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宽体金线蛭生殖系统形态结构与胚胎发育(详细显微解剖图)

宽体金线蛭生殖系统形态结构与胚胎发育

马 燕L2, 游华建槌, 李 晋L2,姚冬冬/ , 刘彬1必

1.淡水鱼类资源与生殖发育教育部重点实验室,重庆400715; 2.西南大学生命科学学院,重庆400715

摘要:宽体金线蛭是一种被广泛人工养殖的药用动物,其繁殖力的提高有利于增加养殖者的经济效益,取宽体金 线蛭种蛭在室内养殖于自制的水蛭水族箱,取材进行解剖和石蜡切片,观察其生殖系统的形态结构.在宽体金线蛭 产下卵茧后,观察其胚胎发育的主要阶段.实验结果表明:①宽体金线蛭是雌、雄同体的动物,其雄性生殖系统包 括精■巢、输精管、贮精•囊、射精球、前列腺、阴茎鞘和雄孔几部分,雌性生殖系统包括卵巢、输卵管、蛋白腺、阴道 囊和雌孔几部分;②宽体金线蛭卵茧产下约3 h,受精卵进入二细胞期,约8 h进入4细胞期,约12 h进入8细胞 期,约1 d进入多细胞期,约3 d进入囊胚期,约5 d进入原肠胚期,约28 d孵出幼蛭.

关 键 词:宽体金线蛭;生殖系统;形态学;胚胎;发育

中图分类号:Q959. 19 文献标志码:A 文章编号:1673 – 9868(2017)07 – 0064 – 08

宽体金线蛭Whitmania pigra俗称蚂蟆,隶属于环节动物门、蛭纲、真蛭亚纲、无吻蛭目、医蛭形亚 目、黄蛭科、金线蛭属,在我国广泛分布,在国外的分布仅见于日本勺,经考证,宽体金线蛭属于古代药 用水蛭之一⑴,其干燥全体为中药材水蛭的主要来源⑶,临床上可用于血瘀证”以、高血压3F、动脉粥样 硬化宀⑵和糖尿病足「言等疾病的治疗.

人民对于宽体金线蛭的需求量在日益增加,而其野生资源却濒临枯竭M,开展较大规模水蛭的人工养 殖势在必行.繁殖是水蛭人工养殖中需要面临的关键问题之一,开展水蛭生殖系统形态结构和胚胎发育研 究有利于解决这一问题.

1材料与方法

1.1宽体金线蛭种蛭的室内人工养殖

宽体金线蛭种蛭购买于重庆市秀宏水蛭养殖中心.水蛭室内养殖装置自行设计并已获得国家实用新型 专利授权.将购买的种蛭放置于自行设计的养殖装置中,定期投喂福寿螺.

1.2生殖系统形态学观察

取宽体金线蛭于体视镜(Nikon SMZ25)T进行解剖,观察其生殖系统结构并拍照.

1.3生殖系统组织学观察

取宽体金线蛭进行麻醉、固定、石蜡切片、HE染色,之后于生物显微镜(Nikon ECLIPSE 80i)下拍照.

1.4胚胎发育观察

取刚产下的宽体金线蛭卵茧进行解剖,倒出其中的受精卵和蛋白液于培养皿(2 cmX2 cm)中进行培 养,并置于生物显微镜(Nikon ECLIPSE 80i)和体视镜(Nikon SMZ1000)下进行观察.

2结果

1生殖系统形态结构

  1. 1. 1 生殖系统形态学观察

宽体金线蛭是雌、雄同体,异体受精的动物,其生殖系统包括雄性生殖系统和雌性生殖系统两部分, 雄性生殖系统先成熟.

(1)雄性生殖系统的大体解剖结构

宽体金线蛭雄性生殖系统包括精巢、输精管、贮精囊、射精球、前列腺、阴茎鞘和雄孔几部分(如图1- a, b).精巢11对,乳白色.球形,表面覆有结缔组织,分别位于12〜22节中部神经索两侧,每节1对,对 称排列,并发出输出管与输精管相连(如图1-a, e).每个精巢都发出1条输出管,与同侧的输精管相连.输 精管2条,乳白色,纵行于精巢两侧.到第1对精巢前方,各自盘曲环绕形成贮精囊(如图La, e).贮精囊1 对,乳白色,表面有丰富的血管环绕,椭球状,位于射精球下方,前列腺两侧•始于第X体节,止于XI或加 体节,通过输精管与射精球相连(如图1-d).射精球1对,乳白色,长管状,表面有少量血管存在,位于贮精 囊上方,前列腺两侧.末端发出射精管通过前列腺进入阴茎鞘(如图1-f).前列腺1个,乳白色,膨大呈球 形,上有血管环绕.位于x-刈体节间,卵巢上方,与阴茎鞘相连,内有射精管通过(如图1-g).阴茎鞘1个, 乳白色,长管状,通过雄孔开口于体外.雄孔1个,位于第33/34体环环沟中部.雄孔开口呈不平整的长圆 形,开口周围由齿状突起组成(如图1-h).

图1宽体金线蛭雄性生殖系统

宽体金线蛭生殖系统形态结构与胚胎发育(详细显微解剖图)

a:生殖系统,b:除精巢外的所有雄性生殖系统器官;C:精巢:d:贮精囊,e,贮精囊:f:射精球:g:前列腺:h:雄孔.CS:阴茎鞘,EB: 射精球,PG:前列腺:SV,贮楮囊.

 

 

(2)雌性生殖系统的大体解剖结构

宽体金线蛭雌性生殖系统包括卵巢、输卵管、蛋白腺、阴道囊和雌孔几部分(图2-a, b).卵巢1对,卵 圆形,内为乳白色的浑浊液体,并含浅黄色物质(图2-C),位于第11〜12体节间,前列腺下方,每个卵巢各 发出1条输卵管.2条输卵管汇合成为总输卵管,通入阴道,在刚汇合部外包有蛋白腺.蛋白腺乳白色,长 椭圆形(图2-b).阴道囊乳白色,似葫芦形,两端较窄,中部较宽,有2个膨大的囊.通过雌孔开口于体外 (图2-a, b).雌孔1个,位于第38/39体环环沟中部,与雄孔相隔5环,雌孔开口处如唇状(图2-d).

图2宽体金线蛭雌性生殖系统

宽体金线蛭生殖系统形态结构与胚胎发育(详细显微解剖图)

a,雌性生殖系统;b:雌性生殖系统(离体);c:卵巢(离体);d:雌孔.AG:蛋白腺;OD:总输卵管;OV:卵巢;VS,阴道囊.

 

  1. 1. 2 生殖系统组织学观察

(1) 雄性生殖系统组织学观察

雄孔由外而内依次为角质膜、上皮和真皮.上皮为单层柱状上皮,细胞核明显,位于基底部;真皮为 致密结缔组织(图3-a, b),精巢外包有薄膜,周围为疏松结缔组织.精巢内可见辐射状的生精小管,在生 精小管周围可见初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞及精子(图3-c, d).输精管由膜包被,内含许多支 持细胞(图3-e. f).贮精囊由管腔组成,管腔壁为薄膜,内含支持细胞和精子,各个管腔之间由疏松结缔 组织相连接(图3-g, h).射精球管壁较厚,由外膜、环肌层和上皮组成,外膜较薄,环肌层较厚,上皮为 单层扁平上皮(图3-g).射精管管壁由外膜、环肌层和假复层柱状上皮组成(图3-i).前列腺由外膜、肌肉 层和上皮组成,外膜较薄,肌肉层由环肌和纵肌交替排列,上皮由单层柱状上皮细胞组成,细胞核位于 基底部,肌肉层中有2条射精管通过(图3-j).阴茎鞘也由外膜、肌肉层和单层扁平上皮组成,肌肉层由 环肌和纵肌交替排列,阴茎鞘中含阴茎(图3-k),阴茎由角质层、肌肉层和上皮组成,肌肉层为环肌,上 皮为单层扁平上皮(图3-1).

(2) 雌性生殖系统组织学观察

雌孔由外而内依次为角质膜、表皮和肌肉层.表皮由柱状表皮细胞组成,细胞核位于基底面,肌肉为纵 肌和环肌(图4-a, b),卵巢由滤泡组成,滤泡壁为薄膜,滤泡腔内含有初级卵母细胞,次级卵母细胞和卵细 胞,卵巢由薄膜和疏松结缔组织包被(图4-c, d, e).输卵管由疏松结缔组织层、环肌层和上皮组成,上皮由 单层柱状上皮细胞组成,细胞核位于基底部,环肌层疏松(图4-f, g, h).蛋白腺也由疏松结缔组织层、环肌 层和上皮组成,结缔组织层较厚,环肌层较薄且疏松,上皮由复层柱状上皮细胞组成,细胞核位于游离面 (图4-1, j).阴道囊由外而内依次为结缔组织层、纵肌层、结缔组织层和上皮,结缔组织层为疏松结缔组织, 上皮为单层柱状上皮,细胞核位于基底面(图4-k, 1).

2.2胚胎发育过程

  1. 2. 1 卵茧形态及特征

宽体金线蛭环带部的体壁有两类腺体:一类分泌形成卵茧外层的物质;另一类分泌蛋白液,受精卵即 悬浮在茧内的蛋白液中.卵茧呈椭圆形,外层是一层蜂窝状、米黄色的保护层(图5-a, b),内层刚产下时, 是一层透明的橄榄绿色薄膜,而后逐渐变硬,变得不透明,并且表面有许多突起,而外层的保护层就粘附 在这些突起上(图5-c).

  1. 2. 2 胚胎发育时期及特征

宽体金线蛭的受精卵在室温(23〜25 °C)下进行孵化,幼蛭经过约28 d陆续从卵茧中孵出,先后经过 受精卵.卵裂,囊胚期,原肠胚期,器官发生期及孵化6个连续阶段.

(1)受精卵

宽体金线蛭的受精卵外观为乳白色,呈圆球形,卵径大约为100 /m,悬浮于卵茧内的蛋白液中,无法 用肉眼分辨出受精卵(图6-a).

图3 宽体金线蛭雄性生殖系统组织学

宽体金线蛭生殖系统形态结构与胚胎发育(详细显微解剖图)

a:雄孔;b:雄孔;C:精巢;d:精巢;e:输精管;£:输精管;g:贮精囊.射精球;h:贮精囊;i:射精管;j:前列腺:k:阴茎鞘;1:阴茎• CM:角质膜;CML:环肌层;CS:阴茎鞘;DCT:致密结缔组织;EP:雄孔;EB:射精球;ED:射精管;LCT:疏松结缔组织;LML:纵肌 层;PCE;假复层柱状上皮;PE:阴茎;PG:前列腺;PS:初级粘母细胞;SC:支持细胞;SCE:单层柱状上皮;SP:精子;SS:次级精母细 胞;SV:贮精囊:TE:精巢:VD,输精管.

 

(2) 卵裂期

宽体金线蛭的受精卵产岀约3 h后,进行第1次卵裂,进入2细胞期.宽体金线蛭的卵裂方式为完全卵 裂中的螺旋卵裂,第1次卵裂在外表上将受精卵分成大小不等的2个细胞,卵裂沟不明显,只在两边有凹 陷(图6-b),受精卵在产出约8 h后.进行第2次卵裂,进入4细胞期.卵裂沟明显,在表面上将受精卵分成 大小不等的4个细胞(图6-c).受精卵产出后约10 h进入6细胞期(图6-d),约12 h进入8细胞期(图6-e), 约1 d进入多细胞期(图6-f).胚胎在进入多细胞期前大小无显著性变化.进入多细胞期后直径明显变大, 并进行不停的自转运动.

(3) 囊胚期

宽体金线蛭的受精卵产出约3 d后进入囊胚期.在囊胚早期,胚层隆起・大小约占胚胎直径的1/3.各 细胞间界限明显(图6-g);随着细胞继续分裂,进入到囊胚中期,此时胚层变薄并下降,大小约占胚胎直径 的2/3,胚胎直径变大,各细胞间无显著界限(图6 – h);在囊胚晚期•胚层继续变薄和下降•几乎占据了整 个胚胎,胚胎直径无显著变化(图6-i).在整个囊胚期,胚胎不停地进行变形运动.

(4) 原肠胚期

宽体金线蛭的受精卵产出约5 d后进入原肠胚期.在原肠胚期,胚胎大小发生明显变化,同时胚胎

形状也发生显著变化,由原来的圆球形逐渐变为梭形,具有宽体金线蛭幼蛭的初步形状,且胚胎的变形

图4宽体金线蛭雄性生殖系统组织学

宽体金线蛭生殖系统形态结构与胚胎发育(详细显微解剖图)

图5 卵茧外层及内层外壁

宽体金线蛭生殖系统形态结构与胚胎发育(详细显微解剖图)

a,b:卵茧外层;c:卵茧内层外壁

(5) 器官分化期

宽体金线蛭的受精卵产出约10 d后,开始进行器官和系统分化,从外形上隐约可看出消化系统 形态(图6-1).

(6) 幼蛭

宽体金线蛭的受精卵产出约28 d左右,幼蛭陆续从卵茧中孵出.每个卵茧能孵出20条左右幼蛭. 幼蛭刚孵出时,背面呈黄褐色,较成体颜色浅,并呈现出一定的透明度,长度约为15 mm,宽度约为 2 mm(图 6-m, n, o).

图6胚胎发育过程

宽体金线蛭生殖系统形态结构与胚胎发育(详细显微解剖图)

a:受精卵;b, 2细胞期;c* 4细胞期;d: 6细胞期,e: 8细胞期,f,多细胞期;g:囊胚早期,h:囊胚中期;iM囊胚晚期;j :原肠胚期i k: 原肠胚期;1:细胞分化期;m:幼蛭(背面”n:幼蛭(背面);。:幼蛭(腹面).

 

 

3讨论

3.1 生殖系统形态学观察

宽体金线蛭是一种大型水蛭,体长一般为60〜130 mm.体宽一般为13〜22 rnmm ,大都活动在沿岸 和浅水区域,除越冬期外很少在较深的水底出现川」.和蛭纲其他动物一样,宽体金线蛭也是雌、雄同体,含 有雌、雄两性生殖系统.与蛭纲其他动物相比较,其生殖系统除精巢外,其他生殖器形态和数目相同,只是 所处环数略有不同,如宽体金线蛭雄孔位于33/34环沟、雌孔位于38/39环沟;尖细金线蛭雄孔位于35环、雌孔位于40环;菲牛蛭雄孔位于31/32环沟、雌孔位于36/37环沟.精巢形态也相似,只是数目不同, 如宽体金线蛭有11对精巢;尖细金线蛭有10对;宽身舌蛭有6对⑵.目前,关于宽体金线蛭生殖系统形态 学的研究少之又少,仅见王熙宇口句对其进行过描述,但未见其形态学照片.本文对宽体金线蛭进行了解剖, 并对其生殖系统进行了观察和拍照,以期丰富其形态学数据.

3.2胚胎发育过程

宽体金线蛭行异体生殖,交配大多在清晨进行,交配时以彼此的雄性生殖孔对着对方的雌性生殖 孔.按理说,由于彼此的雌、雄孔互对,可以互相交换精子,但事实上大多数是由一方单方面输送精 子给对方的EL亲体交配1个月左右时开始产卵茧,产卵茧时宽体金线蛭钻入土中,由环带部特有的 一类腺体分泌一种白色泡沫状物质,形成卵茧蜂窝状的外层,再分泌一种橄榄色的粘稠液体形成卵茧 内壁,然后亲体将受精卵产在卵茧内,并由环带部特有的另一类腺体分泌蛋白液于卵茧中,受精卵悬 浮于蛋白液中.此后身体慢慢向后移动,并由前吸盘腺体分泌的液体形成的栓塞住茧前后两端的开 孔.整个产茧过程历时30 min左右.卵茧在产下28 d左右时,卵茧开始孵化,每个卵茧能孵出13~ 35条幼蛭,平均20条左右

宽体金线蛭卵茧外表面呈蜂窝状,内层是胶质状软壳,这些可能与降低卵茧水分蒸发有关.受精卵呈 乳白色,圆球形,直径约100 fzm,卵裂方式为螺旋卵裂,经过28 d左右,先后经历卵裂,囊胚期,原肠胚 期,器官发生期及孵化阶段,逐渐孵出卵茧,发育成为宽体金线蛭幼体,其中器官发生期耗时最长.目前尚 未见到有关水蛭胚胎发育的文章,希望本文能为水蛭研究提供一定的理论依据.

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