（水生生物学专业论文）半滑舌鳎早期发育分化特征的初步研究.pdf

摘要 摘要 从半滑舌鳎( c y n o g l o s s u ss e m i l a e v i s ) 早期发育特征入手，通过组织切片和超微结 构的观察，对半滑舌鳎胚胎发育、早期器官分化、孵化腺细胞( h a t c h i n gg l a n dc e l l s ，h g c s ) 的发生、卵黄吸收方面进行了研究。结果如下： 1 对半滑舌鳎胚胎发育和早期器官分化进行了组织学观察，首次描述了半滑舌鳎胚 胎发育过程中脊索、眼囊、中胚层、脊髓底板、神经管、肠、耳囊、口咽膜、心脏、神 经丘、克氏囊、原始生殖细胞、鳔、冠状幼鳍和脑等结构。在神经胚期，半滑舌鳎眼原 基出现，肌节在胚体后部丌始分化。随后神经管前端不断膨大形成脑原基，在脑的后方 形成耳囊。胚孔封闭期，胚体形成完整，脊索位于脑的腹面。随着胚胎发育的进一步进 行，脊索细胞开始空泡化，此时肠位于脊索腹面。胚体绕卵黄3 4 时，位于脊索背部和 神经管腹面的一排立方体细胞称为脊髓底板，并一直延伸到后脑的前端。心脏是含有红 血球的一个薄壁管，位于胚体头部腹面，且与中脑平行。此时神经丘出现在胚体头腹面。 胚体绕卵黄4 5 时，胚体后端与卵黄囊连接处克氏囊结构明显。胚体绕卵黄将近一周， 原始生殖细胞出现在胚体后肠附近。刚孵出仔鱼的背、臀鳍膜形成，色素层开始出现并 覆盖包括胚体、头部、尾和卵黄囊表面的整个胚体表面。孵化后第4 天的仔鱼，带有一 条窄空腔气管的鳔原基依附在消化管附近，此时鳔还没有充气。孵化后第5 天消化系统 的发育完全，并且卵黄物质消耗完毕。孵化后第8 天，胆囊形成。孵化后第1 2 天鱼脑 分化成端脑、嗅脑、间脑、中脑、小脑和延脑结构。 2 利用胚胎组织学描述了半滑舌鳎孵化腺( h a t c h i n gg l a n d ，h g ) 的发生。半滑舌鳎的 孵化腺为单层细胞腺体，起源于外胚层。孵化腺最早发生于眼晶体期，孵化腺细胞 ( h a t c h i n gg l a n dc e l l s ，h g c s ) 最初分布于头部腹面及其与卵黄囊连接处。随着胚胎的发 育，h g 进一步成熟，但仍以单层细胞分布于胚体和卵黄囊外表面，此时，h g c s 数量 急剧增多，细胞体积有所增大，分布范围更加广泛。胚胎孵化前，h g c s 的数量达到大 约5 0 0 8 0 0 个，并广泛分布于胚胎头部两侧、头部腹面及其与卵黄囊连接处和卵黄囊的 前腹面。h g c s 大多呈椭圆形，短径为6 - 8 p m ，长径为7 1 l i _ t m ，在h e 染色中呈粉红色。 孵化后2 d ，h g c s 便从表皮中消失。 3 利用连续组织切片技术，对半滑舌鳎胚后生长及卵黄的吸收方式进行研究。结果 l 摘要 表明，卵黄的吸收是依照先油球、卵黄，后脂肪的顺序被吸收的，半滑舌鳎采用由外 向内的吸收方式。 4 在胚胎发育中期，半滑舌鳎受精卵由胚体、卵黄囊和卵周液三者构成。对半滑舌 鳎胚胎发育中后期的卵黄囊进行了超微结构的观察。结果表明，卵黄囊是由卵黄囊膜和 包裹其内部的卵黄物质组成。在半滑舌鳎胚胎发育过程中，卵黄囊内的卵黄物质逐渐消 耗产生低分子量的卵黄磷蛋白分裂小泡。分裂小泡转移到卵黄囊内部消黄细胞的胞间隙 中，在消黄细胞的作用下把分裂小泡转化成卵黄颗粒。随后卵黄颗粒在卵黄囊内表面聚 集成囊状结构并转移运输到卵黄囊膜内部，最后把卵黄物质从卵黄囊膜转移并释放到卵 周液中。 上述关于半滑舌鳎发育生物学方面的研究一方面有利于鱼类的人工育苗，提高苗种 成活率，进而提高经济效益；另一方面对其生殖发育调控以及遗传育种具有重要的理论 和指导意义，同时也为野生资源的保护提供相关的基础资料。 关键词半滑舌鳎胚胎发育器官分化孵化腺细胞卵黄吸收 h a b s t r a c t a b s t r a c t h i s t o l o g i c a l a n du l t r a s t r u c t u r a lo b s e r v a t i o n so nt h ed e v e l o p m e n t a lc h a r a c t e r so f c y n o g l o s s u ss e m i l a e v i sd u r i n gt h ee a r l yl i f es t a g e s ，i n c l u d i n gt h ee m b r y o n i cd e v e l o p m e n t ， o r g a nd i f f e r e n t i a t i o n ，t h ed e v e l o p m e n to fh a t c h i n gg l a n dc e l l sa n dt h ew a y o fy o l ka b s o r p t i o n s u m m a r yo ft h er e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 t h ee m b r y o n i cd e v e l o p m e n ta n d o r g a nd i f f e r e n t i a t i o no fc s e m i l a e v i sw e r eo b s e r v e d w i t ht i s s u es l i c em e t h o d n o t o c h o r d ，o p t i cv e s i c l e ，m e s o d e r m ，s p i n a lc o r df l o o r - p l a t e ，n e u r a l t u b e ，g u t ，o t i cv e s i c l e ，o r o p h a r y n g e a lm e m b r a n e ，t u b u l a rh e a r t ，n e u r o m a s t s ，k u p p f e r sv e s i c l e ， p r i m o r d i a lg e r mc e l l s ，s w i m b l a d d e r , c r o w n - l i k el a r v a lf i na n db r a i no fc s e m i l a e v i se m b r y o w e r ed e s c r i b e df o rt h ef i r s tt i m e t h er e s u l ti n d i c a t e dt h a t ，d u r i n gn e u r u l ap e r i o d ，m y o m e r e s a r ei n i t i a ld i f f e r e n t i a t e da tt h eb a c ko ft h ee m b r y oa f t e rf o r m a t i o no ft h eo p t i cp r i m o r d i u m t h e nt h en e u r a lk e e li se n l a r g e da n t e r i o r l yt of o r mt h eb r a i nr u d i m e n t b l a s t o p o r eb l o c ko u t p e r i o d ，a f t e rf o r m a t i o no ft h ee m b r y o ，t h eo t i cv e s i c l ei sp r e s e n tb e h i n dt h eb r a i n t h e n o t o c h o r di sv e n t r a lt ot h eb r a i n d u r i n gt h ed e v e l o p m e n to ft h ee m b r y o ，t h ec e l l so ft h e n o t o c h o r da r ev a c u o l a t e da n db e n e a t ht h en o t o c h o r di st h eg u t e m b r y oe n c i r c l e d3 4o ft h e y o l k ，d o r s a lt ot h ee m b r y oi sar o wo fc u b o i d a lc e l l s ，t h es p i n a lc o r df l o o rp l a t e t h i sp l a t ei s v e n t r a lt ot h en e u r a lt u b e t h ef l o o r - p l a t ee x t e n d sa n t e r i o r l yt ot h eh i n d b r a i n t h eh e a r ti sa t h i n w a l l e dt u b ec o n t a i n i n ge r y t h r o c y t e s i ti sv e n t r a lt ot h eh e a dp a r a l l e l e dw i t hd i e n c e p h a l o n t h en e u r o m a s t sa r e p r e s e n tt ot h ev e n t r a lh e a d e m b r y oe n c i r c l e d4 5o ft h ey o l k ，t h e k u p p f e r sv e s i c l ei sa tt h ej o i n tb e t w e e nt h ee m b r y ob a c k e n da n dy o 墩s a c e m b r y oe n c i r c l e d t h ey o l k ，t h ep r i m o r d i a lg e r mc e l l sa r en e a rt h eb a c k - g u t h a t c h i n gl a r v a e ，t h ed o r s a la n d v e n t r a lf i nm e m b r a n ea r ep r e s e n t ，p i g m e n tl a y e ri sw i d e l yd i s t r i b u t e dw i t h i nt h ee c t o d e r m c o v e r i n gt h eh e a d ，b o d y , t a i l ，a n ds u r f a c eo f t h ey o l ks a cn e a ri t sa t t a c h m e n tt ot h ee m b r y o a p n e u m a t i cd u c tc o n n e c t st h es w i m b l a d d e rt ot h ed i g e s t i v et r a c ta n ds w i m b l a d d e ri s n o t i n f l a t i o na tt h el a r v a4 a tt h el a r v a5 ，t h ed i g e s t i v es y s t e mi sf i n i s h e da n dt h ey o l ki sw o r k i n g o u t t h eg a l l b l a d d e rs t a r t e dt od e v e l o pf r o md a y8a f t e rh a t c h i n g t h eb r a i ni sc o m p o s e do f t e l e n c e p h a l o n ，r h i n e n c e p h a l o n ，d i e n c e p h a l o n , m i d b r a i n ，c e r e b e l l u ma n de n c e p h a l o n ，12d a y s a f t e rh a t c h i n go u t 2 t h ed e v e l o p m e n to ft h eh a t c h i n gg l a n di nc s e m i l a e v i sw e r ee x a m i n e dw i t l l m i c r o s c o p y t h eh a t c h i n gg l a n dw i t hm o n o l a y e r e dc e l l so r i g i n a t e sf r o mt h ee c t o d e r m t h e i i i a b s t r a c i h a t c h i n gg l a n da p p e a r e df i r s ta tt h es t a g eo fl e n sf o r m a t i o n ；t h eh a t c h i n gg l a n dc e l l sw e r e l o c a t e di nt h ev e n t r a lp a r to ft h eh e a da n di nt h ej o i n tr e g i o nb e t w e e nt h eh e a da n dt h ey o l k s a c w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ee m b r y o ，t h eh gw i t hm o n o l a y e r e dc e l l sw a ss t i l ld i s t r i b u t e d o nt h eo u t e rs u r f a c eo fe m b r y o n i cb o d ya n dy o l ks a c a tt h es a n l et i m e ，t h en u m b e ra n dt h e v o l u m eo fh g c si n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y , h g c ss p r e a dm o r ew i d e l y w h e nt h ed e v e l o p m e n t o fe m b r y of i n i s h e d ，t h en u m b e ro fh g c sr e a c h e da b o u t5 0 0 8 0 0 h g c sw e r el o c a t e di nt h e l a t e r a lp a r t sa n dt h ev e n t r a lp a r to ft h eh e a d ，t h ej o i n tr e g i o nb e t w e e nt h eh e a da n dt h ey o l k s a c t h ea n t e r i o rp a r ta n dt h ev e n t r a lp a r to ft h ey o l ks a c t h eh g c si ncs e m i l a e v i sw e r e o v a lc e l l s6 - 8 1 x mi ns h o r td i a m e t e ra n d7 - 1ll x mi n l o n gd i a m e t e r h g c sw e r ed a r k i s hp i n k w h e ns t a i n e dw i t he o s i n h g c sd i s a p p e a r e df r o me p i d e r m i sa b o u t2d a y sa f t e rh a t c h i n g 3 b o t hg r o w t ha n dt h ew a yo fy o l k sa b s o r p t i o nd u r i n gp o s t e m b r y od e v e l o p m e n ti n u t i l i z i n gm o r p h o l o g ya n do r g a n i z es l i c e t h er e s u l t ss h o w e d ：t h ey o l kb a l la b s o r b sf i r s t l y , a n d t h e nf a tb a l l e t ，t h ea b s o r b e dw a yi sf r o mo u t s i d et oi n s i d e 4 i nm i d - e m b r y o g e n e s i s t h e z y g o t ec o m e s t ob ec o m p r i s e do ft h r e ed i s t i n c td i s t r i c t s ：t h e e m b r y op r o p e r , t h ey o l k s a ca n dt h ep e r i v i t e l l i n ef l u i d t h ey o l ks a cw a se x a m i n e d u l t r a s t r u c t u r a l l yi nt h em i dt ol a t ee m b r y o n i cs t a g e so fc s e m i l a e v i s t h er e s u l t ss h o wt h a t ， t h ey o l ks a ce n c l o s e st h ey o l ks a cm e m b r a n ea n di t sc o n t e n to fy o l k d u r i n ge m b r y o n i c d e v e l o p m e n t ，t h ey o l ks a cd e c l i n e si np r o t e i nc o n c e n t r a t i o nd u et ov i t e l l i np o l y p e p t i d e s u n d e r g o i n gl i m i t e dp r o t e o l y s i st oy i e l dan u m b e ro fv i t e l l i nc l e a v a g ep r o d u c t so fl o w e r m o l e c u l a rw e i g h t s w h i l et h e ya r e g r a d u a l l yd i s p l a c e di nt h ec y t o s o l i cs p a c e s o ft h e v i t e l l o p h a g e sa n dt r a n s f o r m e di n t oy o l kg r a n u l e sb yi n t e r v e n t i o no fv i t e l l o p h a g e s t h ey o l k g r a n u l e sa s s e m b l e di n t oy o l kg r a n u l ev e s i c l e sa tt h ei n n e re p i t h e l i u mo ft h ey o l l ( s a ca n d e v e n t u a l l y ，y o l kg r a n u l e sa r et r a n s f e r r e dt ot h ep e r i v i t e l l i n ef l u i dv i at r a n s c y t o s i st h r o u g ht h e y o l ks a cm e m b r a n e o u rr e s e a r c hi nd e v e l o p m e n t a lb i o l o g yc a nb eu s e df o ra r t i f i c i a lc u l t u r et oi m p r o v et h e s u r v i v a lr a t i oa n de c o n o m i cb e n e f i t o nt h eo t h e rh a n d ，o u rr e s u l t sb eu s e f u lf o rt h ef u r t h e r s t u d yo nt h eb i o l o g yo fr e p r o d u c t i o no fc s e m i l a e v i sa n da l s oi m p o r t a n tt ot h ed e v e l o p m e n t a l r e g u l a t i o n h e r e d i t yb r e e d i n go fc s e m i l a e v i sa n dp r o v i d i n gc o r r e l a t i v eb a s i ci n f o r m a t i o no n t h ew i l d l i f ec o n s e r v a t i o n k e y w o r d sc y n o g l o s s u ss e m i l a e v i se m b r y od e v e l o p m e n to r g a nd i f f e r e n t i a t i o n h a t c h i n gg l a n dc e l l s y o l ka b s o r p t i o n i v 河，i 匕人学理学硕f j 学何论文 缩略词 a b b r e v i a t i o n s 缩略词 h b h i n d b r a i n 后脑 h e h g c s h e a r t h a t c h i n gg l a n dc e l l s h ph e p a t o p a n c r e a s h p p h e p a t o p a n c r e a sp r i m o r d i u m h n t h o l l o wn e u r a lt u b e i n i n t e r n a ln u c l e a rl a y e r k v k u p p f e r sv e s i c l e l p l e n sp r i m o r d i u m m i c m i c r o v i l l i m b m i d b r a i n m m i t o c h o n d r i o n m e m e s o d e r m m t m y o t o m e n t n e u r a lt u b e n o n o t o c h o r d n n u c l e o l u s o g 0 1 o p p o m o n o t p f p v p i o i l - g l o b u l e s o l f a c t o r yv e s i c l e o p t i cp r i m o r d i u m o r o p h a r y n g e a lm e m b r a n e o u t e rn u c l e a rl a y e r o t i cv e s i c l e p e f i v i t e l l i n ef l u i d p h a r y n xv e s i c l e p i g m e n t 心脏 孵化腺细胞 肝胰脏 肝胰脏原基 空神经管 内核层 克氏囊 晶体原基 微绒毛 中脑 线粒体 中胚层 生肌节 神经管 脊索 细胞核 油球 嗅囊 眼原基 口咽膜 外核层 耳囊 卵周液 咽囊 色素颗粒 p g c sp r i m o r d i a lg e r mc e l l s 原始生殖细胞 p t p r o n e p h r i ct u b u l e肾小管 5 1 河，l 匕人学理学硕f j 学位论文 5 2 河北大学 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北大学或其他教 育机构的学位或征书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 作者签名：童l 羔日期：正年上月上日作者签名：翌l 塞日期：型年上月上日 学位论文使用授权声明 本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存 论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年月日解密后适用本授权声明。 2 、不保密百。 ( 请在以上相应方格内打“4 ”) 保护知识产权声明 本人为申请河北大学学位所提交的题目为端鳓笈槲l 搿钮溉研究 的学位论文，是我个人在导师飙聱热多并与导师合作下取得的研究成果， 奄虱趣引效 研究7 - 作及取得的研究成果是在河北大学所提供的研究经费及导师的研究经费 资助下完成的。本人完全了解并严格遵守中华人民共和国为保护知识产权所制定 的各项法律、行政法规以及河北大学的相关规定。 本人声明如下：本论文的成果归河北大学所有，未经征得指导教师和河北大 学的书面同意和授权，本人保证不以任何形式公开和传播科研成果和科研工作内 容。如果违反本声明，本人愿意承担相应法律责任。 声明人：窒! l 羔日期：盟年月日 作者签名： 导师签名： 日期：塑2 年厶月上日 日期：生年l 月l 日 第1 章绪论 第1 章绪论 半滑舌鳎( c y n o g l o s s u ss e m i l a e v i sg i i n t h e r ，1 8 7 3 ) 属鲽形目( p l e u r o n e c t i f o r m e s ) 、 舌鳎科( c y n o g l o s s i d a e ) 、舌鳎属( c y n o g l o s s u sb u c h a n a nh a m i l t o u ，18 2 2 ) ，是东北亚地 区特有的暖温性大型经济鱼类。在我国东海以及朝鲜和同本沿海有一定数量的分布，主 要产于我国黄海和渤海海域。半滑舌鳎体表左侧，有3 条侧线，侧线鳞1 3 1 5 + 1 2 3 1 3 2 右侧没有侧线。半滑舌鳎终年栖息于我国近海海域，具有广温、广盐性，适温范围 3 5 3 2 ，最适水温为1 4 2 4 ，适盐范围1 4 3 3 。半滑舌鳎洄游距离短，活动范围小， 食物链层次较低，主要以底栖虾、蟹类为主要饵料。在渤海鱼类中，营养级仅为2 7 ， 属低级肉食性鱼类【l 】。半滑舌鳎自然资源较少，但具有肉鲜味美，出肉率高，口感爽滑， 鱼肉久煮而不老，无腥昧，营养丰富等特点，为我国沿海广大消费者待客的上等佳品， 是一种理想的增殖和养殖对象。 半滑舌鳎雌性个体的平均体长大约为5 2 3i i l l l l ，最大的可达8 0 0n l i 1 以上，雄性个 体的平均体长大约为2 8 0m m 【2 1 。在自然条件下，半滑舌鳎雌、雄个体差异非常大，成 熟雌鱼体长及体重均可达雄鱼的两倍或两倍以上。半滑舌鳎在开口摄食前和变态时仔鱼 的死亡率特别高。所以对半滑舌鳎发育生物学进行研究，一方面有利于鱼类的人工育苗， 提高苗种成活率，进而提高经济效益；另一方面可以为濒危物种和野生资源的保护提供 相关的基础资料。 在自然界中，已知的硬骨鱼物种大约有2 1 0 0 0 多种，是对水环境适应辐射最为广泛 的脊椎动物之一。在鱼类早期发育过程中，胚胎的发育成熟的过程是适应外界环境变化 的一系列形态和生理机能的反应。特别是在胚胎发育后期和仔鱼发育阶段，是器官分化 的基础阶段，也是机体对外界环境条件表现最为脆弱的时期。研究胚胎发育和早期器官 分化对鱼类形态学、生理学、发育生物学、进化生物学、环境生物学、繁殖生物学、保 护生物学、资源增殖和人工繁殖等的研究有重要的指导意义，并为以后经济鱼类繁育的 生产活动提供更基础的理论依据。 1 1 鱼类早期发育的研究概况 从动物整个发育过程来看，受精卵在卵膜内的发育阶段一般称为胚胎期。在早期胚 河北人。z 砰学硕f ：学何沦文 胎发育过程中，动物的胚胎表面包被有一层保护性外膜，称之为卵壳( c h o r i o n ) 。卵子受 精后，受精卵经过卵裂进入囊胚期，再经过胚层分化形成进入到原肠胚期，最后胚体经 过器官分化发育成为一个完整的机体。胚胎成熟后突破卵膜，进一步完成生长和发育过 程称为孵化( h a t c h i n g ) ，动物由此由囊内生活状态转变为自由生活状态，开始了个体发 育。仔鱼孵出后器官开始进一步的分化完善，来更好的适应外界的生活环境。 1 1 1 鱼类早期发育的形态学研究 鱼类个体发育的研究已有很长的历史了。硬骨鱼类早期发育形态学的研究有许多报 道，其中包括许多世界重要的经济鱼类，如大比目鱼( h i p p o g l o s s u sh i p p o g l o s s u s ) ，太平 洋鲱( c l u p e a p a l l a s i ) ，俄罗斯鲟( a c i p e n s e r g u l d e n s t a d t i ) ，大麻哈鱼( o n c o r h y n c h u sk e t a ) ， 半滑舌鳎等；p e n a z 经过多年研究对2 5 种鲤科和1 7 种鲑科鱼类的胚胎发育和早期仔稚 鱼发育的形态特征进行了详尽的描述【3 ，4 】；g i n z b u r g 等对几个鲟形目物种的胚胎发育过程 进行比较发现，其胚胎发育时序和特征基本相同，但发育时序可能存在一些时间差，这 可能由于不同物种的发育时序不同，或者是因为卵子质量和培养环境因素的不同，对受 精卵的发育时序造成影响而有所变化【5 1 ；对鲑科鱼类的卵子特点、胚胎发育特征、繁殖 特点和早期生活史特征进行了分析比较【6 ，7 】；k o b l i t s k a y a 对1 4 科6 3 个物种的欧洲淡水 鱼类仔、稚鱼形态特征进行了描述和比较分析【8 】；d e p e c h e 和m a k e e v a 经过多年的研究 对2 0 0 多种鱼的胚胎、仔鱼和稚鱼的发育时序和形念特征进行了描述 9 - 1 0 】。 1 1 2 鱼类早期发育阶段和时期的划分 鱼类的早期发育一般包括胚胎发育、仔鱼期和稚鱼期三个阶段，有时也包括幼鱼阶 段；k i m m e r 根据斑马鱼胚胎发育的特征，把其发育阶段分为：合子期、卵裂期、囊胚 期、原肠期、分节期、器官分化、孵化期和早期仔鱼8 个发育阶段【i i 】。目前大多数学者 把鱼类早期发育的阶段分为胚胎期、仔鱼期和稚鱼期3 个阶段，其中胚胎期分为合子期、 卵裂期、囊胚期、原肠期、分节期、器官分化和孵化期7 个阶段 1 2 0 1 4 】。我国学者朱冼 最早对于白鲢的胚胎发育进行了分期的描述，并把其划分为3 6 个时期。刘箔根据草鱼 胚胎发育的形态建成和器官发生的特点提出了6 个发育阶段，6 个发育阶段依次为：受 精期( 包括受精卵、胚盘突起) ，卵裂和囊胚期，原肠期，神经胚期，器官形成期和孵化 期【l5 1 。在对鱼类早期发育的研究过程中，不同学者根据不同种鱼类的发育特点对鱼类发 育分期有不同的划分标准，并根据具体实验情况有所改动和删减【1 昏3 0 1 。 2 第1 章绪论 1 1 3 器官发生的组织学研究现状 器官分化在胚胎发育和早期仔鱼期两个发育阶段完成的，是胚胎学和发育生物学研 究的基本内容之一。刘箔把草鱼的器官分化分为体节出现期、视泡形成期、嗅板形成期、 尾芽形成期、耳囊形成期、肌肉效应期和心原基期【1 5 】。综合先前有关胚胎发育和器官分 化文献发现，关于器官分化的组织学研究主要集中在海洋性鱼类鳕( g a d u sm o r h u a ) 、黑 线鳕( m e l a n o g r a m m u sa e g l e f i n u s ) 、梭鱼( s p h y r a e n u s ) 、大比目鱼( h i p p o g l o s s u s h i p p o g l o s s u s ) 、温水性养殖鱼类鳎( 勋协) 、海鲷( s p a r u sa u r a t a ) 、大菱鲆( s c o p h t a l m u s m a x i m u s ) 和齿鲷( d e n t e xd e n t e x ) ；淡水鱼类罗非鱼( o r e o c h r o m i sn i l o t i c u s ) 、青鲻( d 垆泐 l a t i p e s ) 、斑马4 t a ( b r a c h y d a n i or e r i o ) 等【3 1 。5 1 】。国外的学者等对鳟鱼和尼罗罗非鱼的器官发 育作了较为系统的工作外【5 引。国内鱼类器官发生的文章主要集中在胚后消化系统方面的 研究包括青鱼( m y l o p h a r y n g o d o np i c e u s ) 、泥鳅( m i s g u r n u sa n g u i l l i c a u d a t u s ) 鲢 ( h y p o p h t h a l m i c h t h y sm o l i t r i x ) 、大鳍( m y s t u sm a c r o p t e r u s ) 、大鳍鲮( h e m i b a g r u s m a c r o p l e r u s ) 、大口鲇( s i l u r u sm e r i a i o n a l i s ) 、鲶鱼( s i l u r u sa s o t u s ) 、哲罗鱼( h u c h ot a i m e n ) 、 黄颡鱼( n 加d 6 昭r 淞丘，毗妇c d ) 和兢鱼( 朐砌咖岱m i i u y ) 5 2 】【5 3 - 5 4 】p 3 5 5 - 6 7 】，龙祥平等对南方鲶 ( s i l u r u sm e r i d i o n a l i s ) 和大鳍鲮鳔的发育进行了组织学【6 8 1 。其中对泥鳅、南方鲇的。肾和 脑垂体的器官发生进行了比较系统的研究 5 4 , 5 6 , 5 7 。我国学者对斑马鱼的早期胚胎发育进 行了初步研究，也对尼罗罗非鲫( 饥d 幽加m 西n i l o t i c u s ) 年n 岩原鲤( p r o c y p r i sr a b a u d i ) 早期 器官分化进行了比较系统的报道【6 9 刁1 1 。 1 1 4 鱼类孵化腺细胞的研究进展 h g c s 是当胚胎发育到特定阶段( 孵化前) 时出现，自胚胎孵出后直至幼虫期，孵化 腺残体逐渐被外表皮细胞吞噬而消失的一时性细胞( t r a l l s i e i l tt y p eo f c e l l s ) 7 2 1 。 1 9 世纪术，k e r r 首次在非洲肺鱼( l e p i d o s i r e np a r a d o x a ) 胚胎临近孵化时分泌一种 可溶解卵壳的的物质。m o r i w a k i 在对鲑鱼( o n c o r h y n c h u sk e t a ) 胚胎发育过程进行研究， 首次确认这种可溶解卵壳的物质是由一种单细胞腺体孵化腺分泌的。1 9 3 1 年， n e e d h a m 首次提出了这种溶解卵壳的物质为“孵化酶”( h a t c h i n ge n z y m e ，h e ) 。因此研 究学者确定，鱼类胚胎的孵化都是借助特异性的蛋白酶孵化酶来完成的【7 3 1 。它是由 胚胎发育晚期成熟的h g c s 分泌的，在水生动物中尤其是鱼类发现比较多，研究的也比 较深入。 3 河，i l 人学理学硕f j 学位论文 1 1 4 1 孵化腺细胞的分布及来源 在大多数鱼中，h g c s 主要分布在胚体的外表面和或卵黄囊中，一般来源于外胚层 7 4 】。虹鳟鱼( s a l m o g a i r d n e r i ) 的h g c s 分布在胚体的前表面、卵黄囊、咽部、鳃的内表面 及胚体外表面，系属于外胚层来测7 5 j ；白斑狗鱼( e s o xl u c i u s ) 的呈卵圆形或圆形，分布 在表皮层和预定表皮之间；鲤鱼( c y p r i n u sc a r p i o ) 的为单细胞腺体，发生于外胚层，可特 异性地被p a s 染色；草鱼( c t e n o p h a r y n g o d o ni d e l l u s ) 的也为单细胞腺体，也发生于胚胎 外胚层，主要分布在头部腹面以及头部与卵黄囊的连接处，以眼睛的腹下方最多且最典 型【7 6 , 7 7 】。河j i i 沙塘醴的h g c s 为单层细胞腺体，来源于外胚层主要分布在头部两侧、头 部腹面、卵黄囊连接处及其卵黄囊的前腹面【引】。 1 1 4 29 呼化腺细胞的形态、分泌类型及分泌过程 h g c s 一般呈圆形或椭圆形，细胞大，含有许多分泌泡和发达的细胞核、内质网、 核糖体及高尔基体结构，细胞表面通常有微绒毛结构。该细胞虽在形态上表现出局质分 泌的特性，而在功能上却属于全质分泌【8 2 斟】。 1 9 6 1o u j i 等根据鲤鱼h g c s 的分化过程和染色程度把它分为以下几个分化阶段。第 一，前期h g c s 含有几个酶原颗粒，只能被品红轻微染色；第二，中期h g c s ，酶原颗 粒逐渐增多，其中的一部分不被品红染色，可被铁苏木精染色；第三，成熟的h g c s ， 此时酶原颗粒最多，所有颗粒均可被铁苏木精着刨8 5 1 。我国学者张天荫对鲤鱼胚胎发育 过程中h g c s 进行了显微和超微结构观察。研究发现，早在眼色素期就可以检验出该细 胞的存在。对成熟前后的h g c s 进行扫描电镜观察发现，细胞表面呈现鸡冠花状和疣状 两种突起。透射电镜观察，胞内富有粗面内质网、线粒体、核糖体和高尔基体等细胞器， 其内部并开始大量合成酶原颗粒。在完成分泌作用后，细胞仍留在表皮中，随着胚胎的 进一步发育逐渐退化，在孵化后3 0 h 仍可见残留的少量h g c s t 7 6 1 。 y a s u m a s u 等研究发现，日本青鲻h g c s 的表面覆盖有一层扁平上皮细胞。在分泌 时，细胞体积逐渐增大膨胀，致使覆盖在上面的上皮细胞层破裂，进而细胞顶端开始暴 露出胚体表面。此时细胞已经成熟，酶原颗粒增大，一并释放到青鲻i = 1 腔中【8 6 1 。 王蓉晖和胡先成分别对草鱼和河川沙塘醴h g c s 的形成、释放酶的过程进行研究发 现其分泌过程具有一定的规律性，可分为形成期、迁移期、分泌期、衰退期和消失期5 个时期【7 7 , 8 1 。 4 第1 章绪论 1 1 4 3 孵化酶的生物化学特性及对卵壳的消化作用 鱼卵子受精后，脆弱的卵壳通过硬化过程变成坚硬的卵壳结构。卵壳分为内、外两 层，外层较薄，而内层较厚【8 7 税】。卵壳的硬化过程主要发生在较厚的卵壳内层。坚硬的 卵壳结构，一方面在鱼类胚胎发育过程中，可以保护胚胎免受各种物理、化学和生物等 外部因素的伤害，同时也成了成熟胚胎孵出的障碍【7 9 1 。 鱼类的孵化过程包括两个阶段，一是胚胎的h g c s 所分泌的孵化酶对受精卵壳的消 化作用；二是发育成熟的胚胎通过肌肉运动使其从己被部分消化的卵壳中脱出【7 4 1 。 y a s u m a s u 等通过对日本青鲻的胚胎进行体外培养获得了孵化酶。经过分析纯化发 现孵化酶包括两种分子：一种命名为高卵壳裂解酶( h i g hc h o r i o l y t i ce n z y m e ，h c e ) ，另一 种为低卵壳裂解酶( l o wc h o r i o l y t i ce n z y m e ，l c e ) 。7 3 】。孵化酶对鱼类卵壳的消化主要是 h c e 和l c e 共同作用的结果：起初，卵壳在h c e 的作用下是内层开始膨胀，变成疏松 的网状纤维结构，膨胀后的卵壳内层再在l c e 的作用下消化。但当卵壳培养在只有h c e 的条件下，卵壳内层轻微膨胀，但并不能完全降解卵壳。这不仅有利于避免因相邻胚胎 孵化所分泌的孵化酶，使其它未成熟胚胎过早完成的孵化，同时又可保护胚胎免受其它 微生物的酶解伤害【9 3 】。而只有把卵壳放在h c e 和l c e 的混合物中时，卵壳才能被溶解 消化。研究结果表明，尽管孵化酶可与卵壳的外表面直接接触，但其消化作用仅局限在 卵壳的内层辐射区。 k u s a 在对鳟鱼( s a l m op l a y t c e p h a l u s ) 的孵化过程中的胚胎孵化液中发现了自由氨基 酸的积累，但并不能否认其它鱼类也可能存在类似的卵壳降解方式【9 4 1 。但h a y e s 对卵壳 经酶解后所产生的n 端氨基酸数量的较少，认为孵化酶的消化是否为水解的作用【9 5 1 。 因此，对孵化酶的生物化学特性还应该进一步深入了解。 1 1 4 4 孵化腺细胞的研究价值及其应用前景 我国绝大多数海水增养殖鱼类的苗种繁育和人工控制能力较弱，以致种苗孵育率太 低，这些问题己严重影响了一些经济鱼类的出苗率，进而影响经济效益。要增加经济鱼 类的增养殖产量，提高种苗孵化率无疑是增产、增效的关键因素。因此，弄清鱼类孵化