楊佳喆, 齊闖, 徐善良

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褐菖鲉仔、稚魚(yú)消化系統(tǒng)發(fā)育的組織學(xué)觀察

楊佳喆1, 齊闖1, 徐善良2

1. 寧波大學(xué)海洋學(xué)院, 浙江 寧波 315211; 2. 應(yīng)用海洋生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 寧波大學(xué), 浙江 寧波 315211

為探究卵胎生魚(yú)類(lèi)褐菖鲉()的仔、稚魚(yú)消化系統(tǒng)組織學(xué)特點(diǎn), 采用常規(guī)組織切片技術(shù), 并用HE染色和組織化學(xué)染色, 比較分析了產(chǎn)出后0~50d的褐菖鲉仔、稚魚(yú)消化系統(tǒng)發(fā)育的組織學(xué)變化。結(jié)果顯示: 褐菖鲉初產(chǎn)仔魚(yú)已分化出口咽腔, 并具有初始的食道、胃、腸、肝臟和胰臟; 2日仔魚(yú)肛門(mén)與外界相通, 食道擴(kuò)大, 開(kāi)始攝食, 進(jìn)入混合性營(yíng)養(yǎng)期; 3~4日仔魚(yú)幽門(mén)盲囊出現(xiàn), 食道內(nèi)壁出現(xiàn)黏膜皺褶5~6個(gè), 胃黏膜皺褶5個(gè), 肝細(xì)胞團(tuán)區(qū)域擴(kuò)大; 5~6日仔魚(yú)卵黃囊和油球耗盡, 進(jìn)入外源性營(yíng)養(yǎng)期, 食道黏膜上皮出現(xiàn)杯狀細(xì)胞, 腸道彎曲, 可區(qū)分前中腸和后腸兩部分; 10~14日仔魚(yú)食道環(huán)肌層明顯, 黏膜皺褶增加到7~12個(gè), 胃壁四層結(jié)構(gòu)基本形成, 腸道黏膜皺褶加深, 紋狀緣清晰可見(jiàn), 肝細(xì)胞分裂迅速, 數(shù)量顯著增加, 體積增大, 出現(xiàn)肝血竇和胰島; 28~30日稚魚(yú)出現(xiàn)胃腺和胃小凹, 已具功能性胃, 標(biāo)志著稚魚(yú)期的開(kāi)始, 此時(shí)胰島細(xì)胞數(shù)量和酶原顆粒增多, 消化能力顯著提高; 47~50日稚魚(yú)已基本具有成魚(yú)胃的特征, 腸道紋狀緣發(fā)達(dá), 肝細(xì)胞呈多邊形, 細(xì)胞內(nèi)含大量脂肪顆粒, 消化系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)和功能上已趨于完善。由此可見(jiàn), 褐菖鲉仔魚(yú)和稚魚(yú)消化系統(tǒng)的發(fā)育具有卵胎生魚(yú)類(lèi)發(fā)育較早的特點(diǎn), 與其消化功能的完善密切相關(guān)。

褐菖鲉; 仔稚魚(yú); 消化系統(tǒng); 組織學(xué)

褐菖鲉(), 俗稱(chēng)“石頭鱸”、“虎頭魚(yú)”等, 隸屬于鲉形目(Scorpaeniformes)、鲉亞目(Scorpaenoidei)、鲉科(Scorpaenidae)和菖鲉屬(), 是一種底層肉食性卵胎生魚(yú)類(lèi)。廣泛分布于中國(guó)、朝鮮半島、日本、菲律賓等國(guó)近海巖礁海域, 也是開(kāi)展人工養(yǎng)殖與增殖放流的優(yōu)良海水魚(yú)種之一(石戈等, 2007)。

魚(yú)類(lèi)消化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定了魚(yú)類(lèi)的食性(徐革鋒等, 2009), 研究消化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能是認(rèn)識(shí)和探討?hù)~(yú)類(lèi)消化生理的基礎(chǔ)和途徑之一(方華華等, 2011), 是作為監(jiān)測(cè)魚(yú)類(lèi)幼苗生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中消化能力和營(yíng)養(yǎng)需求變化規(guī)律的一種常用手段, 可進(jìn)一步優(yōu)化幼苗的培育條件(Micale et al, 2010)。國(guó)內(nèi)外對(duì)多種卵生硬骨魚(yú)類(lèi)仔、稚、幼魚(yú)消化系統(tǒng)發(fā)育的研究已有較多報(bào)道, 如北美牙鲆()(Gisbert et al, 2004)、銀鯧()(高露姣等, 2007)、大黃魚(yú)()(徐曉津等, 2010)、卵形鯧鲹()(區(qū)又君等, 2011)、黃鰭鯛()(王永翠等, 2012)、條石鯛()(區(qū)又君等, 2015)、大西洋白姑魚(yú)()(Solovyev et al, 2016)等, 而對(duì)卵胎生硬骨魚(yú)類(lèi)的研究較少, 僅見(jiàn)林強(qiáng)等(2007)對(duì)大海馬()消化系統(tǒng)早期發(fā)育的組織學(xué)特征的研究。

近幾年有關(guān)褐菖鲉的國(guó)內(nèi)外研究, 主要涉及褐菖鲉成魚(yú)的消化道組織學(xué)和組織化學(xué)特性(石戈等, 2007), 褐菖鲉腦部結(jié)構(gòu)特性(Murakami et al, 1983, 2010)和環(huán)境污染物對(duì)其的影響(Zheng et al, 2016; 孫文靜等, 2018)等方面, 對(duì)褐菖鲉仔、稚魚(yú)的消化系統(tǒng)組織學(xué)研究目前仍為空白, 本文探討了褐菖鲉消化機(jī)能的早期發(fā)育規(guī)律, 為人工育苗中餌料的供給提供參考。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)用魚(yú)

從溫州市洞頭區(qū)海域捕獲的野生成熟褐菖鲉中挑選實(shí)驗(yàn)用褐菖鲉親魚(yú), 在浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所洞頭基地水泥養(yǎng)殖池中自然分娩產(chǎn)出的仔魚(yú)。將同一天產(chǎn)出的仔魚(yú)及時(shí)轉(zhuǎn)移到育苗池培育, 1~10d仔魚(yú)投喂輪蟲(chóng), 10~15d仔魚(yú)混合投喂輪蟲(chóng)和豐年蟲(chóng), 15~20d仔魚(yú)后投喂豐年蟲(chóng)和橈足類(lèi), 28d進(jìn)入稚魚(yú)期后, 投喂橈足類(lèi)為主, 35~50d稚魚(yú)增加投喂魚(yú)、蝦穈和配合飼料。

培養(yǎng)水溫為15~17℃, 鹽度為27‰~32‰, pH為7.8~8.2, 溶氧在6mg×L-1以上, 每天換水1次。

1.2 取樣固定及組織切片的制作

1~20d每天取樣, 20d后隔2~3d取樣, 取樣持續(xù)至50d稚魚(yú)。于每日早上投喂前取樣, 每次取樣30尾左右。樣品用Bouin’s氏液固定24h后, 用70%乙醇溶液洗脫保存。經(jīng)常規(guī)脫水透明、石蠟包埋等程序處理后, 分別對(duì)組織塊進(jìn)行橫、縱連續(xù)切片, 切片厚度為6μm, 常規(guī)HE染色(金國(guó)雄等, 2013)。

對(duì)23日仔魚(yú)、30日和33日稚魚(yú)樣品進(jìn)行組織化學(xué)研究。樣品用Carnoy氏液固定, 采用汞-溴酚藍(lán)法顯示蛋白質(zhì)(Pearse, 1983)。

所有切片在Olympus-BX51顯微鏡下觀察, 并選取典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行拍照。

2 結(jié)果

2.1 褐菖鲉的消化道發(fā)育

2.1.1 口咽腔

初產(chǎn)的褐菖鲉仔魚(yú), 口咽腔已形成, 具有一層口腔黏膜上皮細(xì)胞, 此時(shí)無(wú)黏膜下層和肌肉層的出現(xiàn)。2日仔魚(yú)的口咽腔擴(kuò)大, 上頜口腔瓣和下頜口腔瓣都已出現(xiàn), 上頜比下頜長(zhǎng)(圖1b)。3日時(shí), 口咽腔出現(xiàn)肌肉層, 此時(shí)的口咽腔結(jié)構(gòu)已具有黏膜層、黏膜下層和肌肉層(圖1c)。10日仔魚(yú)的口咽腔后部明顯增厚并出現(xiàn)皺褶, 同時(shí)黏膜上皮出現(xiàn)杯狀細(xì)胞和黏液細(xì)胞(圖1e)。隨后至稚魚(yú)期, 口咽腔的變化集中在杯狀細(xì)胞和黏液細(xì)胞數(shù)量的增加上。

圖1 褐菖鲉仔、稚魚(yú)口咽腔和食道發(fā)育的組織結(jié)構(gòu)

a. 初產(chǎn)仔魚(yú)消化道整體結(jié)構(gòu)縱切面; b. 2日仔魚(yú)口咽腔整體結(jié)構(gòu)縱切面; c. 3日仔魚(yú)口咽腔結(jié)構(gòu)縱切面; d. 4日仔魚(yú)食道整體結(jié)構(gòu)縱切面; e. 10日仔魚(yú)食道的杯狀細(xì)胞縱切面; f. 21日仔魚(yú)食道的環(huán)層肌和黏膜皺褶橫切面; g. 28日稚魚(yú)食道和胃縱切面; h. 39日稚魚(yú)食道橫切面。B: 口咽腔; BV: 口咽瓣; CSM: 環(huán)肌層; E: 眼; ES: 食道; G: 鰓; GC: 杯狀細(xì)胞; GG: 胃腺; H: 心臟; IV: 小葉間靜脈; L: 肝; M: 黏膜; MC: 黏液細(xì)胞; MF: 黏膜褶; MS: 肌肉層; S: 漿膜層; SCE: 單層立方上皮; SM: 黏膜下層; ST: 胃; YS: 卵黃囊

Fig. 1 Histological observation of the development of buccopharyngeal cavity and esophagus of larva and juvenile of.. (a) longitudinal section of digestive tract of larva; (b) longitudinal section of buccopharyngeal cavity of 2 dpp larva; (c) longitudinal section of buccopharyngeal cavity of 3 dpp larva; (d) longitudinal section of esophagus of 4 dpp larva; (e) longitudinal section of goblet cells in esophagus of 10 dpp larva; (f) transverse section of circular layers of striated muscle and mucosal folds in esophagus of 21 dpp larva; (g) longitudinal section of esophagus and stomach of 28 dpp juvenile; (h) transverse section of esophagus of 39 dpp juvenile. B: Buccopharyngeal cavity; BV: buccopharyngeal valve; CSM: circular layers of striated muscle; E: eye; ES: esophagus; G: gill; GC: goblet cell; GG: gastric gland; H: heart; IV: interlobular vains; L: liver; M: mucosa; MC: mucus cell; MF: mucosal fold; MS: muscle layer; S: serosa; SCE: simple columnar epithelium; SM: submucosa; ST: stomach; YS: yolk sac

2.1.2 食道

初產(chǎn)仔魚(yú)已經(jīng)分化出一個(gè)短而狹窄的食道腔, 與初始的胃腔相連, 呈直管狀, 具單層細(xì)胞的黏膜層, 細(xì)胞核為球形, 未出現(xiàn)肌層和杯狀細(xì)胞(圖1a)。產(chǎn)出2日后, 食道逐步擴(kuò)大, 食道壁也漸增厚。4日仔魚(yú)食道的內(nèi)層具有復(fù)層扁平上皮, 食道到胃過(guò)渡帶為單層立方上皮, 此時(shí)食道內(nèi)壁出現(xiàn)細(xì)小的向內(nèi)腔縱向凸起的縱行黏膜皺褶5~6個(gè), 較薄的肌肉層也隨之發(fā)生, 食道組織分為了漿膜層、肌肉層和黏膜層3層結(jié)構(gòu)(圖1d)。6日仔魚(yú)的食道黏膜上皮出現(xiàn)杯狀細(xì)胞, 至10日仔魚(yú)的食道黏膜上皮中有一些黏液細(xì)胞出現(xiàn), 縱行黏膜皺褶增加到7~9個(gè), 肌肉層增厚(圖1e)。13日仔魚(yú)食道環(huán)肌層明顯, 縱行黏膜皺褶增至11~12個(gè)。21日仔魚(yú)食道的環(huán)肌層發(fā)達(dá), 厚度達(dá)到7.5μm (圖1f)。28日仔魚(yú)食道前段富含大量杯狀細(xì)胞, 縱肌層仍較薄, 黏液細(xì)胞數(shù)量大量增加(圖1g)。39日稚魚(yú)食道內(nèi)壁縱行黏膜皺褶達(dá)到15個(gè), 肌肉層發(fā)達(dá), 環(huán)肌層的厚度增至為12.7μm (圖1h)。

2.1.3 胃

初產(chǎn)仔魚(yú)已發(fā)現(xiàn)原始的胃腔結(jié)構(gòu), 胃壁與食道的上皮結(jié)構(gòu)相似, 為簡(jiǎn)單的單層細(xì)胞(圖2a)。3日仔魚(yú)胃黏膜皺褶5個(gè), 皺褶最高為23μm, 已有分層結(jié)構(gòu), 但分化不明顯(圖2b)。4日仔魚(yú)胃的幽門(mén)部出現(xiàn)幾個(gè)管狀突出物, 即為分化的幽門(mén)盲囊, 以此區(qū)分賁門(mén)胃、胃體與幽門(mén)胃(圖2c)。10日仔魚(yú)的胃壁基本成型, 由漿膜層、肌肉層、黏膜下層和黏膜層組成, 胃腔內(nèi)黏膜縱褶數(shù)量增多, 縱褶高35μm, 黏膜層由單皮柱狀細(xì)胞構(gòu)成, 細(xì)胞緊密排列, 細(xì)胞核位于細(xì)胞中下部, 黏膜層與黏膜下層較厚, 肌層尚不明顯(圖2e)。23日仔魚(yú)胃壁肌層增厚, 黏膜褶皺增加(圖2h)。28日仔魚(yú)胃黏膜下層中出現(xiàn)少量實(shí)心細(xì)胞團(tuán)的胃腺(圖1g)。30日仔魚(yú)胃腔內(nèi)的皺褶加粗, 組織化學(xué)顯示, 胃壁被汞-溴酚藍(lán)染成深藍(lán)色(圖3), 黏膜層和肌肉層染色較深, 黏膜下層和漿膜層則染色稍淺。39日稚魚(yú)胃的組織結(jié)構(gòu)發(fā)育更完善, 胃壁出現(xiàn)胃小凹, 胃腺數(shù)量增多, 胃黏膜皺褶厚度達(dá)90μm (圖2j)。47日稚魚(yú)胃中管狀胃腺十分豐富, 皺褶大量增多, 黏膜下層和肌肉層增厚, 胃腔進(jìn)一步擴(kuò)大, 基本具有成魚(yú)胃的特征(圖2k)。

圖2 褐菖鲉仔、稚魚(yú)胃和腸發(fā)育的組織結(jié)構(gòu)

a. 初產(chǎn)仔魚(yú)腸紋狀緣結(jié)構(gòu)橫切面; b. 3日仔魚(yú)肝和胃縱切面; c. 4日仔魚(yú)幽門(mén)盲囊橫切面; d. 8日仔魚(yú)腸道整體結(jié)構(gòu)縱切面; e. 10日仔魚(yú)胃整體結(jié)構(gòu)橫切面; f. 10日仔魚(yú)腸上皮細(xì)胞空泡結(jié)構(gòu)橫切面; g. 13日仔魚(yú)前腸、中腸、后腸橫切面; h. 23日仔魚(yú)胃整體結(jié)構(gòu)橫切面; i. 28日稚魚(yú)腸整體結(jié)構(gòu)橫切面; j. 39日稚魚(yú)胃整體結(jié)構(gòu)橫切面; k. 47日稚魚(yú)胃整體結(jié)構(gòu)橫切面; l. 47日稚魚(yú)腸道整體結(jié)構(gòu)橫切面; m. 30日稚魚(yú)整體縱切面, 汞-溴酚藍(lán)染色。B: 口咽腔; BB: 紋狀緣; CA: 空泡; CV: 中央靜脈; ES: 食道; FO: 前腸; GC: 杯狀細(xì)胞; GP: 胃小凹; HI: 后腸; I: 腸; L: 肝; M: 黏膜; MF: 黏膜褶; MI: 中腸; MS: 肌肉層; P: 胰; PC: 幽門(mén)盲囊; S: 漿膜層; S: 漿膜層; SM: 黏膜下層; SMF: 次級(jí)黏膜褶; VC: 脊椎; YS: 卵黃囊

Fig. 2 Histological observation of the development of stomach and intestine of larva and juvenile of.. (a) transverse section of brush border in intestine of larva; (b) longitudinal section of liver and stomach of 3 dpp larva; (c) transverse section of pyloric caecum of 4 dpp larva; (d) longitudinal section of intestine of 8 dpp larva; (e) transverse section of stomach of 10 dpp larva; (f) transverse section of cavitation in intestinal epithelium of 10 dpp larva; (g) transverse section of foregut, hindgut and midgutof 13 dpp larva; (h) transverse section of stomach of 23 dpp larva; (i) transverse section of intestine of 28 dpp juvenile; (j) transverse section of stomach of 39 dpp juvenile; (k) transverse section of stomach of 47 dpp juvenile; (l) transverse section of intestine of 47 dpp juvenile; (m) longitudinal section of stomach of 30 dpp juvenile by Mercury Bromophenol blue method. B: Buccopharyngeal cavity; BB: brush border; CA: cavitation; CV: central vein; ES: esophagus; FO: foregut; GC: goblet cell; GP: gastric pit; HI: hindgut; I: intestine; L: liver; M: mucosa; MF: mucosal fold; MI: midgut; MS: muscle layer; P: pancreas; PC: pyloric caecum; S: serosa; SM: submucosa; SMF: Secondary mucosal fold; VC: vertebral column; YS: yolk sac

圖3 褐菖鲉仔、稚魚(yú)肝臟和胰臟發(fā)育的組織結(jié)構(gòu)

a. 初產(chǎn)仔魚(yú)消化腺整體結(jié)構(gòu)縱切面; b. 10日仔魚(yú)肝臟和胰臟整體結(jié)構(gòu)縱切面; c. 13日仔魚(yú)胰臟整體結(jié)構(gòu)縱切面; d. 14日仔魚(yú)肝臟橫切面; e. 20日仔魚(yú)胰臟橫切面; f. 47日稚魚(yú)肝臟整體結(jié)構(gòu)縱切面; g. 50日稚魚(yú)胰臟整體結(jié)構(gòu)橫切面; h. 23日仔魚(yú)整體縱切面, 汞-溴酚藍(lán)染色。B: 口咽腔; BC: 血細(xì)胞; CV: 中央靜脈; E: 眼; ES: 食道; G: 鰓; HC: 肝細(xì)胞; HCC: 肝細(xì)胞索; HS: 肝血竇; I: 腸; IV: 小葉間靜脈; L: 肝; P: 胰臟; PD: 胰管; PI: 胰島; ST: 胃; V: 空泡結(jié)構(gòu)(肝); VC: 脊椎; YS: 卵黃囊

Fig. 3 Histological observation of the development of liver and pancreas of larva and juvenile of.. (a) longitudinal section of digestive gland of larva; (b) longitudinal section of liver and pancreas of 3 dpp larva; (c) longitudinal section of pancreas of 13 dpp larva; (d) transverse section of liver of 14 dpp larva; (e) transverse section of pancreas of 20 dpp larva; (f) longitudinal section of liver of 47 dpp juvenile; (g) transverse section of pancreas of 50 dpp juvenile; (h) longitudinal section of liver of 23 dpp larva by Mercury Bromophenol blue method. B: Buccopharyngeal cavity; BC: blood cell; CV: central vein; E: eye; ES: esophagus; G: gill; HC: hepatic cell; HCC: hepatic cell cords; HS: hepatic sinusoid; I: intestine; IV: interlobular vains; L: liver; P: pancreas; PD: pancreatic duct; PI: pancreatic island; ST: stomach; V: vacuolar structure (liver); VC: vertebral column; YS: yolk sac

2.1.4 腸

初產(chǎn)仔魚(yú)尚未攝食, 但已出現(xiàn)腸的結(jié)構(gòu), 由單層柱狀細(xì)胞組成, 細(xì)胞核位于中部, 靠近腸腔的內(nèi)層可見(jiàn)HE染色呈淡紅色的紋狀緣, 出現(xiàn)低矮褶皺(圖2a)。2日仔魚(yú)的肛門(mén)與外界連通, 腸道中已發(fā)現(xiàn)食物。5日仔魚(yú)腸道彎曲, 可區(qū)分前中腸和后腸兩部分。至8日, 腸道結(jié)構(gòu)完整, 也由漿膜層、肌肉層、黏膜下層和黏膜層組成, 腸道出現(xiàn)2個(gè)腸曲, 使前腸、中腸和后腸界限清晰, 腸黏膜細(xì)胞上皮及黏膜皺褶高度明顯增加(圖2d)。10日仔魚(yú)腸上皮細(xì)胞出現(xiàn)空泡結(jié)構(gòu)(圖2f)。13日仔魚(yú)后腸染色較淺, 細(xì)胞核位于細(xì)胞底部, 紋狀緣清晰可見(jiàn), 黏膜皺褶繼續(xù)加深, 后腸皺褶比前中腸更甚(圖2g)。21日仔魚(yú)腸上皮細(xì)胞核上空泡數(shù)量增加。28日仔魚(yú)腸道的單層柱狀細(xì)胞排列更加規(guī)則、緊密, 細(xì)胞核位于細(xì)胞中下部; 腸道黏膜上皮的固有膜和黏膜下層界限不明顯, 黏膜上皮分布許多杯狀細(xì)胞, 排列無(wú)規(guī)律; 黏膜皺褶豐富, 皺褶的排列方向不一, 肌層增厚(圖2i)。47日稚魚(yú), 腸道紋狀緣發(fā)達(dá), 黏膜皺褶更豐富, 同時(shí)出現(xiàn)次級(jí)皺褶(圖2l)。

2.2 消化腺發(fā)育

2.2.1 肝臟

初產(chǎn)仔魚(yú)在卵黃囊和消化道之間出現(xiàn)略呈三角形、染色較淺且結(jié)構(gòu)松散的肝細(xì)胞團(tuán), 即為肝臟原基, 其細(xì)胞界限不是很清晰, 在肝臟與卵黃囊接觸的反側(cè), 卵黃液化區(qū)域內(nèi)可見(jiàn)一些未成熟的血細(xì)胞(圖3a)。3日仔魚(yú)的肝臟細(xì)胞團(tuán)依三角形區(qū)域擴(kuò)大, 細(xì)胞核大, 位于肝細(xì)胞中央(圖2b)。10日仔魚(yú)肝細(xì)胞分裂迅速, 數(shù)量顯著增加, 肝臟體積增大。肝細(xì)胞染色加深, 呈索狀排列, 已出現(xiàn)大量空泡結(jié)構(gòu), 細(xì)胞核被擠到一側(cè), 即肝細(xì)胞開(kāi)始貯存脂質(zhì)。同時(shí)出現(xiàn)肝血竇, 數(shù)量多但體積小, 肝血竇內(nèi)有少許未發(fā)育完全的血細(xì)胞(圖3b)。14日仔魚(yú)肝細(xì)胞排列十分致密, 空泡結(jié)構(gòu)大量增多, 肝血竇數(shù)量增多(圖3d)。23日仔魚(yú), 組織化學(xué)結(jié)果顯示, 肝組織被汞-溴酚藍(lán)染成深藍(lán)色, 細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)染色深度一致(圖3h)。28日仔魚(yú)肝血竇內(nèi)有大量血細(xì)胞, 肝臟血管豐富。47日稚魚(yú)肝細(xì)胞多呈多邊形結(jié)構(gòu), 核染色深呈球形, 位于細(xì)胞一側(cè), 細(xì)胞內(nèi)含大量脂肪顆粒, 不易染色, 呈透亮狀。由肝細(xì)胞排列而成的肝細(xì)胞索以中央靜脈為中心, 向周?chē)瘦椛錉罘植? 此時(shí)肝臟在組織學(xué)上與成體一致(圖3f)。

2.2.2 胰臟

初產(chǎn)仔魚(yú)在肝的下方出現(xiàn)紫藍(lán)色的胰腺細(xì)胞團(tuán), 且有少部分已埋于肝腹側(cè)(圖3a)。7日仔魚(yú)胰腺細(xì)胞體積稍有增大, 已經(jīng)聚集為胰臟。10日仔魚(yú)可見(jiàn)散布在外分泌部中的胰島, 其細(xì)胞顏色較淺, 呈圓團(tuán)狀分布, 排列疏松, 血細(xì)胞較少(圖3b)。13日仔魚(yú)胰腺細(xì)胞分化速度快, 細(xì)胞數(shù)量增加, 為不規(guī)則結(jié)構(gòu), 核為圓形。細(xì)胞之間界限不清晰, 含有大量酶源顆粒。胰腺細(xì)胞主要分布于肝與胃之間, 顏色加深, 細(xì)胞核位于細(xì)胞中央(圖3c)。20日仔魚(yú), 胰島增多, 胰臟靜脈血管明顯, 分布少量血細(xì)胞(圖3e)。28日仔魚(yú)胰島細(xì)胞數(shù)量增加, 體積進(jìn)一步擴(kuò)大, 酶原顆粒增多, 間隙增大。50日稚魚(yú)胰腺發(fā)育更加完全, 在組織學(xué)上和成體結(jié)構(gòu)基本一致(圖3g)。

3 討論

3.1 發(fā)育水溫與仔、稚魚(yú)消化系統(tǒng)發(fā)育的關(guān)系

口和肛門(mén)的形成及其與外界相通是仔魚(yú)即將開(kāi)口攝食的重要標(biāo)志之一(Anderson et al, 2012)。有研究表明, 在適溫范圍內(nèi), 水溫越高仔魚(yú)口和肛門(mén)與外界相通以及卵黃囊耗盡的時(shí)間越早(劉鑒毅等, 2015; Faccioli et al, 2016)。在中國(guó)東海海域, 褐菖鲉的生殖季節(jié)為11月至翌年4月間, 此時(shí)的自然水溫為10~18℃(林丹軍等, 2002; 邱成功等, 2013), 本研究褐菖鲉的培育水溫為15~17℃, 處于其自然繁殖水溫范圍內(nèi)。

有胃硬骨魚(yú)類(lèi)的消化系統(tǒng)早期發(fā)育主要可分為四個(gè)時(shí)期: 從仔魚(yú)孵出或產(chǎn)出到其開(kāi)口攝食的階段為內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)期; 仔魚(yú)開(kāi)口攝食外源性食物到其卵黃完全吸收期間, 則被稱(chēng)作內(nèi)源和外源混合性營(yíng)養(yǎng)期; 仔魚(yú)完全依賴(lài)外源性食物的外源性營(yíng)養(yǎng)期 Ⅰ (不具功能性胃)以及胃腺出現(xiàn)后稚魚(yú)期開(kāi)始的外源性營(yíng)養(yǎng)期 Ⅱ (具有功能性胃)(Faccioli et al, 2016)。本研究發(fā)現(xiàn), 褐菖鲉的消化系統(tǒng)發(fā)育亦具有上述階段性特征。幾種有胃及無(wú)胃硬骨魚(yú)類(lèi)的消化系統(tǒng)早期發(fā)育時(shí)期比較見(jiàn)表1。

表1 幾種有胃及無(wú)胃硬骨魚(yú)類(lèi)的消化系統(tǒng)早期發(fā)育時(shí)期劃分

由表1可知, 普安銀鯽和草魚(yú)等鯉科魚(yú)類(lèi)屬無(wú)胃魚(yú)類(lèi), 與多數(shù)有胃魚(yú)類(lèi)不同, 其消化系統(tǒng)發(fā)育的差異直接導(dǎo)致了其仔稚魚(yú)發(fā)育階段劃分的差異(謝木嬌等, 2017)。此外, 種間不同的發(fā)育水溫也直接影響著魚(yú)類(lèi)消化系統(tǒng)的發(fā)育速度。培育水溫較低的大西洋白姑魚(yú)和哲羅魚(yú)等魚(yú)類(lèi)進(jìn)入具有功能性胃的外源性營(yíng)養(yǎng)期Ⅱ 的時(shí)間需要26~31d, 遠(yuǎn)比較高溫度的大黃魚(yú)等魚(yú)類(lèi)時(shí)間長(zhǎng), 即水溫低魚(yú)類(lèi)的消化系統(tǒng)發(fā)育慢, 主要表現(xiàn)為胃腺出現(xiàn)的時(shí)間較晚。本研究中的褐菖鲉雖為卵胎生繁殖類(lèi)型, 但也具有該發(fā)育特性。

3.2 褐菖鲉仔、稚魚(yú)消化系統(tǒng)發(fā)育的特點(diǎn)

褐菖鲉屬海洋中少數(shù)的卵胎生魚(yú)類(lèi)之一, 孵化后需在卵巢液中生活幾天后才產(chǎn)出體外, 故初產(chǎn)仔魚(yú)的口咽腔已形成, 這與卵生硬骨魚(yú)類(lèi)都不同。林丹軍等(2002)認(rèn)為褐菖鲉仔魚(yú)在母體內(nèi)孵化后第5日口部初開(kāi), 7日產(chǎn)出。邱成功等(2013)也發(fā)現(xiàn)1日仔魚(yú)上下頜已經(jīng)形成, 且偶爾可見(jiàn)下頜活動(dòng)。而大海馬仔魚(yú)產(chǎn)出后即可獨(dú)立攝食, 在育兒囊內(nèi)完成了內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)期, 直接進(jìn)入混合營(yíng)養(yǎng)期(林強(qiáng)等, 2007)。此外, 褐菖鲉初產(chǎn)仔魚(yú)還具有原始的食道, 胃腔、腸結(jié)構(gòu), 以及獨(dú)立的肝、胰臟, 1日齡仔魚(yú)的消化系統(tǒng)明顯比大黃魚(yú)(徐曉津等, 2010)等大多數(shù)海水魚(yú)類(lèi)發(fā)育快。褐菖鲉和大海馬的這種現(xiàn)象, 與其在親代體內(nèi)發(fā)育了一段時(shí)間再產(chǎn)出有關(guān)。褐菖鲉初產(chǎn)仔魚(yú)雖然開(kāi)口, 但尚未攝食, 其所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與所有硬骨魚(yú)類(lèi)一樣, 仍由其卵黃囊提供。

褐菖鲉2日仔魚(yú)已能攝食外源性食物(邱成功等, 2013)。輔助消化器官幽門(mén)盲囊分化也較早, 這與大黃魚(yú)(徐曉津等, 2010)等大多數(shù)有胃硬骨魚(yú)類(lèi)在胃腺出現(xiàn)前后才分化不同。幽門(mén)盲囊與食道和胃出現(xiàn)的黏膜皺褶, 可以擴(kuò)大消化道的貯存容積和消化面積, 利于食物的充分消化和吸收(勾效偉等, 2008; 區(qū)又君等, 2015)。相關(guān)研究都表明, 海水魚(yú)仔魚(yú)開(kāi)口攝食后的第一周是至關(guān)重要的階段, 特別是在外源性攝食開(kāi)始和卵黃囊吸收完成時(shí)(Solovyev et al, 2016), 如不及時(shí)供給適合開(kāi)口餌料將會(huì)影響到仔魚(yú)生長(zhǎng)甚至造成死亡(Sarasquete et al, 1995)。對(duì)褐菖鲉而言, 2~5日是內(nèi)源性轉(zhuǎn)向外源性營(yíng)養(yǎng)的關(guān)鍵階段, 此時(shí)要保障適口的輪蟲(chóng)供給。

褐菖鲉的卵黃囊持續(xù)時(shí)間與大多數(shù)有胃硬骨魚(yú)類(lèi)相似(表1), 5日褐菖鲉仔魚(yú)的卵黃囊和油球完全吸收, 進(jìn)入外源性營(yíng)養(yǎng)期Ⅰ。6日后仔魚(yú)的食道復(fù)層上皮出現(xiàn)杯狀細(xì)胞, 表明能夠分泌中性和酸性黏液, 在攝食食物時(shí), 可以更好地潤(rùn)滑和保護(hù)上皮組織, 起到保護(hù)上皮組織減少摩擦和避免傷害的作用(Díaz et al, 2008; Faccioli et al, 2016)。而中性黏液起到乳化食物變成食糜的作用(Murray et al, 1996), 也證明了褐菖鲉的消化作用可能在食道就開(kāi)始了, 尤其是對(duì)通過(guò)咽齒咀嚼后形成的一些小顆粒食物的消化(石戈等, 2007)。8~10日仔魚(yú)的胃基本成型, 腸道結(jié)構(gòu)基本完整, 可明顯區(qū)分前腸、中腸和后腸, 其腸黏膜皺褶初具成體特性: 后腸皺褶最密, 呈網(wǎng)狀褶; 中腸皺褶最高, 呈縱行褶, 而前腸皺褶的密度和高度都低于前腸和中腸(石戈等, 2007)。10日仔魚(yú)腸上皮細(xì)胞出現(xiàn)空泡, 揭示了仔魚(yú)發(fā)育期間, 消化道存在著胞吞和細(xì)胞內(nèi)消化作用(區(qū)又君等, 2015)。同時(shí), 肝臟出現(xiàn)大量空泡結(jié)構(gòu), 這些空泡為儲(chǔ)存在肝臟中的糖原(Boulhic et al, 1992)。組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示, 23日肝臟中存儲(chǔ)的蛋白質(zhì)含量已很高。許多研究表明, 硬骨魚(yú)類(lèi)肝臟和胰臟發(fā)育時(shí)間存在種屬間的差異。褐菖鲉肝臟和胰臟皆為獨(dú)立器官, 與具有彌散性胰腺的卵形鯧鲹(區(qū)又君等, 2011)等魚(yú)類(lèi)不同, 而與大黃魚(yú)(徐曉津等, 2010)等一致。褐菖鲉初產(chǎn)仔魚(yú)已同時(shí)具有肝臟和胰臟, 林丹軍等(2002)研究發(fā)現(xiàn)在母體內(nèi)孵化后第3日仔魚(yú)的腸管旁已出現(xiàn)肝臟組織, 早于胰臟出現(xiàn), 次序上與大部分魚(yú)類(lèi)一致。仔魚(yú)外源性攝食的發(fā)生, 主要依賴(lài)于胰腺分泌的消化酶, 褐菖鲉仔魚(yú)擁有一個(gè)在形態(tài)和功能上發(fā)育比較好的胰腺, 為其開(kāi)口攝食提供了良好的保障。在外源性營(yíng)養(yǎng)期 Ⅰ (胃前消化), 褐菖鲉仔魚(yú)主要依靠黏液細(xì)胞和杯狀細(xì)胞的分泌物, 通過(guò)腸道和胰腺中的酶類(lèi)進(jìn)行消化, 經(jīng)由腸上皮細(xì)胞吸收到達(dá)淋巴細(xì)胞和血液, 最后存儲(chǔ)在肝臟中。

28日褐菖鲉的胃出現(xiàn)胃腺, 其胃腺出現(xiàn)時(shí)間較晚。組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)在胃腺出現(xiàn)2d (產(chǎn)出30d)后胃中的蛋白含量就明顯增多, 表明了胃腺大量分泌胃蛋白酶消化外源性食物蛋白。功能性胃的出現(xiàn), 標(biāo)志著褐菖鲉稚魚(yú)期的開(kāi)始和更完善的消化機(jī)制的形成(Tanaka, 1971; Sarasquete et al, 1995; Solovyev et al, 2016)。這比邱成功等(2013)在形態(tài)學(xué)上以35d作為仔魚(yú)與稚魚(yú)期的劃分時(shí)間提前了一周左右, 該現(xiàn)象也在條石鯛(區(qū)又君等, 2015)和青龍斑(李加兒等, 2016)等硬骨魚(yú)類(lèi)中存在。同時(shí), 在褐菖鲉的胃黏膜上皮中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)消化道常見(jiàn)的杯狀細(xì)胞, 揭示了其胃消化功能主要依賴(lài)于強(qiáng)大的胃腺(石戈等, 2007)。與此同時(shí), 食道和腸道的主要變化是皺褶的加深和肌肉層的增厚, 而幽門(mén)盲囊結(jié)構(gòu)也更趨于完整。47~50日褐菖鲉稚魚(yú)的消化系統(tǒng)在質(zhì)的方面已于成魚(yú)基本一致, 隨著鱗被形成, 進(jìn)入幼魚(yú)期(邱成功等, 2013)。

綜上所述, 褐菖鲉消化系統(tǒng)的發(fā)育具有卵胎生魚(yú)類(lèi)發(fā)育較早的特性, 也符合有胃硬骨魚(yú)類(lèi)消化系統(tǒng)發(fā)育的規(guī)律, 體現(xiàn)了褐菖鲉消化系統(tǒng)的發(fā)育與其功能相一致的關(guān)系。

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Histological studies on development of the digestive system in larval and juvenile

YANG Jiazhe1, QI Chuang1, XU Shanliang2

1. School of Marine Sciences, Ningbo University, Ningbo 315211, China; 2. Key Laboratory of Applied Marine Biotechnology, Ningbo University, Ningbo 315211, China

as a marine economical teleost, research on the development of thelarvae and juveniles of this species become important. In this study, the developmental characteristics of digestive system in.from 0 to 50 days post-parturition (dpp) were described by the method of tissue sectioning technique, HE (hematoxylin-eosin) staining and histochemical staining. The results showed that the initial digestive system appeared to have a differentiated buccopharyngeal cavity after parturition. At 2 dpp, the larvae began feeding, and the digestive tube opened to the outside initially, and the larvae entered the endo-exotrophic period. The pyloric caeca appeared at 3-4 dpp, while 5~6 mucosal folds appeared in esophagus, and five mucosal folds appeared in stomach and hepatic cell mass grew. At 5-6 dpp, the yolk sac was completely absorbed, meaning the larvae began getting into exotrophic period Ⅰ (without a functional stomach). Meanwhile, goblet cells were observed in esophagus, and intestine can be divided into promesenteron and hindgut. At 10-14 dpp, circular layers of striated muscle were obviously observed and 7-12 mucosal folds appeared in esophagus; stomach had a basic structure, brush border became clear and there were a few hepatic sinusoids in a bigger liver, which was good for the digestion and absorption of exogenous food. At 28-30 dpp, the gastric glands and gastric pits appeared, which was the signs of the juvenile stage. With the increase of the number of islet cells and zymogen granules, the digestion was greatly improved. At 47-50 dpp, the digestive system gradually improved as a functional and structural one, which resembled that of adults. These results showed that the development of the digestive system in.started early like other ovoviviparous teleosts and was relative with the improving function of its digestion.

; larva and juvenile; digestive system; histology

2018-07-17;

2018-11-01. Editor: YIN Bo

Zhejiang “13th Five-Year” Advantage Professional Construction Project (Aquaculture Major of Ningbo University); Public Technology Application Research Projects of Zhejiang Province (2017C32015)

P735.541

A

1009-5470(2019)02-0058-09

10.11978/2018071

2018-07-17;

2018-11-01。殷波編輯

浙江省“十三五”優(yōu)勢(shì)專(zhuān)業(yè)建設(shè)項(xiàng)目(寧波大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)); 浙江省公益技術(shù)應(yīng)用研究項(xiàng)目(2017C32015)

楊佳喆(1993—), 漢族, 男, 浙江省嘉興市人, 研究生, 研究方向是海水魚(yú)類(lèi)健康養(yǎng)殖。Email: 1611091837@nbu.edu.cn

徐善良(1962—), 教授。E-mail: xushanliang@nbu.edu.cn

XU Shanliang. Email: xushanliang@nbu.edu.cn