樱花虾性腺发育早期分化的组织学研究

摘 要：为提高樱花虾繁殖成功率，通过组织切片方法，对樱花虾性腺的发生和发育过程进行研究。结果表明：在樱花虾幼体孵化后第2天，即能辨别原始生殖细胞；第8天，原始性腺基本形成，随后分化为生殖细胞；第10天，滤泡细胞形成，生殖细胞开始分化为生殖腺；原始性腺在幼体孵化后第15天开始分化为卵巢，卵巢腔出现；第40天，卵巢发育近成熟（成熟卵巢呈墨绿色，自头胸部延伸至腹部），卵原细胞体积达到最大；精巢分化始于幼体孵化后第20天，之后发育变大；第30天，支持细胞将精巢分隔为若干区域；第50天，精巢中的精原细胞数量增多，为其中主要细胞类群；雄性精巢位于胃和心脏之间、肝胰腺的上方，成熟时呈乳白色。

关键词：樱花虾；组织分化；性腺；生殖

中图分类号：S917.4 文献标志码：B 文章编号：1674-7909（2024）16-101-4

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.16.022

0 引言

樱花虾属于甲壳纲十足目匙指虾科新米虾属，具有高繁殖力、短生长发育周期的特点。樱花虾体色多变，具有很高的观赏价值，且养殖方式简单，饲养成本低，人工繁殖简单易行，深受水族爱好者青睐。要想成功繁育樱花虾，就需要对其繁殖特性和性腺发育规律进行深入研究。但目前，学界对大部分观赏虾类动物的性腺发育研究还停留在形态学观察阶段，对观赏水族类动物的组织胚胎学研究主要集中在鱼类方面。基于此，通过组织切片方法，对樱花虾早期性腺发育过程、雌性个体卵巢发育和雄性个体精巢发育进行显微观察，以揭示樱花虾性腺发生与发育规律，为观赏虾繁殖生物学研究和人工繁殖育种提供理论基础。

1 材料和用具

试验材料和用具包括已经完成配对抱卵的樱花虾母虾，规格为20 cm×20 cm×35 cm的水族缸，以及过滤器、水族加热棒、波恩氏液、石蜡、切片机和OLYMPUS BX51显微镜。

2 研究方法

挑选抱卵成功的樱花虾雌性个体，并将其暂养在规格为20 cm×20 cm×35 cm的水族缸中；调整水质至满足繁殖个体需要的最佳状态，启动过滤设备，保持水温在25 ℃左右；持续观察抱卵母虾的生长情况。

在仔虾破膜后的不同时期，分别将其用波恩氏液固定，再用常规石蜡包裹制作连续切片（切片厚度为7 μm，苏木精-伊红染色），然后将切片放在OLYMPUS BX51显微镜下拍照。在破膜仔虾生长的第1～10天，每2 d固定观测1次；第10～30天，每5 d固定观测1次；在第30天以后，每10 d固定观测1次。

3 结果与分析

3.1 樱花虾原始性腺发育

对于破膜后第2～4天的樱花虾幼体［见图1（a）（b）］，可观察到原始生殖细胞（Primordial Germ Cell，PGC）和性腺原基（Germ Gland Anlag，GL），单个原始生殖细胞与少数早期间质细胞（Prophase Mesenchyme Cell，PMC）融合在一起，位于肠道两侧；可观察到原始生殖细胞显著大于其他类型体细胞，比其他体细胞更加圆滑，细胞间的边界较清晰，可明显辨别出细胞核的位置。

在破膜后第6～8天［见图1（c）（d）］，樱花虾幼体的生殖细胞体积逐渐变大，细胞数目逐渐增多，性腺原基分化成左右2个区域，原始性腺基本形成，原始生殖细胞开始向性腺原基靠近，并最终与性腺内的体细胞紧密联系，随后分化为生殖细胞。由于此时生殖细胞还没有分化成生殖腺，因而从形态上还无法判断其是卵原细胞（Oogonium，OG）还是精原细胞（Spermatogonium，SG）。

在破膜后第10天［见图1（e）］，樱花虾幼体开始出现滤泡细胞（Follicular Cell，FC）和肠道（Gut，G），生殖细胞继续变大、增多，细胞间的边界更加明显，细胞核清晰可见，生殖细胞开始分化为生殖腺，但此时依然无法判断生殖腺内是精原细胞还是卵原细胞。

3.2 樱花虾卵巢分化与发育

在破膜后第15天［见图1（f）］，樱花虾幼体的原始性腺开始分化为卵巢，卵巢腔出现，早期的卵原细胞、间质细胞和一些没有分化的原始细胞充满卵巢腔；原始生殖细胞逐渐发育为早期卵原细胞，细胞体积较大，细胞质着色深。

在破膜后第20天［见图1（g）］，樱花虾幼体的卵原细胞变大，细胞核较明显，间质细胞分布在卵原细胞周围，原始生殖细胞已经消失，出现明显的动脉血管（Arterial ，A）

在破膜后第25天［见图1（h）］，樱花虾幼体的卵原细胞继续增大，细胞核变大，核质比增大。

在破膜后第30～40天［见图1（i）（j）］，卵巢内充满发育完全的卵母细胞（Oocyte，OC），细胞核（Nucleus，N）变小，细胞质增大，卵母细胞数量虽然变少，但是个体已经达到最大。

3.3 樱花虾精巢分化与发育

在破膜后第20天［见图1（k）］，樱花虾幼体的精巢分化开始，精巢的分化时间比卵巢分化时间稍晚；早期的精巢呈囊状，间质细胞环绕排列，间质细胞核生殖细胞充斥于精巢腔内；与早期的卵巢相比，早期的精巢体积较小，间隙较多。

在破膜第25天［见图1（l）］，樱花虾幼体的精巢变大，精原细胞数目逐渐增多，精巢中出现支持细胞。

在破膜第30天［见图1（m）］，樱花虾幼体的精巢继续变大，支持细胞慢慢地把精巢分隔成几部分，滤泡细胞充斥于精巢。

破膜第40到50天［见图1（n）（o）］，樱花虾幼体的精原细胞数量越来越多，个体逐渐变大，精原细胞分散于精巢各个部分，精巢中支持细胞逐渐消失，精原细胞占据精巢中大部分比重，其他细胞比重明显减少。

3.4 成熟期特征

樱花虾幼体发育进入成熟期就是性腺发育的开始。

虾类雌雄个体发育成熟后的差异主要表现为性腺成熟后的差异。樱花虾性成熟之后，其生殖系统外形差异比较明显：雌性樱花虾的卵巢发育成熟后呈墨绿色，从头胸部一直延伸到腹部，并覆盖了肝胰腺和肠道的大部分，从背面部看呈锥形（如图2）；雄性生殖腺发育以精巢和输精管的发育为主，精巢位于胃和心脏之间、肝胰腺的上方，成熟精巢呈黄白色、絮状，肉眼不易直接观察到。一般来说，性成熟后的樱花虾雌性个体比雄性大，其附肢内缘也有差别。雄性樱花虾第一附肢内缘有片状或卵圆状突起，雌性樱花虾则为棒状。从性腺发育上看，樱花虾属于雌雄异体型，其性腺是从早期同样的原始性腺直接发育成卵巢或精巢，且终其一生都保持分化后的性别。

4 讨论

樱花虾幼体的形态发育在破膜前就已经完成（经过卵裂期、原肠期、无节幼体期和溞状幼体期4个变态发育阶段），在破膜时就已经发育为和亲虾形态完全一致的仔虾，而性腺却还未开始发育。在此研究中，通过对樱花虾性腺分化组织的切片观察，可以看出它的性腺分化是在胚后才开始的；樱花虾性腺发育是一个完整且联系的过程，通常卵巢的分化要早于精巢，第15天开始就可以看到早期的卵原细胞，卵巢分化已经开始。

影响虾类性腺发育的因素有温度、光照强度、激素等物理化学因子。目前，国内外相关研究也主要集中在这些方面，且以温度对水产动物性别分化影响为主题的研究较多［1］。

虾类的蜕皮和性腺发育同时受眼柄神经内分泌系统调节。国内有文献报道切除虾类的眼柄可以加速其性腺发育。蔡生力等［2］报道，在南美白对虾发育过程中，剪去其眼柄后雌虾最短7 d就可以看出生殖细胞的分化。切除眼柄对于尚未进入成熟阶段的甲壳动物所起的主要作用是缩短蜕皮周期，加速蜕皮和生长；对于即将进入性腺发育阶段的甲壳动物来说，其主要作用是促进性腺发育。目前，樱花虾养殖已经进入工厂化繁殖阶段。根据林琼武等［3］对凡纳滨对虾的研究成果推测，要想缩短樱花虾亲虾性腺发育时间，加快其繁殖速度，可以考虑切除其眼柄。但是虾蟹类的生长是由内部的生理机制和外部环境因子等多方面因素决定的，切除眼柄后，虽然雌虾的性腺发育和产卵可能没有问题，但是亲虾的交配和受精可能会受到严重影响。李富花等［4］对中国对虾早期性别分化进行了研究，范成功［5］对中华锯齿米虾卵巢发育的形态学与组织学进行了研究。贺刚等［6］对雌性克氏原螯虾的生长模型与性腺发育开展过研究。总结他们的研究发现，樱花虾性腺的分化时间与中华锯齿米虾相似，比日本对虾、中国对虾性腺分化要早，且分化速度稍快，初步判断可能是樱花虾的生活周期短、生长速度快导致的。

要想进一步了解樱花虾性腺分化机制，一方面要进行核型分析，研究是否存在性染色体或者性染色体是否有性别决定基因；另一方面，可以改变环境因子，使性腺原基的形成和分化受到影响，进而通过免疫学和分子生物学手段寻找决定其特异性的性别决定基因。

参考文献：

［1］楼允东，吴萍.温度在水产动物性别控制中的作用［J］.上海水产大学学报，2008（4）：481-485.

［2］蔡生力，戴习林，臧维玲，等.南美白对虾的性腺发育、交配、产卵和受精［J］.中国水产科学，2002（4）：335-339.

［3］林琼武，艾春香，李少菁，等.凡纳滨对虾亲虾性腺成熟节律和交配率［J］.中国水产科学，2006（4）：579-584.

［4］李富花，相建海.中国对虾早期性别分化研究［J］.海洋科学集刊，2002：101-105.

［5］范成功.中华锯齿米虾性腺发育与生殖细胞发生［D］.保定：河北大学，2007.

［6］贺刚，方春林，余智杰，等.雌性克氏原螯虾的生长模型与性腺发育的研究［J］.江西水产科技，2011（3）：19-21.