红鳍笛鲷（Lutjanus erythopterus）精巢发育的组织学研究

刘　皓，刘　丽，刘楚吾，罗　杰

（广东海洋大学水产学院//南海水产经济动物增养殖广东普通高校重点实验室　广东 湛江 524025）



红鳍笛鲷（Lutjanus erythopterus）精巢发育的组织学研究

刘皓，刘丽，刘楚吾，罗杰

（广东海洋大学水产学院//南海水产经济动物增养殖广东普通高校重点实验室广东 湛江 524025）

摘要：为掌握红鳍笛鲷的繁殖特性，通过石蜡切片、苏木精-伊红染色对红笛鲷精巢的发育进行组织学研究。结果表明，红鳍笛鲷的精巢属于叶状精巢，精子发生过程与其他脊椎动物一样，包括精原细胞、初级精母细胞、次级精母细、精子细胞和精子形成。精巢的生长发育过程的组织学结构共分为5期：3～4月龄精巢为第Ⅰ期精巢，精原细胞无定向分散在结缔组织之间；5～6月龄精巢为第Ⅱ期精巢，精原细胞成束分布，形成曲细精管的雏形；6～9月龄精巢为第Ⅲ期精巢，曲细精管出现管腔，曲细精管的管壁由精原细胞和大量初级精母细胞和次级精母细胞及少数精子细胞构成；10月龄精巢为第Ⅳ期精巢，曲细精管内除了精原细胞和初级精母细胞外、还形成了次级精母细胞和精子细胞，同时，管腔中出现极少量的精子；16月龄精巢为第Ⅴ期精巢，外观呈椭圆形的圆柱状，曲细精管的管腔和壶腹中充满成熟的精子。

关键词：红鳍笛鲷；性腺发育；精巢；组织学

红鳍笛鲷（Lutjanus erythopterus）的分类地位属于硬骨鱼纲、鲈形目、笛鲷科、笛鲷属，为暖水性近底层鱼类，生存温度范围为2～34℃，最适生长温度范围为25～30℃，适应盐度为5～40，最适盐度为20～30，分布范围广，在我国主要产于东海南部和南海，是南海重要经济鱼类之一。其个体较大，肉质丰厚坚实，富含蛋白质和脂肪，生长迅速，产量高，经济效益显著。近年来，对其研究主要集中在繁殖技术、养殖技术、遗传学和生理生化等方面[1-3]，有关红鳍笛鲷精巢发育的研究很少，仅见杨春玲等[4]用组织学方法对1.5～2.5龄红鳍笛鲷的性腺发育报道。本研究对红鳍笛鲷精巢发育进行组织学研究，以期掌握红鳍笛鲷精巢发育的过程及周期变化、各发育时期雄性生殖细胞的细胞学特点，了解其繁殖性能，进一步开发、利用和保护好这一优良种质资源，并且进一步丰富鱼类繁殖生物学的内容。

1　材料和方法

养殖红鳍笛鲷由湛江海康流沙湾鱼排提供，从2012年9月至2015年8月，1龄以内，每1～2个月取材一次，1龄以上，每3～6个月取材一次，每次取材5～10尾。带回实验室后测量体长，称取质量后解剖取出精巢称重后，参照郑国锠《生物显微技术》[5]，将性腺用Bouin’s液固定，取部分精巢在室温下作连续切片，切片厚度6～8µm，苏木精.伊红染色，Leica DM 6000 B生物显微镜观察、摄影。

2　结果

2.1雄性生殖细胞发育过程及其形态特征

红鳍笛鲷的精子发生过程与其它脊椎动物一样，从精原细胞生长发育，分化成为初级精母细胞，而初级精母细胞经过两次成熟分裂形成次级精母细胞和精子细胞，精子细胞再经过变态而成为成熟的精子。

2.1.1精原细胞（Spermatogonia）精原细胞由原始生殖细胞（Primordial germ cell）分化而来。常位于曲细精管内靠近基膜的部位，体积较大，呈圆形或卵圆形，平均直径7 µm左右；细胞核大而清晰，位于细胞中央，核径4 µm左右。精原细胞染色相对较浅，但随着发育，嗜碱性逐渐增加（图1-2）。

2.1.2初级精母细胞（Primary spermatocyte）经过增殖后，部分精原细胞停止有丝分裂而分化、生长形成初级精母细胞。初级精母细胞一般分布于精原细胞以内，细胞为圆形或椭圆形，体积比精原细胞小，平均直径为5.0 µm左右，细胞质少，为嫌色性。细胞核染色深，核直径平均约为3.5 µm左右（图3）。

2.1.3次级精母细胞（Secondary spermatocyte）通过第一次成熟分裂，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞。由于分裂后体积基本没长大，因此，次级精母细胞的细胞质进一步减少从而使细胞体积比初级精母细胞变小，细胞直径平均为4 µm左右，细胞核的嗜碱性进一步增强（图3）。次级精母细胞在精子的整个发生过程中存在的时间比较短暂，很快进行第二次成熟分裂。

2.1.4精子细胞（Spermatid）经过第二次成熟分裂后，一个次级精母细胞分裂为两个精子细胞。精子细胞呈圆形，其体积更小，平均直径2.5 µm左右，在切片中只能见到一个染色很深的细胞核，见不到明显的细胞质。细胞核染色更深,在光镜下呈强嗜碱性（图5）。

2.1.5精子（Spermatozoa）由精子细胞经过高度浓缩，丢弃了大部分细胞质后变态而成精子，所以它是精巢中最小的一种细胞，嗜碱性极强,染成深蓝色。精子在切片中成群分布在曲细精管腔中（图7-9）。

2.2精巢发育分期及其组织学结构

红鳍笛鲷鱼的精巢结构与鲤科、鲱科和鲑科等绝大多数鱼类相类似，都是属于叶状精巢。成熟精巢内部由许多排列不规则的曲细精管（seminiferous tubles）组成。曲细精管与曲细精管之间充满间质细胞、成纤维细胞、血管和淋巴管。曲细精管由雄性生殖细胞、支持细胞（sertoli cell）及排列在管周的类肌细胞（myoid cell）组成。

2.2.1Ⅰ期精巢3～4月龄精巢，呈透明的细线状，位于鳔腹两侧，包被在大量的脂肪之中，肉眼无法分辨出雌雄。切片观察，可见到很多无定向排列的精原细胞分散在结缔组织之间，为精原细胞的增殖期，曲细精管尚未形成。（图1）

图1　第Ⅰ期精巢Fig.1　Testis in the stage Ⅰ

2.2.2Ⅱ期精巢5～6月龄精巢，呈细带状，乳白色，半透明，表面血管不发达。精巢中有许多体积大的精原细胞，核很大。精原细胞已开始定向排列，并且成束分布，这些成束排列的精原细胞中穿插支持细胞，其外有类肌细胞排列而形成的膜，实为曲细精管的雏形。曲细精管与曲细精管之间充满间质细胞、成纤维细胞、血管和淋巴管（图2）。

图2　第Ⅱ期精巢Fig.2　Testis in the stage Ⅱ

2.2.3Ⅲ期精巢6～9月龄精巢，稍呈圆柱状,血管分布增多,外表呈现弱红色。曲细精管出现管腔。在一个曲细精管的横断面内,除少数的精原细胞外,大都是同型的初级精母细胞和次级精母细胞，也有少数精子细胞（图3）。第一个性周期内，Ⅲ期精巢由Ⅱ期精巢发展而来。

图3　第Ⅲ期精巢，Fig.3　Testis in the stage Ⅲ

2.2.4Ⅳ期精巢10月龄精巢，外观呈椭圆状，表面有发达的微血管分布。此期精巢的曲细精管内除了处于边缘的精原细胞以外，也有初级精母细胞、次级精母细胞以及精子细胞；同时，曲细精管的管腔中还出现极少量的精子，每个曲细精管的横切面内的生精细胞往往同型的细胞群成团排列，并且基本处于同一发育水平（图4—7）。

2.2.5Ⅴ期精巢16月龄精巢，其外观呈椭圆形的圆柱状，乳白色,表面血管更加明显。曲细精管的管腔和精巢壶腹中充满成熟的精子。曲细精管壁除了精原细胞外，主要由正在变态的精子细胞及精子组成，也有少量初级精母细胞和次级精母细胞（图8、9）。

图4　第Ⅳ期精巢Fig.4　Testis in the stage Ⅳ

图5　第Ⅳ期精巢（图4）局部Fig.5 The magnification of testis in the stage Ⅳ(figure 4)

图6　第Ⅳ期精巢（图4）局部Fig.6　The magnification of testis in the stage Ⅳ(figure 4)

图7　第Ⅳ期精巢（图4）局部Fig.7　The magnification of testis in the stage Ⅳ(figure 4)

图8　第Ⅴ期精巢Fig.8　Testis in the stage Ⅴ

图9　第Ⅴ期精巢（图8）局部Fig.9　The magnification of testis in the stage Ⅴ(figure 8)

2.3第一个性周期内不同年龄（月龄）红鳍笛鲷精巢发育的组织学特征

红鳍笛鲷3～4月龄精巢发育到第Ⅰ期，为精原细胞的增殖期，曲细精管尚未形成（图1）。5～6月龄精巢为Ⅱ期，精原细胞已开始定向排列，并是成束分布，实为曲细精管的雏形（图2）。6～9月龄精巢为第Ⅲ期，曲细精管出现管腔。在一个曲细精管的横断面内,除少数的精原细胞外,大都是同型的初级精母细胞（图3）。10月龄的精巢已经发育到第Ⅳ期，精巢切片中，生精上皮从精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞到精子细胞各个等级的生精细胞都存在，在曲细精管的腔中还可见到极少数的精子（图4）。16月龄的红鳍笛鲷精巢已发育到第Ⅴ期精巢的满熟阶段，在精巢的壶腹中和曲细精管的腔中充满了成熟的精子，曲细精管的生精上皮除了较多的精原细胞外，还包含有少量初级精母细胞以及次级精母细胞和精子细胞等不同发育时期的雄性生殖细胞（图8、9）。

3　讨论

根据精巢内生殖细胞的分布及精巢组织的分化情况,硬骨鱼类的精巢结构可分为管状型(Tubular type)和叶状型(Lobular type)2 种类型[6-15]。大多数硬骨鱼类属于叶状型精巢,结缔组织向内分隔形成许多精小叶（精小管），每个精小管又包含着若干精小囊，叶状精巢中其精原细胞在精小管的所有部位的边缘都可存在，在分化过程中，同一发育时期的生精细胞在精小囊中生长发育。随着雄性生殖细胞的发育和精子的形成过程,小囊逐渐向中央腔移动,靠近中央腔的小囊把成熟的精子释放到中央腔内，中央腔与输精管相通。少数鱼类的精巢属于管状型精巢，例如银汉鱼目（Atheriniformes）的某些种类[6]，青鳉科鱼类（青鳉Oryzias latipes）[9]，鲈形目金钱鱼科的金钱鱼(Scatophagus argus)[15]等。管状精巢中，只有在精小管的盲端才有精原细胞，随着发育和分化，精小囊向输出管的方向迁移，因此，只在靠近输出管的部位才存在成熟的精子。但根据崔丹等[15]的报道，金钱鱼的成熟精子不仅存在于靠近输出管的部位，在Ⅳ期精巢精小管的管腔中也有成熟精子存在。在精小囊迁移过程中，其中的精子细胞变态为成熟精子，此时精小囊便破裂，从而使精子释放入管腔中。这说明金钱鱼的管状精巢与典型的管状精巢不完全相同。根据本研究，红鳍笛鲷精巢符合于上述叶状型精巢的特征，因此应属于典型的叶状型精巢。

鱼类精原细胞发育成为成熟的精子的整个过程与哺乳动物相类似，一般不区分时相，而是按发育过程序直接称呼。依次分为精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和精子5个发育阶段[9,12,16-26]。但是，不同的研究者对其发育过程的划分也有一些差异，有的研究者对各发育阶段的命名和定义都有些变化，例如将大弹涂鱼生精细胞的发育分为精原细胞期、精原细胞增殖期、精母细胞生长成熟期、精子细胞变态期、精子成熟期和退化吸收期[14-15]；有的研究者将精原细胞阶段细分为初级精原细胞、次级精原细胞[27]或者A 型精原细胞和B型精原细胞[9-10,20,28-29]。精巢内存在两种精原细胞，这与其他动物睾丸的情况类似，即其中一种精原细胞作为干细胞，它继续进行有丝分裂，维持精巢内的精原细胞数量，不发生进一步分化；而另一种精原细胞则分化为精母细胞[18]。本研究将红鳍笛鲷生精细胞的整个发育过程按其发育顺序分为精原细胞期、初级精母细胞期、次级精母细胞期、精子细胞期及精子形成5个阶段，没有将各阶段再进一步细分。

大多数学者根据其相应的组织学成份，将鱼类的精巢分为6个时期[9,21,24,26,30-31]：Ⅰ期精巢、Ⅱ期精巢、Ⅲ期精巢、Ⅳ期精巢、Ⅴ期精巢和Ⅵ期精巢。除了有的研究在名称上有细微的差异外[11,14]，分期的方法基本一致。但在不同种类同一时期精巢的精小管中各类生精细胞的比例不同，发育程度也有差异，表现出同步或非同步发育，可能与其产卵类型有关。属一年一次产卵的鱼类它们的生精细胞发育比较同步,如草鱼[16]，甚至在同一精小管中的生殖细胞处于同一发育阶段，如红鳙鱼[32]等。本研究将红鳍笛鲷的精巢分为5个时期（不包括退化期），其Ⅰ期和Ⅱ期的精巢主要是精原细胞，同步性较好。Ⅰ期精巢精原细胞无定向排列，Ⅱ期精巢精原细胞成束分布，形成精小管的雏形。Ⅲ期精巢的精小管中除了边缘的精原细胞外,大都是同型成簇排列的初级精母细胞和次级精母细胞，也有少数精子细胞，发育不同步。Ⅳ期精巢精小管中出现了部分精子，Ⅴ期精巢中除了精小管壁存在各级生精细胞外，精小管腔和壶腹中充满成熟的精子。在Ⅲ期及以后精巢中，多级生精细胞同时存在，表明红鳍笛鲷精巢具有持续产生精子的能力，属于分批成熟排放（多次产卵）的类型。与条斑星鲽、圆斑星鲽、牙鲆及条石鲷等鱼类相似[21,23,30]。

参考文献

[1]陈武各.红鳍笛鲷人工育苗技术[J].渔业现代化,2002(4):20-21.

[2]郑乐云,方琼珊,王涵生.红鳍笛鲷亲鱼培育及产卵技术研究[J].海洋科学,2004,28(8):1-4.

[3]彭银辉,刘楚吾,郭昱嵩,等.三种笛鲷的野生群体和养殖群体遗传多样性的微卫星分析[J].农业生物技术学报,2008,16(5):810-814.

[4]杨春玲,刘楚吾.红笛鲷(Lutjanus sanguineus)性腺发育初步研究[J].广西农业科学,2010,41(4):375-379.

[5]郑国锠.生物显微技术[M].2版.北京:高教出版社,1993:15-103.

[6]GRIER H J,LINTON J R,LEATHERLAND J F,et al.Structural evidence for two different testicular types in teleost fishes[J].American journal of anatomy,1980,159(3):331-345.

[7]BILLARD R.Spermatogenesis and spermatology of some teleost fish species[J].Reproduction nutrition dévelopment,1986,26(4):877-920.

[8]SILVEIRA H P,RODRIGUES P,AZEVEDO C.Fine structure of the spermatogenesis of Blennius pholis(Pisces,Blennidae)[J].Journal of submicroscopic cytology and pathology,1990,22(1):103-108.

[9]刘筠.中国养殖鱼类繁殖生理学[M].北京:农业出版社,1993:29-30.

[10]FISHELSON L,DELAREA Y,GON O.Testis structure,spermatogenesis,spermatocytogenesis,and sperm structure in cardinal fish(Apogonidae,Perciformes)[J].Anatomy and embryology,2006,211(1):31-46.

[11]温海深,王连顺,牟幸江,等.大泷六线鱼精巢发育的周年变化研究[J].中国海洋大学学报,2007,37(4):581-585.

[12]SCHULZ R W,MIURA T.Spermatogenesis and its endocrine regulation [J].Fish physiology and biochemistry,2002,26(1):43-56.

[13]梁春光.半滑舌鳎性腺发育与生殖细胞发生的研究[D].保定：河北大学,2008.

[14]曹伏君，罗 杰，刘楚吾.大弹涂鱼性腺发育的组织学观察[J/OL].水生生物学报，2010，34（2）：418-425[2015-09-15].http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ssswxb201002026.DOI:10.3724/SP.J.1035.2010.00418.

[15]崔 丹，刘志伟，刘南希，等.金钱鱼性腺发育及其组织结构观察[J/OL].水产学报，2013，37，（5）：696-704[2015-09-15].http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/scxb201305007.DOI:10.3724/SP.J.1231.2013.38442.

[16]刘 筠，刘素丽，寿孝钟，等.草鱼性腺发育的研究[J].湖南师范学院自然科学学报，1962（4）：63-96.

[17]林光华，翁世聪，张丰旺.草鱼精巢在第一次性周期内发育的研究[J].海洋与湖沼，1981，12（6）：559-566.

[18]管汀鹭，黄丹青，黄国屏.金鱼精巢的细胞构造与精子的发生和形成[J].水生生物学报，1990，14（3）：233-238.

[19]蔡友义，洪 心，张亚生，等.赤点石斑鱼雄性性腺及性转变的研究[J].福建水产，1988（3）：24-30.

[20]SCHULZ R W,MIURA T.Spermatogenesis and its endocrine regulation [J].Fish Physio1 Biochem，2002，26（1）：43-56.

[21]李春广，柳学周，徐永江，等.条斑星鲽精巢年周期发育规律和血液性类固醇激素含量变化[J/OL].渔业科学进展，2012，33（3）：35-41[2015-09-15].http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/hyscyj201203005.DOI:10.3969/j.issn.1000-7075.2012.03.005.

[22]李云航，孙 鹏，施兆鸿，等.养殖与野生银鲳精巢发育形态学和组织学的初步比较[J/OL].海洋渔业，2012，34（3）：256-262[2015-09-15].http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/hyyy201203003.DOI:10.3969/j.issn.1004-2490.2012.03.003.

[23]彭志兰，柳敏海，傅荣兵，等.野生条石鲷精巢的年周期发育[J].海洋通报，2013，32（6）：700-703[2015-09-15].DOI:10.11840/j.issn.1001-6392.2013.06.013.http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/hytb201306014.

[24]徐钢春，张呈祥，聂志娟，等.似刺鳊鮈的性腺发育组织学观察[J].淡水渔业，2014,44（1）：26-31.

[25]马世磊，耿 智，徐冬冬，等.黄姑鱼性腺发育的组织学观察[J/OL].浙江海洋学院学报（自然科学版），2014，34（2）：129-133，146[2015-09-15].http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/zjhyxyxbzr201402006.DOI:10.3969/j.issn.1008-830X.2014.02.006.

[26]徐亚飞，陈再忠，高建忠，等.人工养殖七彩神仙鱼性腺发育的研究[J/OL].安徽农业大学学报，2015，42（1）：115-123[2015-09-15].http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ahnydxxb201501023.DOI:10.13610/j.cnki.1672-352x.20141225.023.

[27]康现江，梁春光，郭明申，等.半滑舌鳎精子发生和精子形成的超微结构[J/OL].动物学报，2008，54（2）：356-365[2015-09-15].http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/dwxb200802020.

[28]林丹军，张 健，骆 嘉，等.人工养殖的大黄鱼性腺发育及性周期研究[J].福建师范大学学报（自然科学版），1992，8（3）：81-87.

[29]宋卉，王树迎，彭克美，等.多鳞铲颌鱼性腺分化发育的组织学研究[J/OL].中国水产科学，2006，13（5）：723-731[2015-09-15].http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgsckx200605005.DOI:10.3321/j.issn:1005-8737.2006.05.005.

[30]孙朝徽.牙鲆Paralichthys olivaceus性腺分化与发育的组织学研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2008.

[31]施兆鸿，王建钢，高露姣，等.南海黄鲷性腺发育的初步研究[J/OL].台湾海峡，2006，25（3）：353-359[2015-09-15].http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/twhx200603008.DOI:10.3969/j.issn.1000-8160.2006.03.008.

[32]曹长荪.繁殖季节红鳙鱼性腺发育的研究[J].江西大学学报（自然科学版），1984，8（3）：31-39.

（责任编辑：陈庄）

Histology of Testis Development of Red Snapper,Lutjanus erythopterus

LIU Hao,LIU Li,LIU Chu-wu，LUO Jie
(Fisheries College，Guangdong Ocean University//Key Laboratory of Aquaculture in South China Sea for Aquatic Economic Animal of Guangdong Higher Education InstitutesZhanjiang 524025,China)

Abstract：In order to understand fish reproductive performance and provide the reference for the artificial propagation and breeding,the current study,investigted the testis development of red snapper(Lutjanus erythopterus)based on the technology of paraffin section and hematoxylin-eosin staining.The results showed that red snapper testis are lobular type,and the process of the spermatogenesis were consisted of five periods including spermatogonium,primary spermatocyte,secondary spermatocyte,and spermatid．The process of spermiogenesis refined the differentiation of spermatid into sperm.According to the histological structure,the testis development was divided into 5 stages.Testis Stage 1 was happened on 3～4 months,which the spermatogonia dispersed among the connective tissue cells.Testis stage 2 was happened on 5～6 months,which the spermatogonia distributed in the testis in clusters and the clustered spermatogonia were the initially seminiferous tubules.Testis stage 3 was happened on 6～9 months,which the seminiferous tubules appeared lumen and the seminiferous epithelia were composed of the same type of primary spermatocytes and secondary spermatocytes,besides spermatogonia.Testis stage 4 was happened on 10 months,which the seminiferous epithelia werebook=2,ebook=5composed of primary spermatocytes,secondary spermatocytes,spermatids,besides spermatogonia at the outer edge of the seminiferous tubules and a very small amount of sperm in the lumen.Testis stage 5 was happened on 16 months,which the seminiferous tubules lumen and ampule of deferent duct were filled with mature spermatozoa.

Key words：Lutjanus erythopterus；gonad development；testis；histology

通信作者：罗杰(1966—),硕士,教授级高工,主要从事水产经济动物人工繁育与增养殖技术研究。E-mail:luoj@gdou.edu.cn

基金项目：国家自然科学基金项目（31101904）；湛江市科技计划项目（2015B01074）

收稿日期：2015-09-16

doi：10.3969/j.issn.1673-9159.2016.01.001

中图分类号：S965.399；Q579.1

文献标志码：A

文章编号：1673-9159（2015）06-0001-06

第一作者：刘皓（1981—）,男 ,实验师,硕士,主要从事水产经济动物发育生物学研究。E-mail:liuh@gdou.edu.cn