金建麗,李偉航,2,劉泓瑋,陸 灝
(1.牡丹江師范學(xué)院 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,黑龍江 牡丹江 157011;2.牡丹江市衛(wèi)生學(xué)校,黑龍江 牡丹江 157011)
擬赤梢魚(Pseudaspiusleptocephalus)屬鯉科雅羅魚亞科擬赤梢魚屬,在黑龍江中游分布最廣,烏蘇里江和松花江次之。因其脂肪少,肉質(zhì)細(xì)膩,味道鮮美而深受消費(fèi)者喜愛,魚產(chǎn)品供不應(yīng)求,且在黑龍江上游和下游漁獲物中占據(jù)顯著成分,是當(dāng)?shù)匾环N重要的經(jīng)濟(jì)魚類[1]。目前,有關(guān)擬赤梢魚的相關(guān)研究報(bào)道主要在核型分析[2],人工養(yǎng)殖[3],肌肉的營養(yǎng)成分與品質(zhì)[4],種群資源、魚類群落結(jié)構(gòu)及多樣性[5-7],遺傳分化和系統(tǒng)發(fā)生[8-9]等方面。但對擬赤梢魚消化系統(tǒng)的形態(tài)學(xué)與組織學(xué)結(jié)構(gòu)特征的研究未見報(bào)道,為此,筆者采用消化系統(tǒng)指數(shù)測定和H.E染色技術(shù)研究其消化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征,并分析與食性的適應(yīng)性,以期為擬赤梢魚野生資源保護(hù)和人工養(yǎng)殖提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1.1.1 擬赤梢魚 共30條,均為健康成體,于2015年5月在牡丹江市鏡泊湖捕獲,樣本從湖中出水即用固定液對其進(jìn)行固定處理后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行后續(xù)研究。
1.1.2 儀器 移液槍(型號:Rainin Pipetlite Magnetic Assist Pipette SL-10、SL-100、SL-500,德國Eppendorf公司),脫水機(jī)(型號:MICROM STP42 ES,Therom Scientific公司),干燥箱(Thermo,美國);自動封片機(jī)(型號:MICROM CTM6,美國Thermo公司),全自動染色機(jī)(型號:Autostainer XL,德國Leica公司),組織脫水機(jī)(型號:MICROM STP420ES,美國Thermo公司),打號機(jī)(型號:PRINTMATE,美國Thermo公司),病理包埋機(jī)(型號:EG1160,德國Leica公司),烤片機(jī)(型號:SLIDE WARMER PS-53,SAKURA),轉(zhuǎn)輪式切片機(jī)(型號:MICROM HM 340E,美國Thermo公司),熒光正置顯微鏡(德國Leica公司),一次性切片刀片(Feather,日本)。
1.1.3 藥品 無水乙醇、95%乙醇、75%乙醇、氨水、鹽酸、二甲苯(天津市富宇精細(xì)化工有限公司),石蠟(上海龍圖蠟業(yè)有限公司),蘇木精、伊紅,中性樹膠(上海如吉生物科技發(fā)展有限公司)。
1.2.1 消化系統(tǒng)指數(shù)測定 用直尺測定擬赤梢魚體長,電子天平稱重。解剖后將其消化系統(tǒng)中的食道、前腸、中腸、后腸和肝胰臟取出,剔除肝胰臟周圍的脂肪組織并將腸道中的糞便清除,使用生理鹽水清洗后用電子天平稱重。
1.2.2 石蠟切片及染色方法 消化系統(tǒng)的組織學(xué)特征觀察采用H.E染色技術(shù)[10]進(jìn)行。
用軟件SPSS 16.0計(jì)算體重、體長、腸長、腸重和肝胰臟重的均值和標(biāo)準(zhǔn)差以及肝胰臟重比、腸重比、腸長比等消化系統(tǒng)指數(shù),并進(jìn)行方差分析及差異顯著性檢驗(yàn)。數(shù)據(jù)用軟件Excel 2010整理,用軟件Sigmaplot 12.5繪圖。
經(jīng)測定,擬赤梢魚的平均體重為(217.81±53.50)g,體長為(24.88±1.49)cm,體重(y)隨體長(x)變化的回歸方程為y=0.004x3.417,R2=0.745(圖1)。經(jīng)剖檢,擬赤梢魚無胃,其消化系統(tǒng)由消化道和消化腺兩部分組成,消化道分為食道、前腸、中腸、后腸,消化腺由肝胰臟組成。
食道為短而粗的直管,食道與腸道膨大處為界,肉眼清晰可見。食道的肌層很厚,具有較好的彈性,這也使其在吞咽食物時表現(xiàn)出較好的膨大和收縮能力。腸道緊隨食道后,呈長管狀,腸長(27.73±2.82)cm,約為體長的1.11倍。腸道在腹腔內(nèi)按“S”形走向,按回折度分為前腸、中腸和后腸,其前腸、中腸到后腸直徑逐漸變小,肌層厚度也呈遞減趨勢。腸重比為0.006±0.003,腸長比(腸道系數(shù))為1.114±0.088。前腸長(7.990±1.180)cm,中腸長(8.074±1.356)cm,二者差異不顯著(P>0.05);后腸最長,為(11.670±1.473)cm,極顯著長于前腸和后腸(P<0.01)。肝胰臟覆蓋在在消化道上面,分為左右兩葉,呈鮮紅色,肝臟無游離部分,對腸系膜表現(xiàn)出一定的依賴性,兩葉大小基本無差異,起始端寬大,延伸變細(xì),肝胰臟重比為0.010±0.003。
圖1擬赤梢魚體重與體長的關(guān)系
Fig.1 Relationship between body weight and body length ofP.leptocephalus
2.2.1 食道 擬赤梢魚的食道在消化道中管徑最粗、管壁最厚,管壁由內(nèi)向外依次分為黏膜層、肌層和漿膜層(圖2)。黏膜層由上皮細(xì)胞組成,平均厚度為(57.67±27.04)μm;肌層由平滑肌組成,平均厚度為(2 073.67±79.61)μm,與黏膜層和漿膜層差異極顯著(P<0.01);漿膜層由單層扁平上皮細(xì)胞組成,平均厚度為(14.33±2.08)μm,與黏膜層差異不顯著(P>0.05)。食道中幾乎沒有杯狀細(xì)胞。
注:左為H.E ×100,右為H.E ×400;M為黏膜,ML為肌層,S為漿膜層。
Note:H.E ×100(Left),H.E ×400(Right);M,mucos;ML,muscularis;S,serosa.
圖2擬赤梢魚食道的橫切結(jié)構(gòu)
Fig.2 Trtansverse cutting ofP.leptocephalusesopagus
2.2.2 腸 擬赤梢魚的前腸緊隨食道后,管徑小于食道而大于中腸和后腸,管壁比食道薄、比中腸和后腸厚,管壁由內(nèi)向外依次分為黏膜層、肌層和漿膜層;中腸管徑小于前腸而大于后腸,管壁比后腸稍厚,管壁由內(nèi)向外依次分為黏膜層、肌層和漿膜層;后腸管壁由內(nèi)向外依次分為黏膜層、肌層和漿膜層3層(圖3)。
前腸黏膜層由杯狀細(xì)胞、上皮細(xì)胞和淋巴細(xì)胞組成,杯狀細(xì)胞數(shù)量為(116.00±6.00)個/100μm,黏膜層為消化道所有組織中最厚,平均厚度為(849.33±195.06)μm,與肌層和漿膜層差異極顯著(P<0.01);肌層由平滑肌細(xì)胞組成,平均厚度為(119.00±33.05)μm;漿膜層由單層扁平上皮細(xì)胞組成,平均厚度為(55.00±3.61)μm,與黏膜層差異不顯著(P>0.05)。
中腸黏膜層由杯狀細(xì)胞、上皮細(xì)胞和淋巴細(xì)胞組成,杯狀細(xì)胞數(shù)量為(102.00±3.00)個/100 μm,黏膜層平均厚度為(643.33±99.75)μm,與肌層和漿膜層差異極顯著(P<0.01);肌層由成纖維細(xì)胞組成,平均厚度為(126.67±27.10)μm;漿膜層由單層扁平上皮細(xì)胞組成,平均厚度為(42.33±6.51)μm,與黏膜層差異不顯著(P>0.05)。
后腸黏膜層由杯狀細(xì)胞、上皮細(xì)胞和淋巴細(xì)胞組成,杯狀細(xì)胞數(shù)量為(498.00±12.00)個/100 μm,黏膜層平均厚度為(550.67±50.90)μm,與肌層和漿膜層差異極顯著(P<0.01);肌層由平滑肌細(xì)胞組成,平均厚度為(89.67±7.23)μm;漿膜層由單層扁平上皮細(xì)胞組成,平均厚度為(51.33±3.06)μm,與黏膜層差異不顯著(P>0.05)。
注:左為前腸(H.E ×400),中為中腸(上為H.E ×100,下為H.E ×200),右為后腸(H.E ×400);M為黏膜,ML為肌層,S為漿膜層,GC為杯狀細(xì)胞,SSE為單層扁平上皮細(xì)胞,L為淋巴細(xì)胞,SMC為平滑肌細(xì)胞。
Note:Left,foregut(H.E ×400),middle,midgut(up H.E ×100,down H.E ×200),right,hindgut(H.E ×400);M,mucos;ML,muscularis;S,serosa;GC,goblet cell;SSE,simple squamous epithelium;L,lymphocyte;SMC,smooth muscle cell.
圖3擬赤梢魚前腸、中腸和后腸的橫切結(jié)構(gòu)
Fig.3 Transeverse cutting of foregut,midgut and hindgut ofP.leptocephalus
2.2.3 肝胰臟 擬赤梢魚肝胰臟具有發(fā)達(dá)的中央膽管和小葉間動脈(圖4),大量的肝細(xì)胞聚集成肝小葉,但是其間結(jié)締組織較少故肝小葉不明顯,中央靜脈位于每一肝小葉的中央。肝細(xì)胞索為多列肝細(xì)胞,以中央靜脈為中心向四周呈放射狀排列形成。肝細(xì)胞呈卵圓形或近似長方形,分界明顯,細(xì)胞核大,單個,位于細(xì)胞的中央,呈圓形或卵圓形。胰腺組織彌散分布于肝組織中,無明顯的胰島。胰腺細(xì)胞呈橢圓形或梭形,細(xì)胞間的分界不明顯,細(xì)胞核單個,呈梭形。
注:左為H.E ×40,右為H.E ×400;CBD為中央膽管,IV為小葉間靜脈,H為肝細(xì)胞,PC為胰腺細(xì)胞。
Note:Left,H.E ×40;right,H.E ×400;CBD,central bile duct;IV,interlobular veins;H,hepatocyte;PC,pancreatic cell.
圖4擬赤梢魚肝胰臟的橫切結(jié)構(gòu)
Fig.4 Transverse cutting ofP.leptocephalushepatopancreas
擬赤梢魚具有無胃魚的典型特征,消化系統(tǒng)由消化道和消化腺組成,消化道分為食道、前腸、中腸、后腸,腸道在腹腔內(nèi)按“S”形走向;消化腺中肝臟和胰臟不分,合為肝胰臟,胰腺組織彌散分布于肝組織中。消化道有黏膜層、肌層和漿膜層組成,各層的厚度和杯狀細(xì)胞數(shù)均有較大差異。食道的黏膜層最薄,為(57.67±27.04)μm;前腸的最厚,為(849.33±195.06)μm,由前腸到后腸逐漸減??;前腸和中腸黏膜層厚度差異不顯著(P>0.05),二者顯著厚于食道和后腸(P<0.05)。食道的肌層最厚,為(2073.67±79.61)μm,與腸道的差異顯著(P<0.05),腸道各段的肌層厚度差異不顯著(P>0.05)。前腸的漿膜層最厚,為(55.00±3.61)μm;其次是后腸,為(51.33±3.06)μm;食道的最薄,為(14.33±2.08)μm。前腸的漿膜層顯著厚于食道和中腸(P<0.05),與后腸差異不顯著(P>0.05)。后腸富含杯狀細(xì)胞,為(498.00±12.00)個/100μm,顯著多于其他部位(P<0.05);其次是前腸,為(116.00±6.00)個/100μm,食道中幾乎沒有杯狀細(xì)胞。擬赤梢魚的肝臟和胰臟不分,胰腺組織彌散分布于肝組織中。
擬赤梢魚消化道細(xì)長,沒有胃的分化,具鯉科魚類典型的無胃特征。消化道分段明顯,分為前腸、中腸和后腸。其前腸的容量不大,與其以食小型魚類的特點(diǎn)相適應(yīng)。腸道系數(shù)作為重要的形態(tài)學(xué)指標(biāo),被國內(nèi)外有關(guān)專家應(yīng)用于魚類營養(yǎng)類型的劃分。普遍認(rèn)為,植食性魚類的腸道系數(shù)最高,肉食性魚類的腸道系數(shù)最小,雜食性魚類的腸道系數(shù)居中。植食性和雜食性魚類的腸較長,一般可達(dá)體長的2~5倍,湘華鯪[11]的腸長比甚至達(dá)21.42。一般肉食性魚類的腸較短,為直管狀或有一彎曲,其腸長比值≤1[12]。擬赤梢魚的腸長比為1.11±0.09,長度相對較短,只盤旋2次,與一般肉食性魚類的腸長比相差較大,但與翹嘴紅鲌的腸長比(1.119±0.069)[13]極為接近,與鯉(1.00)[14]、蘭州鲇(0.912±0.035)[15]和黑斑原鮡(0.90±0.19)[16]的腸長比較接近,這些魚中除鯉外都屬肉食性魚類。擬赤梢魚腸道的長度具有較為典型肉食性魚類的特點(diǎn),也說明肉食性魚類的腸長接近或小于體長。消化道管徑從食道到后腸逐漸變小,腸道從前腸到后腸逐漸變長。肌層較為發(fā)達(dá),其厚度從食道到后腸逐漸減小,食道的肌層厚度是腸道的十幾倍。魚類的消化道指數(shù),如腸長比、腸重比、肝胰臟重比等,與魚類消化能力具有密切的關(guān)聯(lián)性[15]。擬赤梢魚的腸重比為0.006±0.003,肝胰臟重比為0.010±0.003,與肉食性的大鰭鳠[17](腸重比為0.017±0.003,肝胰臟重比為0.0084±0.0029)、蘭州鲇[15](比腸重為0.016±0.001,比肝胰臟重為0.020±0.001)較為接近,而與雜食性的湘華鯪[11](肝胰臟重比為1.21±0.15)差距較大??梢姡瑪M赤梢魚具有較為典型的肉食性魚類的消化系統(tǒng)形態(tài)特點(diǎn)。
擬赤梢魚的食道很短,黏膜層也是消化道中最薄的,但其具有較厚的肌層,而食道的黏膜層是消化道中最厚的,因此,食道具有儲存食物和將食物向前腸推進(jìn)的重要作用,前腸具有重要的消化作用。擬赤梢魚的這些特點(diǎn)與其食性有關(guān),擬赤梢魚為肉食性魚類,主要的食物為魚類,其次為甲殼動物,食物的體積較大,且擬赤梢魚無胃,決定了食道須有較大的空間以容納食物。食道的肌層相對消化道其余組織較厚,因此食道具有很好的伸縮性,可以在短時間內(nèi)擴(kuò)大以容納體積較大的食物。腸黏膜層形成寬大的縱行黏膜褶,黏膜褶上還有大量的二級和三級指狀突起,這些復(fù)雜的黏膜突起可以減少食物團(tuán)對食道組織的損傷[18]。前腸的黏膜層明顯厚于消化道其余組織,其肌層厚度僅次于食道,且杯狀細(xì)胞數(shù)量較多,因此前腸在食物的消化中起主要作用。有研究表明,杯狀細(xì)胞分泌的黏液不僅能潤滑食物,便于其吞咽,還能緩沖硬質(zhì)食物對上皮細(xì)胞的機(jī)械損傷[19];杯狀細(xì)胞具有潤滑、吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)大分子、輔酶因子,抵御外來致病因子等作用[20]。由此推測,擬赤梢魚前腸杯狀細(xì)胞的主要作用是消化,其次具有將食物從前向后推進(jìn)的作用。此外,后腸黏膜層雖然比前腸和后腸都薄,但其具杯狀細(xì)胞的數(shù)量顯著多于消化道中其余組織,因此,后腸可通過杯狀細(xì)胞分泌黏液來增加對黏膜的保護(hù),同時增強(qiáng)對食物殘?jiān)鼒F(tuán)的通過和排出的潤滑作用,經(jīng)腸的蠕動,把已消化的食物吸收入分布于腸壁上的血管和淋巴管中,未消化的食物殘?jiān)?jīng)肛門排出體外[21]。擬赤梢魚的食道直徑最大,與前腸相接處膨大,類似真胃魚的胃,證明食道是儲存食物的主要場所,前腸是重要的消化場所。肝胰臟作為最大的消化腺,在機(jī)體代謝過程中具有重要的作用。擬赤梢魚胰臟彌散性分布在肝臟中,與波紋唇魚[18]、湘華鯪[11]和烏鱧[22]肝胰臟的組織結(jié)構(gòu)相似。擬赤梢魚消化系統(tǒng)的組織學(xué)特征與其消化功能相適應(yīng),與食性密切相關(guān)。