渔业科学进展  2017, Vol. 38 Issue (6): 107-111  DOI: 10.11758/yykxjz.20160920001
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引用本文 

姜绪, 韦秀梅, 冯艳微, 韩慧宗, 王圣, 刘相全, 童潼. 莱州湾海域小刀蛏(Cultellus attenuatus)繁殖生物学研究[J]. 渔业科学进展, 2017, 38(6): 107-111. DOI: 10.11758/yykxjz.20160920001.
JIANG Xu, WEI Xiumei, FENG Yanwei, HAN Huizong, WANG Sheng, LIU Xiangquan, TONG Tong. The Reproductive Biology of Cultellus attenuatus in the Laizhou Bay[J]. Progress in Fishery Sciences, 2017, 38(6): 107-111. DOI: 10.11758/yykxjz.20160920001.

基金项目

山东省属科研单位专项经费项目“小刀蛏苗种规模化培育技术研究”鲁财教指[2013]96号和广西海洋生物技术重点实验室开放基金课题(GLMBT-201504)共同资助

作者简介

姜绪, E-mail: jiangjili01@163.com

通讯作者

刘相全, 副研究员, E-mail: lxq6808@163.com

文章历史

收稿日期:2016-09-20
收修改稿日期:2016-10-26
莱州湾海域小刀蛏(Cultellus attenuatus)繁殖生物学研究
姜绪1, 韦秀梅1, 冯艳微1, 韩慧宗1, 王圣1, 刘相全1, 童潼2     
1. 山东省海洋资源与环境研究院 山东省海洋生态修复重点实验室 烟台 264006;
2. 广西壮族自治区海洋研究所 广西海洋生物技术重点实验室 北海 536000
摘要:2013年4月–2014年3月,采用组织学和实验生态学方法研究了山东莱州湾海域小刀蛏(Cultellus attenuatus)的性腺发育、生殖周期、胚胎及幼虫发育。结果显示,在繁殖季节,小刀蛏性别可通过性腺颜色区分,雌性为白色,雄性为黄色;1个生殖周期为1年,性腺发育经历增殖期、生长期、成熟期、排放期和休止期5个阶段;莱州湾繁殖期为6月中旬–7月上旬。小刀蛏受精卵卵径为50–55 μm,在水温26℃、盐度28的条件下,经24 h发育至D形幼虫,10 d后幼虫发育变态为稚贝。对莱州湾小刀蛏繁殖生物学的研究,可为该海域小刀蛏的人工育苗和增养殖提供科学依据。
关键词小刀蛏    繁殖生物学    性腺发育    胚胎及幼虫发育    
The Reproductive Biology of Cultellus attenuatus in the Laizhou Bay
JIANG Xu1, WEI Xiumei1, FENG Yanwei1, HAN Huizong1, WANG Sheng1, LIU Xiangquan1, TONG Tong2     
1. Shandong Provincial Key Laboratory of Marine Ecology Restoration, Shandong Marine Resource and Environment Research Institute, Yantai 264006;
2. Guangxi Institute of Oceanology, Key Laboratory of Marine Biotechnology of Guangxi, Beihai 536000
Corresponding author: LIU Xiangquan, E-mail: lxq6808@163.com
Fund: This work was supported by Large-Scale Rearing Techniques of Cultellus attenuates breeding, and Open Research Fund Program of Guangxi Key Laboratory of Marine Biotechnology (GLMBT-201504)
Abstract: Cultellus attenuatus is a commercially valuable species that is widely distributed in the north and south coastal waters of China. In this study, we applied histological sectioning and experimental ecology methods to study the reproductive biology of C. attenuatus including the reproductive cycle, gonadal development, breeding season, embryonic development and larval development. Experimental subjects were collected from the Laizhou Bay of Shandong Province in the North China. C. attenuatus were sampled three times per month from May to July, and was sampled once a month in the rest months from April 2013 to March 2014. The results showed that C. attenuatus was dioecious, and that the sex could be identified with the colors of mature gonads that were white and yellow for the female and the male gonads respectively. The reproductive cycle of C. attenuatus was one year. The gonad of C. attenuatus was composed of the follicle, gonaduct and gonadial tube. The gonadal development could be divided into five stages, which were the proliferation stage in March, the increasing stage in April, the mature stage from May to early June, the breeding stage from mid-June to early July, and the suspension stage from mid-July to February of the next year. Its breeding season was between mid-June and early July when the water temperature was 22.0–26.6℃. The diameters of fertilized eggs were 50–55 μm. Hatching and the larval culture were conducted with aeration at a stable temperature and salinity. At 26℃ and salinity 28, the D-shaped larvae were hatched in 24 hours to the size of 90 μm×60 μm. Since Day 10, the larvae began to settle down and developed into the post larvae, and metamorphosis was completed. It was found that the C. attenuatus had high tolerance to air exposure. No mortality occurred when the razor shells were exposed to air at 20℃ for 12 h. Our study provided useful information for the artificial breeding of C. attenuatus.
Key words: Cultellus attenuates    Reproductive biology    Gonadal development    Embryo and larvae development    

小刀蛏(Cultellus attenuatus)隶属软体动物门(Mollusca)、双壳纲(Bivalvia)、帘蛤目(Veneroida)、刀蛏科(Cultellidae)(徐凤山, 1997),生活在数米至数十米水深的浅海中,其底质一般为泥或泥沙,在我国南北海区均有分布(高爱根等, 2005ab; 吴斌等, 2014)。小刀蛏因其味道鲜美且营养价值高,受到消费者的青睐,具有较高的经济价值。

近年来,受近海人类活动增加、捕捞强度过大及海洋环境恶化等因素的影响,小刀蛏野生资源锐减且规格降低,为有效保护小刀蛏资源,同时满足市场消费需要,开展其人工育苗工作势在必行。目前,国内外已有小刀蛏相关报道,如徐加涛等(2013)报道了小刀蛏的营养学价值;曾国权等(2010)分析了小刀蛏群

体内同工酶的遗传变异;陈丽梅等(2005)孟学平等(2008)对小刀蛏部分DNA序列进行了分析;王亚(2012)1)对舟山地区小刀蛏的性腺、胚胎及幼体发育进行了研究。但关于我国北方地区小刀蛏的繁殖习性尚未见报道。本研究对我国北方莱州湾海域小刀蛏的性腺发育规律以及胚胎幼虫的发育过程进行了研究,以期为我国小刀蛏的人工育苗提供科学依据。

1) Wang Y. Studies on development of gonads, embryos and youngs of Phaxas attenuatus (Bivalvia, Mollusca). Master's Thesis of Ningbo University, 2012 [王亚.小刀蛏性腺、胚胎及幼体发育研究.宁波大学硕士研究生学位论文, 2012]

1 材料与方法

实验用小刀蛏于2013年4月–2014年3月在山东莱州湾海域采集。

性腺发育观察:实验期间,每月采集1次样品,而在5、6、7月每10 d采样1次。每次采集的样品取10只进行解剖,观察小刀蛏性腺发育情况;另取10只样品分离其生殖腺,波恩试液固定,石蜡包埋,切片厚度约为6 μm,经苏木精–伊红染色,显微镜下观察并拍照。

胚胎及幼虫发育观察:6月初,筛选个体完整、外壳无破损的健康小刀蛏个体作为亲本,放入车间内暂养,暂养期间投喂小球藻(Chlorella sp.)和金藻(Chrysophyta),选取海泥为底质,后采用阴干、流水和升温相结合的方式刺激亲蛏产卵。产卵后,取样品连续观察,记录小刀蛏胚胎及幼虫发育过程。

2 结果 2.1 小刀蛏宏观性腺发育分期

经解剖发现,小刀蛏为雌雄异体,性腺由滤泡、生殖管和生殖输送管三部分构成。同时,经观察性腺颜色、形状及内脏团覆盖率等,将小刀蛏性腺发育分为增殖期、生长期、成熟期、排放期和休止期。

增殖期:从外观上无法分辨雌雄,解剖后观察发现,内脏团表面有一层很薄的性腺。

生长期:可从外观上分辨雌雄,雌性性腺呈白色,雄性性腺则呈黄色,絮状物包围内脏团,并向足部延伸生长。

成熟期:性腺丰满,覆盖内脏团,足内部厚度增加,性腺颜色已清晰可见。

排放期:性腺发育至全年最丰满时期,排放前,絮状物质延伸到足基部,解剖后有大量白色(雌性)或黄色(雄性)液体流出;排放后,足部呈透明状,无法分辨雌雄。

休止期:个体消瘦,已无法观察到絮状物质,足部呈透明状,无法分辨雌雄。

2.2 小刀蛏性腺组织学发育分期

增殖期:小刀蛏雌雄分化开始,滤泡开始形成,呈狭长带状、椭圆状等不规则状,滤泡体积较小,滤泡间存在结缔组织。配子刚开始发育,其中,雌性滤泡壁上出现卵原细胞,雄性滤泡壁上出现精原细胞,并逐渐有精母细胞形成(图 1-a图 2-a)。本阶段发育时间为3月。

图 1 小刀蛏卵巢不同发育期的组织切片(100×) Figure 1 Histological changes in the ovary of C. attenuates at different developmental stage (100×) a:增殖期; b:生长期; c:成熟期; d:排放期; e:休止期CT:结缔组织; FW:滤泡壁; OO:卵原细胞; MO:成熟卵子 a: Proliferation stage; b: Increasing stage; c: Maturation stage; d: Breeding stage; e: Suspensive stage CT: Connective tissue; FW: Follicle wall; OO: Oogonium; MO: Mature oocyte
图 2 小刀蛏精巢不同发育期的组织切片(100×) Figure 2 Histological changes in the testicle of C. attenuates at different developmental stage (100×) a:增殖期; b:生长期; c:成熟期; d:排放期; e:休止期
CT:结缔组织; FW:滤泡壁; SN:精原细胞; SP:成熟精子
a: Proliferation stage; b: Increasing stage; c: Maturation stage; d: Breeding stage; e: Suspensive stage CT: Connective tissue; FW: Follicle wall; SN: Spermatogonia; SP: Sperm

生长期:滤泡间结缔组织逐渐减小,滤泡数量增加,体积增大。雌性滤泡腔内卵原细胞逐渐分化,未成熟卵子形状不规则,具有卵柄,并向滤泡腔中央延伸,已有少量脱离滤泡腔壁,成熟卵子出现;雄性滤泡腔内,精原细胞不断分化,腔内精原细胞至精子各阶段形态均能观察到,出现少量成熟精子(图 1-b图 2-b)。本阶段发育时间为4月。

成熟期:滤泡间的空隙基本消失,且滤泡发育至最饱满的时期。雌性滤泡腔内充盈大量成熟卵子,相互挤压,卵子呈现出多种形状;雄性滤泡腔被大量成熟的精母细胞和精子充满(图 1-c图 2-c)。本阶段发育时间为5月–6月上旬。

排放期:由于成熟卵子和精子的大量排放,滤泡腔内卵子和精子数量减少,滤泡腔萎缩,并出现大量空隙,部分滤泡腔壁破裂。雌性滤泡腔内仍有部分卵母细胞和成熟卵子;雄性滤泡腔内仍存在精母细胞和成熟精子(图 1-d图 2-d)。本阶段发育时间为6月中旬–7月上旬。

休止期:滤泡萎缩甚至消失,结缔组织已占据整个性腺,雌雄已无法分辨(图 1-e图 2-e)。本阶段发育时间为7月中旬–翌年2月。

2.3 小刀蛏胚胎及幼虫发育

小刀蛏受精卵为沉性卵,在温度为26℃、盐度28的条件下,发育过程如表 1所示。从表 1可以看出,受精卵经3 h 45 min进入囊胚期,此时胚胎已可缓缓转动;随后进入原肠期,胚胎可小范围旋转涌动;在8 h 45 min后发育至担轮幼虫;24 h后进入D形幼虫发育阶段;2 d后进入壳顶幼虫前期阶段;在发育8–9 d后,幼虫发育至壳顶后期。

表 1 小刀蛏的胚胎和幼虫发育 Table 1 Developmental stages of embryo and larvae of C. attenuatus
3 讨论

小刀蛏的性腺发育周期与缢蛏(Sinonovacula constricta) (闫红伟等, 2009)、大竹蛏(Solen grandis Dunker) (肖国强等, 2009)、硬壳蛤(Mercenaria mercenaria) (林志华等, 2005)等埋栖型双壳贝类相似,性腺的周年变化经历增殖期、生长期、成熟期、排放期和休止期5个时期。小刀蛏为雌雄异体贝类,统计240只样品发现,其雌雄比例约为1: 1。同时,通过对性腺切片及形态学观察发现,小刀蛏在莱州湾海域的繁殖时间为6月中旬–7月上旬,6月中旬时性腺发育成熟,滤泡腔内已充满成熟的卵子和精子,已具备明显的排放特征;在大潮发生后或海水环境发生剧烈变化后(如降雨导致海水盐度降低等),小刀蛏受到刺激,大规模产卵。而在7月中旬取样后,小刀蛏足部呈透明状,切片观察仅有少量卵细胞残留,滤泡已逐步被结缔组织覆盖。王亚(2012)1)对舟山地区小刀蛏性腺发育的研究中发现,舟山地区小刀蛏的繁殖季节为7–9月,且能分批排放,显示南方与北方小刀蛏繁殖习性的差异。白胡木吉力图等(2008)对青蛤(Cycilina sinensis)的研究中发现,青蛤在山东乳山湾的繁殖期为6–9月,而在福建漳浦县地区的繁殖期则在9–11月。不同海区,同种贝类存在不同的繁殖时间,可能是受到内源性因素(如种群基因差异)和外源性因素(如水温、饵料)等因素的共同影响。

1) Wang Y. Studies on development of gonads, embryos and youngs of Phaxas attenuatus (Bivalvia, Mollusca). Master's Thesis of Ningbo University, 2012 [王亚.小刀蛏性腺、胚胎及幼体发育研究.宁波大学硕士研究生学位论文, 2012]

本研究通过对小刀蛏性腺组织切片和形态学的观察,掌握了小刀蛏的繁殖规律,并初步开展了小刀蛏的人工育苗工作。6月初,采捕小刀蛏亲本进行暂养,在6月中旬时出现自然排放。观察幼虫发育过程发现,受精卵卵径为50–55 μm,D形幼虫壳长约90 μm、壳高约为60 μm,壳顶后期幼虫壳长约200 μm、壳高约170 μm。在10 d时,观察到少量幼虫面盘脱落,转入底栖生活,依靠足移动,进入匍匐幼虫阶段,之后单水管形成,进入附着稚贝时期。本研究的幼虫生长速度与王亚(2012)1)的研究结果基本一致。

经过人工育苗实验,发现以下问题应予以重视:(1)小刀蛏外壳较脆弱,受到冲击或挤压易断裂而造成损伤,采集亲贝时需注意;(2)暂养过程中,应选择适宜的底质且要经常更换。本实验采用海泥作为底质,期间为避免底质板结或环境恶化,及时更换底质,小刀蛏成活率可达70%以上,效果较好;(3)采用阴干、流水和升温刺激相结合的方式,并未产生较好的催产效果。催产完成后继续培养,2 d后小刀蛏亲贝仍可继续排放。这些问题需在今后育苗工作中进一步探索。

实验观察发现,小刀蛏耐干露能力较强。在20℃室内温度条件下,干露12 h后放入水中仍可恢复活力;而在干露24 h后,其外壳张开,足伸出,刺激后仍有反应,但反应缓慢,放入水中无法恢复活力。明确小刀蛏的耐干露能力,对种贝的运输具有重要意义。

小刀蛏市场需求量不断增加,但其野生资源锐减,个体趋小。研究小刀蛏的性腺发育周期,解决苗种培育的关键问题,可为小刀蛏资源恢复和增养殖奠定基础。

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