區又君 李加兒 謝菁 何永亮
摘要:【目的】了解條石鯛早期生活階段的發育特征,豐富其發育生物學基礎資料庫,也為判斷種苗生產工藝的培育效果與適時調整飼養管理措施提供技術支持。【方法】采用常規采樣方法和光學顯微鏡技術對條石鯛早期仔魚發育過程進行連續觀察,并對其營養特性進行研究。【結果】條石鯛在水溫(27.8±1.05)℃、pH 8.15、鹽度32‰的人工培育條件下,仔魚卵黃囊在孵化2 d后消失,油球消失于孵化后第6 d,卵黃囊依照先卵黃、后油球的順序被吸收,吸收速度呈先快后慢的變化趨勢。初孵仔魚在孵化后1 d內生長迅速,之后生長速度減慢。仔魚在孵出后48 h、卵黃囊消失時出現口裂,口徑/全長比隨時間變化一直保持上升趨勢。條石鯛仔魚的營養源可歸納為內源性營養—混合性營養—外源性營養3個階段,分別對應于孵化后2、3~4和5 d。【結論】條石鯛早期仔魚形態發育與其攝食習性的轉變相互適應。
關鍵詞: 條石鯛;卵黃囊期;仔魚;形態發育;營養源
中圖分類號: S965.9 文獻標志碼:A 文章編號:2095-1191(2016)05-0742-06
Abstract:【Objective】The present experiment was conducted to investigate developmental characteristics of Oplegnathus fasciatus at early life stage, and enrich basic data of its developmental biology, in order to provide technical support for estimating rearing effect of O. fasciatus fries and timely adjusting management and maintenance measures. 【Method】Using traditional sampling and optical microscope techniques, the morphology of early-stage larvae were continually observed, and their nutrition characters were studied during development process. 【Result】The results showed that, under artificial rearing conditions of water temperature (27.8±1.05)℃, pH 8.15 and salinity 32‰, the yolk sac of larvae disappeared on 2 d after hatching, and the oil globule disappeared on 6 d after hatching. The consumption sequence of yolk sac was yolk first and oil globule next. And the consumption was quick first and then slowed down. Newly-hatched larvae grew fast within 1 d after hatching, and then the growth rate slowed down. Furthermore, the mouth opened when yolk sac disappeared within 48 h after hatching, and the mouth size/total length ratio kept upward trend with development. The nutrition source of larvae was involved in 3 stages viz., endotrophic, mixtrophic and exotrophic stages, corresponding to 2, 3-4 and 5 d after hatching, respectively. 【Conclusion】The morphological development of O. fasciatus larvae at early stage is associated with change of its feeding habits.
Key words: Oplegnathus fasciatus; yolk-sac stage; fish larvae; morphological development; nutrition source
0 引言
【研究意義】在海水魚類種苗生產中,影響早期幼體存活率的因素很多,其中最主要的因素是胚胎和前期仔魚發育過程中各種營養物質的消耗及其轉化。這些因素決定了初生胚體的質量和仔魚的早期發育狀況,從而影響魚苗的存活與生長。因此,深入探討受精卵和仔魚的發育生物學及其營養特性,并據此制定最佳的人工擴繁條件,對成功實施魚類種苗規模化生產具有重要意義。【前人研究進展】目前,國內外有關魚類胚胎發育過程卵黃物質代謝的研究報道日漸增多。區又君等(1991)對人工繁育條件下真鯛(Chrysophrys major)仔稚魚的生物學特性開展研究,此后又報道了鯔(Mugil cephalus)胚胎和卵黃囊期仔魚的發育及其營養特性(區又君和李加兒,1997)。此外,還有學者對點帶石斑魚(Epinephelus malabaricus)(鄒記興等,2003)、鮸魚(Miichthys miiuy)(孫慶海等,2005)、星斑裸頰鯛(Lethrinus nebulosus)(舒琥等,2005)、漠斑牙鲆(Paralichthys lethostigma)(馬學坤等,2008)、七帶石斑魚(Epinephelus septemfasciatus)(謝菁等,2009)、鱸鯉(Percocypris pingi pingi)(賴見生等,2014)等魚類的早期發育進行了不同程度的觀察與研究。【本研究切入點】條石鯛(Oplegnathus fasciatus)在分類學上隸屬于鱸形目(Perciformes)、鱸亞目(Percoidei)、石鯛科(Oplegnathidae)、石鯛屬(Oplegnathus),自然分布范圍廣,包括東海、黃海、臺灣海峽、朝鮮半島、日本至夏威夷等海域(朱元鼎,1985)。條石鯛色澤艷麗,肉質細嫩,營養價值高,極具養殖前景和觀賞價值,但目前鮮見有關其早期仔魚形態發育觀察的研究報道。【擬解決的關鍵問題】采用常規采樣方法和光學顯微鏡技術對人工繁育的條石鯛胚胎及其早期仔魚的發育生物學和營養特性進行研究,旨在了解其早期生活階段的發育特征,豐富條石鯛的發育生物學基礎資料文庫,也為判斷種苗生產工藝的培育效果與適時調整飼養管理措施提供技術支持。
1 材料與方法
1. 1 試驗方法
試驗在廣東省饒平南海水產研究所海水魚類試驗基地實施。條石鯛受精卵孵化和育苗水槽容積2 m3/個,培育水溫(27.8±1.05)℃,pH 8.15,鹽度32‰,NH4+-N及溶氧量均在安全范圍內,育苗用的海水經多層過濾和沉淀處理。從胚體形成期起開始連續采樣,每日取樣30尾,在體視顯微鏡下進行活體觀察、拍照,并用目鏡測微尺進行測量,精確到0.0001 mm。
1. 2 試驗方法
參照區又君和李加兒(1997)的方法,根據條石鯛發育時的表觀形狀,分別選用圓球體公式V=πd 3/6(d為卵直徑)和長圓球體公式V=πlh2/6(l為長徑,h為短徑)進行近似計算。卵黃囊包括卵黃和油球,其中卵黃體積為卵或卵黃囊體積減去相應的油球體積之差。初孵仔魚卵黃體積百分率由初孵仔魚卵黃除以受精卵相應卵黃的體積百分率所得;仔魚在某一發育時刻的卵黃百分率由該時刻的卵黃或油球體積除以初孵仔魚卵黃或油球體積的百分率所得。全長為吻端至尾鰭最末端間的長度,肛前長為吻端至肛門間的長度,口徑以上頜長×■表示,最大全長和最大生長時間分別表示前期仔魚的生長曲線由快速上升變為水平時的全長與時間。
2 結果與分析
2. 1 條石鯛早期仔魚的發育特征
初孵仔魚(圖1-a)腹部下方具有橢圓形的大卵黃囊,其中有一個油球,眼囊和耳囊清晰可見。體中后部可觀察到約12個肌節,且能清楚觀察到魚的心臟跳動。仔魚身體上布滿黑色和黃綠色色素,油球、鰭褶上也有零星點狀黑色素。鰭褶自頭頂后部開始延伸,繞過尾部,止于卵黃囊后方。孵化后30 min,尾部變直(圖1-b)。
孵化后1 d仔魚(圖1-c),卵黃囊縮小,鰭褶變高,肛門未開。腸管逐漸變粗。卵黃囊上有網狀黑色素分布,眼囊色素加深,仔魚體下部黑色素增多,連成一條黑色條帶;另外,仔魚背部出現大量黃綠色色素。腸管呈直管狀;口未開,肛門未通。至當晚,卵黃囊體積繼續縮小(圖1-d),即將消失。黃色素繼續擴大,在軀干部也有分布,中部至尾部肌節明顯。
孵化后2 d(圖1-e),仔魚的卵黃已消耗殆盡,卵黃囊即將消失,只剩殘余的油球,口裂形成,能自由閉合,腸管增粗且彎曲,末端膨大。頭部隆起,眼球周圍有一圈黃色,眼點變黑,鰭褶上有類似鰭條的角質物,肛門與外界相通。黑色素細胞集中在腹部,黃色素細胞在其下方均勻分布,魚體背部黃色素細胞數量減少,眼睛布滿黑色素。
孵化后3 d(圖1-f),仔魚腹部下方色素無明顯變化,背部黃色素減少,只在距頭部2/3處有分布。腸管形成第一個盤曲,仔魚活力增強,大部分集中于水體的表層。油球消失,卵黃囊全部被吸收。口開啟,但尚未能主動攝餌。
孵化后4 d(圖1-g),仔魚胃部膨大,腸道顏色加深,可觀察到食物,腸管飽滿。
孵化后5 d(圖1-h),仔魚背部黃色素褪去,只剩下少量黑色素,腹部黑色素間隔排列。仔魚尾端變成圓型,胸鰭形成。仔魚多呈倒立懸浮狀態。
孵化后6 d(圖1-i),仔魚腹部充滿食物,呈黃褐色,魚苗在池中向水中下層集中,眼后部呈淡黃色。
孵化后8 d(圖版1-j),仔魚腹部黑色素加深,眼后部至背部呈淡黃色。
2. 2 條石鯛早期仔魚的生長特性
從表1可以看出,初孵仔魚平均全長2.0259 mm,卵黃囊體積0.1589 mm3,孵化后30 h內全長生長很快(圖2),達2.8066 mm,為初孵仔魚全長的1.39倍,此時仔魚的卵黃囊體積0.0044 mm3,僅為初孵仔魚卵黃囊物質的1.27%,即仔魚達到第一次最大生長期。此后,仔魚繼續生長,但變化幅度不明顯,肛前長的變化趨勢與全長變化基本保持一致。孵化后48 h,仔魚全長2.7679 mm,油球體積僅殘存0.0006 mm3,占油球原體積的14.92%;至72 h時,仔魚全長達2.7744 mm,油球消失。可見,在仔魚早期發育過程中,最初消耗的是卵黃營養,在卵黃囊體積大量減少時,油球體積開始減少,為仔魚提供營養。
2. 3 條石鯛卵黃的消耗和吸收
在本研究條件下,條石鯛仔魚孵出后其卵黃囊、卵黃及油球體積均隨發育時間的推移而逐漸變小。由圖3可以看出,卵黃囊與油球同時被魚體吸收,但卵黃囊吸收更快。
2. 4 條石鯛仔魚的開口
在條石鯛孵出后48 h,即卵黃囊消失時出現口裂,但口尚未能活動,此后口徑/全長比隨時間變化一直保持上升趨勢(圖4)。
3 討論
3. 1 魚類早期發育過程中營養物質的來源及其轉化
魚類的胚胎發育期間屬內源性營養階段,以自身卵黃為營養,蛋白質是胚胎發育的主要營養來源。初孵仔魚懸浮于靜止的水體表層,沒有運動能力,口和肛門未開通,尚不能向外界攝取食物,卵黃物質是其生長發育的營養及能量來源,維持仔魚開口攝食前的生命活動。將何永亮等(2009)報道的長度數據換算成體積,卵形鯧鯵(Trachinotus ovatus)初孵仔魚的卵黃囊體積為0.3660~0.4840 mm3,此后迅速消耗,在孵化后第4 d卵黃囊消耗殆盡;初孵仔魚油球體積僅0.0132~0.0298 mm3,在卵黃囊快速吸收期間消耗不明顯,但在卵黃囊被消耗完之后,油球體積迅速變小。區又君和李加兒(1997)報道,魚類胚胎發育所消耗的能量70%左右依靠蛋白質,但消耗的脂肪量不多,甚至能夠通過合成增加數量。本研究結果表明,條石鯛胚胎發育所消耗的卵黃囊物質中98.83%屬卵黃物質,油球僅占1.17%,與上述研究結果基本吻合,說明卵黃囊在條石鯛的胚胎發育期間能為其胚胎生長和發育提供所需能量。在本研究條件下,條石鯛仔魚孵出后其卵黃囊、卵黃及油球體積均隨發育時間的推移而逐漸變小,表明卵黃是魚類卵母細胞生長發育過程中逐漸合成積累的物質,其主要成分是蛋白質(卵黃球)和脂肪(油球),是胚胎發育和卵黃囊期仔魚發育必不可缺的營養和能量來源。因而,胚胎和卵黃囊期仔魚發育時卵黃的消耗與轉化,直接影響了新生胚體的質量和仔魚的早期發育。
3. 2 仔魚生長與卵黃、油球吸收過程的關系
卵黃囊期是魚類由內源性營養轉變成外源性營養的一個關鍵時期。本研究發現,條石鯛在孵化后22 h內的卵黃吸收和生長速度非常快,而后每日增長的幅度變小或不明顯,與此同時,卵黃囊體積繼續縮小,與相關文獻(Hiroshi et al.,1986;Hodson and Blunt,1986;Eldridge et al.,2002;Williams et al.,2004;李加兒等,2015)所報道的海水魚類相似,內源性營養在最初24 h內主要供魚體的快速生長和旺盛的新陳代謝所用,以后則主要用于器官分化及游泳運動。與鯔(區又君和李加兒,1997)等大多數魚類相似,條石鯛卵黃的消失早于油球,尖吻鱸(Lates calcarifer)仔魚甚至在卵黃完全吸收消失后才開始吸收油球(Hiroshi et al.,1986)。從能量學角度分析,發現“卵黃先、油球后”的吸收順序能揭示主要能源物質在早期發育過程中的變化規律,是由于在該發育生長階段的能量來源是依據先蛋白質后脂肪的次序進行獲取,因此認為卵黃蛋白質是條石鯛開口攝食前最重要的營養物質。由于仔魚在卵黃囊消失前消化道尚未充分發育,消化能力較差,導致其生長緩慢(Hodson and Blunt,1986)。
3. 3 仔魚開口攝食期間的營養特性
卵黃囊和油球是條石鯛初孵仔魚發育所需能量的主要來源,在孵化后2 d卵黃囊完全被吸收,而口裂僅為形狀,不具備攝食功能,至孵化后4 d才開始攝食。從卵黃囊完全被吸收至仔魚開始攝食期間,仔魚發育生長所需的能量均來自油球,即油球在從內源性營養向外源性營養過度時發揮供能的作用。鳀魚(Engraulis japonicus)仔魚孵化后1 d大多數已開口攝食(萬瑞景等,2004),仔魚2日齡開口攝食的種類有花鱸(Lateolabrax japonicus)(李恒頌等,2000)、星斑裸頰鯛(Lethrinus nebulosus)(舒琥等,2005),3日齡開口攝食的種類有真鯛(Pagrosomus major)(區又君等,1991)、3~4日齡開口的種類有赤鯛(Pagru pagrus)(Aristizabal,2006)、4日齡開口的種類有黃鯛(Dentex tumifrons)(夏連軍等,2004)、漠斑牙鲆(Paralichthys lethostigma)(馬學坤等,2008)、卵形鯧鯵(何永亮等,2009)、鯔(李加兒等,2015)等,而虹鱒魚類從胚胎孵化出膜開始,至魚苗完全能夠主動覓食前的這個階段通常為40~60 d(吳青和鄭曙明,2013)。從仔魚器官形態功能角度分析,發現不同種類間存在一致性,均在仔魚眼、口、消化管、肛門和鰭等相關攝食和消化器官功能發育完備及巡游模式建立后才開始具備向外界搜索和攝取餌料生物的能力(Ková■,2000),且通常發生在仔魚卵黃囊和油球完全吸收前。因此,形成一個同時依賴卵黃囊、油球和外界營養的混合性營養期。
在魚類的發育過程中,早期發育階段是魚類生命過程中對外界環境最敏感的時期,也是高死亡率時期(楊瑞斌等,2008)。條石鯛從胚胎發育階段到仔魚開口前依賴卵黃囊內的營養物質,孵化后仔魚在開口攝食階段后及油球消失前,營養來源同時依賴于油球及外界營養,至油球完全消失后,營養只能來自外界。因此,條石鯛仔魚的營養源可歸納為內源性營養—混合性營養—外源性營養3個階段,分別對應于孵化后2、3~4和5 d。
4 結論
人工繁育條件下,條石鯛仔魚卵黃囊在孵化2 d后消失,油球消失于孵化后第6 d,卵黃囊依照先卵黃、后油球的順序被吸收;初孵仔魚在孵化后1 d內生長迅速,之后生長速度減慢;口裂在孵出后48 h、卵黃囊消失時出現,口徑/全長比隨仔魚發育進程呈上升趨勢。可見,條石鯛早期形態發育與其攝食習性的轉變相互適應。
參考文獻:
何永亮,區又君,李加兒,2009. 卵形鯧鲹早期發育的研究[J].上海海洋大學學報,18(4):428-434.
He Y L,Ou Y J,Li J E. 2009. Early development of Trachinotus ovatus[J]. Journal of Shanghai Ocean University,18(4):428-434.
賴見生,杜軍,趙剛,鄧曉川,李華,何興恒,趙海鵬. 2014. 鱸鯉胚胎及胚后發育[J]. 西南農業學報,27(3):1326-1331.
Lai J S,Du J,Zhao G,Deng X C,Li H,He X H,Zhao H P. 2014. Embryonic and postembryonic development of Percocypris pingi pingi(Tchang)[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences,27(3):1326-1331.
李恒頌,鄔國民,范陽,陳昆慈,胡隱昌,鄧國成. 2000. 銀鱸胚胎和仔魚的發育[J]. 中國水產科學,7(2):5-9.
Li H S,Wu G M,Fan Y,Chen K C,Hu Y C,Deng G C. 2000. Observation on embryonic and larval development of Bidyanus bidyanus[J]. Journal of Fishery Sciences of China,7(2):5-9.
李加兒,區又君,江世貴,麥賢杰,張建生. 2015. 鯔魚高效生態養殖新技術[M]. 北京:海洋出版社:37-41.
Li J E,Ou Y J,Jiang S G,Mai X J,Zhang J S. 2015. New High-efficiency Ecological Culture Technology of Mullet[M]. Beijing:Ocean Press:37-41.
馬學坤,柳學周,溫海琛,張璐. 2008. 漠斑牙鲆胚胎及仔稚魚發育的形態學觀察[J]. 南方水產,4(1):41-47.
Ma X K,Liu X Z,Wen H C,Zhang L. 2008. Embryonic and larval development in southern flounder Paralichthys lethostigma[J]. South China Fisheries Science,4(1):41-47.
區又君,李加兒,丁彥文. 1991. 人工培育條件下真鯛仔稚魚的生物學特性[J]. 南海水產研究,(3):22-32.
Ou Y J,Li J E,Ding Y W. 1991. Biological characters of larvae and juvenile of red sea bream Chrysophrys major(Temminck et Schelegel) under artificial culture conditions[J]. South China Sea Fisheries Research,(3): 22-32.
區又君,李加兒. 1997. 鯔魚胚胎和卵黃囊期仔魚的發育與營養研究[J]. 海洋學報(中文版),19(3):102-110.
Ou Y J,Li J E. 1997. Development and nutrition of embryo and yolk-sac larva of Mugil cephalus[J]. Acta Oceanologica Sinica(Chinese Version),19(3):102-110.
舒琥,譚楓野,李彩蘭,劉付永忠,王云新,張海發. 2005. 星斑裸頰鯛胚胎及卵黃囊期仔魚發育研究[J]. 海洋科學,29(10):12-18.
Shu H,Tan F Y,Li C L,Liufu Y Z,Wang Y X, Zhang H F. 2005. Embryonic development of yolk sac larvae of Lethrinus nebulosus Forskal[J]. Marine Sciences,29(10):12-18.
孫慶海,施維德,孫建璋. 2005. 鮸魚早期發育的形態學初步研究[J]. 南方水產,1(6):8-17.
Sun Q H,Shi W D,Sun J Z. 2005. Morphological studies on the early development of Miichthys miiuy[J]. South China Fisheries Science,1(6):8-17.
萬瑞景,李顯森,莊志猛,蒙子寧. 2004. 鳀魚仔魚饑餓試驗及不可逆點的確定[J]. 水產學報,28(1):79-83.
Wan R J,Li X S,Zhuang Z M,Meng Z N. 2004. Experimental starvation on Engaruslis japonicus larvae and definition of the point of no return[J]. Journal of Fisheries of China,28(1):79-83.
吳青,鄭曙明. 2013. 虹鱒的苗種培育技術[J]. 重慶水產,(1):65-68.
Wu Q,Zheng S M. 2013. Fry rearing technique of rainbow trout[J]. Chongqing Fishery,(1):65-68.
夏連軍,施兆鴻,陸建學. 2004. 黃鯛仔魚饑餓試驗及不可逆點的確定[J]. 海洋漁業,26(4):286-290.
Xia L J,Shi Z H,Lu J X. 2004. Experimental starvation on Dentex tumifrons larvae and definition of the point of no return[J]. Marine Fisheries,26(4):286-290.
謝菁,區又君,李加兒,何永亮,陳超. 2009. 七帶石斑魚胚體和卵黃囊期仔魚的發育[J]. 海洋通報,28(2):41-49.
Xie J,Ou Y J,Li J E,He Y L,Chen C. 2009. Development of neural embryo and yolk sac larvae of Epinephelus septemfasciatus[J]. Marine Science Bulletin,28(2):41-49.
楊瑞斌,謝從新,樊啟學. 2008. 仔稚魚發育敏感期研究進展[J]. 華中農業大學學報,27(1):161-165.
Yang R B,Xie C X,Fan Q X. 2008. Progress in critical periods in early life history of fishes[J]. Journal of Huazhong Agricultural University,27(1):161-165.
朱元鼎. 1985. 福建魚類志(下卷)[M]. 福州:福建科學技術出版社:254-255.
Zhu Y D. 1985. Fishes in Fujian Province, China(Vol.Ⅱ)[M]. Fuzhou:Fujian Science and Technology Press:254-255.
鄒記興,向文洲,胡超群,林堅士,章之蓉. 2003. 點帶石斑魚仔、稚、幼魚的生長與發育[J]. 高技術通訊,13(4):77-84.
Zou J X,Xiang W Z,Hu C Q,Lin J S,Zhang Z R. 2003. Growth and development of larva, juvenile and young fish of (Epinephelus malabaricus)[J]. Chinese High Technology Letters,13(4):77-84.
Aristizabal E O. 2006. Oxygen consumption,growth and food utilization during the larval development of red porgy Pagrus pagrus(Linné 1758)(Pisces:Sparidae)[J]. Revista de Biología Marina Y Oceanografía,41(2):209-220.
Eldridge M B,Norton E C,Jarvis B M,MacFarlane R B. 2002. Energetics of early development in the viviparous yellowtail rockfish[J]. Journal of Fish Biology,61(5):1122-1134.
Hiroshi K,Shiro H,Yasuhiko T. 1986. Early larval development of the seabass Lates calcarifer with emphasis on the transition of energy sources[J]. Bulletin of the Japanese Society of Scientific Fisheries,52(10):1719-1725.
Hodson P V,Blunt B R. 1986. The effect of time hatch on the yolk conversion efficiency of rainbow trout,Salmo gairdneri[J]. Journal of Fish Biology,29(1):37-46.
Ková■ V. 2000. Early development of Zingel streber[J]. Journal of Fish Biology,57(6):1381-1403.
Williams K,Papanikos N,Phelps R P,Shardo J D. 2004. Deve-
lopment,growth,and yolk utilization of hatchery-reared red snapper Lutjanus campechanus larvae[J]. Marine Ecology Progress Series,275:231-239.
(責任編輯 蘭宗寶)