹鱼和松潘裸鲤,这可能是孵化水温和品种不同的原因。

3.2 齐口裂腹鱼仔鱼发育特点

本研究观察到齐口裂腹鱼初孵仔鱼出膜后与裂腹鱼亚科中四川裂腹鱼、短须裂腹鱼、松潘裸鲤等鱼类仔鱼各器官组织差异较小、发育过程相似[8,11,14]。本研究显示齐口裂腹鱼初孵仔鱼全长约9~10 mm,裂腹鱼亚科中四川裂腹鱼初孵仔鱼全长约为7.8~8.5 mm[11]、短须裂腹鱼初孵仔鱼全长约为(10.88±0.41) mm[14]、松潘裸鲤初孵仔鱼全长约为8 mm[8]、花斑裸鲤初孵仔鱼全长约为7.6~8.0 mm[15],对比可知,齐口裂腹鱼初孵仔鱼全长大于四川裂腹鱼、松潘裸鲤和花斑裸鲤,而与短须裂腹鱼相近,表明齐口裂腹鱼初孵仔鱼在裂腹鱼亚科中属于较大的类型。在齐口裂腹鱼仔鱼发育观察中发现,仔鱼出膜16 d后卵黄囊才开始消耗殆尽,而符鹏[16]等的研究结果显示白乌鳢(Opniocepnalusargus)孵化出膜后第3天卵黄囊就消耗完,邵建春[17]研究显示翘嘴鲌(CulteralburnusBasilewsky)孵化出膜后4日龄时黄囊消殆尽。因此,与一般淡水硬骨鱼类相比,齐口裂腹鱼仔鱼卵黄囊在仔鱼发育过程中存在时间较长,这可能是由于齐口裂腹鱼仔鱼发育过程中需要更多的内源性营养造成的,关于齐口裂腹鱼卵黄在仔鱼发育过程中的作用及消耗机制有待进一步研究。同时,在本研究中观察到仔鱼出膜后第10~11天,可以开口摄食浮游动、植物,在仔鱼出膜后22 d,部分仔鱼可以摄食微粒子配合饲料,出膜后26 d,多数仔鱼开始大量摄食微粒子配合饲料且摄食旺盛,这对齐口裂腹鱼仔鱼早期培育具有指导和借鉴作用。

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