子陵吻蝦虎魚胚胎發(fā)育初步觀察

趙長(zhǎng)華

（彭水縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，重慶彭水 409600）

子陵吻蝦虎魚（Rhinogobius giurinus）為鱸形目（Perciformes）蝦虎魚亞目（Gobioidei）蝦虎魚亞科（Gobiinae）吻蝦虎魚屬（Rhinogobius）魚類[1]，在中國(guó)分布廣泛，除了西藏和新疆，其他各大水系都有分布[2]。成年子陵吻蝦虎魚體長(zhǎng)30～100 mm，鰓蓋上方具有3 個(gè)感覺管孔；峽部較寬，鰓蓋膜與峽部相連。多棲息在隱蔽的水體環(huán)境中，尤其喜歡棲息在水草豐富的水域[3-4]。因其具有體型較小、顏色艷麗、性情活躍等特點(diǎn)，近年來(lái)逐漸成為一種備受人們喜愛的原生觀賞魚品種。目前，已有關(guān)于子陵吻蝦虎魚形態(tài)學(xué)特征、生物學(xué)特性及群體遺傳多樣性的研究報(bào)道[3,5]，對(duì)胚胎發(fā)育的研究尚未見諸報(bào)道。本研究對(duì)子陵吻蝦虎魚的胚胎發(fā)育進(jìn)行了詳細(xì)的形態(tài)學(xué)觀察和數(shù)據(jù)測(cè)量，并對(duì)發(fā)育過(guò)程各個(gè)階段進(jìn)行顯微拍照記錄，旨在為子陵吻蝦虎魚的人工繁育積累資料，也為其他魚類等有脊椎動(dòng)物的胚胎發(fā)育研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 親魚選擇

實(shí)驗(yàn)所用親魚來(lái)自西南大學(xué)水產(chǎn)實(shí)訓(xùn)基地觀賞魚繁育研究室，挑選性成熟個(gè)體進(jìn)行兩兩配對(duì)，養(yǎng)于水深30 cm、大小為1 100 mm×500 mm×500 mm 的玻璃水族箱中，在水族箱中布置假山和水草。

1.2 試驗(yàn)方法

在水族箱中使用恒溫加熱棒進(jìn)行控溫，每7 d換水1 次。保持pH 值穩(wěn)定在6.5～7.5，水溫保持在(27± 0.5)℃，添加過(guò)濾器，避免排泄物污染水質(zhì)。早晚各投喂1 次人工配合飼料，并適量投喂魚蟲和水蚯蚓等活餌料。在水族箱中放置用來(lái)繁殖魚類的產(chǎn)卵筒，讓子陵吻蝦虎魚自行產(chǎn)卵受精。將受精卵連同產(chǎn)卵筒一起從水族箱中拿出，放入孵化缸內(nèi)，加入適量甲基藍(lán)防止受精卵壞死[6]。胚胎發(fā)育前期每隔20 min從孵化缸中選取顆粒飽滿的受精卵，在解剖鏡下對(duì)受精卵進(jìn)行活體觀察，在胚胎發(fā)育到囊胚期之后，每隔40 min 觀察1 次。觀察的同時(shí)拍照記錄并分析形態(tài)特征，同時(shí)記下水溫和發(fā)育到各個(gè)階段的大致時(shí)間，拍照記錄后需立即將用于觀察的受精卵放回水族箱中，以防止溫差過(guò)大導(dǎo)致受精卵死亡。

2 結(jié)果與分析

子陵吻蝦虎魚胚胎發(fā)育各階段的形態(tài)和描述見圖版I和表1。

表1 子陵吻蝦虎魚胚胎發(fā)育描述

圖版Ⅰ子陵吻蝦虎魚胚胎發(fā)育形態(tài)

（續(xù)）圖版Ⅰ子陵吻蝦虎魚胚胎發(fā)育形態(tài)

2.1 卵的形態(tài)

受精卵為淡黃色，呈球形，光滑的卵膜質(zhì)感很薄，且富有彈性。子陵吻蝦虎魚屬黏性卵，在受精卵動(dòng)物極一端帶有黏液，黏液讓受精卵能夠吸附在產(chǎn)卵基上。受精卵遇水后吸水膨脹，吸水飽和后受精卵的縱軸為1.02～1.14 mm，橫軸為0.75～0.79 mm。

2.2 胚盤形成階段

在水溫27 ℃的孵化環(huán)境下，卵子在受精后0.83 h，卵周隙在受精卵內(nèi)出現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)開始向動(dòng)物極移動(dòng)集中，逐漸隆起，隨后形成胚盤（見表1、圖1）。

2.3 卵裂階段

孵化環(huán)境穩(wěn)定在27 ℃上下，第一次卵裂發(fā)生在卵子受精后1.50 h 左右。第一次卵裂為徑向卵裂，第一次卵裂結(jié)束后，得到2 個(gè)形態(tài)完全相同的細(xì)胞，受精卵進(jìn)入2 細(xì)胞期（見表1、圖2）。隨著時(shí)間推移，受精卵內(nèi)細(xì)胞繼續(xù)分裂，細(xì)胞數(shù)按4、8、16、32……成倍增長(zhǎng)，在受精后1.83 h 左右進(jìn)入4 細(xì)胞期（見表1、圖3），2.25 h 進(jìn)入8 細(xì)胞期（見表1、圖4）。其中第2～4 次卵裂為經(jīng)裂，在顯微鏡下觀察，可以觀察到每次卵裂溝和上次的卵裂溝垂直，第5 次之后的卵裂則變化為緯裂。隨著一次次卵裂的發(fā)生，分裂得到的細(xì)胞體積越變?cè)叫。衣蚜鸭?xì)胞數(shù)量多到難以計(jì)數(shù)，在受精后5.50 h 受精卵進(jìn)入多細(xì)胞期（見表1、圖5），此時(shí)的胚胎像一顆桑葚，所以又稱為桑葚胚。

2.4 囊胚階段

受精后6.50 h，因?yàn)槁蚜训倪M(jìn)行，胚盤細(xì)胞不斷地分裂，細(xì)胞數(shù)量增多，體積越分越小，細(xì)胞界限變得模糊，在顯微鏡下很難觀測(cè)到，囊胚隆起高度約為受精卵長(zhǎng)軸的1/4，高舉在卵黃囊上，此時(shí)胚盤由被膜層和深膜層細(xì)胞組成，在卵黃和深層細(xì)胞之間的空間則被稱為囊胚腔，此時(shí)受精卵進(jìn)入囊胚早期（見表1、圖6）。細(xì)胞繼續(xù)分裂，受精后10.37 h，隨著細(xì)胞變得密集，囊胚高度不斷慢慢下降，胚胎進(jìn)入囊胚中期（見表1、圖7）。受精后約14.50 h，胚胎逐漸下包，囊胚由厚變扁平，此時(shí)胚胎進(jìn)入囊胚晚期（見表1、圖8），胚層開始向下移動(dòng)。

2.5 原腸階段

胚胎進(jìn)一步下包，受精后16.50 h左右，受精卵內(nèi)胚環(huán)形成。同時(shí)，胚盤邊緣的囊胚深層細(xì)胞開始向內(nèi)卷，上、下胚層細(xì)胞開始向背部集中、伸展，胚環(huán)的一定部位出現(xiàn)三角形隆起，形成胚盾的雛形。受精后19.00 h 左右，胚層下包達(dá)到卵黃囊的1/2 處，進(jìn)入原腸早期（見表1、圖9），于是原腸作用便開始了。受精后20.50 h，胚層下包至卵黃囊的2/3 處，胚盾明顯拉長(zhǎng)，胚胎進(jìn)入原腸中期（見表1、圖10）。受精后21.42 h，胚層下包至卵黃囊的3/4 處，胚胎進(jìn)入原腸晚期（見表1、圖11），此時(shí)顯微鏡中可以觀察到神經(jīng)板的雛形。因?yàn)榕攮h(huán)的不斷下包，囊胚腔漸漸在視野中消失，等到胚環(huán)下包接近合圍時(shí)出現(xiàn)胚體雛形，胚盾前端發(fā)育膨脹，出現(xiàn)腦原基。

2.6 神經(jīng)胚階段

受精后24.50 h，胚環(huán)進(jìn)一步下包，囊胚層細(xì)胞下包到了卵黃囊的底部。同時(shí)植物極區(qū)域的內(nèi)胚層漸漸隱沒于胚內(nèi)，胚孔外有一部分卵黃囊露出，這部分卵黃囊形成卵黃栓，胚胎進(jìn)入神經(jīng)胚期（見表1、圖12），胚盾的神經(jīng)外胚層不斷增殖加厚發(fā)育形成神經(jīng)板，隨后神經(jīng)板下陷形成神經(jīng)溝。神經(jīng)物質(zhì)在被膜層下集中，一條實(shí)心的細(xì)胞索誕生了，隨后胚胎繼續(xù)發(fā)育，細(xì)胞索發(fā)育成中空管，前端分出前腦泡、中腦泡、后腦泡。受精26.67 h后，胚層繼續(xù)收縮合攏，完全包圍住全部卵黃囊，胚孔完全封閉（見表1、圖13）。

2.7 器官形成階段

受精后29.50 h，胚胎上出現(xiàn)3～4 對(duì)肌節(jié)（見表1、圖14）。受精后30.17 h，從前腦泡兩側(cè)收縮形成2個(gè)膨大橢圓狀的眼囊，前腦兩側(cè)形成2 個(gè)腎狀突起，形成眼基（見表1、圖15），同時(shí)脊索開始出現(xiàn)，呈柱狀，可以分辨胚胎的頭部和尾部。胚胎的腦部繼續(xù)發(fā)育膨大，但是因未分化完全，不易辨別腦的各個(gè)部位。受精后33.33 h，眼囊的前部出現(xiàn)嗅囊（見表1、圖16），在受精35 h 后，在眼囊的后方形成一對(duì)泡狀結(jié)構(gòu)，慢慢發(fā)育成聽囊（見表1、圖17），同時(shí)胚胎頭部開始隆起，隨后逐漸脫離卵黃。受精后36.33 h，胚胎的尾部發(fā)育出橢圓形囊狀結(jié)構(gòu)，之后發(fā)育形成尾芽（見表1、圖18），隨后胚體尾芽逐漸脫離卵黃囊。受精后33.17 h，肌肉效應(yīng)開始發(fā)生，胚體開始做間斷性扭動(dòng)抽搐（見表1、圖19～圖20）。受精后35.33 h，胚胎心臟分化出室并開始有規(guī)律地跳動(dòng)，但是頻率非常低（見表1、圖21）。受精后40.33 h，胚體內(nèi)出現(xiàn)體液循環(huán)，血管漸漸舒展開來(lái)，血液在血管中流淌，血細(xì)胞通過(guò)增殖變多，血液由透明變不透明，同時(shí)全身體液開始流動(dòng)，心臟跳動(dòng)頻率加快（見表1、圖22～圖23）。受精后48.00 h，聽囊里出現(xiàn)2 個(gè)黑點(diǎn)，表明耳石形成（見表1、圖24）。

2.8 孵化出膜階段

受精后50.33 h左右，卵膜慢慢變薄，胚體在卵膜內(nèi)急劇地抽搐扭動(dòng)，尾部快速拍打卵膜，多次拍打后尾部尖端刺破卵膜，其后仔魚成功破膜而出（見表1、圖25～圖27），從第一次尾巴拍打卵膜開始到仔魚大量孵化破膜而出大概需要1.50 h。剛出膜的仔魚鰭尚未發(fā)育完全，只能在水中漂浮，胸鰭原基尚未發(fā)育，背鰭膜出現(xiàn)在頭后，尾鰭膜位于卵黃囊后。仔魚體色透明，體內(nèi)血液流動(dòng)，在腹部形成1 條黑色紋路（見表1、圖28）。仔魚腹部帶有卵黃囊，囊前端膨大，形似雞蛋，頭部緊貼，口裂不明顯，因?yàn)橄到y(tǒng)未完全發(fā)育，仔魚無(wú)法從外部攝食獲取營(yíng)養(yǎng)，靠黃囊內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供能。初孵化的仔魚平均體長(zhǎng)約5 mm。卵黃囊隨著內(nèi)部?jī)?chǔ)存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)逐漸消耗而變小，大概在出膜1 d 后明顯縮小，口裂明顯（見表1、圖29）。出膜2 d 后，卵黃囊基本消失，此時(shí)仔魚消化系統(tǒng)基本上發(fā)育完全，能夠自由游動(dòng)。

胚胎發(fā)育各階段歷時(shí)和所需積溫見表2。

表2 子陵吻蝦虎魚胚胎發(fā)育各階段和所需積溫

3 結(jié)論與討論

3.1 子陵吻蝦虎魚和其他淡水魚胚胎發(fā)育的異同

子陵吻蝦虎魚的胚胎發(fā)育各個(gè)階段形態(tài)特征與暹羅斗魚[6]、銀鱸[7]等淡水魚相似。筆者觀察發(fā)現(xiàn)，子陵吻蝦虎魚的色素是在仔魚出膜2 d 后形成的，色素堆積較少，這不同于圓尾斗魚和血鸚鵡（在器官形成期生成色素細(xì)胞）。子陵吻蝦虎魚出膜前，身體急劇扭動(dòng)，靠尾部拍打卵膜，尾部先破膜而出，這與大鱗副鰍仔魚破膜方式相同，與銀鱸和達(dá)氏鱘等其他淡水魚靠頭部破膜出膜方式不同。子陵吻蝦虎魚仔魚出膜后4 d開口攝食飼料，這與其他淡水魚基本相同。

3.2 孵化水體的pH 值和溫度對(duì)子陵吻蝦虎魚受精卵孵化胚胎的影響

本實(shí)驗(yàn)在子陵吻蝦虎魚受精卵的孵化過(guò)程中控制了pH 值和溫度，保證孵化時(shí)pH 值和溫度僅在一定范圍內(nèi)浮動(dòng)。經(jīng)過(guò)查證資料可以了解到，不同種類魚的胚胎發(fā)育最適pH 值不同。因胚胎還在發(fā)育階段，大部分調(diào)節(jié)機(jī)制尚未建立成功，酸堿調(diào)節(jié)機(jī)制便是其一。極端的pH 值會(huì)破壞尚未能完全起作用的酸堿調(diào)節(jié)機(jī)制，通過(guò)改變胚胎發(fā)育過(guò)程中酶與底物結(jié)合或改變酶的構(gòu)象來(lái)影響酶的活性，從而阻止胚胎正常發(fā)育。孫艷秋等在對(duì)多紋錢蝶魚胚胎發(fā)育的研究中發(fā)現(xiàn)，低pH 值會(huì)導(dǎo)致胚胎畸形，其中大多數(shù)畸形個(gè)體表現(xiàn)為腹部明顯呈膨大狀，背腹方向彎體；少數(shù)的畸形個(gè)體出現(xiàn)小頭癥狀[8]。高pH 值則會(huì)在胚胎發(fā)育期間致死，仔魚無(wú)法出膜。極端的pH 值環(huán)境會(huì)引起卵膜軟化，卵膜向內(nèi)塌陷并失去彈性，導(dǎo)致受精卵卵膜極易破碎，仔魚無(wú)法正常孵化。同時(shí)pH 值也會(huì)對(duì)魚的性別決定過(guò)程產(chǎn)生干擾，現(xiàn)知會(huì)導(dǎo)致海水魚類種群的性別比例失調(diào)，從而對(duì)魚類繁殖的進(jìn)行產(chǎn)生影響。所以在魚卵的孵化過(guò)程控制pH 值甚是重要。劉艷超等[9]在對(duì)拉薩裸裂尻魚胚胎發(fā)育的研究中對(duì)調(diào)節(jié)溫度進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)提高孵化溫度可以減少受精卵的孵化時(shí)間，加快孵化速率，但是過(guò)高的孵化溫度會(huì)導(dǎo)致胚胎致畸致死。吳青等提出，對(duì)齊口裂腹魚適當(dāng)提高受精卵孵化溫度有利于降低管理成本和孵化風(fēng)險(xiǎn)、提高孵化率及減少患病幾率[10]。

3.3 子陵吻蝦虎魚循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)育和功能

循環(huán)系統(tǒng)是魚的胚胎發(fā)育中較早出現(xiàn)的系統(tǒng)，其功能是給胚胎提供氧氣和發(fā)育必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。循環(huán)系統(tǒng)可以將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與氧氣從卵黃囊運(yùn)輸至胚胎體內(nèi)供胚胎吸收使用，因此對(duì)卵黃囊上血液循環(huán)的研究很重要。Thomas 等認(rèn)為卵黃囊上的血液循環(huán)系統(tǒng)僅是用于運(yùn)輸卵黃囊上的卵黃物質(zhì)[11]，而不能進(jìn)行氣體交換。然而，Kovac 發(fā)現(xiàn)部分魚的卵黃囊有著更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)[12]，這是為了使氣體交換更加方便地進(jìn)行。通過(guò)對(duì)子陵吻蝦虎魚的胚胎發(fā)育觀察可知，仔魚在出膜前鰓弓就已經(jīng)出現(xiàn)了，并且分布毛細(xì)血管，有循環(huán)系統(tǒng)，所以卵黃囊應(yīng)該只是為胚胎提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

3.4 子陵吻蝦虎魚仔魚破膜后殘留的卵膜對(duì)水質(zhì)的影響

子陵吻蝦虎魚的卵屬黏性卵，仔魚破膜孵化后卵膜殘留在產(chǎn)卵基質(zhì)上，膜表面富含蛋白質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如果不及時(shí)處理，會(huì)腐爛、滋生細(xì)菌，殘留的卵膜可能生長(zhǎng)出水霉，敗壞水質(zhì)，繼而污染其余尚未孵化的受精卵。據(jù)周玉等提出，在神仙魚胚胎和仔魚發(fā)育過(guò)程中，確定不再有仔魚孵化時(shí)，要及時(shí)將產(chǎn)卵板取出，將脫落的受精卵膜和死卵及時(shí)撈出，避免水質(zhì)被破壞[13]，該法可供參照借鑒。