廣西北部灣管角螺性腺發(fā)育與繁殖規(guī)律研究?

區(qū)小玲, 蘇翔駒, 何俊鋒, 王文杰, 2，潘奕達, 2，吳雪萍, 2, 陳德金, 唐甜甜, 潘 英, 2??

(1. 廣西大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧530004；2. 廣西高校水生生物健康養(yǎng)殖與營養(yǎng)調(diào)控重點實驗室，廣西 南寧 530005)

?

廣西北部灣管角螺性腺發(fā)育與繁殖規(guī)律研究?

區(qū)小玲1, 蘇翔駒1, 何俊鋒1, 王文杰1, 2，潘奕達1, 2，吳雪萍1, 2, 陳德金1, 唐甜甜1, 潘 英1, 2??

(1. 廣西大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧530004；2. 廣西高校水生生物健康養(yǎng)殖與營養(yǎng)調(diào)控重點實驗室，廣西 南寧 530005)

本文對廣西北部灣海域管角螺(Hemifusustuba)的生殖系統(tǒng)進行了解剖和觀察，采用組織切片技術(shù)對其生殖腺發(fā)育和生殖細胞的發(fā)生過程進行研究。結(jié)果表明：廣西北部灣管角螺為雌雄異體，雌雄比例接近1∶1。雄性生殖系統(tǒng)主要由精巢、貯精囊、前列腺、輸精管和陰莖(陰莖囊和交接器)構(gòu)成，精巢發(fā)育分為增殖期、生長期、成熟與排放期、退化期4個時期。雌性生殖系統(tǒng)由卵巢、輸卵管、囊腺體(蛋白腺和纏卵腺)、生殖孔和腹足口組成，卵巢的發(fā)育分為增殖期、生長期、成熟與排放期、休止期4個時期。精細胞發(fā)生經(jīng)過精原細胞、初級精母細胞、次級精母細胞、精細胞期和成熟精子期5個階段。卵細胞發(fā)生經(jīng)過卵原細胞、初級卵母細胞、次級卵母細胞、成熟卵子4個階段。管角螺生殖腺在1周年內(nèi)具有2個繁殖周期，且卵巢與精巢的周年變化規(guī)律相吻合。此外，觀測的全部雌性個體除了雌性生殖系統(tǒng)外，還具有雄性生殖器官輸精管和陰莖。廣西北部灣管角螺雌性個體均存在性畸變現(xiàn)象，性畸變率為100%。

管角螺；性腺發(fā)育；精子發(fā)生；卵子發(fā)生；繁殖規(guī)律

管角螺(HemifusustubaGmelin)俗稱響螺、角螺，隸屬軟體動物門(Mollusca)腹足綱(Gastropoda)新腹足目(Neogastropoda)盔螺科(Melongenidae)角螺屬(Hemifusus)，是一種大型的淺海經(jīng)濟腹足類[1](最大殼高達300 mm以上)。管角螺是西北太平洋的地方性物種，廣泛地分布在中國東南沿海，北起浙江南至廣西、海南，棲息在近海深為11～42 m的泥沙或軟泥底質(zhì)的海底[2]，其軟體部肥大，味美且營養(yǎng)豐富。由于近年來過度采捕加上環(huán)境污染日益惡化等原因，造成漁區(qū)自然資源遭受嚴(yán)重破壞，亟待發(fā)展管角螺的人工增養(yǎng)殖。

目前，國內(nèi)外對管角螺的研究已涉及攝食、繁殖、攝食及饑餓對其幼體的影響、幼螺生長及種內(nèi)殘殺[3-5]、呼吸和循環(huán)方面的動力學(xué)[6]以及人工育苗及養(yǎng)殖[7-8]、生態(tài)習(xí)性[9-10]、營養(yǎng)成分分析[11-13]和生化代謝[14-17]、染色體核型[18]、群體遺傳學(xué)研究[19-21]等方面。對管角螺的繁殖生物學(xué)研究主要集中在繁殖習(xí)性[22]、胚胎發(fā)育[23]及環(huán)境因子對胚胎發(fā)育的影響[24]，而對生殖系統(tǒng)發(fā)育方面的研究極少[25]。本研究利用組織切片技術(shù)對廣西北部灣自然海區(qū)管角螺的生殖系統(tǒng)組織學(xué)及性腺發(fā)育規(guī)律進行研究，旨在為管角螺的人工育苗、增養(yǎng)殖、資源保護和開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

管角螺樣品取自廣西北部灣潿洲島附近海區(qū)(見圖1)，自2011年1—12月，每月采集5～15個個體作為實驗材料，其中1、6月采樣2次，其余每月采樣1次。共解剖103個個體，雌雄比例接近1∶1。其中雄性個體平均殼高(114.66±9.28)mm，平均殼寬(51.67±8.78)mm，平均體重(79.01±15.83)g，平均軟體重(22.64±5.46)g；雌性個體平均殼高(121.26±17.26)mm，平均殼寬(53.49±10.47)mm，平均體重(91.71±29.84)g，平均軟體重(29.22±14.91)g。

圖1 樣品采集地點示意圖 (比例尺1∶2100000)Fig.1 The sketch map of the experimental samples collected (bar 1∶2100000)

1.2 方法

管角螺樣品低溫保鮮運回實驗室后，室溫恢復(fù)其活性并檢查個體活力，暫養(yǎng)1 d至其消化道食物排空。用軟毛刷除去貝殼表面附著物，用干凈濾紙吸干多余水分，對管角螺稱重并測量貝殼形態(tài)指標(biāo)，活體解剖，去殼后取出軟體部，觀察其構(gòu)造和區(qū)分雌雄個體，稱重并記錄。快速剪下生殖系統(tǒng)及肝臟、囊腺體，將精巢或卵巢與肝臟剝離并分別稱重。生殖腺經(jīng)Bouin氏液固定后，采用常規(guī)石蠟切片法與H·E染色制片[26]，中性樹脂封片，Nikon Eclipse E100 顯微鏡觀察，Axioskop 40顯微攝影儀拍照。

在確定雌、雄性和性畸變個體后，根據(jù)Gibbs[27]的方法計算其性畸變率(IOI：性畸變雌性個體占雌性個體總數(shù)的百分?jǐn)?shù)，IOI=性畸變個體數(shù)/雌性個體總數(shù)×100%)、相對陰莖大小指數(shù)(RPSI=(雌體陰莖平均長度/雄體陰莖平均長度)3×100%)、輸精管發(fā)育程度指數(shù)(VDSI：所有雌性個體VDS的平均數(shù))和性比指數(shù)(SRI= 雌性個體數(shù)/雄性個體數(shù))，用這4項指標(biāo)對該種群的性畸變程度進行綜合評價。

2 結(jié)果

2.1 管角螺生殖系統(tǒng)形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察

2 1.1 雄性生殖系統(tǒng) 管角螺雄性生殖系統(tǒng)主要由精巢、輸精管、貯精囊、前列腺和陰莖(陰莖囊和交接器)構(gòu)成，活體解剖觀察如圖2a所示。

精巢 精巢緊貼肝臟表面，位于內(nèi)臟團頂部，靠近螺殼一側(cè)，一層薄膜包裹著表面，并隨肝臟旋轉(zhuǎn)成螺旋狀。在非繁殖季節(jié)，精巢只有薄薄的一層，為黃色和橙黃色；繁殖季節(jié)精巢變得肥大，大小可增至與肝臟相同，顏色逐漸變淺，一般為黃色和淺黃色。若將繁殖期的精巢與肝臟剝離放平，精巢呈月牙狀。

貯精囊 貯精囊是一膨大的囊狀結(jié)構(gòu)，緊貼于精巢后部內(nèi)側(cè)，附著在外套膜上。在非繁殖季節(jié)呈土白色，在繁殖季節(jié)成熟個體的貯精囊內(nèi)因充滿精液而呈乳白色。

前列腺 前列腺與輸精管相連，是一球狀突出結(jié)構(gòu)，體積較貯精囊小，呈黃白色。

輸精管 輸精管是貫穿外套腔壁的一段細長的管道。上連前列腺，末端與陰莖相連。連接前列腺的一端的輸精管附著在外套膜上，與腸平行，并沿著外套膜向前伸；輸精管中段及連接陰莖的一端則附著在肌肉表層，中間高度彎曲，后端又呈直線狀，皆為乳白色。

陰莖 陰莖由陰莖囊和交接器構(gòu)成。陰莖囊是一扁平彎角狀突起，呈黑色，位于足部右側(cè)。連接輸精管的一端較寬，末端窄。交接器是陰莖囊末端伸出的白色突出，呈彎鉤狀。

2.1.2 雌性生殖系統(tǒng) 雌性生殖系統(tǒng)主要由卵巢、輸卵管、囊腺體(蛋白腺和纏卵腺)、生殖孔和腹足口組成(見圖2b、圖3)。

(a.雄性生殖系統(tǒng)：L： 肝臟, S： 精巢, Sv： 貯精囊, Pr： 前列腺, D： 輸精管, Ps： 陰莖囊, P： 陰莖；b. 雌性生殖系統(tǒng)：L： 肝臟, O： 卵巢, Oi： 輸卵管, Ag： 蛋白腺, Ng： 纏卵腺, Ra： 生殖孔, Dd： 性畸變輸精管, Dp： 性畸變陰莖。a. The male reproductive system: L： Liver, S： Spermary, Sv： Seminal vesicle, Pr： Prostate, D： Ductus deferens, Ps： Penial sheath, P： Penis. b. The female reproductive system: L： Liver, O： Ovary, Oi： Oviduct, Ag： Albumen gland, Ng： Nidamental gland, Ra： Reproductive aperture, Dd： Distortion of ductus deferens, Dp： Distortion of penis.)

圖2 管角螺的生殖系統(tǒng)
Fig.2 Reproductive system ofH.tuba

(Op： 厴 Operculum； PI： 腹足 Pleopod； Gm： 腹足口 Gastropod mouth)

卵巢 卵巢的顏色與精巢有較大差別，在位置、形狀、結(jié)構(gòu)則與精巢相同。在非繁殖季節(jié)，卵巢只有薄薄的一層，呈土白色；繁殖季節(jié)卵巢體積迅速增大，并占據(jù)肝臟螺旋層的一半，顏色逐漸變深，一般呈褐色和灰褐色。

輸卵管 輸卵管為土灰色透明狀，短小。輸卵管一端始于卵巢螺旋底部，并與直腸平行，一端連接囊腺體。

囊腺體 囊腺體在繁殖季節(jié)為乳白色長圓筒狀結(jié)構(gòu)，附著在外套膜上，由蛋白腺和纏卵腺組成。靠近卵巢較小的一端是蛋白腺，在非繁殖季節(jié)為半透明狀，繁殖季節(jié)變得肥大而明顯，顏色加深呈乳白色。纏卵腺在非繁殖季節(jié)為一特粗的管狀結(jié)構(gòu)，呈黃白色；繁殖季節(jié)繼而變得肥大，里面充滿著白色膏狀物質(zhì)，呈乳白色。

生殖孔 生殖孔是囊腺體的末端的一短管狀結(jié)構(gòu)，開口于外套膜右方最前端。

腹足口(產(chǎn)卵孔) 腹足口位于足部前端，由足部表面上皮組織反復(fù)凹陷所形成，外表為一突出開口。腹足口與卵囊的形成有關(guān)[28-29]，管角螺交配時，雄性管角螺將陰莖伸入雌性個體的生殖孔進行交配，受精卵在卵囊腺內(nèi)形成卵囊雛形，然后從生殖孔產(chǎn)出，到達足面的腹足口(即產(chǎn)卵孔)，再經(jīng)腹足口的成形作用形成特定形狀的卵囊附著于基質(zhì)上[22-23, 30]。

此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，每個雌性個體除了具有正常雌性生殖器官外，還具有一套輸精管和陰莖，但仍表現(xiàn)為雌性。雌性個體的輸精管與陰莖相對于正常雄性個體中的輸精管與陰莖要細小。管角螺雌性個體所具有的這套雄性生殖器官，其輸精管從生殖孔與囊腺體交接點開始向前端延伸，在足部右側(cè)與正常雄性個體陰莖相同的位置形成陰莖，輸精管與陰莖大小比正常的雄性個體要小得多，已經(jīng)接近Gibbs[27]提出VDS(Vas deferens sequences)指數(shù)中第4階段，即小陰莖形成，同時從其基部開始形成輸精管前段。

2.2 管角螺生殖系統(tǒng)的組織學(xué)

2.2.1 雄性生殖系統(tǒng)

精巢的發(fā)育分期 管角螺的精巢由外膜及內(nèi)部的生精小管和輸精小管構(gòu)成。研究表明，隨著季節(jié)和個體成熟程度，精巢的豐滿度、顏色和生精小管形態(tài)結(jié)構(gòu)、生殖細胞形態(tài)和數(shù)量等會發(fā)生周期性變化。根據(jù)精巢生精小管的形態(tài)、不同發(fā)育階段的各種生殖細胞的數(shù)量比例以及間質(zhì)細胞的多少，將精巢發(fā)育劃分為增殖期、生長期、成熟與排放期、退化期4個時期。

精細胞的發(fā)生 根據(jù)生殖細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、大小、發(fā)育程度及分布特點，將管角螺精細胞的發(fā)生劃分為精原細胞期、初級精母細胞期、次級精母細胞期、精子細胞期和成熟精子期等5個時期。各時期的雄性生殖細胞特征如表1及圖4所示。

表1 管角螺各期雄性生殖細胞特征Table 1 The male reproductive cell of H. tuba

2.2.2 雌性生殖系統(tǒng)

卵巢的發(fā)育分期 卵巢濾泡型(濾泡壁和濾泡腔組成)，內(nèi)含嗜酸性顆粒。研究表明，隨著季節(jié)和個體成熟程度，卵巢的豐滿度、顏色和濾泡形態(tài)結(jié)構(gòu)、生殖細胞形態(tài)和數(shù)量等會發(fā)生周期性變化。依據(jù)卵巢內(nèi)濾泡的大小、不同發(fā)育階段的各種雌性生殖細胞的數(shù)量比例及嗜酸性顆粒的大小與數(shù)量，以及雌性生殖細胞的邊成熟邊排放的特點，將卵巢的發(fā)育劃分為增殖期、生長期、成熟與排放期、休止期等4個時期。

卵細胞的發(fā)生 依據(jù)生殖細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、大小、發(fā)育程度以及卵黃顆粒的含量，將管角螺卵細胞的發(fā)生劃分為卵原細胞期、初級卵母細胞期、次級卵母細胞和成熟卵母細胞期4個時期。各時期的雌性生殖細胞特征見表2及圖5。

(1.精原細胞期: L： 肝臟, E： 外膜, Rt： 網(wǎng)狀結(jié)締組織, St： 生精小管, Sp： 精子細胞; 2.初級精母細胞期: Ps： 初級精母細胞, Ss： 次級精母細胞; 3.次級精母細胞期: Spe： 精細胞; 4.精子細胞期和精子期: Sip： 精細胞前期, Sim： 精細胞中期, Ms： 成熟精子。1.spermatogonium stage: L： Liver, E： Extima, Rt： Reticular connective tissue, St： Seminiferous tubule, Sd： Seminiferous duct, Sp： Sperm; 2. primary spermatocyte phase: Ps： Primary spermatocyte, Ss： Secondary spermatocyte; 3. secondary spermatocyte phase: Spe： Spermatid; 4. sperm cells period and Sperm phase: Sip： Spermatid in prophase, Sim： Spermatid in metaphase, Ms： Mature sperm.)

圖4 管角螺各期雄性生殖細胞(比例尺1∶0.01 mm)
Fig.4 The male reproductive cell ofH.tuba(bar 1∶0.01 mm)

表2 管角螺各期雌性生殖細胞特征

(1.卵原細胞期: F： 濾泡, Og： 卵原細胞; 2.初級卵母細胞期: Po： 初級卵母細胞, So： 次級卵母細胞; 3.次級卵母細胞期: Vso： 卵黃合成前期次級卵母細胞, Vo： 卵黃合成期卵母細胞; 4.成熟卵母細胞期: Ov： 成熟卵細胞, Vi： 卵黃顆粒, A： 嗜酸性顆粒。1. oogonium period: F： Follicle, Og： Oogonium; 2. primary oocyte: Po： Primary oocyte, So： Secondary oocyte; 3. secondary oocytes: Vso： Vitellogenic stage of oocyte, Vo： Vitellogenic of oocyte; 4.mature oocyte: Ov： Ovum, Vi： Vitelline, A： Acidophilic granule.)

圖5 管角螺各期雌性生殖細胞(比例尺1∶0.01mm)
Fig.5 The female reproductive cell ofH.tuba(bar 1∶0.01mm)

2.3 性畸變現(xiàn)象

本研究共解剖103個管角螺個體，雄性51個，雌性52個，雌雄比例(SRI)接近1∶1，其中在雌性52個個體中，性畸變現(xiàn)象個體為52個，性畸變率(IOI)為100%(見表3)。

表3 廣西北部灣管角螺的性畸變程度Table 3 The degree of imposex of H. tuba from Beibu Gulf in Guangxi

Note：①The sampling sites；②Male penis length；③Female penis length；④Incidence of imposex；⑤Relative penis size index；⑥Vas deferens sequence index；⑦Sex ratio index

2.4 管角螺性腺的周年繁殖發(fā)育特征

2.4.1 精巢的周年發(fā)育規(guī)律 本研究發(fā)現(xiàn)，廣西北部灣海區(qū)管角螺精巢在周年內(nèi)具有2次生長發(fā)育繁殖周期，每次生長發(fā)育期間精細胞有多次成熟多次排放現(xiàn)象。其規(guī)律為：9月為增殖期，10月為生長期Ⅰ，11—12月為成熟與排放期Ⅰ，次年1—2月精巢發(fā)育停滯，在2—3月進入生長期Ⅱ，4—5月為成熟與排放期Ⅱ，6月精母細胞排空，精巢嚴(yán)重退縮，進入退化期。其中，精巢的繁殖高峰期為4、5月，表明精巢的周年繁殖發(fā)育以上半年為主。

2.4.2 卵巢的周年發(fā)育規(guī)律 卵巢和囊腺體的體積與形態(tài)隨著月份的不同而發(fā)生顯著的變化，統(tǒng)計雌性囊腺體與性腺的每月重量，求出各個月份的囊腺體重/軟體重與性腺/軟體重的比值(見圖6)。結(jié)果顯示，3—5月管角螺的性腺與囊腺體可達到最大值，而在7、8月則達到最小值。結(jié)合這2個比值在各月份的變化規(guī)律與各月份卵巢組織變化規(guī)律來推測管角螺的卵巢繁殖發(fā)育規(guī)律，發(fā)現(xiàn)廣西北部灣海區(qū)管角螺卵巢繁殖規(guī)律與精巢相似，在周年內(nèi)具有2個發(fā)育繁殖周期，且在每個發(fā)育周期內(nèi)雌性生殖細胞具有一邊成熟一邊排放現(xiàn)象。其規(guī)律為：9月中下旬至10月上旬為增殖期，10月中旬至11月為生長期Ⅰ，12月到次年1月上旬為成熟與排放期Ⅰ， 1月中旬卵巢發(fā)育停滯進入休止期Ⅰ，在2月中下旬進入生長期Ⅱ，3月中下旬直到5月為成熟與排放期Ⅱ，6月卵母細胞排空卵巢嚴(yán)重萎縮，進入休止期Ⅱ。其中，卵巢的繁殖高峰期為4、5月，表明卵巢的周年繁殖發(fā)育以上半年為主。因此，卵巢的周年發(fā)育規(guī)律與精巢的周年變化規(guī)律情況相吻合。

圖6 北部灣管角螺雌性囊腺體與性腺的周年變化規(guī)律Fig.6 Changes of cystadenoma and ovary of H. tuba in Beibu Gulf within an annual cycle

3 討論

3.1 管角螺雌雄個體的辨別和性比

管角螺為雌雄異體，雌雄個體在貝殼和厴上不易區(qū)別，但在繁殖季節(jié)雄性個體在外套腔右側(cè)具發(fā)達的交接突起,而雌性個體具有交接囊和腹足口[22-23]。研究表明，廣西北部灣海域管角螺雌雄個體在軟體部存在以下差異：(1)雄性在足部右側(cè)有一肥大的扁平彎角狀的陰莖，雌性在足部前端有一個突出的腹足口；(2)雄性有一細長的輸精管，在相同部位上雌性則是長筒狀的囊腺體；(3)精巢為黃色或橙黃色且組織均勻，而卵巢為褐色、土灰色或土白色，外表呈細微顆粒狀；(4)雄性個體的陰莖、前列腺和輸精管發(fā)達，雌性個體的囊腺體肥大豐滿。

此外，本研究首次報道了廣西北部灣海域管角螺每個雌性個體都含有一套雄性生殖系統(tǒng)，但仍表現(xiàn)為雌性。有關(guān)角螺屬生殖系統(tǒng)組織學(xué)的研究中，廣東湛江細角螺(H.ternatanus)群體[29]發(fā)現(xiàn)部分雌性個體具有雄性生殖器官，而廣東湛江管角螺群體[25]中卻未見報道。針對管角螺雌性個體中含有一套雄性生殖系統(tǒng)的現(xiàn)象，作者推測有以下2種可能性：一種是性逆轉(zhuǎn)(Sex change)現(xiàn)象。性逆轉(zhuǎn)的前提是動物體內(nèi)既有雌性生殖器官又有雄性生殖器官，一般情況下只會表現(xiàn)出其中一種性別，當(dāng)某些時候被抑制的另一套生殖系統(tǒng)被激發(fā)從而表現(xiàn)出另一種性別。性逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象在魚類中多有發(fā)生，其中以黃鱔(MonopterusalbusZuiew)[31]最為常見。近20年來，海洋雙殼類中性逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象的報道越來越多，在牡蠣科、珍珠貝科和貽貝科[32]中特別明顯，主要表現(xiàn)為生活周期某階段出現(xiàn)性逆轉(zhuǎn)，并在短時間內(nèi)存在雌雄同體現(xiàn)象[33]。性逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象在腹足類中少有報道，曹伏君等[29]認(rèn)為細角螺的特殊個體為雌性個體向雄性個體的性轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。

另一種則是性畸變現(xiàn)象。貝類有很多存在性畸變現(xiàn)象，主要是腹足類，如狗巖螺(Nucellalapillus)[34]、濱螺(Littorinalittorea)[35]、泥螺(Hydrobiaulvae)[36]、方斑東風(fēng)螺(Babyloniaareolata)和波部東風(fēng)螺(B.formosaehabei)[37]、疣荔枝螺(Thaisclavigera)[38]等皆有報道。Blaber[34]1970年首次在狗巖螺發(fā)現(xiàn)海產(chǎn)腹足類的性畸變現(xiàn)象。1980年代初陸續(xù)證實了英國西南海岸狗巖螺和其它一些海產(chǎn)腹足類普遍存在性畸變現(xiàn)象。隨后，大量實驗證明海產(chǎn)腹足類性畸變與有機錫污染有關(guān)，尤以三丁基錫(tributyltin, TBT)的影響最為顯著[39-41]。自1960年代開始使用含有機錫化合物的船舶防污漆，對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響，甚至造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞。有關(guān)研究表明[42]，有機錫可導(dǎo)致海產(chǎn)腹足類雌性個體產(chǎn)生雄性的特征，也就是所謂的性畸變(Imposex)，嚴(yán)重時導(dǎo)致雌性個體生殖失敗，其中三丁基錫能直接導(dǎo)致腹足類雌性個體產(chǎn)生雄性生殖器官，嚴(yán)重時會導(dǎo)致輸卵管堵塞，使雌性成體不育而導(dǎo)致種群生存能力下降，甚至區(qū)域性絕種。江桂斌等[43]在1999年對大連、天津、青島和廣西北海等地港口海區(qū)的調(diào)查結(jié)果表明，有機錫中的三丁基錫濃度范圍平均達到151 ng/L，這一濃度遠遠高于目前各國制定的三丁基錫限制標(biāo)準(zhǔn)(20 ng/L)。由于底泥對有機錫化合物的高吸附性，而在淺海營底棲生活的管角螺長期生活在有機錫污染的海洋環(huán)境中，有機錫化合物通過食物鏈在其體內(nèi)富積，從而受到污染。這也是肉食性的管角螺容易發(fā)生性畸變的原因之一。

本研究中，管角螺的性畸變發(fā)生在雌性個體，性畸變個體除了具有正常雌性生殖器官外，還具有輸精管和陰莖，但略細小于正常雄性個體。因此，根據(jù)以上的特征初步推測，廣西北部灣管角螺雌性個體具有雄性生殖器官為性畸變現(xiàn)象。廣西北部灣管角螺的性畸變已達到幾乎所有雌體都產(chǎn)生陰莖的嚴(yán)重程度，性畸變率為100%。在輸精管發(fā)育指數(shù)(VDSI)上，當(dāng)種群VDSI高于4時，就會影響性畸變雌性的正常繁殖功能。廣西北部灣管角螺的VDSI達到3.64，接近4，說明該種群雌性個體生殖功能和種群延續(xù)能力開始受到影響。然而只根據(jù)陰莖的有無和發(fā)達程度卻無法判斷雌體是否有生殖能力，因為生殖能力的喪失是由輸精管的形成，并最后導(dǎo)致輸卵管阻塞所引起的，與陰莖有無沒有直接關(guān)系。

本研究自2011年1—12月總共取材103個，其中雌性個體52個，雄性個體51個，雌雄比例接近1∶1。這與林志華等[22]1992年在浙江海區(qū)采集到的108個管角螺雌雄比 98∶10(約10∶1)及羅杰等[25]2007年在廣東湛江取材179個，管角螺雌雄比 102∶56(約2∶1)的結(jié)果有較大差異。雖然根據(jù)陰莖的有無和發(fā)達程度并不能直接說明雌性管角螺不具生殖能力，但是從1992年、2007年與在2011年采樣的管角螺雌雄性比例呈下降趨勢來看，有機錫污染直接或間接地使雌性個體數(shù)量大大減少。Horiguchi[44]也發(fā)現(xiàn)日本東風(fēng)螺(B.japonica)發(fā)生了性畸變，并認(rèn)為性畸變可能是導(dǎo)致日本近年來東風(fēng)螺產(chǎn)卵量和捕獲量下降的主要原因。此外，不排除不同的地理種群之間個體年齡大小和種的地理分布差異等因素所造成的誤差。廣西北部灣海域管角螺雌體性畸變的誘變因子、機理及其對種群衰退的影響有待今后深入研究。

3.2 管角螺性腺成熟的影響因素及周年發(fā)育規(guī)律

影響腹足類生長的環(huán)境因素有很多，比如季節(jié)變化、海區(qū)的溫度、海水的鹽度、餌料的豐富程度等。大量研究表明[10,22-23]，管角螺在水溫23～28℃條件下生長速度快，當(dāng)水溫下降到20℃以下時，生長速度明顯變慢，下降至13℃基本不攝食，下降至6℃少有爬行活動；當(dāng)溫度達到28℃以上時，生長速度明顯變慢，高于34℃時則反應(yīng)遲鈍，極少爬行。管角螺為廣鹽性貝類，最適生長鹽度范圍是28.1～32.2。本實驗材料取自廣西北海潿洲島附近海區(qū)，北部灣位于我國南海西北部，向西凸出的半封閉性淺海，潿洲島位于北部灣北部淺水區(qū)并靠近東岸。該海區(qū)的水溫年變化為Ⅰ型[45]，水溫年變幅達到12～15℃，最低水溫出現(xiàn)在1—2月，約15.5～18.5℃，最高水溫在8月，約30℃。全年出現(xiàn)兩個時段最適合管角螺生長：一是4月上旬到5月下旬，溫度為22～28℃，呈上升趨勢；二是10月中旬到12月中旬，溫度為28～22℃，呈下降趨勢。該海區(qū)年鹽度變化為Ⅱ型[45]，鹽度年變幅小，約2.5左右，最高鹽度出現(xiàn)在6月，約33.4，最低鹽度出現(xiàn)在11月，約31.0。

組織學(xué)觀察表明，管角螺的精巢和卵巢在周年內(nèi)具有2個發(fā)育繁殖期：第一次出現(xiàn)在10月—翌年1月上旬，第二次出現(xiàn)在2月中下旬至5月。這個繁殖規(guī)律與該海區(qū)的溫度變化情況相吻合。因此，本文認(rèn)為管角螺在周年內(nèi)具有2個繁殖周期的現(xiàn)象主要是由該海區(qū)溫度所決定的。在1—2月時管角螺性腺發(fā)育的停滯可能是由于溫度過低，而導(dǎo)致生長速度變慢甚至停止攝食有關(guān)，并不是真正發(fā)育學(xué)意義上的退化期或休止期。周年內(nèi)上半年管角螺肥滿度達到高峰，這可能與北部灣的周年環(huán)流模式[45]有關(guān)。春夏季的復(fù)雜環(huán)流模式可能給貝類帶來豐富的餌料，而導(dǎo)致貝類在上半年的生長發(fā)育比下半年更優(yōu)，這與本文中的雌性囊腺體與性腺2種腺體指標(biāo)趨勢相吻合。根據(jù)周年內(nèi)廣西北部灣海區(qū)管角螺的2次生長繁殖發(fā)育情況，我們將上半年的繁殖期命名為大繁殖期，下半年的繁殖期命名為小繁殖期。周年內(nèi)具有2個繁殖期現(xiàn)象在粵西海區(qū)管角螺也有類似報道[46]。

3.3 管角螺性腺發(fā)育分期

有關(guān)管角螺的生殖系統(tǒng)研究國內(nèi)已有報道。羅杰等[25]的研究表明，管角螺精巢發(fā)育分為增殖期、生長期、成熟與排放期、退化期4個時期，精細胞發(fā)生經(jīng)歷精原細胞、初級精母細胞、次級精母細胞、精子細胞和精子4個階段；卵巢發(fā)育分為增殖期、生長期、成熟期、排放期和休止期，卵細胞發(fā)生過程分為增殖期、生長期和成熟期。本研究觀察得到的管角螺精巢和卵巢發(fā)育分期與羅杰等[25]的研究結(jié)果基本一致。腹足類的性腺發(fā)育分期至今仍沒有統(tǒng)一的依據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)。本文依據(jù)性腺的形態(tài)學(xué)表現(xiàn)及生殖泡的發(fā)育程度，泡腔中的生殖細胞等變化規(guī)律將管角螺雌性的生殖腺發(fā)育分為增殖期、生長期、成熟與排放期和休止期4個時期，精巢的發(fā)育分為增殖期、生長期、成熟與排放期、退化期4個時期。由于管角螺卵子或精子的排出是以多次成熟、多次排放的生殖方式，導(dǎo)致了性腺的成熟期和排放期難以區(qū)分，故本文將成熟期與排放期合并在一起，其它分期則與大多數(shù)雙殼類和腹足類生殖腺的發(fā)育過程基本相同。組織切片觀察結(jié)果表明，精卵子成熟或排放的時間間隔不大，這2個時期沒有明顯界限。在繁殖期，管角螺卵巢中濾泡的數(shù)目會大量增加，可見管角螺卵巢的發(fā)育程度與卵巢內(nèi)濾泡細胞的數(shù)量有關(guān)。

[1] 張璽, 齊鐘彥. 中國經(jīng)濟動物志 [M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1962: 60-61.

[2] 蔡英亞, 張英, 魏若飛. 貝類學(xué)概論 [M]. 上海: 上海科學(xué)技術(shù)出版社, 1995： 203-245.

[3] Morton B. Prey preference, capture and ration in Hemifusus tuba (Gmelin) (prosobranchia: Melongenidae) [J]. J Exp Mai Bio Ecol, 1985, 94: 191-210.

[4] Morton B. Reproduction, juvenile growth, consumption and the effects of starvation upon the South China Sea whelk Hemifusus tuba (Gmelin)(Prosobranchia: Melongenidae) [J]. J Exp Mar Biol Ecol, 1986, 102: 257-280.

[5] Morton B. Juvenile growth of the South China Sea whelk Hemifusus tuba (Gmelin) (Prosobranchia: Melongenidae) and the importance of sibling cannibalism in estimates of consumption [J]. J Exp Mar Biol Ecol, 1987, 109(1): 1-14.

[6] Phillips D J H, Depledge M H. Circulation, respiration and fluid dynamics in the gastropod mollusc, Hemifusus tuba(Gmelin) [J]. J Exp Mar Biol Ecol, 1986, 95(1): 1-13.

[7] 潘英, 陳鋒華, 龐有萍, 等. 管角螺的生物學(xué)特性及養(yǎng)殖 [J]. 水產(chǎn)科學(xué), 2008, 27(1): 24-26.

[8] 潘英, 吳雪萍, 陳德金, 等. 管角螺網(wǎng)籠養(yǎng)殖技術(shù)的研究 [J]. 海洋湖沼通報, 2012, 135(4): 84-88.

[9] 陸珠潤, 蔣霞敏, 段雪梅, 等. 不同溫度、底質(zhì)和餌料對管角螺孵化和稚、幼螺生長的影響 [J]. 南方水產(chǎn), 2009, 5(3): 10-14.

[10] 潘英, 陳鋒華, 李斌, 等. 管角螺對幾種環(huán)境因子的耐受性試驗 [J]. 水產(chǎn)科學(xué), 2008, 27(11): 566-569.

[11] 傅余強, 顧謙群, 劉睿, 等. 管角螺肌肉中性糖蛋白的化學(xué)組成及抗腫瘤活性研究 [J]. 中國海洋藥物, 2002, 21(6): 20-24.

[12] 朱愛意, 趙向炯, 楊運琪. 東極海區(qū)管角螺軟體部的營養(yǎng)成分分析 [J]. 南方水產(chǎn), 2008, 4(2): 63-68.

[13] 遲淑艷, 周歧存, 周健斌, 等. 華南沿海5種養(yǎng)殖貝類營養(yǎng)成分的比較分析 [J]. 水產(chǎn)科學(xué), 2007, 26(2): 79-83.

[14] 羅杰, 劉楚吾, 唐洪超, 等. 溫度對管角螺Hemifusus tuba(Gmelin) 耗氧率和排氨率的影響 [J]. 廣東海洋大學(xué)學(xué)報, 2008, 28(1): 85-88.

[15] 羅杰, 劉楚吾, 李鋒, 等. 鹽度及規(guī)格對管角螺耗氧率和排氨量的影響 [J]. 海洋科學(xué), 2008, 32(5): 46-50.

[16] 羅杰, 劉楚吾, 李鋒, 等. 管角螺窒息點及晝夜代謝規(guī)律 [J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2008, 19(9): 2092-2096.

[17] 梁海鷹, 曹伏君, 伍澤妹, 等. 管角螺不同組織同工酶的研究 [J]. 廣東海洋大學(xué)學(xué)報, 2007, 27(6): 22-26.

[18] 曹伏君, 李長玲, 羅杰, 等. 管角螺、細角螺的核型研究 [J]. 廣東海洋大學(xué)學(xué)報, 2008, 28(1): 15-18.

[19] 羅福廣, 李斌, 羅平秀, 等. 中國沿海管角螺4個自然種群形態(tài)差異的比較 [J]. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2010, 40(3): 65-70.

[20] 羅福廣, 蘇翔駒, 區(qū)小玲, 等. 中國沿海管角螺4個自然群體遺傳多樣性的RAPD分析 [J]. 上海海洋大學(xué)學(xué)報, 2011, 20(5): 655-660.

[21] 潘英, 慕翠敏, 李琪, 等. 管角螺遺傳多樣性的AFLP分析 [J]. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)， 2013, 43(4): 58-62.

[22] 林志華, 王鐵桿, 夏彩國. 管角螺生態(tài)及繁殖習(xí)性觀察 [J]. 海洋科學(xué), 1998(5): 11-12.

[23] 潘英, 龐有萍, 羅福廣, 等. 管角螺的繁殖生物學(xué) [J]. 水產(chǎn)學(xué)報, 2008, 32(2): 217-222.

[24] 羅杰, 劉楚吾, 黃翔鵠. 鹽度對管角螺胚胎發(fā)育的影響 [J]. 廣東海洋大學(xué)學(xué)報, 2007, 27(3): 24-28.

[25] 羅杰, 曹伏君, 李長玲, 等. 管角螺生殖系統(tǒng)解剖學(xué)及組織學(xué)觀察 [J]. 水產(chǎn)學(xué)報, 2011, 35(4): 569-578.

[26] 芮菊生, 杜懋琴, 陳海明, 等. 組織切片技術(shù)[M〗. 北京: 人民教育出版社, 1980.

[27] Gibbs P E, Bryan G W, Pascoe P L, et al. The use of dog-whelk, Nucella lapillus, as an indicator of tributyltin contamination [J]. J Mar Biol Assoc UK, 1987, 67: 507-523.

[28] 柯才煥, 李復(fù)雪. 臺灣東風(fēng)螺的生殖系統(tǒng)及其組織結(jié)構(gòu) [J]. 臺灣海峽, 1990, 9(4): 359-365.

[29] 曹伏君, 羅杰, 李長玲, 等. 細角螺的生殖系統(tǒng)組織學(xué)研究 [J]. 熱帶海洋學(xué)報, 2010, 29(6): 57-64.

[30] 王慧珍. 浙江動物志(軟體動物篇)[M]. 杭州: 浙江科學(xué)技術(shù)出版社, 1991: 103.

[31] 石瓊, 孫儒泳. 黃鱔的性轉(zhuǎn)變 [J]. 生物學(xué)通報, 1999, 34(5): 14-15.

[32] 于非非, 余祥勇, 王梅芳, 等. 雙殼類的性轉(zhuǎn)換現(xiàn)象及其機理探討 [J]. 水生生物學(xué)報, 2007, 31(4): 576-580.

[33] 廖承義, 徐應(yīng)馥, 王遠隆. 櫛孔扇貝的生殖周期 [J]. 水產(chǎn)學(xué)報, 1983, 7(1): 1-2.

[34] Blaber S J M. The occurrence of a penis-like outgrowth behind the right tentacle in spent females ofNucellalapillus(L.) [J]. Proc Malac Soc Lond, 1970, 39: 231-233.

[35] Bauer B, Fioroni P, Ide I, et al. TBT effects on the female genital system of Littorina littorea: a possible indication of tributyltin pollution [J]. Hydrobiologia, 1995, 309: 15-27.

[36] Schult e-Oehhm ann U , Oehlmann J P, Fioroni, et al . Imposex and reproductive failure in Hydrobia ulvae (Pennant) (Gastropoda, Prosobranchia) [J]. Mar Biol, 1997, 128: 257-266.

[37] 施華宏, 黃長江, 陳善文. 方斑東風(fēng)螺和波部東風(fēng)螺的性畸變及其對生殖的影響 [J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2003, 10(4): 293-296.

[38] 于秀娟, 黃長江, 朱四喜, 等. 疣荔枝螺(Thais clavigera)性畸變現(xiàn)象的解剖學(xué)和組織學(xué)研究 [J]. 海洋與湖沼, 2004, 35(2): 149-154.

[39] Cleary J J. Organotin and total tin in coastal waters of South-west England [J]. Mar Pollut Bull, 1985, 16: 350-355.

[40] Smith B S. Male characteristics on female mud snails caused by antifouling bottom paints [J]. J Appl Toxicol, 1981, 1: 22-25.

[41] Bryan G W， Gibbs P E. Comparison of the effectiveness of tributyltin chloride and five other or ganotin compounds in promoting the development of imposex in the dog-whelk Nucella lapillus [J]. J Mar Biol Assoc UK, 1988, 68: 733-744.

[42] 施華宏, 黃長江. 有機錫污染與海產(chǎn)腹足類性畸變 [J]. 生態(tài)學(xué)報, 2001, 21(10): 1711-1717.

[43] 江桂斌, 徐福正, 何濱, 等. 有機錫化合物測定方法研究進展 [J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 1999, 18(3): 61-68.

[44] Horiguchi T. Contamination by organotin (tributyltin and triphenyltin) compounds from antifouling paints and endocrine disruption in marine gastropods [J]. Riken Review, 2001, 35: 9-11.

[45] 蘇紀(jì)蘭, 袁業(yè)立. 中國近海水文 [M]. 北京: 海洋出版社, 2005.

[46] 王兵兵. 管角螺組織切片與繁育及養(yǎng)殖的初步研究 [D]. 湛江： 廣東海洋大學(xué), 2012.

責(zé)任編輯 朱寶象

Studies on the Gonadal Development and Reproductive Pattern ofHemifusustuba(Gmelin) Inhabiting Beibu Gulf, Guangxi, China

OU Xiao-Ling1, SU Xiang-Ju1, HE Jun-Feng1, WANG Wen-Jie1, 2, PAN Yi-Da1, 2,
WU Xue-Ping1, 2, CHEN De-Jin1, TANG Tian-Tian1, PAN Ying1, 2

(1.College of Animal Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530004, China；2. Provincial Colleges and Universities Key Laboratory of Aquatic Healthy Breeding and Nutrition Regulation of Guangxi, Nanning 530005, China)

In this paper, the reproductive system ofHemifusustubainhabiting Beibu Gulf, Guangxi, China, was dissected and observed, and the process of the development of the genital gland and the germ cells was studied by tissue slicing technique. The results showed thatH.tubawas gonochorism, and the ratio of female and male was close to 1∶1. The male reproductive system was mainly composed of spermary, seminal vesicle, prostate, ductus deferens and the penis (penial sheath and copulatory organ). The spermary development was divided into 4 stages: multiplication, growth, maturity and emission, catagen. The female reproductive system was mainly composed of ovary, oviduct, capsule gland (albumen gland and nidamental gland), reproductive aperture and gastropod mouth. The ovary development was divided into 4 stages: multiplication, growth, maturity and emission, rest. The spermatogenesis could be divided into 5 stages: spermatogonium, primary spermatocyte, secondary spermatocyte, sperm cells and mature sperms. The oogenesis was divided into 4 stages: oogonium, primary oocyte, secondary oocyte and mature oocytes. The genital gland ofH.tubahad 2 reproductive cycles in the year, and the anniversary change of ovary coincided with spermary. In addition, according to the observation, all female individuals had the female reproductive system, also had the male reproductive organs of the ductus deferens and penis. All femalesH.tubafrom Beibu Gulf, Guangxi were found to be imposex, and incidence of imposex was 100%.

Hemifusustuba; gonadogenesis; spermatogenesis; oogenesis; reproductive pattern

國家自然科學(xué)基金項目(31060353 )；廣西科技攻關(guān)項目(11107012-9)；南寧市科技開發(fā)計劃項目(201102045B);廣西海洋生物技術(shù)重點實驗室開放基金項目(GLMBT-201201)資助

2013-09-22；

2014-07-19

區(qū)小玲(1988-)，女，碩士生，主要從事海洋貝類遺傳育種研究。E-mail: 417550015@qq.com

??通訊作者： E-mail: yingpan@gxu.edu.cn

S968

A

1672-5174(2015)11-020-09

10.16441/j.cnki.hdxb.20130354