青石斑鱼骨骼发育异常的形态特征

(集美大学水产学院农业部东海海水健康养殖重点实验室,福建厦门361021)

摘要：采用二重染色法对青石斑鱼Epinephelus awoara幼鱼的脊柱、尾鳍、背鳍和臀鳍骨骼发育异常进行观察。结果显示:脊柱发育异常包括脊柱前凸、脊柱后凸和脊柱侧凸以及椎骨的愈合、变形等症状;臀鳍畸形症状主要是近端支鳍骨的分叉;背鳍发育异常除了近端支鳍骨的末端发生分叉外,还有近端支鳍骨之间有软骨片存在;尾鳍骨发育异常主要表现为尾上骨数目不等,比正常鱼少一块或两块尾上骨。

青石斑鱼Epinephelus awoara隶属于鲈形目Perciformes、鮨科 Serranidae、石斑鱼属Epinephelus,是一种暖水性近海底层名贵鱼类,在中国主要产于南海和东海南部。其肉质肥美鲜嫩,营养丰富,深受人们的喜爱,活鱼运销港澳市场,被奉为上等佳肴,市场供不应求。中国对青石斑鱼人工繁殖技术、养殖模式、饲料营养、病害防治等方面的研究已取得了许多突破性的进展[1-7]。中国南方青石斑鱼的人工育苗规模逐年扩大,但人工培育的苗种中常出现较高比例的畸形苗。由于骨骼畸形的个体生长缓慢、存活率低且因其外部形态怪异而影响其商品价值,一般不为养殖业者所接受,在苗种出售时还需花费一定人力剔除畸形苗,这给该养殖业带来巨大的经济损失。

国外早在20世纪90年代就开展了人工培育鱼苗骨骼畸形的研究,主要研究对象有金头鲷Sparus aurataL.、狼鲈Dicentrarchus labraxL.、虱目鱼Chanos chanos、真鲷Pagrus major、金枪鱼Thunnus orientalis以及一些比目鱼类的牙鲆Paralichtys olivaceus、大菱鲆Scophthalmus maximus等[8-15]。造成仔鱼骨骼畸形的原因除了环境条件 (水流、温度、盐度、溶解氧等)及遗传因子以外,还有饲料营养均衡的问题。骨骼系统发育是否正常是衡量鱼苗质量好坏的重要指标之一,如何防除苗种骨骼发育异常是鱼类人工繁殖中必须解决的重要课题。通过研究鱼类骨骼畸形的形态特征,并深入探究骨骼畸形的形成机制和原因,才能制定有效的防除对策,降低苗种的畸形率,提高苗种质量。目前,有关石斑鱼类骨骼发育及异常的研究资料极少,仅见Nagano等[16]对七带石斑鱼Epinephelus septemfasciatus骨骼发育及异常的研究报道。本研究中,作者对中国主要养殖石斑鱼类青石斑鱼的骨骼异常进行形态观察,旨在为青石斑鱼骨骼发育的研究提供一定的参考资料。

1 材料与方法

试验用青石斑鱼幼鱼由福建省水产研究所海水鱼类试验场提供,挑选外形有明显畸形的幼鱼50尾 (体质量为15～20 g),用体积分数为5%的福尔马林溶液固定后带回实验室进行标本制作和观察。

1.2.1 透明标本的制作首先将用福尔马林固定的青石斑鱼幼鱼用蒸馏水滴洗5～6 d后,直接置于软骨染色液(10 mg阿利新蓝8GX+80 mL体积分数为95%的乙醇溶液+20 mL冰醋酸)浸泡处理24～48 h,至尾部骨骼出现浓青色为止。然后用95%的乙醇浸泡两次,每次2～3 h,再分别用体积分数为75%、40%、15%的乙醇各处理2～3 h,最后将标本移入蒸馏水中放置24 h直到标本下沉。经蒸馏水浸泡后的标本用胰蛋白酶溶液 [30 mL饱和硼酸溶液+70 mL蒸馏水+1 mg胰蛋白酶 (1∶250,美国BD公司产品)]进行去组织处理,每隔2～3 d,溶液呈蓝色时及时更换胰蛋白酶溶液,反复直至幼鱼骨骼清晰可见为止。将经胰蛋白酶溶液处理后的标本放入硬骨染色液 [0.5%KOH溶液中直接加入少量茜素红粉末进行溶解,溶液呈浓紫色]中染色24～48 h,至脊椎骨染红为止。然后将硬骨染色液换成0.5%KOH溶液,浸泡24～48 h,除去多余染色液。再依次换成 KOH-甘油溶液(3∶1,1∶1,1∶3)直到纯甘油,各处理24～48 h,在最初的KOH-甘油溶液中每100 mL可加3～4滴3%的双氧水去除鱼体上的色素。制作完的标本置于纯甘油中并加少量百里酚粉末进行密封保存。

1.2.2 透明标本的观察使用数码照相机对幼鱼透明标本进行拍照,并仔细观察幼鱼骨骼畸形的部位和形态特征,最后进行资料整理归类。

2 结果

青石斑鱼脊柱由24节脊椎骨组成 (包括尾杆骨),正常发育的脊柱如图1-A,脊柱发育异常包括脊柱前凸 (图1-B、C、E)、脊柱后凸 (图1-D)和脊柱侧凸 (图1-E)以及椎骨的愈合 (图1 -F)、椎骨的变形 (图1-G)。脊柱前凸的位置主要在第3～5节和第15～17节脊椎骨之间,脊柱向腹部方向凸出弯曲;脊柱后凸主要发生在第8～11节脊椎骨之间,脊柱向背部方向凸出弯曲;脊柱侧凸部位发生在第20～21节椎骨之间,脊柱向侧面方向凸出弯曲;椎骨的愈合出现在第12节与第13节椎骨发生愈合,椎骨的变形出现在第22块脊柱骨向下凹陷。

正常发育的臀鳍如图2-A所示,每根鳍条由对应的远端支鳍骨和近端支鳍骨所支撑。本研究中观察到青石斑鱼臀鳍的畸形症状主要是近端支鳍骨的分叉 (图2-B),并未观察到近端支鳍骨之间软骨片的存在及近端支鳍骨的愈合等在其他鱼类中出现过的畸形症状。

正常发育的背鳍由鳍条、近端支鳍骨和远端支鳍骨组成 (图3-A)。本研究中观察到背鳍发育异常有两种症状:近端支鳍骨之间有软骨片存在(图3-B);近端支鳍骨的末端发生分叉 (图3-C、D)。

青石斑鱼尾鳍骨骼由最后一节椎骨往上翘所形成尾杆骨及3枚尾上骨和5枚尾下骨组成 (图4-A)。尾鳍骨发育异常主要表现在尾上骨数目不等(图4-B、C),比正常鱼少一块或两块尾上骨。

3 讨论

本研究中首次报道青石斑鱼骨骼发育异常的形态特征,主要观察了脊柱、背鳍、臀鳍及尾鳍发育的畸形情况。青石斑鱼脊柱的畸形症状主要有脊柱前凸、脊柱后凸、脊柱侧凸以及椎骨的愈合和变形,与其他鱼种相比较,青石斑鱼脊柱的畸形情况较严重,症状多样化。如七带石斑鱼的脊柱异常主要有脊柱前凸、脊柱后凸两种症状[16],真鲷、黑鲷Sparus macrocephlus、牙鲆等鱼种脊柱异常主要有椎骨愈合和变形症状[14,17]。本研究中并未观察到如在金枪鱼和大西洋庸鲽Hippoglossus hippoglossus中出现的脊椎增生肥大及髓棘和脉棘的畸形症状[13,18]。青石斑鱼背鳍的发育异常表现为近端支鳍骨的末端发生分叉及近端支鳍骨之间有软骨片存在,这与在金枪鱼上观察到的症状相似,但并没有观察到如在真鲷中出现的远端支鳍骨缺损的症状[17]。青石斑鱼臀鳍的异常只观察到近端支鳍骨的分叉,并没有观察到近端支鳍骨之间软骨片的存在,近端支鳍骨的愈合,臀鳍基部陷入,以及远端鳍骨的缺损等在其他鱼类中出现的症状[13]。青石斑鱼尾鳍骨发育异常主要表现在尾上骨数目不等,未观察到如在真鲷中出现的尾骨短小和肥大的症状以及在黑鲷中出现的尾骨之间有软骨片出现的症状[17]。由此可见,不同鱼种其骨骼系统出现异常所表现的症状有所差异,这可能受遗传、环境、营养条件等不同因素的影响所致[19-20]。由于本研究中采集的标本个体较大,制作透明标本难度较大,特别是头部骨骼没有处理好,因此,本研究中未对青石斑鱼头部骨骼进行观察,头部骨骼是否有异常还有待于今后进一步研究。

图1 青石斑鱼正常脊柱与畸形脊柱
Fig.1 Normal and malformed vertebral column of yellow grouper Epinephelus awoara

注:图中箭头指向畸形部位,下同。
Note:the arrows show the site of deformity,et sequentia.

图2 青石斑鱼正常臀鳍与畸形臀鳍
Fig.2 Normal and malformed anal fin of yellow grouper Epinephelus awoara

图3 青石斑鱼正常背鳍与畸形背鳍
Fig.3 Normal and malformed dorsal fin of yellow grouper Epinephelus awoara

图4 青石斑鱼正常尾鳍与畸形尾鳍
Fig.4 Normal and malformed caudal fin of yellow grouper Epinephelus awoara

在鱼类人工繁殖过程中,影响鱼类骨骼发育异常的因素较多,如水流、光照、水温、细菌感染、营养状况等。对真鲷和狼鲈的研究表明,脊柱前凸主要与仔鱼的开鳔率有关[10]。金枪鱼吻部的骨骼畸形主要是因其受应激时冲撞水槽壁所致[13]。Kanazawa等[21]研究表明,饲料中添加磷脂可以降低香鱼仔鱼下颌和脊椎的畸形率,另一方面,用n-3 HUFA强化剂强化生物饵料可以减少七带石斑鱼的骨骼畸形[16]。饲料中过剩的维生素D会引起牙鲆脊柱畸形和狼鲈头部骨骼畸形[22-23]。本研究中,试验鱼是从室内人工培育的苗种中挑选出来的,在取样过程中发现,由同一批受精卵孵化的鱼苗,放在不同的育苗池培育,其鱼苗的畸形率差别也很大,且骨骼畸形率高的苗池往往成活率较低。由此作者认为,由遗传因素导致骨骼畸形的可能性较小,培育条件不适或饵料营养缺陷可能是诱导骨骼畸形的主要原因。骨骼畸形会影响鱼的摄食和游泳能力,进而导致鱼苗体质变弱,生长变缓,抵抗病害和逃避同类相残的能力下降,造成育苗成活率低下。本研究中只对青石斑鱼骨骼异常的形态特征进行描述,并未对仔稚鱼培育过程中骨骼的发育进行全程跟踪观察,对于产生各种骨骼畸形的具体原因尚不清楚,还有待今后进一步研究。

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WANG Qiu-rong,BI Jian-gong,LIN Li-min,WANG Zhi-yong
(Key Laboratory of Healthy Mariculture for the East China Sea,Ministry of Agriculture,College of Fisheries,Jimei University, Xiamen 361021,China)

Abstract：The skeletal abnormalities of vertebral column and fins were studied in juvenile yellow grouperEpinephelus awoaraby double staining technique.The results showed that the deformities in the vertebral column such as lordosis,scoliosis,kyphosis and fusion were observed.Abnormal dorsal fins were found to display the fork of proximal pterygiophore and existence of a cartilage fragment.However,the abnormalities in anal fin showed only a fork of proximal pterygiophore.The caudal fin deformities showed only one or two pieces of epural while the normal fish has three pieces of epural.

基金项目：福建省自然科学基金资助项目 (2007J0331);国家 “863”计划项目 (2006AA10A405);集美大学科研基金资助项目(ZQ2005002);创新团队基金资助项目 (2006A001)