洪孝友1、2,朱新平1、2,陈昆慈1,潘德博1,李凯彬1
(1.中国水产科学研究院珠江水产研究所,广东广州510380;2.上海海洋大学水产与生命学院,上海201306)
摘要：通过观察、解剖美洲鲥Alosa sapidissima,详细描述了其外部形态和内部结构,并对其核型进行了研究分析。结果表明:美洲鲥体呈纺锤形,鱼体背部为灰黑色,略带蓝绿色光泽;口端位略偏上口位,脂眼睑发达,鳞片较大,侧线不发达,鳃耙细长而致密,第1外鳃弓鳃耙数为24～31+47～55;鳍式分别为D.3―13～16,P.1―16～17,V.1―8,A.1～2―17～19,C.23;体长分别是体高、头长、尾柄长、肠长和肛前体长的3.48倍、4.19倍、6.88倍、2.12倍和1.44倍,头长分别是吻长、眼径和眼间距的3.60倍、5.13倍和3.99倍,体高是体宽的2.27倍,尾柄长是尾柄高的1.71倍;胃发达呈“Y”型,幽门盲囊长且细,有92～115条;鳔2室,与体腔等长;体长(L)与体质量(W)的幂指数关系为W=0.0096L3.1429(n =47,R2=0.9753),肥满度系数为1.53;染色体数目2n=48,核型公式为4sm+44t,NF=52。
关键词：美洲鲥;形态;核型
美洲鲥Alosa sapidissima分布于北美洲东西沿岸的河流和海洋中,属于溯河产卵洄游性鱼类。美洲鲥富含多种机体所必需的氨基酸、脂肪酸和矿物质[1],它同濒临灭绝的中国鲥Tenualosa reevesii一样具有很高的营养价值和经济价值。国外学者研究了盐度[2-4]、温度[5-6]对美洲鲥仔稚鱼、幼鱼生长及死亡率的影响。国内在21世纪初引进美洲鲥受精卵并进行驯养,一些学者对其生物学特征[7-8]、苗种培育、养殖[7,9]、幼鱼营养需求[10]及运输中应激反应[11]等作了一些研究,而对美洲鲥的外部形态和内部结构却没有详细的描写,也没有对其染色体核型的报道。珠江水产研究所从2008年开始引进美洲鲥进行驯化养殖研究,本研究中,作者对美洲鲥的外部形态和内部结构以及其染色体组型作了详细的观察与研究,旨在为美洲鲥的种质资源以及进化分类方面提供一些基础数据。
1.1 材料
试验用美洲鲥为2008年引进的受精卵,在水温20.3～21.9℃条件下进行人工孵化,并利用山泉水进行人工养殖的鱼,全年水温控制在15.0～ 24.0℃。2009年随机采样47尾,体长为20.1～34.5 cm,体质量为122.9～637.0 g。
1.2 方法
1.2.1 形态学观察 取试验样品,用游标卡尺测量其传统形态数据(长度精确至1.0 mm),用天平称量其体质量(精确至0.1 g)。测定项目包括全长(TL)、吻长(SL)、体长(BL)、头长(HL)、体高(BH)、体宽(BW)、眼径(ED)、眼间距(ID)、尾柄长(CPL)、尾柄高(CPW)、肛前体长(PL)和肠长(IL)。观察并解剖鱼体,计数其可数性状,观察其内部结构并拍照。
1.2.2 染色体的制作 染色体的制作参照朱新平等[12]的方法并稍作修改。取试验鱼5尾,体质量为100 g左右,直接将鱼鳃丝放血取头肾用于试验。将头肾置于少量生理盐水中剪碎,加入适量生理盐水,3～5 min后吸取细胞悬液于离心管,离心收集细胞(1 500 r/min,5 min),滴加约4 mL (0.0375 mol/L)KCl溶液,轻轻吹打成悬浮液,低渗处理33 min;然后用新鲜配制的固定液(φ(甲醇)∶φ(冰醋酸)=3∶1)固定3次,每次20 min。采用冷片法滴片,空气中干燥;最后用质量分数为
5%的Giemsa染液染色25 min,用自来水冲洗后待观察。选取来自不同个体、分散良好、形态清晰、数目完整的美洲鲥100个中期分裂相细胞,用LEICA显微镜进行观察并拍照统计,确定染色体的数目。低渗处理和染色均在15℃下进行。
选取10个分散良好且形态清晰的中期分裂相染色体图片,用Adobe Photoshop 7.0软件进行处理、放大及测量,计算其相对长度、臂比值,进行染色体的分类以及统计臂数(NF)等。染色体分类依据Levan等[13]的标准确定;臂数统计按Gorman[14]的方法进行。染色体相对长度计算公式为
染色体相对长度=[(实测单条长度×2)/全部染色体长度总和]×100%。
1.2.3 数据处理 参照殷名称[15]的方法,体质量与体长的关系为W=a Lb,肥满度系数K=100× (W/L3),式中:W为体质量(g);L为体长(cm)。
试验所有数据均采用用Microsoft excel软件进行统计分析。
2.1 形态特征与体色
美洲鲥体呈纺锤形,中度侧扁。侧线不发达,侧线鳞为56～62。眼中等大,脂眼睑发达,遮盖眼的一半。口端位略偏上口位,中等大,口裂倾斜,下颌骨向后伸至眼后缘下方。体被薄的细齿状圆鳞,鳞片较大,极易脱落,头部无鳞,尾鳍基部覆盖着较多小鳞片。背鳍1个,基部较短,位于体中部稍前方,起点在腹鳍起点稍前方。腹部狭窄,腹鳍腹位,具栉鳞。胸鳍1对,向后不伸达腹鳍起点,尾鳍呈深叉形。鳍式分别为:背鳍3―13～16,胸鳍1―16～17,腹鳍1―8,臀鳍1～2―17～19,尾鳍23。可量性状比值见表1。
鱼体背部呈灰黑色,略带蓝绿色金属光泽,体侧和腹部均为银白色(图1)。1龄鱼体侧中上方自头盖骨后具一行黑色斑点(1～9个),而2龄部分鱼则没有明显的斑点。其体长L(cm)与体质量W(g)的关系式为W=0.0096L3.1429,n=49,R2= 0.9753(图2)。肥满度系数K=1.53。
2.2 内部结构
美洲鲥的牙齿微小且数量很少,仅有咽齿和上下颌齿。下颌骨稍微下凹,延伸到眼的后边缘。舌近三角形,无色微透明。鳃盖骨薄,鳃弓为4对,鳃耙细长而致密,第1外鳃弓鳃耙数为24～31+47～55。
表1 美洲鲥形态可量比例性状值
Tab.1 Measurable morphological parameters in American shad Alosa sapidissima
注:体长为20.1～34.5 cm。Note:20.1～34.5 cm in body length.
项目Item平均值±标准差Mean±S.D. 2.12±0.07全长/体长TL/BL体长/体高BL/BH体长/体宽BL/BW体长/头长BL/HL头长/吻长HL/SL头长/眼径HL/ED头长/眼间距HL/ID体长/尾柄长BL/CPL体长/尾柄高BL/CPW体长/肛前长BL/PL体高/体宽BH/BW尾柄长/尾柄高CPL/CPW体长/肠长BL/IL 1.20±0.04 3.48±0.15 7.90±0.51 4.19±0.14 3.60±0.30 5.13±0.30 3.99±0.36 6.88±0.41 11.71±0.59 1.44±0.02 2.27±0.11 1.71±0.14
胃发达呈“Y”型,胃壁厚,剖视内有褶皱。贲门部、幽门部和盲囊部均明显,盲囊部最长且最粗,贲门部又比幽门部粗。幽门盲囊长且细,末端不分叉,数量较多,有92～115条(图3)。
肠道短,不弯曲,有幽门部粗细,被腹腔内较少的脂肪包裹,体长是肠长的2.03～2.30倍。肝脏呈叶片状,左叶肝脏覆盖在胃和部分幽门盲囊上。胆囊较大且为深绿色,呈椭圆形。脾脏呈片状,贴于中肠。
鳔为2室,与体腔等长,管鳔型,前后两室相通,前后室均为长椭圆形状,前室的长度仅为后室长度的1/6。
精巢和卵巢均成对出现,紧贴在鳔的两侧,左右生殖腺大小不一。第Ⅳ时相卵巢为深红色,呈透明状;精巢为白色。由前到后依次是肛门、生殖孔和泌尿孔。
2.3 细胞核型
2.3.1 染色体数目 对选取的100个美洲鲥中期分裂相细胞图片进行统计分析,得出美洲鲥的染色体数目小于47、47、48、49和大于49出现的频率分别为5%、4%、83%、6%和2%,从而确定美洲鲥的染色体数目为48。
2.3.2 核型 美洲鲥的染色体数目为2n=48,有2对亚中部染色体着丝点(sm),22对端部着丝点染色体(t)。核型公式为4sm+44t,NF=52,具体细胞核型指数见表2。染色体相对长度为2.42%～5.59%,有连续性。在美洲鲥的染色体观察中,没有发现与性别有关的异型染色体,也没发现有次缢
痕及随体等标志性特征(图4)。
图1 美洲鲥(2+龄)
Fig.1 The American shad(2+years old)
图2 美洲鲥体质量与体长的关系
Fig.2 The relationship between body weight and body length in American shad
图3 美洲鲥的消化器官
Fig.3 Digestive organs of American shad
注:1食道esophagus;2贲门部cardiac portion;3盲囊部ceacal protion;4幽门部pyloric portion;5胆囊gall bladder;6幽门盲囊pyloric caeca;7脾脏spleen;8肠道intestine;9性腺gonad; 10泄殖孔cloacal pore。
表2 美洲鲥的核型参数(平均值±标准差)
Tab.2 The karyotype indices in American shad
序号No.相对长度Relative length/%臂比Arm ratio类型Kind 5.59±0.331.24±0.13sm 2 4.68±0.461.38±0.14sm 3 5.76±0.33∞t 4 4.96±0.16∞t 5 4.51±0.25∞t 6 4.41±0.16∞t 7 4.28±0.16∞t 8 4.23±0.05∞t 9 4.22±0.19∞t 104.19±0.16∞t 114.16±0.19∞t 124.07±0.17∞t 134.05±0.13∞t 144.02±0.16∞t 153.89±0.20∞t 163.79±0.16∞t 173.77±0.12∞t 183.76±0.14∞t 193.74±0.25∞t 203.42±0.13∞t 213.34±0.18∞t 223.10±0.14∞t 233.25±0.22∞t 242.42±0.14∞1 t
图4 美洲鲥中期染色体分裂相及核型
Fig.4 The metaphase chromosomes and karyotype of American shad
3.1 美洲鲥的形态结构与功能
美洲鲥为滤食性鱼类,以浮游动物为食物,主要是桡足类和糠虾类,有时也捕食小鱼。美洲鲥的鳃耙细长而多,这与该鱼属于滤食性鱼类有关,而其发达的胃、数量多的幽门盲囊和短的肠道等形态特征也与该鱼摄食小鱼、虾等肉食性特征相符。
鱼类在生长过程中体长与体质量的关系以及相关系数,对于鱼类生态学基础理论研究和发展渔业生产有重要意义。美洲鲥的体长与体质量的关系为W=0.0096L3.142,R2=0.9753。鱼类生长关系中的指数b通常为2.5～4.0,如果鱼的体长、体高和体宽为等速增长,比值不变,则b值等于或接近3[16]。本研究中,美洲鲥生长关系中的b值为3.142,表明美洲鲥的体长、体高和体宽近似于等速增长。
3.2 美洲鲥的进化地位
小岛吉雄[17]将真骨鱼类划分为低位类、中位类和高位类3个演化类群,认为进化上越是处于上位,其染色体体臂越收敛,端着丝点染色体多,臂数少。根据染色体的进化理论,在特定的分类类群中,具有较多的端部着丝点染色体的类型较为原始,而具有较多中部或亚中部着丝点染色体的则较
为特化。全世界共有180多种鲱科鱼类。一些学者认为,鲱科原始鱼类的染色体数目为2n=48[18],如鲱形目鲱科鱼类青鳞小沙丁Sardinella zunasi的核型公式为48t,NF=48;斑鰶Clupanodon punctatus[19]的核型公式为2m+46t,NF=50等。本研究结果显示,美洲鲥的染色体数目为2n=48,核型公式为4sm+44t,NF=52,美洲鲥有2对亚中部着丝点染色体,可见美洲鲥为真骨鱼类较为原始的类型,但又属于比较特化的类型。
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Morphological characteristics and karyotype of American shad Alosa sapidissima
HONG Xiao-you1,2,ZHU Xin-ping1,2,CHEN Kun-ci1,PAN De-bo1,LI Kai-bin1
(1.Pearl River Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Guangzhou 510380,China;2.College of Fisheries and Life Science,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)
Abstract：The morphological and structural characteristics and karyotypes were observed in forty-seven samples of American shad Alosa sapidissim by anatomy.The fish has a moderately fusiform body,and is silvery in color with blue or blue-green metallic luster on back.The fish has point mouth with lower jaws,well developed eyelids,large cycloid scales,and lateral line poorly developed with 56-62 scales.Gill rakers are long and slender with 24-31+ 47-55 gill rakes on the first arch.The soft fin rays are found to be as:D,3―13-16;V,1―8;P,1―16-17;A,1-2―17-19;C,distinctly forked,23.The measurable morphological parameters of the fish are also described.The Y-shaped stomach is well developed with slender pyloric caeca of 92-115.The swim bladder consists of one anterior chamber and one posterior chamber.The relationship between body length(L)and body weight (W)was expressed as W=0.0096L3.1429(n=47,R2=0.9753)and the condition factor was 1.53.The diploid fish has chromosome number of 2n=48 and the karyotype is found 4sm+44t,NF=52,and no strange size chromosomes related to the sex was observed.
Key words：Alosa sapidissima;morphological characteristics;karyotype
文章编号：2095-1388(2011)02-0180-04
中图分类号：Q343.2
文献标志码：A
收稿日期：2010-06-04
基金项目：广东省科技兴渔项目(A200901E03)
作者简介：洪孝友(1985-),男,硕士研究生。E-mail:Hongxiaoyou1216@163.com
通信作者：朱新平(1964-),男,研究员,博士生导师。E-mail:zhuxinping_1964@yahoo.com.cn