斑马鱼性腺促熟及早期发育模式

斑马鱼性腺促熟和早期发育模式
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一、目的与要求：
1、掌握斑马鱼性腺促熟和产卵调控技术。

2、加深硬骨鱼早期形态发育模式的理解。

二、实验内容：
（一）斑马鱼性腺促熟和产卵调控。

1、斑马鱼特性：
斑马鱼一般4月龄性成熟，5月龄鱼繁殖较好；繁殖周期短，一般7天左右。

雌雄分辨：雌性（偏银灰色，体形丰满，腹部膨大、松软，仰腹可见有明显的卵巢轮廓，手摸富有弹性）；雄性（偏柠檬色，腹部扁平，身材显得修长）。

【如图一、图二】
图一：雄鱼图二：雌鱼
精、卵体外受精，体外发育，且速度快。

发育速度与温度密切相关：在25℃的培养条件下，从受精卵到孵化约需36h；在28℃的培养条件下，从受精卵到孵化约需24h，即胚胎发育成熟。

2、斑马鱼繁殖准备：
将亲鱼雌、雄分开饲喂2～3天（要在饲养箱中加一玻璃隔板，将雌、雄分开，但同时相互之间又要能够看到），繁殖时将雌、雄按1：1或2∶1比例放入产卵池中进行产卵受精。

在此过程中一般采用10h光照，14h黑暗的光周期。

斑马鱼一般在混合的次日凌晨产卵，为防止亲鱼吞噬鱼卵，可用网孔2～3mm的网将亲鱼限制在产卵池的上半部活动，以防止亲鱼吞吃鱼卵。

每条雌鱼可产卵300～1000粒。

（二）斑马鱼早期发育观察：
斑马鱼早期胚胎发育主要有以下七个时期（附有相应的时间）：
（1）合子期Zygote Period(0-0.75h)
（2）卵裂期Cleavage Period(0.75-2.2h)
（3）囊胚期Blastula Period(2.25-5.25h)
（4）原肠胚期Gastrula Period(5.3-10h)
（5）体节期Segmentation Period(10-24h)
（6）咽期Pharyngula Period(24-48h)
（7）孵化期Hatching Period(48-72h)
斑马鱼各时期的特征及图片如下：
（1）合子期：
特征：卵质由植物极向动物极一端流动，最后在卵的动物端形成一个充满卵质的“帽子”这标志着胚的形成。

【图三】斑马鱼胚胎发育合子期模式图和照片：
实验中，由于我小组是晚上组，未能观察到合子期的斑马鱼胚胎，以上图片来源于实验课件。

按照以往经验，斑马鱼胚胎的合子期大约需0.75h。

（2）卵裂期：
特征：在该发育期中，斑马鱼胚胎共需卵裂6次，大约每间隔15~20min分裂一次。

分裂发生在合子期形成的胚盘区域，斑马鱼的卵裂属于不完全卵裂中的盘状卵
裂。

前四次为经裂，后几次既有经裂也有纬裂。

在整个卵裂过程中，卵裂球越
分越小，胚胎整体的体积不增大。

到后来，分裂球的层数增加，将逐步发育形
成囊胚。

【图四】斑马鱼胚胎发育卵裂期模式图和照片：
以上图片来源于实验课件。

按照经验，卵裂期约从0.75h-2.2h。

总共经历约1.5h。

（3）囊胚期：
特征：斑马鱼的囊胚期分为高囊胚、中囊胚、低囊胚三个阶段，卵裂期胚质上流和卵裂细胞不断增多，胚盘逐渐增高，至中期囊胚（中囊胚），增殖速度减慢，且胚盘细胞沿卵黄四周下包，胚盘变矮成为低囊胚。

囊胚期始于128细胞期，再经2次分裂进入斑马鱼中期囊胚转换期，此期为母型调控向合子型调控过渡的时期，合子基因开始转录，细胞分裂变慢，细胞移动明显。

胚胎细胞分三类：与卵黄接触的卵黄多核层(YSL)细胞、位于胚盘最外层的表胚层(EVL)细胞和上述二者之间的深层细胞(deep cells)。

仅深层细胞发育为胚胎本体组织。

【图五】斑马鱼胚胎发育囊胚期模式图和照片：
以上图片来源于实验课件。

按照经验，囊胚期约从2.25h-5.25h。

共经历约3个小时，
（4）原肠胚期：
特征：斑马鱼的原肠胚分为原肠早期、原肠中期、原肠晚期三个阶段。

原肠早期是胚盘下包到卵黄的一半时胚胎，此时胚环最大，背唇呈新月形，此时也是胚盾的开始（胚盾细胞参与脊索-中胚层-内胚层细胞的分化，但在原肠胚时期三部分未分开），原肠中期是胚盘下包到卵黄的约2/3时，由于细胞不断集中于胚环的一处，致使该处呈一盾状隆起，即胚盾。

此时胚盾明显拉长，构成下胚层。

原肠晚期是胚盘下包整个胚胎约3/4时，此
时胚盾更为明显，胚体将在胚盾处建成。

【图六】斑马鱼胚胎发育原肠胚期模式图和照片：
以上模式图来源于实验课件，照片的原肠中期来源于课件，原肠早期和晚期是实验照片。

按照实验记录，原肠期约从13h-20h。

共经历约7个小时。

（5）体节期：
特征：在斑马鱼体节期，胚体逐渐下包，之后依次经过胚孔封闭（1~2体节）、视泡出现（3~5体节）、听板出现（15~16体节）、嗅窝出现（17~19体节）、晶体形成（20~21体节）、心跳期（25体节）、视杯出现色素（26~27体节），之后将逐渐发育至咽期。

【图七】斑马鱼胚胎发育体节期模式图和照片：
以上模式图来源于实验课件，照片2~10体节来源于课件，其余的是实验照片。

按照实验记录，体节期约从20h-42h。

共经历约22个小时。

（6）咽期：
特征：斑马鱼发育24h时已出现心跳.；48h时已形成功能化的心脏。

斑马鱼胚胎的体形更接近于成鱼。

【图八】斑马鱼胚胎发育咽期模式图和照片：
以上模式图来源于实验课件，照片是实验照片。

按照实验记录，咽期约从42h-80h。

共经历约38个小时。

（9）孵化期：
特征：斑马鱼胚胎冲破卵膜成为可以自由游动的小鱼。

此时可见跳动的内有浅红色血液流动的有功能的心脏，整个鱼体形成了较完整的循环系统（如背部大动脉等），
有的小鱼还有小鱼鳍。

【图九】斑马鱼胚胎发育孵化期模式图和照片：
以上模式图来源于实验课件，照片是实验照片。

按照实验记录，孵化期约从80h-87h。

共经历约7个小时。

三、实验分析：
1、斑马鱼胚胎发育速度[1]：
【*由于实验允许时间不够，部分斑马鱼未能按时孵化出来，只记录到第87h。

】
[1]实验中由于恒温培养箱的示数与实际温度很不相符，而后期（约80h）又提高温度，
以促进发育速度，故整个实验过程的温度并不恒定，暂以25℃为准。

四、思考题：
1、鱼类生殖调控的机制：
发育时期：原肠期体节期咽期孵化期
时间起止总计时时间起止总计时时间起止总计时时间起止总计时28℃经验值： 5.3h-10h 4.7h10h-24h14h24h-48h24h48h-72h24h 25℃实验值：13h-20h7h20h-42h22h42h-80h38h80h-87h*7h*
答：鱼类生殖调控受外界环境的影响很大，鱼类性腺发育、成熟及产卵必须在各自特定的环境条件下完成，其中以光照和温度的调节作用最为明显。

此外，营养、水质
等条件也起着重要作用。

举例：如光照，光照的长短影响许多鱼类的性腺发育和成熟、产卵。

鱼类性腺的
周期变化受环境和季节变化的影响，这种季节变化中最主要的刺激因素是光照。

春
夏产卵的鱼类，卵母细胞的营养物质形成与蓄积过程是处于日照逐渐加长，水温逐
渐升高的时期；秋季产卵的鱼类卵母细胞的营养物质形成与蓄积过程则处于日照逐
渐缩短，水温逐渐下降的时期，因而利用延长光照可以使春夏产卵的鱼类提前产卵，
利用缩短光照可以使秋冬产卵的鱼类提前产卵。

又如温度：水温是影响鱼类性腺发育、成熟和产卵的重要因素，主要作用在于影响鱼类性腺成熟速度，因此可以通过控制水温控制鱼类产卵期。

又如营养物质：营养物质既是鱼类生生长所必需的，又是其生殖所必需的。

有供能作用、有调节作用等营养物质，如维生素C可以防止精子DNA氧化，从而提高受精率、孵化率等。

又如水质：水质中最主要的影响因素有温度、溶解氧、水流、盐度等。

盐度对某些鱼类（尤其是海洋鱼类）性腺发育起积极作用。

而水流刺激和充足氧是促进鱼类性腺发育成熟产卵的最有效的方法。

其他因素如亲鱼种群、雌雄性比、雌鱼的体型以及亲鱼的年龄等都会影响性腺发育和产卵。

总之：鱼类中枢系统将这些促进性腺发育和产卵的信号传到下丘脑，通过下丘脑分泌促性腺激素释放激素作用于脑垂体，由脑垂体分泌性腺激素直接作用于性腺，使鱼类性腺发育成熟，促进生殖过程。

2、鱼类常见性腺促熟和人工繁殖技术:
答：鱼类常见的性腺促熟及人工繁殖技术如：
1、亲鱼培养池的选用。

亲鱼培养池优先选用圆形，并依据不同的鱼种选择其大小和有
效水深。

要有排污口、控温装置（如预热装置、热交换器等）、充氧装置等。

2、亲鱼的选择和放养。

亲鱼不论野生还是养殖的，都应选择体型标准、体色正常、健
康无病、无伤的个体，亲鱼的鱼龄也要精心选择，亲鱼雌雄比例要精确控制。

3、投饵。

针对不同的鱼种选择适当的饵料、日投饵量和日投料次数等。

有时还需加入
一定得卵磷脂以提高卵质，
4、水温控制。

水温控制是调控鱼类产卵的最主要的手段和方法。

通常要根据特定鱼种
在不同的季节选用不同的水温，以保证产卵亲鱼性腺的发育和持续产卵。

5、水交换量。

因为要选择特定的水温，所以进水量、出水量及控温装置要组合搭配好，
以使水温稳定的维持在某一温度环境下。

6、光照控制。

光控时间的安排既受生产条件与生产计划的影响又受鱼类的生理特性的
影响。

7、病害防治。

为防止亲鱼被寄生虫附着或感染疾病，影响性腺发育，一般在控温、控
光前对水槽进行彻底消毒，必要时倒池，并对亲鱼进行药浴或淡水浴。

杜绝调控期间发生病害。

五、参考文献：
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