1例人工養殖子一代中華鱘雌雄同體現象的初步研究

鄭躍平，王軼凡，范厚勇，徐嘉楠，莊 平

（1.上海海洋大學水產與生命學院，上海 201306；2.上海市水生野生動植物保護研究中心，上海 200092；3.中國水產科學研究院東海水產研究所，上海長江口漁業資源增殖和生態修復工程技術研究中心，上海 200090；4.長江口水生生物資源監測與保護聯合實驗室，上海 200092）

中華鱘（AcipensersinensisGray，1835）隸屬硬骨魚綱（Osteichthyes）輻鰭亞綱（Actinopterygii）鱘形目（Acipenseriformes）鱘科（Acipenseridae）鱘屬，是一種大型溯河產卵洄游性魚類，主要分布于我國東南沿海大陸架水域和長江中下游干流，在我國南海也見其蹤跡，是17種鱘屬魚類中分布緯度最低的一個物種，能適應較高的水溫［1］。中華鱘個體大、壽命長、洄游范圍廣，是長江流域水生態系統中的傘護種和旗艦種［2］。20世紀后期，由于涉水工程建設、過度捕撈、環境污染及航運等人類活動的干擾，中華鱘賴以生存的棲息生境不斷退化或功能喪失，其自然種群嚴重衰退［3－4］。1988年中華鱘被列為國家一級重點保護動物，1997年被列入《瀕危野生動植物種國際貿易公約》（CITES）附錄Ⅱ保護物種，2010年被世界自然保護聯盟（International Union for Conservation of Nature，IUCN）升級為極危級（CR）物種［1］。目前已知的唯一產卵場（葛洲壩下產卵場）內繁殖群體數量已不足100尾［5］。自2013年開始，中華鱘出現自然繁殖中斷現象：2015年中斷，2017—2019年連續中斷，野生中華鱘種群岌岌可危［6］，如果不采取針對性搶救和保護措施，中華鱘或將在未來10～20年滅絕（野外滅絕EW）［7］。

現階段，在《中華鱘拯救行動計劃（2015—2030）》［8］框架下，除了采取強有力的就地保護措施，加強產卵場、洄游通道、索餌場等關鍵棲息地保護之外，開展人工蓄養保種、全人工繁殖和擴大人工群體規模也是中華鱘保護的重要舉措，這是采用人工條件保持物種延續的主要途徑。我國科研人員對于中華鱘養殖環境［9－10］、養殖密度［11］、營養需求、馴化投喂［12］、親本培育［13］、人工催產［14］、生理生化［15－17］等諸多方面已經開展了相關的科學研究，并在中華鱘全人工繁殖方面取得了突破，據報道，2013年成功繁育出二萬三千余尾中華鱘幼魚［18］。

關于中華鱘人工養殖個體的雌雄同體現象，迄今尚未見相關報道?？赂６鞯龋?9］曾對1例野生中華鱘成魚雌雄同體現象作過初步研究報道。而對于鱘魚類雌雄同體的研究，僅俄羅斯鱘（A.gueldenstaedtii）［20］、大西洋鱘（A.oxyrinchus）［21］、小 體 鱘（A.ruthenus）［22］、密 西 西 比 鏟 鱘（Scaphirhynchusplatorynchus）［23］有過少量報道。其中均提到，雌雄同體現象的出現可能與環境污染有關。因此有必要針對此次發現的雌雄同體中華鱘，通過分析其生長特征、性腺外觀、性腺組織學特征等情況，既可為中華鱘雌雄同體現象提供佐證案例，也可為中華鱘人工養殖與繁殖工作中中華鱘雌雄同體的誘發機制研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗用魚

實驗用魚為人工養殖條件下偶然發現的1尾雌雄同體子一代中華鱘，該尾魚系2004年人工繁殖的子一代，2005年從中華鱘人工繁殖機構引進，先后暫養于上海市水生野生動植物保護研究中心嘉定臨時基地和崇明基地。該尾中華鱘于2019年3月因腹腔鰾背壁上方、脊索下脈管軟骨骨裂引發背大動脈內出血死亡，死亡時體長163 cm，體質量51.54 kg，在死亡原因調查過程中發現該尾中華鱘存在雌雄同體現象。

1.2 生長情況分析

分析該尾魚從引進到死亡的生長數據，采用Excel和SPSS 15.0對該尾中華鱘的生長指標進行統計分析，探究該尾魚生命過程中的生長情況。

1.3 性腺組織影像觀察及石蠟切片

參照文獻［13］方法，從中華鱘精巢和卵巢分別采集1.5 cm×1.5 cm×0.3 cm的組織塊，放置于10%中性甲醛溶液內固定，24 h后按照組織石蠟切片制備流程，經乙醇和二甲苯脫水、石蠟包埋、常規切片、HE染色、中性樹脂封片后，于尼康光學顯微鏡（Nikon ECLIPSE 50i）下觀察并拍照記錄。

2 結果與討論

2.1 生長情況

從該尾魚引進至死亡的14年間，其全長由85 cm增至196 cm，體長由69 cm增至163 cm，體質量由3.76 kg增至51.54 kg。整體生長情況與研究中心其他中華鱘生長情況基本一致。1～6齡為該中華鱘全長、體長快速增長期，年均增長率均在16.26%以上，6齡后體長增長明顯減緩，10齡后基本處于停滯狀態。1～8齡為該中華鱘體質量快速增長期，年均增重率在21.12%以上，8齡后體質量增長減緩且進入波動期，存在負增長現象（表1）。

表1 實驗用魚生命周期內主要生長指標變化情況Tab.1 Changes of main growth indexes in life cycle of experimental fish

2.2 性腺基本外觀

解剖觀察可見，魚腹腔背部兩側性腺，以精巢為主，卵巢間隔分布在精巢上（圖1）。精巢白色，表面光滑，質地較硬，呈塊狀。卵巢淡黃色，表面點狀凸起，質地柔軟，肉眼隱約可見卵粒。取下兩側性腺，經測量稱重，右側性腺長64 cm、寬4.0～7.2 cm、重0.422 kg，左側性腺長61 cm、寬3.6～8.5 cm、重0.436 kg。性腺上附著有占比較大的脂肪組織。

圖1 雌雄同體中華鱘性腺外觀Fig.1 Appearance of gonad of hermaphroditism Acipenser sinensis

有關鱘形目魚類雌雄同體現象研究報道較少，柯福恩等［19］在1988年曾報道1例成熟的雌雄同體野生中華鱘，該魚全長278 cm，體長236 cm，體質量115 kg，年齡17齡左右。本案例中華鱘為14＋齡子一代中華鱘，為亞成體，兩尾雌雄同體中華鱘均體型較大，且性腺均以精巢為主，精巢和卵巢發育期基本同步。本例中華鱘在體型和年齡上，較早期報道的案例小，性腺發育程度也不及早期報道的個體，但兩個案例呈現基本的同質性，表現為性腺中均以精巢為主體，精卵巢發育基本同步。推測雌雄同體的現象極有可能是在性腺分化時期，直接分化為兩種不同的性腺，而不是受外界因素誘導引起后期的性逆轉。兩個案例中的中華鱘個體生長環境不同，但雌雄同體現象表現形式相近。本案例的發現，為中華鱘雌雄同體研究提供了一定參考與方向。

2.3 性腺組織石蠟切片

通過性腺組織石蠟切片觀察，可見性腺部分區域存在精卵共存的現象，在精細胞密集區可見精原細胞、初級精母細胞、育精囊，發育時相相當于Ⅱ期精巢，見到的卵細胞多為初級卵母細胞，卵母細胞卵徑204～367μm，細胞核居中，細胞質中未見明顯卵黃顆粒，發育時相相當于Ⅱ期卵巢（圖2）。

圖2 雌雄同體中華鱘性腺組織切片Fig.2 Section of gonad tissue of hermaphroditism Acipenser sinensis

雌雄同體是指雌雄兩性出現在同一個體上的現象，是魚類性征多樣性和特殊性的主要表現之一。世界上約有1%的脊椎動物存在雌雄同體現象，幾乎都是魚類［24－25］。魚類由于其物種的多樣性和長期適應棲居環境的變化，導致其生殖策略的多樣性。魚類的生殖現象包括但不限于雌雄異體、雌雄同體、卵生、胎生和卵胎生等。一些魚類的性染色體尚處于分化的初始狀態，這可能是魚類性別分化易變的原因之一［25］。

已有報道的雌雄同體魚類約四百六十多種，隸屬17目41科，如鯔（Mugizcephazus）、鯉（Cyprinuscarpio）［26］、青鳉（Oryziaslatipes）［27］、黃鱔（Monopterusjavanensis）［24］、日本鰻鱺（Anguilla japonica）［28］、黑鯛（Acanthopagrusschlegeli）［29］等。其中，鮨科魚類普遍存在功能性雌雄同體的現象，鯛科魚類在特定年齡段存在性逆轉現象，其余多數魚類可以通過人工激素誘導或者在環境激素的影響下出現非功能性雌雄同體現象。

鈴木克美和熊國強［30］對硬骨魚類雌雄同體現象進行了較為深入的研究，提出了正?；虺Ｒ幮源菩弁w現象（normal hermaphroditism）、非正常或畸形性雌雄同體現象（abnormal hermaphroditism）、功能性雌雄同體現象（functional hermaphroditism）、非功能性雌雄同體現象（non-functional hermaphroditism）的劃分法。對中華鱘雌雄同體現象分析發現，由于至今報道的雌雄同體中華鱘案例極少，可初步認定中華鱘雌雄同體為非正?；蚧涡源菩弁w現象，而對于其雌雄同體是屬于功能性還是非功能性雌雄同體，還需繼續開展更多的案例分析。

激素及環境污染物是引起或影響魚類雌雄同體現象的重要因素，革胡子鲇（Clariaslazera）在甲基睪丸酮的人工誘導下會出現能夠自體繁殖的雌雄同體［31］。國外學者研究表明，小體鱘可以通過鱘魚腦垂體的使用誘導出一定比例的雌雄同體［22］，施氏鱘（A.sinensis）可以通過雌二醇誘導出雌雄同體［28］，密西西比鏟鱘在氯丹超標的密西西比河內也發現大量雌雄同體［23］。據此，是否在本研究雌雄同體中華鱘生活史的某個階段，其生長環境中存在一定濃度的環境激素，進而引起中華鱘雌雄同體的產生，有待下一步深入研究。

人工養殖條件下雌雄同體中華鱘的發現，為中華鱘雌雄同體現象提供了一個例證，鱘魚中雌雄同體的誘導及性別的轉變已有報道，中華鱘雌雄同體樣本的發現與研究，或許可為中華鱘的人工繁殖與親本培育提供新的思路，為中華鱘的人工保種和物種保護提供新的研究方向，未來需要對此現象及其產生機制進行進一步的研究與分析。