李金蓬 鄧愛萍 陳子陽 姚澤彬 王中鐸 羅杰
摘要 [目的]研究湛江沿海已達(dá)性成熟年齡的西施舌性腺周年變化。[方法]通過組織學(xué)切片和顯微觀察,對湛江沿海達(dá)性成熟年齡的西施舌性腺進行了周年變化研究。[結(jié)果]以濾泡的發(fā)育程度、生殖細(xì)胞發(fā)育狀態(tài)及其在濾泡中數(shù)量的多少為標(biāo)準(zhǔn),對西施舌性腺的組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn),卵巢及精巢發(fā)育過程均可分為增殖期、生長期、成熟期、排放期和休止期5個時期。卵細(xì)胞的發(fā)生及其發(fā)育時期分為卵原細(xì)胞期、生長初期、生長中期、生長后期以及成熟期,精子的發(fā)生分別經(jīng)歷了精原細(xì)胞、初級精母細(xì)胞、次級精母細(xì)胞、精細(xì)胞和精子5個時期。根據(jù)肥滿度和相對重量的周年變化規(guī)律并結(jié)合性腺組織切片觀察結(jié)果,湛江地區(qū)的西施舌性腺發(fā)育為一年有2~3個排放期。該地區(qū)西施舌肥滿度和相對總重最低值都出現(xiàn)在12月,為26.79%和25.54%;最高值出現(xiàn)在9月和7月,分別為46.16%和49.42%。[結(jié)論]西施舌雌雄性腺發(fā)育基本同步,雄性發(fā)育略快。
關(guān)鍵詞 西施舌;性腺發(fā)育;生殖周期
中圖分類號 S985.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611(2023)09-0070-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.09.017
Abstract [Objective] In order to study the annual changes of gonad of Coelomactra antiquata in Zhanjiang coastal area. [Method] Through histological serial sections and microscopic observation, the annual changes of gonad of C. antiquata in Zhanjiang coastal area was studied. [Result] According to the histological observation of the gonad of C. antiquata, the development process of ovary and spermary can be divided into five stages: proliferating stage, growing stage, maturing stage, spawning stage, resting stage based on the development degree of follicles, the development state of germ cells and the number of follicular species. According to the occurrence and development of egg cells, it can be divided into oocyte stage, initial phase of growth, metaphase of growth, later phase of growth and mature stage. Sperm generation has gone through five stages: spermatogonia, primary spermatocyte, secondary spermatocyte, spermatid and sperm respectively. By observing the seasonal changes in the rule of fatness, relative weight and the changes in sex gland in histological sections, it was considered that the sex gland development of C. antiquata has two to three in a year in the Zhanjiang area. The lowest values of fatness and relative total weight of C. antiquata in this area appeared in December, which were 26.79% and 25.54% respectively. The highest values were found in September and July, with 46.16% and 49.42% respectively. [Conclusion] The development of male and female gonads is basically synchronous, and the male develops slightly faster.
Key words Coelomactra antiquata;Gonadal development;Reproductive cycle
基金項目 中央財政2019年漁業(yè)成品油價格補助湛江市級統(tǒng)籌部分資金補助項目(湛財工[2019]152號)。
作者簡介 李金蓬(1997—),男,四川大英人,碩士研究生,研究方向:遺傳與進化。
*通信作者,教授級高級工程師,從事水產(chǎn)經(jīng)濟動物繁殖生物學(xué)及增養(yǎng)殖技術(shù)研究。
西施舌(Coelomactra antiquata)隸屬于軟體動物門(Mollusca)瓣鰓綱(Lamellibranchia)簾蛤目(Veneroida)蛤蜊科(Mactridae),是一種生活在底沙中的雙殼類海洋生物[1],廣東俗稱“貴妃螺”。西施舌自然分布于太平洋西部的日本、朝鮮、韓國及我國沿海和印度半島[2],尤以我國福建及廣東東部沿海資源量最大。西施舌肉質(zhì)細(xì)嫩,味道鮮美,營養(yǎng)豐富,是極具經(jīng)濟價值的優(yōu)良貝類品種[3]。然而,由于近年來的過度捕撈,西施舌的自然種群逐漸減少[4]。為了保護和開發(fā)西施舌,科技工作者對西施舌的人工繁殖開展了很多研究,并取得了可喜的成績[5-7]。之前研究主要集中在人工育苗[8]、形態(tài)學(xué)[2]、群體遺傳比較[9]以及西施舌的組織組成等方面[10];有關(guān)性腺發(fā)育方面,黃一鳴等[11]研究了福建長樂漳巷的西施舌性腺季節(jié)性變化。筆者對湛江沿海達(dá)性成熟年齡的西施舌性腺發(fā)育周期和性腺組織學(xué)特點進行了研究,掌握其在該海區(qū)繁殖規(guī)律,為湛江沿海地區(qū)西施舌的人工育苗及增養(yǎng)殖的開展提供基礎(chǔ)資料。
1 材料與方法
1.1 西施舌的來源 2021年1—12月,每月在廣東省雷州市覃斗鎮(zhèn)海區(qū)采集一次西施舌,共采集樣本78個。用游標(biāo)卡尺(精準(zhǔn)度0.01 mm)測量其殼長、殼寬、殼高,用電子天平(精準(zhǔn)度0.01 g)稱量其總重、軟體重和殼重??傊?、殼長、殼高和殼寬數(shù)值(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)分別為(110.91±37.79)g、(95.51±11.07)mm、(75.78±8.39)mm和(44.37±4.16)mm。計算出肥滿度(軟體重/總重×100%)和相對重量(相對重量=W/V×100%;W為總重,V為殼長×殼寬×殼高)。
1.2 方法
西施舌取樣回來后暫養(yǎng)1 d,然后活體解剖,取出性腺組織,用4%多聚甲醛溶液固定24 h,經(jīng)石蠟包埋,連續(xù)切片厚度為7 μm,所有切片均采用蘇木精-伊紅(H.E)染色,中性樹脂封片,最后在倒置熒光顯微鏡(Nikon Eclipse Ti-E)下觀察并拍照。
2 結(jié)果與分析
2.1 性腺發(fā)育分期
對西施舌性腺組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn),卵巢和精巢的發(fā)育均可分為增殖期、生長期、成熟期、排放期和休止期5個時期。
2.1.1 增殖期。卵巢開始出現(xiàn)濾泡(體積小,濾泡壁較厚),濾泡壁上的生殖原細(xì)胞處在活潑分裂期,不斷從濾泡壁分裂增殖,濾泡數(shù)量由少逐漸增多。雌性濾泡大小不均,形狀不規(guī)則,出現(xiàn)一層不連續(xù)的卵原細(xì)胞和少量的初級卵母細(xì)胞,卵原細(xì)胞不斷增殖,卵母細(xì)胞出現(xiàn)在濾泡壁中,胞體呈圓形,但此時的濾泡腔還是一個空腔(圖1A);精巢濾泡內(nèi)多為精原細(xì)胞,精母細(xì)胞很少(圖1D)。發(fā)育時間為1月上旬至2月上旬。
2.1.2 生長期。卵巢中濾泡數(shù)量增多、體積增大??梢杂^察到快速增多的生殖母細(xì)胞和少量成熟的生殖細(xì)胞。卵母細(xì)胞不斷發(fā)育,數(shù)量逐漸增多,卵原細(xì)胞形成減少,其一端明顯突向濾泡腔。其中有一些處于大生長期晚期的卵母細(xì)胞脫離濾泡腔,游離在濾泡腔中(圖1B);雄性濾泡內(nèi)精原細(xì)胞迅速增殖和分化,細(xì)胞數(shù)量急劇增加,2月下旬在部分濾泡中出現(xiàn)少量精子(圖1E)。發(fā)育時間為2月下旬至4月中旬。
2.1.3 成熟期。卵巢中濾泡大、多且密,濾泡為全年最飽滿狀態(tài),濾泡間的空隙已經(jīng)基本消失。雌性濾泡僅有少量卵原細(xì)胞和初級卵母細(xì)胞,整個濾泡充滿大量游離的成熟卵子(圖1C);雄性濾泡中有大量的精細(xì)胞和精子,精子在腔中密集成輻射狀排列,幾乎充滿整個濾泡腔(圖1F)。發(fā)育時間為4月下旬至7月中旬、9月上旬至10月中旬。
2.1.4 排放期。對組織切片進行觀察發(fā)現(xiàn),由于生殖細(xì)胞的排放,濾泡體積縮小,濾泡內(nèi)出現(xiàn)大小不等的空腔。排放前雌雄濾泡中仍比較飽滿,雌性濾泡腔中有許多成熟卵子,雄性濾泡中大多是精細(xì)胞和精子。排放后的雌性濾泡在大的濾泡腔中成熟的卵子數(shù)量減少,濾泡壁有許多卵母細(xì)胞沿著濾泡腔突出,分化發(fā)育形成成熟的卵細(xì)胞或在濾泡腔中有較小的卵母細(xì)胞(圖2G);排放后的雄性濾泡在大的濾泡腔中有大量的精細(xì)胞和精子,而小的濾泡腔中大多為精母細(xì)胞和精細(xì)胞及少量精子(圖2I)。發(fā)育時間為7月上旬、10月下旬至11月上旬。
2.1.5 休止期。組織切片觀察發(fā)現(xiàn),雌雄濾泡腔逐漸縮小,形狀不規(guī)則,濾泡壁厚,濾泡腔空虛,胞內(nèi)細(xì)胞較稀少。雌性濾泡內(nèi)有殘余的卵母細(xì)胞(圖2H);雄性濾泡內(nèi)有極少量的精細(xì)胞(圖2J)。發(fā)育時間為11月中旬至12月下旬。
上述觀察發(fā)現(xiàn),西施舌卵細(xì)胞的發(fā)生經(jīng)歷了卵原細(xì)胞期、生長初期卵母細(xì)胞、生長中期卵母細(xì)胞、生長后期卵母細(xì)胞和成熟期卵母細(xì)胞5個時期;精子的發(fā)生經(jīng)歷了精原細(xì)胞、初級精母細(xì)胞、次級精母細(xì)胞、精細(xì)胞和精子5個時期。
2.2 生殖周期
根據(jù)周年的組織切片觀察并結(jié)合實際生產(chǎn)情況可知,湛江沿海地區(qū)的西施舌一年有2~3個成熟排放期。雌、雄性腺的發(fā)育基本同步,雄性發(fā)育略快。
從西施舌肥滿度的周年變化來看,整體趨勢與性腺組織學(xué)變化相吻合(圖3)。從3月份水溫開始回升,西施舌性腺開始進入生長期,肥滿度從27.94%逐漸增長至6月份的36.48%,此時正值卵母細(xì)胞不斷發(fā)育增多的大生長期,但在7月份肥滿度有所下降,因為該地區(qū)西施舌在7月上旬處于排放期。7月上旬排放后,精巢和卵巢還有相當(dāng)部分處于生長期的生殖細(xì)胞,到7月中下旬至9月上旬,由于水溫較高,不適宜西施舌性腺發(fā)育。9月中下旬水溫開始下降,適宜性腺生長,經(jīng)過一段時間培育,9月下旬至10月上旬西施舌又達(dá)成熟,進行催產(chǎn)即可排放精卵。從現(xiàn)有的切片材料統(tǒng)計,7—11月,西施舌性腺的肥滿度出現(xiàn)驟增和驟降的趨勢:肥滿度9月增長到46.16%,之后隨著水溫下降,10月急速下降至29.21%。出現(xiàn)這種現(xiàn)象,可能受該試驗每月取樣量偏少的影響。11月中旬以后雖然為西施舌性腺的休止期,但由于水溫較為適宜性腺生長,肥滿度也略有回升,但12月隨著水溫逐漸下降,肥滿度也隨之下降。
根據(jù)西施舌的相對總重季節(jié)變化情況也可以明顯看出,其與性腺發(fā)育的季節(jié)變化基本一致。圖4的數(shù)據(jù)顯示,1—4月,西施舌相對總重呈平緩的趨勢,4—7月,其相對總重逐漸上升,至7月達(dá)到全年最高值。7—9月是西施舌的排放期,其相對總重出現(xiàn)下降的趨勢,隨著10月水溫的回落,其相對總重也略有上升。并且筆者在生產(chǎn)實踐中也發(fā)現(xiàn),在10月上旬也可對西施舌進行催產(chǎn)排放精卵,獲得的受精卵可以正常發(fā)育為葡萄期幼蟲。這表明該地區(qū)西施舌在10月均可進行人工育苗,而福建沿海10月份以后水溫較低,西施舌很難發(fā)育成熟。
3 討論
3.1 西施舌性腺的發(fā)育分期
關(guān)于貝類性腺組織發(fā)育的分期,學(xué)者們的意見并不完全一致[12-17]。大多數(shù)學(xué)者以濾泡的發(fā)育程度以及濾泡中生殖細(xì)胞發(fā)育狀態(tài)及其在濾泡中數(shù)量的多少為標(biāo)準(zhǔn),將性腺發(fā)育分為增殖期、生長期、成熟期、排放期、休止期5個時期[12-16]。據(jù)此,筆者將西施舌性腺發(fā)育過程同樣分為上述5個時期。黃一鳴等[11]將長樂漳港自然海區(qū)的西施舌生殖腺發(fā)育過程分為增殖期(1月上旬至2月上旬)、生長期(2月中旬至4月中旬)、成熟期(4月下旬至6月中旬)、生殖期(6月下旬至11月上旬)和休止期(11月中旬至12月下旬)5個時期。筆者研究了湛江沿海地區(qū)西施舌性腺周年變化,發(fā)現(xiàn)該海區(qū)西施舌性腺發(fā)育一年會有2~3個成熟排放期,西施舌性腺的成熟期分布在2個時間段(分別是4月下旬至7月中旬、9月上旬至10月中旬),排放期分布在7月上旬、10月下旬至11月上旬,因為該地在10月時水溫仍比較適宜,能夠使西施舌性腺再次達(dá)到成熟排放。因此,同種西施舌在不同環(huán)境中性腺發(fā)育時期有所不同。
3.2 西施舌性腺季節(jié)性變化與人工育苗
西施舌性腺的發(fā)育與人工催產(chǎn)及育苗有密切關(guān)系。性腺發(fā)育的生長期是生殖細(xì)胞不斷分化發(fā)育的階段,所以該時期是親貝精養(yǎng)的關(guān)鍵時期,筆者認(rèn)為2月下旬至4月中旬是該地區(qū)精養(yǎng)親貝的最好時期。4月下旬至7月中旬以及9月上旬至10月中旬,性腺發(fā)育進入成熟期,生殖活動最強,可在此時期誘導(dǎo)親貝排放精卵,同時還可采用物理、化學(xué)和生物的方法來刺激誘導(dǎo)親貝,使其提前排放精卵,以達(dá)到多批人工育苗的目的。
參考文獻(xiàn)
[1] KONG L F,LI Q.Genetic evidence for the existence of cryptic species in an endangered clam Coelomactra antiquata[J].Marine biology,2009,156(7):1507-1515.
[2] KONG L F,LI Q,QIU Z X.Genetic and morphological differentiation in the clam Coelomactra antiquata(Bivalvia:Veneroida)along the coast of China[J].Journal of experimental marine biology & ecology,2007,343(1):110-117.
[3] LIU H,ZHU J X,SUN H L,et al.The clam,Xishi tongue Coelomactra antiquata(Spengler),a promising new candidate for aquaculture in China[J].Aquaculture,2006,255(1/2/3/4):402-409.
[4] HE Z Q,SU Y J,WANG T.Fulllength transcriptome analysis of four different tissues of Cephalotaxus oliveri[J].International journal of molecular sciences,2021,22(2):1-26.
[5] 劉峰,路宜華,郝志凱,等.日照沿海西施舌人工繁育技術(shù)[J].河北漁業(yè),2012(4):29-30.
[6] 陳啟春.西施舌親貝培育及催產(chǎn)技術(shù)[J].科學(xué)養(yǎng)魚,2018(8):50-51.
[7] 陳啟春.西施舌苗種培育技術(shù)[J].水產(chǎn)養(yǎng)殖,2018,39(3):30-32.
[8] 李曉旭,夏長革,常亞青,等.北方沿海西施舌苗種的人工培育試驗[J].水產(chǎn)科學(xué),2005,24(3):1-3.
[9] KONG L F,LI Q.Genetic comparison of cultured and wild populations of the clam Coelomactra antiquata(Spengler)in China using AFLP markers[J].Aquaculture,2007,271(1/2/3/4):152-161.
[10] WU J L,GUO X B,LIU H,et al.Isolation and comparative study on the characterization of guanidine hydrochloride soluble collagen and pepsin soluble collagen from the body of surf clam shell(Coelomactra antiquata)[J].Foods,2019,8(1):1-13.
[11] 黃一鳴,林琇瑛,陳寅山,等.西施舌生殖腺季節(jié)性變化的研究[J].福建師大學(xué)報(自然科學(xué)版),1983(2):135-144.
[12] 趙志江,李復(fù)雪,柯才煥.波紋巴非蛤的性腺發(fā)育和生殖周期[J].水產(chǎn)學(xué)報,1991,15(1):1-8,26.
[13] 林志華,單樂州,柴雪良,等.文蛤的性腺發(fā)育和生殖周期[J].水產(chǎn)學(xué)報,2004,28(5):510-514.
[14] 林志華,單樂洲,柴雪良,等.硬殼蛤(Mercenaria mercenaria)繁殖生物學(xué)研究[J].海洋與湖沼,2005,36(5):430-436.
[15] 廖承義,徐應(yīng)馥,王遠(yuǎn)隆.櫛孔扇貝的生殖周期[J].水產(chǎn)學(xué)報,1983,7(1):1-13.
[16] 曹伏君,劉永,張春芳,等.施氏獺蛤(Lutraria sieboldii)性腺發(fā)育和生殖周期的研究[J].海洋與湖沼,2012,43(5):976-982.
[17] 高悅勉,田斌,于永剛,等.大連塔河灣海區(qū)蝦夷扇貝的性腺發(fā)育與繁殖規(guī)律[J].大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報,2007,22(5):335-339.