实验海洋生物学重点实验室知识库

软骨鱼类（鲨、鳐、魟等鱼类）作为海洋生态系统中的重要参与者对海洋生 态系统的稳定起到重要的调控作用。同时软骨鱼类作为最古老的有颌脊椎动物类 群之一，为脊椎动物的演化提供了宝贵的研究材料。然而，由于全球气候的变化 以及渔业的无差别捕捞，再加之软骨鱼类繁殖力低、生长速度缓慢、胚胎发育周 期长等生物学特性，使得在面对栖息环境的剧烈变化时，软骨鱼类野生种群数量 很难在短时间内快速恢复。目前，全球大部分软骨鱼类的野生种群资源量均呈下 降态势，部分物种资源量已经接近枯竭。孔鳐（Okamejei kenojei Müller & Henle 1841）作为我国北方地区代表性的软骨鱼类，其野生种群的资源量也面临着日益 衰退的问题。孔鳐已被 IUCN 组织列为易危（VU）物种，然而目前有关孔鳐的 繁育研究还十分有限。了解孔鳐的生活习性、繁殖规律，根据其繁殖特点有针对 性地开展人工保育、种质保存工作成为亟待解决的问题。本研究从行为学、形态 学、解剖学以及组织学等多角度研究了孔鳐的繁殖发育规律。主要结果如下：

1．雄性孔鳐的生殖系统由精巢、附睾、输精管、储精囊、间质腺、鳍脚腺、 碱腺和鳍脚等器官组成。其中孔鳐的精巢属软骨鱼类中的混合型。根据精巢支持 细胞的位置、精小囊的大小和精小囊中的生精细胞所处的状态可将孔鳐精子的发 生过程划分为 7 个时期：精巢支持细胞未迁移期、精巢支持细胞迁移期、精巢支 持细胞定植早期、精巢支持细胞定植晚期、精子变形期、精子迁移期、精子聚拢 期。完成变态的孔鳐精子会以 59-64 根为一簇形成精子束，进入附睾中。精子束 在附睾中经历“游离-聚拢-游离”3 个过程后，最终储存在储精囊中，孔鳐的鳍 脚由鳍扇、扇盾等结构组成，与储精囊相连。此外，结果表明孔鳐精子全长约 140μm，具有顶体。其中精子头部呈螺旋形，约占全长的三分之一。孔鳐精子尾 部由轴丝和对称分布在轴丝两侧的副轴组成，副轴的直径沿精子长轴逐渐缩小。

2．雌性孔鳐的生殖系统由卵巢、输卵管、输卵管腺、子宫等器官组成。其 中孔鳐的卵巢属软骨鱼类卵巢中的外露型。根据卵泡的成熟度以及卵母细胞周围 的颗粒细胞和卵巢膜细胞的组成特点可将孔鳐卵泡发育过程分为初级卵泡、次级 卵泡和三级卵泡 3 个阶段，成年雌性孔鳐卵巢中的具有黄体和闭锁卵泡等结构。 输卵管腺是孔鳐卵壳合成的重要器官，根据其组织结构的差异可将该器官分为四个区域：杆状区、乳头状区、板状区和终末区。输卵管腺下方为子宫，孔鳐子宫 为一个肌性器官，主要由子宫内膜、肌层和外膜 3 层组织构成。该器官是孔鳐卵 壳在母体内暂存的主要场所。

3．本研究发现在人工养殖条件下孔鳐交配行为主要发生在四月中下旬，其 中孔鳐的预交配行为表现为咬合，预交配行为结束后雄性会将鳍脚插入到雌性的 生殖道中进行交配。完成交配后的雌性个体背部往往会出现雄性的咬痕。在人工 养殖条件下，雌性孔鳐会产生部分卵壳中没有卵黄的卵-无黄卵。本研究中，孔 鳐雌性个体平均产卵率为 0.63 枚/天，孔鳐子代的雌雄比为 1：1（P > 0.05）。

4．本研究发现在 16.5℃±0.5℃的温度下，孔鳐胚胎从原肠胚发育至初孵幼 鱼需要 92±5 天 。 孔 鳐 胚 胎 的 重 量 和 发 育 日 龄 符 合 二 次 函 数 y=0.0005x 2 -0.0109x+0.0882（R²=0.9406）。在本研究中，我们将孔鳐的胚胎发育 过程划分为了 39 个时期。通过对比分析，结果表明孔鳐的下颌骨由第一对咽弓 发育而来；孔鳐的体盘是由胸鳍和吻端逐渐愈合形成的，并在第 35 期愈合完全； 孔鳐眼睛中色素从第 29 期开始积累，同时色素种类和分布区域会随着发育的进 行不断地产生变化，最终形成由掌型的虹膜所构成的特殊反光结构；孔鳐雄雌胚 胎发育从第 31 期开始出现差异，雄性胚胎腹鳍末端向内膨大形成鳍脚芽，而雌 性个体腹鳍不会出现鳍脚芽。

目 录 

第 1 章 文献综述.....................................................................................1

1.1 软骨鱼类的生殖策略.......................................................................................1

1.2 软骨鱼类性腺以及生殖细胞的发育...............................................................4

1.3 软骨鱼类的交配和受精...................................................................................5

1.4 软骨鱼类的胚胎发育.......................................................................................7

1.5 孔鳐的生物学特征...........................................................................................8

1.6 本研究的目的及意义.......................................................................................9

第 2 章 孔鳐生殖系统结构与繁殖行为 ..............................................11

2.1 研究背景.........................................................................................................11

2.2 材料与方法.....................................................................................................11

2.2.1 试验材料...................................................................................................11

2.2.2 样品的解剖与观察...................................................................................12

2.2.3 石蜡切片制备与观察...............................................................................12

2.2.3 扫描电镜和透射电镜样品的制备与观察...............................................12

2.2.4 孔鳐繁殖行为观察与记录.......................................................................13

2.3 结果.................................................................................................................13

2.3.1 雄性生殖系统结构...................................................................................13

2.3.2 孔鳐精子超微结构...................................................................................19

2.3.3 雌性生殖系统结构...................................................................................22

2.3.4 孔鳐繁殖行为...........................................................................................26

2.4 讨论.................................................................................................................29

第 3 章 孔鳐早期胚胎发育研究 ..........................................................33

3.1 研究背景.........................................................................................................33

3.2 材料与方法.....................................................................................................33

3.3 结果.................................................................................................................35

3.3.1 卵壳形态学描述.......................................................................................35

3.3.2 孔鳐胚胎生长曲线...................................................................................35

3.3.3 孔鳐胚胎发育时序...................................................................................36

3.3.4 孔鳐幼鱼的孵化过程...............................................................................42 

3.4 讨论.................................................................................................................43

第 4 章 结论与展望 ..............................................................................47

4.1 研究结论.........................................................................................................47

4.2 展望.................................................................................................................48

参考文献...................................................................................................49

附 录.......................................................................................................61

致 谢.......................................................................................................63

作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果......................65