第四章、鱼类的人工繁殖
第V期 卵巢青灰色,松软,卵巢内充满成熟卵子, 卵粒大而饱满,呈游离状态,极易被挤出或自 行流卵,大量卵子进入卵巢腔,完成排卵过程。 从第Ⅳ期末过渡到第V期,一般只需数小时, 如果排卵后,卵子不能马上产出,便会过熟而 失去受精能力。 第Ⅵ期 产过卵不久或退化吸收的卵巢,卵巢缩小, 呈深红色,其中有许多残卵。
第一节
鱼类的繁殖生物学
鱼类人工繁殖的成败主要取决于对鱼类性腺发育程 度的认知和掌控,而鱼类性腺的发育又受鱼体自身神经 和内分泌系统的内在的控制以及环境因素的共同影响。
一、鱼类性腺发育规律
1.主要养殖鱼类卵的发育,成熟过程:卵原细胞→初级卵母细胞→ 次级卵母细胞→成熟卵。鱼类的卵从卵原细胞开始到发育成熟的 卵子需经过三个时期:①卵原细胞的繁殖期;②卵母细胞的生长 期;③卵子的成熟期。 (1)卵原细胞的繁殖期 卵原细胞进行的是有丝分裂,使卵原细胞的数目不断增加,经若干 次分裂以后就形成了许多处于同步发育阶段的卵原细胞。这时有 丝分裂停止。细胞开始从数目增加变成体积增大也就是生长,由 卵原细胞向初级卵母发育,这一时期,叫第一时相卵原细胞,以 此时期为主的卵巢,就叫第Ⅰ期卵巢。这一般都是性腺刚刚开始 发育的幼鱼。
鱼类卵黄的积累有两种途径:卵黄的发生也可由两种方式结合进行。
一是内源性卵黄发生:卵母细胞的一部分卵黄由卵母细胞自身合成, 称为内源性卵黄发生,主要在卵黄发生的早期阶段。 二是外源性卵黄发生:大量的卵黄蛋白来自肝合成的卵黄前体(卵 黄蛋白原),再由卵母细胞将其转化成卵黄蛋白,主要在卵黄发 生的中、后期阶段,以卵黄颗粒的形式大量、迅速地积累。 此时初级卵母细胞就算已发育完善。此时的叫第Ⅳ时相初级 卵母细胞,卵巢也叫第Ⅳ期卵巢。为产卵前的性成熟个体。实际 上此期最长,也是整个性腺发育过程中体积最大时,此时的体积 要比卵原细胞大几十到百倍。此期长短和营养与生长期有关。这 也是决定性腺成熟早迟的主要原因。
第四章、主要养殖鱼类的人工繁殖
第一节 鱼类人工繁殖的生物学 鱼类性腺发育、中枢神经系统和内分泌系统在鱼类 繁殖中的作用、影响鱼类性腺发育的环境因素。 第二节 四大家鱼的人工繁殖 亲鱼培育、催情产卵、受精卵的孵化 第三节 鲤鱼鲫鱼团头鲂的人工繁殖
鱼类人工繁殖是指根据鱼类自然繁殖习性,在人为条 件下控制鱼类发育、成熟、产卵和孵化的技术措施。目的 是有计划地大量生产鱼苗,为水产养殖的持续发展提供物 质基础。 鱼类人工繁殖是渔业生产的基础,也是非常重要的一 个生产环节。学习本章内容有两个目的:一是掌握常见鱼 类的人工繁殖技术;二是通过掌握鱼类人工繁殖的基本原 理、过程和方法,去研究和突破其它鱼类的人工繁殖方法。 为渔业资源合理开发和保护打基础。 我国虽然有悠久的养殖鱼类的历史,但鱼类人工繁殖 的研究历史却很短,国外早在19世纪后期就开始对鱼类的 大规模人工繁殖,而我国直到解放后才开始进行研究,到 1960年前后四大家鱼人工繁殖才获得成功,1980年以后, 鱼类人工繁殖发展很快,先后有几十种鱼类人工繁殖获得 成功,极大地促进了渔业养殖的发展。由此可以看出人工 繁殖对于渔业发展的重要性。
2 精子的发生和精巢的成熟过程 (1)鱼类精子的发生 是在精巢中经过增殖、生长、成熟和变态几个连 续的时期进行的。 ①精原细胞的增殖 由原始生殖细胞分化成精原细胞。精原细胞圆形,体 积较大,直径为9~15微米,具有分裂能力,使其数 量增多。 ② 生长 精原细胞停止分裂后生长发育成为初级精母细胞,呈 圆形或椭圆形,直径比精原细胞小,平均为4~5.5 微米。
3、性周期和繁殖力 (1)性周期 各种鱼类都必须生长到一定年龄才能达到性成熟, 此年龄称为性成熟年龄。当性成熟的鱼第一次产卵或 排精后,性腺即定期的按季节周期性地发生变化,称 为性周期。 在池养条件下,四大家鱼的性周期基本上是相同 的,一般每年只有一个性周期。在未达性成熟年龄之 前,性腺只能发育到第Ⅱ期。
由第Ⅳ期到第Ⅴ期主要受生态条件影响:特别是水温、 流水、水质、鱼巢以及异性等的刺激。一般来说,性 成熟的亲鱼在良好的生理、生态条件下,都能顺利由 第Ⅳ期向第Ⅴ期过渡完成产卵。产后的卵巢就成为第 Ⅵ期卵巢。此时卵巢还需经过一系列变化,为来年产 卵做为准备。变化包括:卵母细胞的退化吸收 ( 包括 处于第Ⅲ、第Ⅳ时期进一步成熟至排卵的卵母细胞, 以及过熟卵 ) 首先由滤泡上皮细胞,分泌物质使卵膜 破裂,使核质溶为一体,并被滤泡细胞以及外周的结 缔组织吸收,运回母体作为营养。吸收的同时,新一 代的性细胞又开始发育,在吸收结束时,卵巢又回到 第Ⅱ期。
③ 成熟: 初级精母细胞经第一次成熟分裂成为次级精母细胞, 呈圆形,较小,直径为3.5~4微米。次级精母细胞在 发生中存在的时间是短暂的,紧接着进入第二次成熟 分裂成为精子细胞,该细胞小,核大,细胞质少,直 径为2.5微米。 ④ 变态 精子细胞经过复杂的变态期,发育成为精子。精子是 精巢中最小的一种细胞,多数鱼类精子由头、颈、尾 三部分组成,头部直径一般为1~2.5微米
开始性周期变化的鱼类(在长江流域),冬季(11月到 翌年1月)卵巢处于Ⅱ~Ⅲ期,精巢处于Ⅲ期。春季(2~4 月),卵巢处于Ⅲ~Ⅳ期,精巢处于Ⅳ期。4月上、中旬 (清明前后)是性腺发育的一个转折点,卵巢中卵母细胞 迅速积累卵黄而很快生长、增大,精巢中已形成大量精 子细胞并开始发育成精子。夏季(5~7月),卵巢进入V期, 充满大量成熟的卵子,雌鱼腹部膨大,能挤出卵子。精 巢也进入V期,轻压腹部能流出大量精液,此时是人工 催产的好时机。秋季(8~10月),卵巢显著萎缩,进入Ⅵ 期,老一代卵子已经退化吸收,逐渐出现新生一代的卵 子。精巢也显著缩小进入Ⅵ期,精巢中残余的精子已经 退化吸收,再进入一个新的周期性循环。
(3)成熟期 大生长期完成后,卵已经具备了所有的物质条件,体 积不再增大。但此时仍为二倍体,即核的变化尚未完成, 不能受精。成熟期主要就是细胞核的成熟过程:染色体复 制,并进行连续两次减数分裂。初级卵母细胞在进行第一 次分裂后释放出一个极体,成为次级卵母细胞,次级卵母 细胞又进行第二次分裂,并停留在分裂中期,此时卵即达 到成熟,即为成熟期。但此成熟和生产上的亲鱼成熟不一 样,后者指卵巢发育到第Ⅴ期,可以催产。在其他因素的 刺激下,即可溶解滤泡,使之成为游离的成熟卵子而产出 体外,这一过程也叫排卵。排卵是在垂体促性腺激素作用 下,激发卵巢,分泌雌激素,并使滤泡细胞中水解酶激活, 使滤泡解体,释放出成熟的卵子。成熟期很短,仅几小时 或十几小时,此前一直停滞在第Ⅳ期。
卵原细胞 增殖期 小生长期Fra bibliotek第一期卵巢
卵原细胞进行有丝分裂,增加细胞数量,由第一时相卵原细 胞组成,细胞小,卵径约5-15微米,核占直径的一半。外观: 此时的卵巢仅为一对宽约1mm左右的白色半透明的细线,紧 贴于体腔膜上,无法分辨雄、雌。一生只出现一次 此时只是原生质的不断增加,使初级卵母细胞的体积增大,但 无卵黄的积累,故也叫原生质生长期。这一时期的初级卵母细 胞,称第二时相初级卵母细胞。此时的卵巢叫第Ⅱ期卵巢 。 细胞为多角形或圆形,开始变大,d=0-320微米,核仍较大, 卵内无卵黄。外观:呈扁带状,宽约10mm,白色透明,肉眼 看不到卵粒。但能见到卵巢表面有微血管分布。 此期是卵黄的积累初期,d=300-500微米,卵外有两层滤泡。 外观:卵巢呈青灰色,宽约2cm左右,肉眼已能分辨出卵粒,但 相互粘连在一起,卵巢中血管分布明显 此期是卵黄的积累后期,卵黄充满全部细胞质部分 ,此时 的体积要比卵原细胞大几十到百倍,d=500-1100微米。此 期的卵巢呈长囊状,宽4.5cm充满整个腹腔,卵巢占体重1520%,卵巢膜有粗血管网分布,卵粒大而饱满,已能分离。 卵巢一般为青灰色,但也有黄色或棕黄色的。
(2).精巢的成熟分期
根据精巢在发育过程中,精细胞的形态结构及精 巢本身的组织特点,可将精巢分为六期。
第Ⅰ期: 精巢细线状,半透明,肉眼不能辨别雌雄, 精巢中存在分散的精原细胞。此期精巢在鱼类一生中 只有一次。 第Ⅱ期: 精巢细带状,半透明,肉眼可以分辨雌雄, 精巢内精原细胞增多,排列成群。 第Ⅲ期: 精巢圆柱形,粉红色,精巢内主要存在大量 初级精母细胞。鱼类排精后一般就退回到此期。
(2)生长期:可分为小生长期和大生长期。 ①小生长期:此时只是原生质的不断增加,使初级卵母的体积增大, 但无卵黄的积累,故也叫原生质生长期。此期到卵膜外形成一层扁 平的滤泡细胞时结束,此单层滤泡细胞也叫壶腹。处在这一时期的 初级卵母细胞,称第二时相初级卵母细胞。此时的卵巢叫第Ⅱ期卵 巢,这是性成熟前的个体。 ②大生长期:由于鱼胚胎发育不能单靠卵的原生质,而需积累高浓度 营养物质,也就是初级卵母细胞仍需继续吸收营养,增大体积。并 将吸收的营养转化为卵黄颗粒,此即为大生长期的开始,也就是说 此期是卵黄的积累期。
第Ⅳ期: 精巢袋状,乳白色,精巢中有初级 精母细胞、次级精母细胞、精子细胞。 第V期: 精巢块状,丰满,乳白色,其中充 满大量精子及部分变态期的精子细胞。轻压腹 部,有大量乳白色精液流出。 第Ⅵ期: 精巢枯萎缩小,细带状,淡红色, 挤不出精液,精子已排出,精巢中仅有少量初 级精母细胞和精原细胞及残留的精子。
(2).卵巢的成熟和分期 根据卵巢在发育过程中,卵细胞的形态结 构和卵巢本身的组织特点,可将卵巢分为六期。 第Ⅰ期 卵巢为透明的细线状,肉眼不能区分雌雄,卵 巢中以卵原细胞为主。鱼类Ⅰ期卵巢终生只出 现一次。 第Ⅱ期 卵巢扁带状,肉红色,肉眼看不到卵粒,卵巢 中以处于小生长期的卵母细胞为主体。Ⅱ期卵 巢既可以是直接发育而来,也可以是产过卵或 退化到第Ⅱ期的卵巢。
第二期卵巢
大生长期
第三期卵巢 第四期卵巢
成熟期 第五期卵巢
体积不再增大,完成生长成熟。但此时仍为二倍体,即核 的变化尚未完成,不能受精 。生长成熟的卵细胞在内源或 外源性激素的刺激下,进行两次连续的减数分裂,并停留 在第二次分裂中期,等待受精。这一过程叫生理成熟。在 其他因素的刺激下,即可溶解滤泡,使之成为游离的成熟 卵子而产出体外,这一过程也叫排卵。成熟期很短,仅几 小时或十几小时,此前一直停滞在第Ⅳ时期。由第Ⅳ到第 Ⅴ主要受生态条件影响:特别是水温、流水、水质、鱼巢 以及异性等的刺激。一般来说,性成熟的亲鱼在良好的生 理,生态条件下,都能顺利由第Ⅳ向第Ⅴ过渡完成产卵。 滤泡开始解体,释放出游离的成熟卵子进入卵巢腔卵透明 如玉,轻压腹部,卵即从生殖孔流出。外观:卵巢松软。