中華絨螯蟹性別分化過程的形態(tài)學(xué)觀察

中華絨螯蟹性別分化過程的形態(tài)學(xué)觀察

中國(guó)綠鷺肉美觀，食用和藥用價(jià)值很高。就像雄蟹，它也受到消費(fèi)者的喜愛。這是中國(guó)綠鷺雌性繁殖的重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值和理論意義。通過促雄腺移植的方法獲得雄性化的雌體,并產(chǎn)生全雌性后代的研究已屢見報(bào)道,雌體移植造雄腺后的雄性化程度與其手術(shù)前性別的分化完全與否密切相關(guān)。但迄今為止,有關(guān)中華絨螯蟹性別分化方面的研究開展較少。本文從形態(tài)學(xué)、組織學(xué)和組織化學(xué)方面研究了其后期的性別分化過程。1材料和方法1.1月分隔圖們路試驗(yàn)用中華絨螯蟹于1996年5月-1997年4月分批取自上海水產(chǎn)大學(xué)南匯養(yǎng)殖場(chǎng)和圖們路農(nóng)貿(mào)市場(chǎng),背甲寬(背甲第四側(cè)齒之間的寬度)5～55mm,背甲長(zhǎng)(額緣與后緣之間的長(zhǎng)度)4.7～50mm。1.2方法1.2.1研究?jī)?nèi)容和方法共取雌蟹66尾,雄蟹48尾,觀察幼蟹至成蟹腹部形態(tài)的變化,并對(duì)背甲寬、背甲長(zhǎng)、腹部寬(腹部第一腹節(jié)寬)、腹部長(zhǎng)、最長(zhǎng)腹節(jié)長(zhǎng)、腹甲上方三角形的寬和高(腹甲的1、2、3節(jié)愈合成三角形,寬和高即為三角形的底和高)等進(jìn)行測(cè)量,觀察腹部最寬的腹節(jié)(最寬腹節(jié))的變化并測(cè)量其大小,所得數(shù)據(jù)用Excel97軟件統(tǒng)計(jì)處理并作圖。1.2.2精-伊紅染色解剖活體取出各發(fā)育時(shí)期雄蟹的精巢和雌蟹的卵巢,用Bouin氏液固定,常規(guī)石蠟切片,切片厚約6～7μm,Delafield氏蘇木精-伊紅染色,OlympusBH-2型顯微鏡觀察、攝影。1.2.3石蠟切片組解剖活體取出各發(fā)育時(shí)期河蟹的性腺,用Carnoy氏液固定,常規(guī)石蠟切片。用Fleugen反應(yīng)顯示核酸,茚三酮-Schiff反應(yīng)顯示蛋白質(zhì),PAS反應(yīng)顯示多糖,OlympusBH-2型顯微鏡攝影。2結(jié)果2.1蟹的腹節(jié)形態(tài)當(dāng)背甲寬5.0mm、長(zhǎng)4.7mm時(shí),雌雄河蟹在外觀上幾乎沒有差別,腹部都呈三角形。隨著生長(zhǎng),雄蟹腹部仍保持原來的三角形,雌蟹腹部逐漸變圓,并覆蓋住頭胸部的整個(gè)腹面。雄蟹在發(fā)育過程中腹部形態(tài)沒有明顯變化,第三腹節(jié)始終最寬(表1)。當(dāng)背甲寬大于27mm時(shí),最寬腹節(jié)寬與腹部寬開始出現(xiàn)分離,后者與背甲寬的比率基本不變,而前者與背甲寬的比率則慢慢增大,由此表明,第一腹節(jié)生長(zhǎng)變慢(圖1)。雌蟹腹部形態(tài)則變化明顯,當(dāng)背甲寬小于18mm時(shí),腹部形態(tài)和雄蟹相似,第一腹節(jié)和第三腹節(jié)等寬,且其和背甲寬的比率與雄蟹的對(duì)應(yīng)值相近。隨著生長(zhǎng),雌蟹腹部生長(zhǎng)速度加快(圖2),最寬腹節(jié)不斷變化,從第一腹節(jié)逐漸向第五腹節(jié)轉(zhuǎn)變(表1)。此外,雌、雄河蟹形態(tài)測(cè)量參數(shù)表明(表2),上方三角形高/寬、最長(zhǎng)腹節(jié)長(zhǎng)/背甲長(zhǎng)的值,在雄蟹和雌蟹之間差異極為顯著(P<0.01);腹部寬/背甲寬、腹部長(zhǎng)/背甲長(zhǎng)的值,在雄蟹和雌蟹之間無顯著差異(P>0.05)。在雌雄河蟹的生長(zhǎng)過程中,最長(zhǎng)的腹節(jié)均是第六腹節(jié),但其生長(zhǎng)情況在兩者不盡一致。雄蟹最長(zhǎng)腹節(jié)長(zhǎng)與背甲長(zhǎng)的比率隨背甲的增大而減小,而雌蟹則相反,且最長(zhǎng)腹節(jié)長(zhǎng)與背甲長(zhǎng)的比值大于雄蟹,說明同樣大小的個(gè)體,雌蟹第六腹節(jié)長(zhǎng)于雄蟹(圖3,4)。2.2中國(guó)毛蟹在發(fā)育過程中的形態(tài)形態(tài)變化2.2.1月內(nèi)卵母細(xì)胞的發(fā)育蟹苗生長(zhǎng)至翌年3月下旬,背甲寬40mm、長(zhǎng)37.2mm、體重26g的中華絨螯蟹雌體,其卵巢形態(tài)肉眼可辨。早期的卵巢很小,位于心臟和內(nèi)腸道的背面,呈透明狀,約3mm大小,左右各一,主要由疏松結(jié)締組織和內(nèi)生殖上皮構(gòu)成。原始生殖細(xì)胞團(tuán)緊貼于內(nèi)生殖上皮的側(cè)面,原始生殖細(xì)胞呈圓形,核大而明顯,胞質(zhì)呈弱嗜堿性(圖版Ⅰ-1)。至6月下旬,卵巢外觀呈白色。卵巢內(nèi)仍有大量疏松結(jié)締組織和內(nèi)生殖上皮,內(nèi)生殖上皮將卵原細(xì)胞分隔成一個(gè)個(gè)發(fā)育區(qū)(圖版Ⅰ-2)。各發(fā)育區(qū)內(nèi)主要以小生長(zhǎng)期的初級(jí)卵母細(xì)胞和卵原細(xì)胞為主。卵巢發(fā)育到一定階段,約7月上旬,各發(fā)育區(qū)之間逐漸匯合,基本具有卵巢的整體形態(tài)(圖版Ⅰ-3),卵巢內(nèi)仍然以卵原細(xì)胞和小生長(zhǎng)期的初級(jí)卵母細(xì)胞為主,已有大量濾泡細(xì)胞。至9月份,卵巢呈H形,白色,卵巢內(nèi)已開始有大生長(zhǎng)期1的初級(jí)卵母細(xì)胞形成,其周圍已有單層濾泡細(xì)胞包圍(圖版Ⅰ-4)。10月份,卵巢體積已較大,呈淺咖啡色,其中已有大生長(zhǎng)期2的初級(jí)卵母細(xì)胞形成,濾泡細(xì)胞成極薄的扁平細(xì)胞層,緊貼在初級(jí)卵母細(xì)胞的周圍(圖版Ⅰ-5)。此外,卵巢中尚有各級(jí)卵細(xì)胞并存。11月份的卵巢已呈豆沙色,幾乎充滿整個(gè)體腔,卵巢內(nèi)主要以成熟前期的初級(jí)卵母細(xì)胞為主(圖版Ⅰ-6)。至12月份時(shí),卵子已基本成熟,卵巢呈深豆沙色,充滿整個(gè)體腔,卵粒明顯,已從濾泡腔中游離出來,核消失。2.2.2精細(xì)胞在成熟和分化精巢的發(fā)生早于卵巢,3月下旬,精巢已初步具有完整的形態(tài)。在精巢發(fā)育早期,各生精小管之間有很多結(jié)締組織相隔,結(jié)締組織內(nèi)有許多血竇,此時(shí)生精小管內(nèi)精原細(xì)胞占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)(圖版Ⅰ-7)。雄蟹生長(zhǎng)至6月份,精巢內(nèi)已開始有初級(jí)精母細(xì)胞和次級(jí)精母細(xì)胞形成(圖版Ⅰ-8)。7月份,精巢內(nèi)已經(jīng)有精細(xì)胞形成,各個(gè)生精小管中,精細(xì)胞發(fā)育并不同步。一般自10月份至翌年3月,精巢內(nèi)精細(xì)胞處于分化后期,組織切片觀察發(fā)現(xiàn):生精小管內(nèi)有許多未成熟的精子鑲嵌在營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞質(zhì)突形成的網(wǎng)格上(圖版Ⅰ-9)。在發(fā)育較早的河蟹,精巢內(nèi)精子成熟后已從生精小管內(nèi)釋放,使生精小管內(nèi)留下很多空腔(圖版Ⅰ-10)。2.3中國(guó)毛蟹在發(fā)育過程中的形態(tài)變化2.3.1母生殖生殖細(xì)胞的組織化學(xué)變化卵巢發(fā)育過程中各級(jí)卵細(xì)胞過碘酸-Schiff反應(yīng)顯示糖類(PAS反應(yīng))和茚三酮-Schiff反應(yīng)顯示蛋白質(zhì)的結(jié)果如表3所示。2.3.2精細(xì)胞陽性與核內(nèi)染色質(zhì)的關(guān)系各級(jí)精細(xì)胞Feulgen反應(yīng)核均為陽性,且當(dāng)發(fā)育至精細(xì)胞時(shí),核開始呈強(qiáng)陽性,這與它們隨著發(fā)育體積不斷縮小,核內(nèi)染色質(zhì)高度濃縮有關(guān)(表4)。3討論3.1蟹的生長(zhǎng)和形態(tài)許步劭等認(rèn)為,河蟹從第一期幼蟹雌雄性別便已開始分化,雌蟹有4對(duì)腹肢,雄蟹具2對(duì)交接器。此時(shí)從外形上較難看出兩者有何區(qū)別。本文研究表明,同一性別的河蟹腹部上方三角形高與寬之比,在其生長(zhǎng)過程中基本保持恒定。雌蟹腹部上方三角形的寬約為高的兩倍,而在雄蟹,其比率遠(yuǎn)小于2。據(jù)此,在雌蟹腹部尚未發(fā)生明顯變化時(shí),在不損傷蟹體的情況下可快速地判斷河蟹性別。雄蟹在生長(zhǎng)過程中腹部形態(tài)基本保持不變,而雌蟹則變化明顯,這和日本絨螯蟹(Eriocheirjaponicus)變化趨勢(shì)基本一致,但最寬腹節(jié)數(shù)具體轉(zhuǎn)變的個(gè)體大小并不完全一樣。日本絨螯蟹背甲寬為20mm以下時(shí),最寬腹節(jié)為第一腹節(jié),20～30mm時(shí)為第三腹節(jié),30～50mm時(shí)為第四腹節(jié),50mm以上時(shí)為第五腹節(jié)?？赡芤?yàn)閮烧弋吘共粚偻环N,形態(tài)上有其特定的差異。3.2精巢發(fā)育的期次當(dāng)背甲寬約40mm,體重26g時(shí),卵巢內(nèi)有原始生殖細(xì)胞團(tuán)形成,但不能確定此時(shí)就是卵巢剛發(fā)生的最早階段。吳嘉敏和姜新耀發(fā)現(xiàn)體重為13.33g的雌扣蟹就有卵巢形成,并有大量的卵原細(xì)胞;王丹等則發(fā)現(xiàn)河蟹的性腺分化時(shí)間更早,個(gè)體在0.2～1.2g的雌蟹就具單獨(dú)的細(xì)胞團(tuán),以后發(fā)育成左右卵巢;而薛魯征等的研究表明,河蟹生長(zhǎng)至翌年4-6月份,卵巢處于第一期。我們的試驗(yàn)結(jié)果和后者接近,而與前兩者相差甚遠(yuǎn),原因可能在于前兩者都是以研究河蟹性早熟現(xiàn)象為出發(fā)點(diǎn),而我們更注重于性腺的發(fā)育過程。精巢的發(fā)生早于卵巢,河蟹幼體生長(zhǎng)至第二年的3月下旬,卵巢雛形剛形成時(shí),精巢已初步具有完整的形態(tài),生精小管已形成,并已有精原細(xì)胞。但精巢發(fā)育過程中變化的連續(xù)性不如卵巢容易分辨,因此較難分期。另外,精巢中精子出現(xiàn)的時(shí)間早于成熟期初級(jí)卵母細(xì)胞,一般在10月份,生精小管中就有精子形成,而成熟期初級(jí)卵母細(xì)胞則要到12月份才能形成。因此,如考慮促雄腺移植時(shí)雄蟹應(yīng)取月齡更小者。對(duì)性腺組織化學(xué)研究表明,卵母細(xì)胞中蛋白質(zhì)的積累早于糖類物質(zhì)的積累。當(dāng)卵細(xì)胞發(fā)育至小生長(zhǎng)期初級(jí)卵母細(xì)胞時(shí),就開始了卵黃物質(zhì)中蛋白質(zhì)的積累,茚三酮-Schiff反應(yīng)胞質(zhì)呈淡粉紅色(圖版Ⅱ-1);而多糖物質(zhì)積累則始于大生長(zhǎng)期1的初級(jí)卵母細(xì)胞,PAS反應(yīng)顯示,細(xì)胞質(zhì)中與核呈同心圓排列的一圈細(xì)胞質(zhì)呈淡紅色,為弱陽性,其他部分的細(xì)胞質(zhì)仍為陰性(圖版Ⅱ-2)。大生長(zhǎng)期2的初級(jí)卵母細(xì)胞,卵黃物質(zhì)積累加速,其所含蛋白質(zhì)和多糖也增多(圖版Ⅱ-1,2)。至成熟時(shí),卵黃中含有大量的蛋白質(zhì)和多糖,成熟前期的初級(jí)卵母細(xì)胞,卵黃顆粒對(duì)于PAS和茚三酮—Schiff都顯示較強(qiáng)陽性反應(yīng),分別呈紫紅色和深粉紅色(圖版Ⅱ-3,4)。此外,在整個(gè)卵巢發(fā)育過程中,核仁PAS反應(yīng)始終是陰性,茚三酮—Schiff反應(yīng)則為陽性,說明卵母細(xì)胞核仁內(nèi)具蛋白質(zhì)而缺乏多糖類物質(zhì)。一般認(rèn)為,甲殼類的卵黃發(fā)生包括卵黃蛋白原的產(chǎn)生和卵母細(xì)胞卵黃有機(jī)物或無機(jī)物的積累,本研究證實(shí)了這一點(diǎn),并且,對(duì)于不同的有機(jī)物,其積累速度是不同的。與卵細(xì)胞相似,在精子的形成過程中,也有一個(gè)多糖物質(zhì)積累的過程,精細(xì)胞形成頂體囊時(shí),PAS反應(yīng)開始為陽性,至未成熟精子,PAS反應(yīng)顯示紫紅色,為強(qiáng)陽性(圖版Ⅱ-5)。這種多糖類物