稀有鮈鲫发育的研究进展

李婧实 靳晓敏

(河北科技师范学院海洋资源与环境学院，河北 秦皇岛 066000)

前言

鮈鲫(Gobiocypris rarus)是中国特有小型鲤科鱼类，是我国水生生态系统中具有代表性的鱼种。主要分布于四川省汉源县、石棉县、彭县、灌县及双流县等地，生活在多石砾泥草的微水流环境中，喜集群活动。其自然分布的生境环境少污染、质量良好，代表我国沟渠、溪流等小水体的健康状态。鮈鲫的体型扁小，体侧有淡黄色纵纹，胸、腹部圆，腹部白色，尾鳍基中部有一较明显的黑斑。鮈鲫的自然群体具有丰富的遗传多样性[1,2]。由于其个体小，对水温、溶氧量等环境条件要求低，饲养方便，在适宜条件下生长快，胚胎发育速度易于控制，并且性成熟早，繁殖季节长，产卵频率高，每次产卵量大，卵膜透明，易于观察，对毒性化学物质反应敏感等特点，已经成为教研中常用的一种理想的实验材料。从1990年开始，中国科学院水生生物研究所对其形态与分类地位、分布区与生活习性、繁殖、胚胎发育、胚后发育、饲养方法、繁殖技术、麻醉方法、近交系培育等方面进行了系统的研究[3]。

1 稀有鮈鲫的胚胎发育和胚后发育

1.1 稀有鮈鲫的胚胎发育

1.1.1 胚胎发育过程

鮈鲫的整个发育过程分为22个发育时期，整个过程约需2h。卵裂局限在动物极所在半球，卵受精后不久即在动物极形成胚盘并逐渐增高，囊胚及分裂球的高度约占整个卵垂径的1/3以上，以下包和内卷的方式形成原肠胚。鱼苗刚孵出时，体表黑色素密布，眼睛全黑，胸鳍的大小接近幼鱼，口裂出现，鳃弧形成，消化道贯通并出现鳔雏形。有的未受精卵不产生卵裂；有的则产生不规则卵裂，但不能继续发育。未受精卵胚盘向卵黄囊中下陷直至湮没，约在同批受精卵发育到2～4细胞时开始直至囊胚期前后，卵黄囊随之变性、解体[4]。

1.1.2 胚胎发育特点

稀有鮈鲫胚胎发育的特点表现为以下几点。耳石与胸鳍原基几乎同时出现;尾泡出现期先于听囊期，这个次序与青鱼、草鱼、鲢鱼及鳙鱼等正好相反，而与银色领颌须鮈相同[5,6]。但银色颌须鮈尾泡存留时间短，眼晶体形成时就开始消失，而稀有鮈鲫尾泡存留时间较长，肌肉效应期仍清晰可见[6]；孵出的前器官分化程度较高，刚孵出的鱼苗已发育至鳔雏形期，而青鱼、草鱼、鲢鱼及鳙鱼等孵出时仅达心脏博动期，银色颌须鮈也只达胸鳍原基期[5,6]，但沙鳢刚孵出的鱼苗体形特征已接近幼鱼，孵出时器官分化比鮈鲫更完善[7]。

1.2 稀有鮈鲫的胚后发育

在对鮈鲫胚后发育和幼鱼生长的初步研究发现，鮈鲫的胚后发育速度相当快，每日可达0.52mm左右。在24.7～31.8℃的水温条件下，鮈鲫的初孵仔鱼完成整个胚后发育过程仅需25～30h[4]。温度降低时会使孵出时间明显增长，稀有鮈鲫在水温13℃时的孵化时间为312h。斑马鱼常用于真骨鱼类胚胎学研究，其胚胎孵出时间的最长记录仅为96h[8]，不到鮈鲫的1/3。发育时间的延长能给实验带来更多便利，因此，作为胚胎学研究的实验材料，鮈鲫比于斑马鱼更具优点[9]。

2 稀有鮈鲫发育的影响因素

2.1 食物的影响

鮈鲫仔鱼开始摄食后，食物对其影响较大。在对稀有鮈鲫仔鱼的摄食和耐饥饿能力的研究中发现，鮈鲫仔鱼的耐饥饿能力较差，饥饿会对其发育造成很大的影响，以至于发育滞后、生长减缓(甚至负生长)和高死亡率出现，持续饥饿甚至会直接导致死亡。因此，在饲养稀有鮈鲫或者应用鮈鲫进行实验研究的过程中，要注意投喂时间和饲料的成分。开始投喂的最佳时间是孵出后1.5～2d，这时鮈鲫仔鱼刚进入混合营养期[10]。最好用浮游生物作为鮈鲫仔鱼的饲料。目前还没发现比浮游生物效果更好的人工饵料[4]。虽然在鮈鲫及其饲料的生化组成研究实验中，通过对鮈鲫及其饲料的生化组成和能值的测定，确定了鮈鲫生长和繁殖的人工饲料的构成成分及配比[11]，但是，人工饲料中各成分的结合方式以及水分的含量都不如天然饵料更合适。同时，在鮈鲫生长和能量收支影响的研究中发现，在鮈鲫的发育过程中，雄鱼生长速度及摄食率低于雌鱼[12]，故在实验时应注意投饵量。

2.2 溶氧和二氧化碳的影响

鮈鲫具有较强的适应能力，对溶氧量以及二氧化碳量适应范围较宽，水中溶氧量和二氧化碳量的微小变化并不能影响其发育过程。在稀有鮈鲫对高浓度二氧化碳和低溶氧的急性反应实验中发现，在一般情况下鮈鲫不会因缺氧而死，而且能耐受高浓度二氧化碳。家鱼等饲养鱼类在二氧化碳浓度80mg·L-1以上时出现呼吸困难，而稀有鮈鲫在二氧化碳浓度134.3～159.9mg·L-1时才出现类似反应[13]。但是，在人工饲料对稀有鮈鲫繁殖影响的研究中发现，在循环水缸中有利于鮈鲫的生长和繁殖，在静水中鮈鲫的繁殖率较低[14]。也就是说，水中合适的溶氧量和二氧化碳量更有利于鮈鲫的生长发育。

2.3 水温的影响

鮈鲫对水温的适应范围也较宽，水温的变化对其胚胎发育的影响也不太大。地处四川成都平原彭州的稀有鮈鲫种群和地处四川西部山区汉源的温差较大，据当时测定的采样地水温记录，彭州17℃，汉源11～14.5℃，但这两地鮈鲫种群的年龄结构差异不大[15]。也就是说，5℃左右的温差并没有对鮈鲫的发育造成重大影响。尽管用于繁殖的鱼通常饲养在20～25℃的条件下，但比25℃略高的水温更利于鮈鲫幼鱼的生长和发育[4]。

2.4 生活污水的影响

在生活污水对稀有鮈鲫毒性效应的研究中观察到，在早期发育阶段，高浓度的生活污水对稀有鮈鲫有急性毒性效应，能对稀有鮈鲫的个体发育和性发育造成极大的负面影响。会使排污口污水中的稀有鮈鲫鱼卵无法孵化，而鮈鲫的肝脏也表现出强烈的毒性效应[16]。

2.5 几种化学物质的影响

化学物质对鮈鲫生长发育的影响相当明显。在有关鱼类毒性试验中发现，与国际上常用的斑马鱼相比，鮈鲫对化学物质更敏感[17]。

2.5.1 三丁基锡

微量的三丁基锡能够严重影响鮈鲫的肌肉、肝和鳃等结构的发育，因而其可以被用作鱼类毒性试验材料，初步开展了有机锡的急慢性生态毒理研究。结果表明，慢性暴露条件下稀有鮈鲫成鱼的肝脏与性腺受到影响。鱼体肌肉对水环境中的三丁基锡化合物具有显著的生物富集作用。超微结构观察发现其肝脏和鳃细胞结构在急慢性暴露下可发生一系列病理变化。暴露于三丁基锡中的稀有鮈鲫鱼卵的胚胎发育、孵化与卵黄鱼的存活均受到损害[18]。

2.5.2 17α-甲基睾酮

17α-甲基睾酮是一种人工合成雄激素，在水产养殖以及医药行业中广泛使用。通过甲基睾酮对稀有鮈鲫幼鱼的42d流水暴露，观察其性腺发育和生物标记物变化。将幼鱼放在500ng·L-1的甲基睾酮中，会发现其生长受到抑制(p≤0.05)，在50ng·L-1以上其性腺指数显著增加(p≤0.05)，雄性个体比率明显升高。通过组织学观察发现，50ng·L-1以上浓度甲基睾酮处理过的卵巢组织切片中出现了精子细胞，且精子细胞数量随剂量的增加而增加。通过生物标记物卵黄蛋白原测定发现，经50ng·L-1以上浓度甲基睾酮处理后，稀有鮈鲫幼鱼血清中的卵黄蛋白原水平显著增加(p≤0.05)。综合分析，17α-甲基睾酮在稀有鮈鲫体内的代谢物可以应激卵黄蛋白原的增生[19]。

3 稀有鮈鲫研究展望

鮈鲫具有许多优良的特征，是理想的实验研究材料。自1990年开始研究至今，中国科学院水生生物研究所、西北农林科技大学、西南大学、华中农业大学水产学院、武汉大学、上海水产学院等多家单位都将稀有鮈鲫作为实验材料。鮈鲫已经被应用到基础生物学、胚胎发育学、遗传学、环境科学、生态学、生理学、病理学、毒理学等多领域[20]。在生物形态标记、遗传标记、微生物控制及饲养环境等关键领域的研究均达到了国际上生态毒性研究模式生物的基本要求，随着基因组测序工作的开展，将更广泛地应用于相关的研究[21]。为了使其能够成为细胞遗传学、发育生物学、分子生物学等各个领域理想的生物模式研究材料，今后应进一步研究其胚胎发育过程，争取得到其胚胎发育过程的详细资料。