李岑,姜志強,劉慶坤,于毅,岳清平,李少飛,王吉橋,姜玉聲

(大連海洋大學農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點實驗室,遼寧大連116023)

泰國斗魚的胚胎發(fā)育及溫度對胚胎發(fā)育的影響

李岑,姜志強,劉慶坤,于毅,岳清平,李少飛,王吉橋,姜玉聲

(大連海洋大學農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點實驗室,遼寧大連116023)

觀察了泰國斗魚Betta splendens受精卵的形態(tài)和胚胎發(fā)育的過程,研究了溫度對胚胎發(fā)育的影響。試驗設置5個溫度組(20、23、26、29、32℃),記錄各溫度下胚胎發(fā)育歷時、孵化率和畸形率,共重復5次。結(jié)果表明:水溫為20～32℃時,泰國斗魚受精卵均能孵化,最適孵化溫度為26～29℃。孵化溫度T與孵化時間t呈負相關,相關方程為t=18878T-1.8528(R2=0.9811);泰國斗魚胚胎發(fā)育的生物學零度為11.08℃,有效積溫為659.39℃·h。

泰國斗魚;溫度;胚胎發(fā)育

泰國斗魚Betta splendens又名暹羅斗魚、五彩搏魚,屬于鱸形目、攀鱸亞目、斗魚科,原產(chǎn)于泰國、馬來西亞等地,通常分為戰(zhàn)斗型與觀賞型兩大類[1]。泰國斗魚擁有絢麗多彩的尾鰭,姿態(tài)美麗,雄魚相遇時相互打斗,且繁殖時有筑巢的習性,這些特點吸引了大批水族愛好者。目前,國外對于泰國斗魚的研究多偏向于行為學和生理學。有學者研究了泰國斗魚雄性好斗的行為及其影響因素[2-3],也有關于性激素對泰國斗魚的性別及性反轉(zhuǎn)影響的報道[4-6]。國內(nèi)則少有關于泰國斗魚的研究,有關其胚胎發(fā)育過程及溫度對胚胎發(fā)育的影響迄今未見報道。為此,本試驗中,作者研究了泰國斗魚胚胎發(fā)育過程,以及不同溫度對胚胎發(fā)育速度、孵化率和畸形率的影響,以期為泰國斗魚的引種、馴化、人工選育提供參考資料。

1 材料與方法

1.1 材料

泰國斗魚親魚購于大連市中山公園水族市場。

1.2 方法

1.2.1 親魚暫養(yǎng)與培育 將泰國斗魚暫養(yǎng)于實驗室水族箱內(nèi),水溫為26～28℃,pH為6.5～7.5,硬度為4.5～5.5德國度。將雄魚單尾分隔飼養(yǎng),雌魚飼養(yǎng)于同一個水族箱內(nèi)。每日投喂搖蚊幼蟲。

1.2.2 胚胎發(fā)育觀察與測量 親魚自然產(chǎn)卵、受精,產(chǎn)卵溫度為28℃。產(chǎn)卵10 min后收集魚卵,放入孵化用塑料盒(25 cm×15 cm×6 cm)中,加入經(jīng)曝氣的自來水,保持水溫為(28±0.5)℃。每12 h換水1次。按一定的時間間隔隨機取樣,每次取受精卵10枚,于顯微鏡(Olympus CH型)下觀察,并用數(shù)碼相機拍攝記錄胚胎發(fā)育過程。

1.2.3 溫度對胚胎發(fā)育的影響 試驗在5個帶有控溫加熱器的水族箱中進行。箱中加入曝氣的自來水,水溫分別控制在20、23、26、29、32℃。每個箱內(nèi)設置孵化用塑料盒(16 cm×14 cm×4 cm)。親魚產(chǎn)卵后,立即收集受精卵,逐級緩慢升溫或降溫后,放入相應的塑料盒中。每個塑料盒中放入100粒受精卵,12 h換水1次,定時觀察受精卵的發(fā)育情況。選擇不同組親魚,重復試驗5次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

記錄受精卵半數(shù)孵化出膜所需的時間,全部孵化出膜后計算孵化率和畸形率,并用SPSS 17.0和Excel軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析?；蝹€體表現(xiàn)為體干或尾部彎曲,鰭發(fā)育不完整,口裂異常等。

孵化率和畸形率按以下公式計算:

有效積溫和生物學零度通過下式計算[7-8]:

其中:K為泰國斗魚胚胎發(fā)育所需要的有效積溫(h·℃);t為泰國斗魚完成胚胎發(fā)育所需要的時間(h);T為發(fā)育期間的平均水溫(℃);C為泰國斗魚胚胎發(fā)育的生物學零度(℃);v為胚胎發(fā)育所需時間的倒數(shù),即胚胎發(fā)育速率(t-1)。

2 結(jié)果

2.1 產(chǎn)卵與胚胎發(fā)育

泰國斗魚產(chǎn)卵時先由雄魚吐泡筑巢,雄魚完成泡巢后追逐雌魚,將雌魚趕入泡巢下方,雌魚會觀察泡巢,滿意后與雄魚交配產(chǎn)卵。交配時雌魚身體伸直,雄魚身體彎曲呈U型抱住雌魚,雄魚泄殖孔與雌魚泄殖孔相對。而后雌魚排出2～12枚卵,雄魚排精,魚卵下沉,數(shù)秒后雄魚將受精卵銜起,吐到泡巢中孵化。該過程重復數(shù)十次,整個產(chǎn)卵過程持續(xù)約2 h。受精卵呈白色,卵粒近球形,內(nèi)含豐富的卵黃(圖1-A)。卵膜外徑為(1.13±0.07) mm,卵膜透明、粗糙、有黏性。受精數(shù)分鐘后原生質(zhì)開始向動物極移動,約15 min后形成胚盤, 20 min后胚盤隆起(圖1-B)。孵化過程中,雄魚有撿出死卵和壞卵的行為,一直看護受精卵直至仔魚孵出。

泰國斗魚的胚胎發(fā)育歷經(jīng)受精卵、卵裂期、囊胚期、原腸胚期、神經(jīng)胚期、器官發(fā)生期、出膜期等主要時期。水溫為(28±0.5)℃時,受精34 h 30 min后,開始有個別仔魚孵化出膜。此時,卵膜變薄、變軟,胚體劇烈扭動,大部分胚胎頭部先從卵膜中伸出,通過胚體的不停擺動而掙脫卵膜。受精36 h后,有一半仔魚孵化出膜。胚胎發(fā)育各時期的形態(tài)特征見表1與圖1。

2.2 溫度與孵化時間的關系

從圖2可見:泰國斗魚受精卵孵化所需時間受水溫的影響較大,孵化期隨著溫度的升高而縮短。水溫為20℃時,受精卵完成孵化需要76 h;而在32℃下,受精卵孵化僅需30.7 h?；貧w分析受精卵孵化歷時t和水溫T的關系,發(fā)現(xiàn)符合冪函數(shù)關系式:t=18878T-1.8528(R2=0.9811)?？梢钥闯?水溫為20～32°C時,泰國斗魚的受精卵孵化時間與水溫呈負相關。

2.3 溫度對孵化率、畸形率的影響

從圖3可見:水溫為20～32℃時,泰國斗魚受精卵均能夠孵化,但20℃時孵化率最低,僅為2%,大部分卵在孵化過程中死亡,且初孵仔魚畸形率最高(50%);水溫為23～32℃時,各組孵化率差異不顯著(P＞0.05),其中29℃時平均孵化率最高,為54.8%,23℃時平均孵化率最低,為43%。但在該水溫范圍內(nèi),各處理組間的畸形率差異極顯著(P＜0.01),29℃時平均畸形率最低,為6.8%;23℃時平均畸形率最高,為26.8%。綜合孵化率與畸形率的結(jié)果,認為泰國斗魚胚胎發(fā)育的適溫為26～29℃。

2.4 泰國斗魚胚胎發(fā)育的生物學零度和有效積溫

由式(3)和式(4)計算得到泰國斗魚胚胎發(fā)育的平均有效積溫和生物學零度分別為659.39℃·h和11.08℃。各溫度下胚胎發(fā)育歷時和有效積溫如表2所示。

3 討論

3.1 泰國斗魚的胚胎發(fā)育

不同物種的受精卵均有適應生態(tài)環(huán)境、保證物種繁衍的特性。泰國斗魚受精卵無油球,卵為沉性,略有黏性,可以黏附在泡巢中。受精卵有較大的卵間隙,使其富有彈性,一方面可以減少雄魚銜卵時發(fā)生損傷,另一方面能夠使堆積在泡巢中的卵有較大的空間,保證溶氧充足。另外,這種結(jié)構(gòu)可能更利于阻止水中真菌、原生動物等的直接侵蝕。

泰國斗魚受精卵的形態(tài)以及胚胎發(fā)育過程與同是斗魚科的圓尾斗魚Macropodus chinensis和叉尾斗魚Macropodus opercularis有較多相似之處。如卵皆為近圓形,外徑大小相似,約為1 mm,皆有較大間隙,胚胎發(fā)育過程的形態(tài)變化較相似,出膜前心律接近[9-10]。泰國斗魚胚胎發(fā)育也具有自身的特點,如泰國斗魚受精卵無油球,卵為沉性,平均水溫為23℃時孵化需52.4 h;而圓尾斗魚和叉尾斗魚受精卵有油球,卵為浮性,圓尾斗魚在水溫為21～23℃下孵化需42.5 h,叉尾斗魚在水溫為24.5～25.5℃下孵化需38 h。三者胚胎發(fā)育的差異應該與其自然分布有關,就孵化歷時與溫度而言,泰國斗魚更適應熱帶地區(qū)。另外,作為人工選育的觀賞魚,泰國斗魚對環(huán)境的適應性可能與圓尾斗魚和叉尾斗魚有差異。泰國斗魚從出膜前期到開

始出膜持續(xù)時間較長,約為10 h,可能是其卵膜韌性較強,這也是適應環(huán)境及特殊繁殖習性的表現(xiàn)。

表1 泰國斗魚胚胎發(fā)育的特征Tab.1 Characterization of embryonic development of fighting fish B.splendens

表2 不同溫度下胚胎發(fā)育歷時和有效積溫Tab.2 The embryonic development period and effective accumulative temperature degree at different temperature

3.2 溫度對胚胎發(fā)育的影響

魚類胚胎發(fā)育的臨界溫度和孵化溫度與其繁殖習性及地理分布有關[11]?；ㄎ埠孵燩lectorhinchus cinctus屬亞熱帶、溫帶淺海魚類,適溫為18～30℃,最適溫度為21～27℃,27℃下需要19.67 h完成孵化[12]。河鱸Perca fluviatilis分布于歐洲和亞洲北部冷溫帶,河鱸繁殖要求水溫較低,受精卵在8～13℃下需要265 h完成孵化[13]。鱖Siniperca chuatsi在中國東部平原的河流湖泊較為常見,其孵化適宜溫度為25～27℃,27℃下需要48.37 h完成孵化[14]。原產(chǎn)于澳大利亞的神仙魚Pterophyllum scalare在26℃下需要50.57 h完成孵化[15]?；ㄎ埠孵?、河鱸、鱖、神仙魚和泰國斗魚皆屬鱸形目,可見其受精卵的孵化適溫與地理分布有著緊密聯(lián)系。

3.3 泰國斗魚的孵化與積溫的關系

圖1 泰國斗魚的胚胎發(fā)育Fig.1 Embryonic development of fighting fish B.splendens

圖2 孵化水溫與孵化時間的關系Fig.2 Relationship between water temperature and incubation period

圖3 水溫對孵化率和初孵仔魚畸形率的影響Fig.3 Effects of water temperature on hatching rate and deformity rate of newly hatched larvae

有效積溫與生物學零度是研究魚類胚胎發(fā)育時需要考慮的指標,對進行人工育苗生產(chǎn)有重要的參考價值。有效積溫理論上為一常數(shù),但本試驗結(jié)果表明,泰國斗魚在不同溫度下的有效積溫有差異,最高值為702.73℃·h(26℃試驗組),最低值為624.61℃·h(23℃試驗組)。夏連軍等[16]研究了溫度對黃鯛Dentex tumifrons胚胎發(fā)育的影響,結(jié)

果顯示,不同溫度組有效積溫間也存在差異,經(jīng)計算獲得的最低值(16℃試驗組,422.2℃·h)與最高值(24℃試驗組,483.6℃·h)之間相差61.4℃·h。筆者認為,溫度對魚類胚胎發(fā)育的作用機制并不完全基于量的積累,可能存在受溫度調(diào)控的分子途徑控制著胚胎的代謝與發(fā)育進程,而這一途徑又同時受到各種環(huán)境因子及遺傳因素的影響,因而表現(xiàn)出個體差異。另外,親魚質(zhì)量與產(chǎn)卵批次等試驗系統(tǒng)誤差可能也是導致有效積溫出現(xiàn)差異的原因。

泰國斗魚生物學零度為11.08℃,與真鯛Pagrosomus major的生物學零度(9.05℃)[17]及匙吻鱘Polyodon spathula的生物學零度(12.30℃)[18]較為接近,而與黑鯛Acanthopagrus schlegel的生物學零度(0.36℃)[19]有較大差異。泰國斗魚與真鯛、黑鯛同屬于鱸形目,但三者的生物學零度存在差異;而匙吻鱘屬于鱘形目,其生物學零度與泰國斗魚接近。這說明魚類的生物學零度與其生活環(huán)境和對環(huán)境的適應性有關,而與其親緣關系無關。

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Embryonic development and temperature effects in fighting fish Betta splendens

LI Cen,JIANG Zhi-qiang,LIU Qing-kun,YU Yi,YUE Qing-ping, LI Shao-fei,WANG Ji-qiao,JIANG Yu-sheng
(Key Laboratory of North Mariculture,Ministry of Agriculture,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China)

Embryonic development of fighting fish Betta splenden and effects of water temperature on embryonic development were studied by observation of incubation period,hatching rate and malformation rate at water temperature of 20,23,26,29 and 32℃.Results showed that the fertilized eggs were found to develop at a water temperature of 20-32℃,with the optimum of 26-29℃.There was a negative relationship between the incubation temperature and hatching time,and expressed as an equation t=18878T-1.8528(R2=0.9811).The biological zero was calculated to be 11.08℃and effective accumulative temperature degree was found 659.39℃·h for embryonic development of the fighting fish.

Betta splendens;temperature;embryonic development

S961.2

A

2095-1388(2011)05-0402-05

2010-11-17

遼寧省教育廳實驗室專項(2008S062);大連市青年科技人才基金資助項目(2007J23JH023)

李岑(1984-),男,碩士研究生。

姜玉聲(1977-),男,副教授。E-mail:jys@dlou.edu.cn