裸体异鳔鳅[鱼它]人工繁殖与胚胎发育研究.pdf

doi:10.16446/j.fsti.20230100116 收稿日期:2023-01-16 作者简介:薛敬阳(1989),女,高级工程师,主要从事生态环境保护研究。E-mail:xue_jingyang 项目资助:中国三峡建设管理有限公司科研项目(JG/2039B)。裸体异鳔鳅鱼 它人工繁殖与胚胎发育研究薛敬阳1 王小明1 张运海2 张欢2 关景春2 王萧2 杨君程2 吴杭翰2 罗礼强21 中国三峡建工(集团)有限公司,四川成都 610000;2 武汉中科瑞华生态科技股份有限公司,湖北武汉 430000摘 要:为了解裸体异鳔鳅鱼 它(Xenophysogobio nudicorpa)人工繁殖和胚胎发育规律,以从金沙江采集到的10 尾雌鱼(平均体长 17.5 cm,体质量 22.3 g)、8 尾雄鱼(平均体长 15.6 cm,体质量 17.5 g)作为亲本,分 3批次开展了人工繁殖试验,并观察在水温(20.00.5)下该鱼的胚胎发育情况。试验结果显示:在水温(15.00.5)、(18.00.5)、(20.00.5)的条件下催产,催产剂(雌鱼第 1 针注射 LHRH-A3 2 g/kg,第 2针注射 LHRH-A3 10 g/kg+HCG 1 200 IU/kg+PG 8 mg/kg,间距 12 h;雄鱼不注射)的效应时间分别为 21、15、14 h,受精率分别为 8.5%、76.8%、74.5%。将受精卵在水温(15.00.5)条件下孵化 288 h,大部分仔鱼未能正常出膜;当水温升至(18.00.5),大部分仔鱼在孵化 168 h 后破膜而出,但仍有小部分无法正常出膜;当水温升至(20.00.5)时,仔鱼正常出膜,且出膜时间缩短至 120 h。裸体异鳔鳅鱼 它的胚胎发育过程可分为受精卵、胚盘隆起期、卵裂期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期、器官发生期和出膜期等 8 个连续的阶段,共 22 个时期。关键词:裸体异鳔鳅鱼 它;人工繁殖;胚胎发育;水温 裸体异鳔鳅鱼 它(Xenophysogobio nudicorpa)隶属于鲤形目(Cypriniformes)、鲤科(Cyprinidae)、鳅鱼 它亚科(Gobiobotinae)、异鳔鳅鱼 它属(Xenophyso-gobio),主要分布于岷江中游、雅砻江下游、长江干流以及金沙江下段,是长江上游特有鱼类1。随着金沙江下游水电梯级开发工程的逐步实施,一些鱼类的栖息环境被破坏,其产卵条件也发生了剧烈变化,适宜的产卵场所骤减2-4。此外,由于过度捕捞和江河环境污染的日益加剧5-6,包括裸体异鳔鳅鱼 它在内的多种鱼类的自然种群资源持续衰退。目前,有关裸体异鳔鳅鱼 它的研究主要集中于生物学分类7、基因测序8、形态特征9等方面,而针对其繁殖生物学的研究尚未见报道。本试验对裸体异鳔鳅鱼 它的人工繁殖和胚胎发育进行研究,旨在了解该鱼的胚胎发育规律,为其增殖保护和规模化人工繁育提供参考依据。1 材料和方法1.1 亲鱼来源试验所用裸体异鳔鳅鱼 它亲鱼采集于金沙江攀枝花银江镇江段,共 18 尾,其中雌鱼 10 尾,平均体长17.5 cm,平均体质量22.3 g;雄鱼8 尾,平均体长 15.6 cm,平均体质量 17.5 g。采集到的亲鱼用氧气袋注入一定量的水并充氧后置于泡沫箱中进行长途运输。1.2 亲鱼的培育与选择运抵养殖基地的亲鱼用 20 mg/L 高锰酸钾浸浴 1015 min,之后用维生素 C 还原解毒。将处理后的亲鱼放入直径 1 m、高 60 cm 的玻璃钢材质的圆形养殖缸,进行微流水驯养。驯养水源为5022023,50(4)水产科技情报(Fisheries Science&Technology Information)金沙江江水,经高位水池进入车间,通过冷热机组调控水温后注入养殖缸。催产前亲鱼的培育:在催产前 1520 d,增大流水刺激,并将投饵量(红虫)增加到鱼体质量的5%10%。挑选亲本要求雌鱼体质量在 18 g 以上,雄鱼在 10 g 以上。根据方圆等10的方法,选择腹部明显膨大、卵巢轮廓明显、生殖孔红肿、个体较大的鱼作为雌性亲本;选择身体匀称、体形粗长、活力较好,轻压腹部有少量乳白色精液流出的个体作为雄性亲本。亲本挑选完毕后放入直径 1 m 的圆形养殖缸中,水位保持在 50 cm 左右,每天冲水 812 h,以刺激亲鱼性腺发育。养殖池水质指标:溶解氧高于 8 mg/L,pH 在 7.6 8.0,氨氮质量浓度低于0.2 mg/L,亚硝酸盐氮质量浓度低于 0.01 mg/L。1.3 人工催产2021 年 4 月上旬至 5 月下旬,对裸体异鳔鳅鱼 它进行了 3 批次的人工催产,亲鱼雌雄比接近1 1。催产试验设 3 种水温,使用冷暖机组将水温分别维持在(15.00.5)、(18.00.5)、(20.00.5)。采用胸鳍注射法对雌鱼进行注射:第 1针注射促黄体素释放激素类似物(LHRH-A3)2 g/kg,第 2 针注射 LHRH-A3 10 g/kg+绒毛膜促性腺激素(HCG)1 200 IU/kg+鱼类脑垂体(PG)8 mg/kg,两针间距 12 h;雄鱼不注射。1.4 人工授精对裸体异鳔鳅鱼 它采用半干法授精。具体操作方法是:将雌鱼用 MS-222 麻醉后,用毛巾将其生殖孔周围的水分擦干,轻轻挤压腹部,将卵子挤入盆中;自肛门处吸取雄鱼的精液,加入有适量0.85%生理盐水的注射器中稀释,然后将其倒入装有鱼卵的盆中,用羽毛搅拌均匀,最后再加入清水搅拌 23 min,使鱼卵受精。1.5 水温对受精卵孵化的影响试验采用自制的锥形孵化袋进行受精卵孵化。孵化袋圆锥直径约 30 cm,高度约 50 cm。在孵化袋下方安装 1 个小型水泵,从锥形袋的底部由下而上冲水,保证鱼卵在水中翻滚。孵化袋置于流水养殖缸中,缸内水体交换量在 46 次/d。为了探究水温对裸体异鳔鳅鱼 它受精卵孵化的影响,将水温分别控制在(15.00.5)、(18.00.5)、(20.00.5),每个试验组设3 个平行,每个平行100 粒受精卵。1.6 胚胎发育观察受精后,观察水温(20.00.5)下胚胎的发育情况。每次随机抽取 10 粒受精卵平铺在培养皿中,用解剖镜观察其发育进程并拍照记录,同时记录时间、发育特征等,其中胚胎发育时序按50%数量的受精卵发育至同一时期开始计时。囊胚期之前每 30 min 观察 1 次,进入囊胚期后每 1 h 观察 1 次。1.7 数据处理及分析用游标卡尺测量卵径大小、仔鱼全长,使用EXCEL 2013、OriginPro 8 软件进行数据处理和绘图。2 结果2.1 人工繁殖3 个批次裸体异鳔鳅鱼 它的人工催产结果见表 1。当水温在(15.0 0.5)、(18.0 0.5)、(20.00.5)时,催产剂的效应时间分别为 21、15、14 h。这一结果表明提高水温可以缩短效应时间,从而提高产卵效率。注射催产针后,大部分雌鱼产卵,表明试验选择的催产针剂可以有效促进裸体异鳔鳅鱼 它雌鱼产卵。本试验 3 个批次的催产共得到约 2 200 粒卵,受精率在 8.5%76.8%。表 1 裸体异鳔鳅鱼 它人工催产情况批次亲本数量/尾水温/效应时间/h产卵数/尾产卵数量/粒受精率/%第 1 批 2 雌,2 雄15.00.5212约 6008.5第 2 批 4 雌,3 雄18.00.5153约 1 00076.8第 3 批 2 雌,2 雄20.00.5142约 60074.52.2 水温对受精卵孵化的影响在裸体异鳔鳅鱼 它人工繁殖的过程中发现,在水温(15.00.5)条件下,孵化 288 h,大部分仔鱼未正常出膜;当水温升高到(18.00.5)时,大部分仔鱼在孵化 168 h 后破膜而出,但仍有少部分仔鱼无法正常出膜;当水温达到(20.0 0.5)时,仔鱼的出膜时间缩短到 120 h(见图 1)。2.3 胚胎发育过程通过观察胚胎发育过程发现,在(20.0 0.5)的水温条件下,裸体异鳔鳅鱼 它从受精卵到孵化出仔鱼历时约 120 h,经过受精卵、胚盘隆起602水产科技情报(Fisheries Science&Technology Information)2023,50(4)期、卵裂期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期、器官发生期和出膜期等 8 个连续的阶段,共 22 个时期(见表 2)。图 1 无法破膜的仔鱼和正常出膜的仔鱼表 2 裸体异鳔鳅鱼 它胚胎发育的时间发育时期发育时间/h持续时间/h受精卵00胚盘隆起期0.60.32 细胞期0.90.44 细胞期1.30.48 细胞期1.70.716 细胞期2.40.932 细胞期3.32.264 细胞期5.50.6多细胞期6.11.1囊胚早期7.22.0囊胚中期9.22.1囊胚晚期11.32.3原肠早期13.62.1原肠中期15.71.7原肠晚期17.42.9胚孔封闭期20.37.3神经胚期27.62.8眼囊期30.411.4尾牙期41.812.1肌肉效应期53.921.7心跳期75.644.4出膜期120.02.4 胚胎发育分期及特征2.4.1 受精卵裸体异鳔鳅鱼 它为典型的产漂流性卵鱼类。刚产出的鱼卵颜色为墨绿色或黄绿色。受精后的鱼卵迅速吸水膨胀,卵周隙逐渐扩大。受精后0.1 h左右,卵膜径达到最大,为(3.020.24)mm(见图 2-a)。2.4.2 胚盘隆起期受精后约 0.6 h,原生质逐渐向动物极移动,并逐渐隆起形成胚盘,进入胚盘隆起期。随后胚盘逐渐变大、变高,高度占卵黄的 1/6 1/5(见图 2-b)。2.4.3 卵裂期受精后约 0.9 h,受精卵开始第 1 次分裂,胚盘中间凹陷形成 1 条沟,并逐渐加深形成分裂沟,分裂沟与胚盘垂直,将胚盘一分为二,分成大小 2个相等的分裂球,此时进入 2 细胞期(见图 2-c)。再经过 0.4 h,受精卵发生第 2 次分裂,垂直于第1 条分裂沟,沿着 2 细胞中部形成 1 条纵向沟,将2 个细胞分割成 4 个细胞,即进入 4 细胞期(见图2-d)。受精后 1.7 h,受精卵发生第 3 次分裂,平行于第 1 条分裂沟,将 4 个细胞分裂成 8 个细胞,即进入 8 细胞期(见图 2-e)。再经过 0.7 h,受精卵发生第 4 次分裂,垂直于第 1 条分裂沟再将 8个细胞分裂成 16 个,进入 16 细胞期(见图 2-f),此时细胞形状不规则。受精后3.3 h,受精卵发生第 5 次分裂,将 16 个细胞分裂成 32 个,进入 32细胞期(见图 2-g)。受精后 5.5 h,受精卵发生第6 次分裂,进入 64 细胞期(见图 2-h),此时细胞大小不规则,相互重叠,分裂沟不明显。再经过 1.1 h,经过多次分裂,细胞数量进一步变多,体积变小,细胞间的距离更加紧凑,细胞堆积并开始逐渐隆起,进入多细胞期(见图 2-i)。2.4.4 囊胚期受精后6.5 h,细胞逐渐变小以至于难以分辨界限,胚胎逐渐隆起,形成最初的胚层。7.2 h 后胚层逐渐抬高,形似一顶圆帽,覆盖于卵黄囊上方,高度约为卵黄的 3/4,此时进入囊胚早期(见图 2-j)。受精后 9.2 h,胚层变宽,高度逐渐降低并下移,囊胚腔逐渐出现,进入囊胚中期(见图 2-k)。受精后 11.3 h,囊胚层进一步变薄,并逐渐向植物极方向下包,受精卵进入囊胚晚期(见图 2-l)。2.4.5 原肠胚期受精后 13.6 h,胚层逐渐下包至卵黄囊的1/2 处,进入原肠早期(见图 2-m)。受精后 15.7 h,胚层继续下包至卵黄囊的 2/3 处,发育至原肠中期(图 2-n)。再经过 1.7 h,胚层下包至距离卵黄囊底部约 1/5 处,到达原肠晚期(见图 2-o)。2.4.6 神经胚期受精后 20.3 h,胚层将卵黄囊全部包住,胚孔封闭(见图 2-p),此时胚层不对称,表明胚体已经开始分化。再经过7.3 h,胚体形成,呈月牙形,神7022023,50(4)水产科技情报(Fisheries Science&Technology Information)注:a.受精卵;b.胚盘隆起期;c.2 细胞期;d.4 细胞期;e.8 细胞期;f.16 细胞期;g.32 细胞期;h.64 细胞期;i.多细胞期;j.囊胚早期;k.囊胚中期;l.囊胚晚期;m.原肠早期;n.原肠中期;o.原肠晚期;p.胚孔封闭期;q.神经胚期;r.眼囊期;s.尾芽期;t.肌肉效应期;u.心跳期;v.出膜期;w.出膜仔鱼。图 2 裸体异鳔鳅鱼 它胚胎发育图谱经板开始发育。受精后 30.4 h,神经体一端突起形成头部,另外一端显露出尾部(见图 2-q),柱状脊索已经非常明显,胚体近脑端形成椭圆形眼囊(见图 2-r),可见 1314 对肌节。2.4.7 器官发生期受精后 41.8 h,胚体进一步增长,卵黄囊末端变窄,胚体末端突出形成尾芽(见图 2-s)。受精后 53.9 h,胚体进一步变长,尾芽拉长,尾部出现鳍褶,胚体头部突起形成脑泡,脑泡两侧隆起形成眼原基,同时胚胎开始间歇性扭动,进入肌肉效应期(见图 2-t)。再经过 21.7 h,卵黄囊进一步变窄,胚胎扭动进一步加剧,卵膜变得薄而透明,可802水产科技情报(Fisheries Science&Technology Information)2023,50(4)见心脏跳动(见图 2-u)。2.4.8 出膜期受精后 120 h,胚胎通过剧烈扭动将卵膜顶破,破膜时尾部先出(见图 2-v)。再经过 4060 h,完全出膜,出膜仔鱼全长为(6.400.32)mm,鱼体透明(见图 2-w),随着水流漂动,无法自主游泳,偶见有挣扎游动。3 讨论3.1 裸体异鳔鳅鱼 它的人工繁殖目前鱼类常用的催产剂有促黄体素释放激素类似物(LHRH)、绒毛膜促性腺激素(HCG)、脑垂体(PG)、地欧酮(DOM)等10-11。不同种类的鱼对催产剂的敏感度不一样。方园等10发现,HCG、LHRH-A2、DOM 这 3 种催产剂的混合物对大刺鳅(Mastacembelue armatus)有较高的催产效率。夏子惠等12发现,PG+HCG+LHRH-A2对宽口裂腹鱼(Schizothorax eurystomus)催产效果较好。同样,笔者在裸体异鳔鳅鱼 它的人工繁殖过程中发现,将 LHRH-A3、HCG、PG 这 3 种激素混合使用,亲鱼比较敏感,3 批次试验共对 8 尾雌鱼进行了催产,其中有 7 尾雌鱼产卵;当水温在 1520 时,催产后1421 h 雌鱼可以挤出成熟的卵子,产卵量约 300 粒/尾。结果表明,通过 2 次催产针注射能提升裸体异鳔鳅鱼 它的产卵效率。鱼类是一种变温动物,水温的剧烈变化对亲鱼性腺成熟和繁殖活动有显著影响13。有研究发现,在没有产卵基质的情况下,当水温从 12 升高到 20 时,可诱导金鱼的卵母细胞成熟并排卵14;而对于低温繁殖的鱼类却恰恰相反,例如当水温较高时会引起海鲈(Dicentrarchus labrax L.)产卵推迟15。本试验中,当水温在(15.00.5)、(18.00.5)、(20.00.5)时,催产剂的效应时间分别为 21、15、14 h,表明提高水温可以缩短效应时间,提高产卵效率。但是,在(15.00.5)水温条件下,鱼卵的受精率较低,只有8.5%,而当水温升至(18.00.5)、(200.5)时,受精率可达 70%以上。裸体异鳔鳅鱼 它的繁殖季节在 4 月下旬到 5 月上旬,此时金沙江水的水温在 17 左右,裸体异鳔鳅鱼 它能在 1720 的水温下完成自然产卵和受精过程,但水温过低可能使鱼卵的受精率受到影响。3.2 裸体异鳔鳅鱼 它的胚胎发育本试验发现,裸体异鳔鳅鱼 它的胚胎发育过程经过受精卵、胚胎隆起期、卵裂期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期、器官发生期、出膜期等 8 个阶段,共22 个时期,这与其他大多数鲤科鱼类相似。不同鱼类的胚胎发育具有各自物种的特异性,其发育所需的时间也不同。如伊犁裂腹鱼(Schizothorax pseudaksaiensis Herzenstein)仔鱼经过 122 h 30 min 出膜16,黑龙江茴鱼(Thymallus arcticus grubei Dybowski)胚胎经过408 h 开始破膜而出17。这可能与不同鱼类的遗传因素相关。此外,鱼类的胚胎发育过程也受水温、溶解氧、光照等多个外因的影响18-20,其中水温是最主要的影响因素之一。目前已有研究发现,水温对鱼类的胚胎发育时间、出膜率有明显影响20-22。郭永军等20发现,水温升高有利于缩短鲤鱼(Cyprinus carpio L.)胚胎发育的时间。韦正道等21发现,松江鲈(Trachidermus fasciatus)的最适胚胎发育水温为 1011,水温太低会影响仔鱼出膜,从而引起胚胎死亡。尹家胜等22发现,当水温低于14 时,黑龙江野鲤(Cyprinus carpio haematopter-us)的胚胎发育时间较长且只有少量仔鱼破膜而出;而当水温在 15 以上时,大部分胚胎在同一天内出膜。这些研究与本试验结果一致。当水温较低(15.00.5)时,裸体异鳔鳅鱼 它的胚胎发育时间较长,而且大量仔鱼无法出膜;水温升高则大大缩短了其胚胎发育时间。为了解裸体异鳔鳅鱼 它人工繁殖和胚胎发育特性,本研究使用金沙江采集到的裸体异鳔鳅鱼 它作为亲本,探究了水温对裸体异鳔鳅鱼 它人工催产效果、胚胎发育的影响,并记录了水温在(20.00.5)时该鱼胚胎发育各阶段的主要特征,研究结果可为今后深入开展裸体异鳔鳅鱼 它的繁殖生物学研究提供参考资料。另外,本试验研究的裸体异鳔鳅鱼 它人工繁殖技术,可在生产上指导该鱼的规模化高效繁殖,为其增殖放流和物种保护提供参考依据。参考文献1丁瑞华.四川鱼类志M.成都:四川科学技术出版社,1994.2张刚.池河流域水电站梯级开发对鱼类资源的影响研究J.陕西水利,2016(4):48-49.3张家福,黄汉禹,郑国权.滃江梯级水电站开发对鱼类的影响9022023,50(4)水产科技情报(Fisheries Science&Technology Information)及对策J.广东水利水电,2010(2):12-14.4权全,王炎,田开迪,等.黄河上游羊曲水电站对土著鱼类的影响与保护J.环境影响评价,2018,40(6):63-66.5刘海平,朱洪云.西藏鱼类资源保护的地方立法现状与思考J.家畜生态学报,2013,34(1):86-89.6刘飞,林鹏程,黎明政,等.长江流域鱼类资源现状与保护对策J.水生生物学报,2019,43(增刊 1):144-156.7陈宜喻.中国动物志硬骨鱼纲鲤形目(中卷)M.北京:科学出版社,1998.8曾晓芸,杨宗英,田辉伍,等.基于 Mi-Seq 高通量测序分析裸体异鳔鳅鱼 它微卫星组成J.淡水渔业,2015,45(1):3-7.9董微微.异鳔鳅鱼 它与裸体异鳔鳅鱼 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and embryonic development of Xenophysogobio nudicorpaXUE Jingyang1,WANG Xiaoming1,ZHANG Yunhai2,ZHANG Huan2,GUAN Jingchun2,WANG Xiao2,YANG Juncheng2,WU Hanghan2,LUO Liqiang2(1.China Three Gorges Construction Engineering Corporation,Chengdu 610000,China;2.Wuhan Sino-Sci Ruihua Eco Tech Co.,Ltd.,Wuhan 430000,China)Abstract:In order to understand the artificial reproduction and embryonic development of Xenophysogobio nudicorpa,10 female fish(average body length and body weight were 17.5 cm and 22.3 g,respectively)and 8 male fish(average body length and body weight were 15.6 cm and 17.5 g,respectively)collected from Jinsha River were used as parents to carry out artificial breeding experiments in three batches.The embryonic development was observed and recorded at(20.00.5).The results showed that the effect time of oxytocic agent(2 g/kg LHRH-A3 at the first injection,and 10 g/kg LHRH-A3+1 200 IU/kg HCG+8 mg/kg PG at the second injection for female fish,the interval was 12 h,male fish was not injected)were 21,15,14 h,and the fertilization rates of fish eggs were 8.5%,76.8%,74.5%,respectively under the conditions of water temperature(15.00.5),(18.00.5),(20.00.5).The fertilized eggs incubated at(15.00.5)C for 288 hours,most of larvae failed to emerge normally.When the water temperature rose to(18.00.5)C,most of larvae broke the membrane after 168 h hatching,although a small number of fish failed.However,the larvae emerged normally,and the membrane emergence time was also shortened to 120 h at(20.00.5)C.Under the water temperature(20.00.5),the embryonic development process of X.nudicorpa could be divided into 8 consecu-tive stages including fertilized eggs,blastodisc bulge stage,cleavage stage,blastocyst stage,gastrula stage,neurula stage,organogenetic period and hatching stage with 22 periods in total.Key words:Xenophysogobio nudicorpa;artificial propagation;embryonic development;water temperature012水产科技情报(Fisheries Science&Technology Information)2023,50(4)