红鳍笛鲷（Lutjanus erythopterus）胚胎发育的形态学研究

2015-03-22刘皓罗杰刘楚吾

海洋通报 2015年3期

刘皓，罗杰，刘楚吾

（广东海洋大学水产学院南海水产经济动物增养殖广东普通高校重点实验室，广东湛江 524025）

研究动物胚胎发生可以认识和掌握发生的规律、熟悉发生的现象，为生产实践服务。在水产业中，提高鱼、虾、贝等的受精率及幼苗的成活率，进行种质保存和良种培育等方面都离不开对胚胎发育的研究。

红鳍笛鲷（Lutjanus erythopterus），隶属硬骨鱼纲、辐鳍亚纲、鲈形目、笛鲷科、笛鲷属（成庆泰等，1987），俗称红鱼、红槽鱼、红鸡、红笛鲷。为暖水性近底层鱼类，我国主要产于南海和东海南部，为南海重要经济鱼类之一。红鳍笛鲷个体较大，肉质丰厚坚实，生长速度快，产量高，经济效益显著。近年来，对红鳍笛鲷的研究有不少报道，但主要集中在生化研究、遗传学、繁殖技术及养殖技术等方面的研究（杨春玲等，2010；郑乐云等，2004；陈武各，2002；彭银辉等，2008），其胚胎发育的研究只见个别文献中有零散的报道（佘忠明等，2005）。本文拟对红鳍笛鲷早期胚胎发生的形态学进行研究，了解早期胚胎发育的形态发生过程和特点以及在正常自然温度下各发育阶段所经历的时间，旨在为其人工繁殖和育苗起到一定的指导作用，以期进一步利用和保护好这一优良种质资源。

1 材料和方法

1.1 材料

供胚胎发育观察的红鳍笛鲷鱼受精卵于2011年6月和2012年8月分别由海南省三亚市红沙龙胜鱼苗场和海南省三亚市蜈支洲岛后海村海水养殖基地提供。

1.2 方法

红鳍笛鲷亲鱼产卵后，用手抄网采集红鳍笛鲷的受精卵置于25 L 塑料桶中，在水温28 ℃、盐度32.2 的干净海水中充气孵化，并定期换水。每次取10 个左右胚胎，连续采样，在Olympus SZ 双筒体视显微镜下采用载玻片（凹玻片）直接观察法连续观察活体胚胎的发育过程，并参考其他鱼（王彦怀等，2007）胚胎发育的分期方法记录各期发育的时间和主要形态学特征，拍照。同时取样固定胚胎发育各时期的部分材料于70%酒精中保存备用。

胚胎发育时期经历时间为视野中有50%的胚胎从前一期胚胎到下一期所经历的时间。

2 结果

红鳍笛鲷早期胚胎的形态发生过程可分为受精卵、卵裂、囊胚、原肠胚、神经胚、器官形成等6个阶段，24 个时期。从受精到孵化出膜经历了约20 h 后，然后进入胚后发育阶段。

2.1 红鳍笛鲷早期正常胚胎发育各阶段的形态特征

受精卵期：红鳍笛鲷受精卵为圆球形，平均直径为500 μm 左右，浮性端黄卵，透明，内有一大油球。

胚盘形成期：受精后15 min 原生质聚集于动物极，隆起形成胚盘（图版1 ∶1）。

2 细胞期：受精后30 min 进行第1 次卵裂，为盘状卵裂，经裂，将胚盘均分为两个细胞（图版1 ∶2）。

4 细胞期：受精后42 min 进行第2 次卵裂，盘状卵裂，经裂，分裂面与第一次卵裂面垂直，胚盘由2 个细胞分裂为4 个细胞（图版1 ∶3）。

8 细胞期：受精后57 min 进行第3 次卵裂，盘状卵裂，经裂，具两条分裂沟（2 个分裂面），分别在第1 次卵裂沟的两侧、与第1 次卵裂面平行而与第2 次卵裂面垂直，胚盘由4 个细胞分裂为8 细胞，规则地排列成2 行（图版1 ∶4）。

16 细胞期：受精后1 h 13 min 进行第4 次卵裂，盘状卵裂，经裂，具两条分裂沟（两个分裂面），分别在第2 次卵裂沟的两侧、与第2 次卵裂面平行而与第1、3 次卵裂面垂直，胚盘由8 个细胞分裂为16 个细胞，规则地排列成4 行，每行4个细胞（图版1 ∶5）。

32 细胞期：受精后1 h 36 min 进行第5 次卵裂，盘状卵裂，经裂，具4 条分裂沟（4 个分裂面），分别在第1、3 次卵裂面平行而与第2、4 次卵裂面垂直，胚盘由16 个细胞分裂为32 个细胞，细胞排列已不那么规则。

64 细胞期：受精后2 h 进行第6 次卵裂，盘状卵裂，胚盘由32 个细胞分裂为64 个细胞，排列不规则，大小不均等，胚盘细胞层数增加，显微镜下侧面观，可见到细胞明显重叠现象，显然已经出现纬裂。

由于是盘状卵裂，分裂只在胚盘的区域进行纵向分裂（经裂），因此从第1 次至第5 次分裂形成了一单层分裂球，而分裂球都没有完整的细胞膜，即分裂球与卵黄之间没有细胞膜的隔离，所形成的胚层似乎是一个合胞体细胞层。

多细胞期：受精后2 h 33 min 胚层细胞继续分裂，并且出现了横向分裂（纬裂）。由于细胞不断分裂，细胞数量不断增加，但体积越来越小，细胞排列变得不规则，细胞之间由界限清楚，慢慢变得不清楚，从而形成了桑葚状的多细胞胚胎（图版1 ∶6）。

高囊胚期：细胞分裂继续进行，数量不断增多，细胞体积越分越小，胚胎细胞层次逐渐增多，胚盘位于卵黄上慢慢升高，受精后3 h，胚胎进入高囊胚期。此时胚盘突起呈高帽状，表面凹凸不平，边缘较直，细胞层次较厚（图版1 ∶7）。

低囊胚期：随胚胎的继续发育，受精后5 h 42 min，囊胚细胞覆盖在卵黄上逐渐向周围扩展，因此，囊胚形状变低，囊胚层变薄，并且出现了囊胚腔而成为低囊胚期。低囊胚期胚胎表面较光滑，胚盘边缘与卵黄表面接触，在接触处可见到卵黄多核体，由卵黄多核体牵引，胚层逐渐向下伸展（图版1 ∶8）。

原肠早期：囊胚层细胞继续分裂，并且沿卵黄的表面逐渐向植物极扩展、下包，由于囊胚层细胞分裂的速度快于向植物极扩展、下包的速度，部分囊胚层边缘细胞向内卷入而形成胚环，受精后6 h 27 min，囊胚层细胞下包整个卵黄囊的1/2 即为原肠早期（图版1 ∶9）。之后进入原肠中期。

原肠中期：囊胚层细胞继续下包，受精后7 h 22 min，胚层细胞下包整个卵黄囊的2/3 即进入原肠中期（图版1 ∶10）。此时胚环加宽，增厚，胚环处细胞向胚唇集中突出形成盾状突起为胚盾。

原肠晚期：囊胚层细胞继续下包，受精后8 h 39 min，胚层下包卵黄3/4～4/5 时，即发育至原肠晚期（图版1 ∶11）。此时环形的胚孔出现，环形胚孔中露出部分卵黄称为卵黄栓。胚盾逐渐向前伸展，扩大成舌状。

胚孔封闭期：受精后9 h 36 min，原肠晚期胚层细胞继续下包，直至胚层细胞将卵黄完全包裹，胚孔封闭而发育到胚孔封闭期。原肠形成后，器官开始形成，胚盘背面增厚，形成神经板。神经板中央线下内有一条圆柱状脊索；接着，较宽厚的神经板前部膨大形成脑泡，脑泡继而分为前脑泡、中脑泡和后脑泡；而神经板的后端窄而薄，此时胚体中轴器官基本形成，已可区分头、尾（图版1 ∶12）。

克氏泡期：受精后12 h 09 min 胚体越来越明显，胚体末尾接近卵黄部位出现克氏泡（图版1 ∶13）。

视囊期：脑泡分化后，前脑部两侧出现1 对视囊（图版1 ∶14），随后，视囊凹陷成视杯。

听板期：脑泡的背后方与体节前方之间的左右两侧，各形成一听板，听板凹陷成听囊（图版1 ∶15）。身体出现色素细胞。

晶体形成期：受精后12 h 32 min，在视囊的诱导下，其外的外胚层形成晶状体（图版1 ∶16），尾部逐渐凸起。

尾芽期：受精后15 h 32 min 胚体尾部少部分与卵黄囊分离，发育成尖锥状尾芽（图版1 ∶17） .

肌肉效应期：受精后16 h 26 min，胚体尾部开始扭动（图版1 ∶18）。

心跳期：心脏位于胚体头下后方，受精后17 h 31 min 心脏开始搏动（图版1 ∶19），起初搏动很微弱，逐渐变得快而有力，心跳频率约85 次/min。

孵化前期：胚体继续发育，受精后18 h 55 min胚体扭动较前一阶段频繁而剧烈，尾部可左右抽动、卷曲（图版1 ∶20）。这样的运动有利于卵膜破裂，即将孵化出膜。

脱膜孵化期：受精后约20h，仔鱼大量出膜(图版1∶21)。由胚胎头部两眼周围的表皮细胞分化形成的单细胞腺分泌孵化酶，使卵膜变薄、溶解，同时由于胚体的不断扭曲、摆动，使胚胎从卵膜中孵化出来。

2.2 红鳍笛鲷早期正常胚胎发育发育时程表

表1 红鳍笛鲷胚胎发育时程表（水温：28 ℃盐度：32.2）

3 讨论

3.1 关于硬骨鱼类早期胚胎发育的分期

硬骨鱼类早期胚胎发育是指从受精卵到孵化出膜，一般分为受精卵期、卵裂期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期、器官发生期等6 个阶段，进而可细分为30 个左右时期（曲漱惠等，1980）。由于没有统一的划分标准，也可能因为种类差异，分期方法不尽一致，不管是大阶段的划分还是时期的划分都有增、删和合并的现象。如刘筠（1993）将草鱼划分为28 个时期，多了一个多细胞期，将神经胚分成了早、中、晚期，少了眼基出现期、尾鳍出现期、晶体出现期、嗅窝期、耳石期；陈福艳等（2011）将丁鱥鱼分为30 个时期少了眼基出现期；邹记兴等（2003）将点带石斑鱼分为26 个期；张海发等（2008）将鞍带石斑鱼、王兴春（2014）将斑鱾以及陈朴贤（2012）将犬齿牙鲆分为27 个时期，等等。本文根据红鳍笛鲷胚胎形态发生的特点，参考前述及其他学者（陈国华等，2001；杜伟等，2004；夏连军等，2005；张玉明等，2010；于道德等，2014；王永明等，2014；张海发等，2006）对其他鱼的研究结果，将其早期胚胎的形态发生过程同样分为受精卵期、卵裂期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期、器官形成等6 个阶段，再细分为受精卵、胚盘隆起（1-细胞期）、2-细胞期、4-细胞期、8-细胞期、16-细胞期、32-细胞期、64-细胞期、多细胞期、高囊胚期、低囊胚期、早原肠胚期、中原肠胚期、晚原肠胚期、胚孔封闭期、克氏泡期、视囊期、听板期、晶体形成期、尾芽期、肌肉效应期、心跳期、出膜前期、出膜（孵化期） 24 个时期。红鳍笛鲷在水温28 ℃、海水盐度32.2 的条件下从受精到孵化出膜经历了约20 h。其形态发生过程与点带石斑（Epinephelus malabaricus）、黄鲷（Dentex tumifrons）、金头鲷（Sparus aurata），等其他海水鱼的发育过程相似。

（图1待续）

图1 红鳍笛鲷早期胚胎发育过程

3.2 关于硬骨鱼胚胎发育的时序

胚胎发育是一个连续的过程，上一个阶段还没有全部完成，下一阶段就开始了，即前一个组织结构还未完全形成，下一个组织结构的发生便启动了，一个接着一个，互相重叠甚至是同时发生，特别是器官发生时更是如此，所以分期或者发育阶段的划分是人为的。胚胎发育时期或阶段虽然是人为划分的，但每一个阶段都有其主要结构特点。而且每一物种的正常发育都是按其本身具有的规律进行。按照一般正常发生规律，在脊椎动物原肠胚形成过程中外胚层已经分化为神经外胚层和表皮外胚层，神经外胚层通过神经胚形成而形成神经管，神经管将分化为中枢神经系统（曲漱惠等，1980；Gilbert，2010；尤永隆等，2011）。神经管形成后（在高等脊椎动物胚胎后端的神经管尚未完全形成），首先其本身前端分化出前、中、后（菱）脑泡，然后，前脑泡的两侧（间脑位置）向左右各凸出一个视泡。本文对红鳍笛鲷胚胎发育的研究认为原肠形成后的胚孔封闭期和克氏泡期便是神经胚期，在这期间神经管形成，胚体中轴器官基本形成，已可区分头、尾（图版1 ∶12-13）。神经管前部膨大形成脑泡，紧接着，视泡、听板等器官形成。这一结果与一般发育过程及大多数学者的研究结果一致（王彦怀等，2007；陈国华等，2001；邹记兴等，2003；谢菁等，2009；陈朴贤，2012；王永明等，2014；常抗美等，2005；李明德，1987；Evans，1961；Kimura et al，1989），而与斜带石斑鱼脑泡的形成在听囊形成后的结果不一致（张海发等，2006）。当然，在不同种的鱼，某一个器官、组织的出现的具体时间可能有一定的差异，同时，外部形态观察结果一定要通过切片、解剖观察来证实才更准确。

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