胄刺尻鱼(Centropyge loriculus)繁殖行为、胚胎发育和仔鱼早期发育研究
李琰1,2,3,4,5, 方鸿飞1,3,4,5, 程成6, 郑新庆1,3,4,5     
1. 自然资源部第三海洋研究所,海洋生态保护和修复重点实验室,福建厦门 361005;
2. 厦门大学海洋与地球学院,福建厦门 361005;
3. 福建省海洋生态保护和修复重点实验室,福建厦门 361005;
4. 自然资源部海峡西岸海岛海岸带生态系统野外科学观测研究站,福建厦门 361005;
5. 漳州海岛海岸带福建省野外科学观测研究站,福建漳州 363216;
6. 海南省林业科学研究院(海南省红树林研究院),海南海口 570125
摘要: 为突破刺盖鱼科(Pomacanthidae)人工繁育技术瓶颈,解决市场依赖野生捕捞的问题,本研究以代表性种胄刺尻鱼(Centropyge loriculus)为对象,系统观察其繁殖行为,并在24.5 ℃水温条件下,详细记录其胚胎发育(从受精卵至孵化)及仔鱼早期发育(孵化后至第14天)过程。结果表明,胄刺尻鱼的繁殖行为与其他刺盖鱼科鱼类类似。受精卵为典型浮性卵[直径(676.2±6.2) μm,含单一油滴和卵黄],在受精后16 h 10 min孵化。初孵仔鱼体长(1 200.2±27.4) μm,器官未完全发育,无游泳能力。仔鱼发育迅速:第1天体长[(2 294.7±132.0) μm] 显著增长并出现色素;第2天消化道、肛门形成;第3天卵黄近吸收完全,眼色素开始沉积;第4天卵黄与油滴完全吸收,器官发育基本完成,开始外源性摄食;第7天摄食桡足类幼体后体长(2 955.7±185.2) μm;第14天体长[(3 060.1±99.5) μm] 增长停滞但体高增加。本研究报道了刺盖鱼科鱼类完整的胚胎与早期仔鱼发育过程,为胄刺尻鱼乃至海水神仙鱼的人工繁育提供了关键的基础生物学数据。
关键词: 海水神仙鱼    繁殖行为    仔鱼    早期发育    
Reproductive Behavior, Embryonic and Early Larval Development of Centropyge loriculus
LI Yan1,2,3,4,5, FANG Hongfei1,3,4,5, CHENG Cheng6, ZHENG Xinqing1,3,4,5     
1. Key Laboratory of Marine Ecological Conservation and Restoration, Third Institute of Oceanography, Ministry of Natural Resources, Xiamen, Fujian, 361005, China;
2. College of Ocean and Earth Science, Xiamen University, Xiamen, Fujian, 361005, China;
3. Fujian Provincial Key Laboratory of Marine Ecological Conservation and Restoration, Xiamen, Fujian, 361005, China;
4. Observation and Research Station of Island and Coastal Ecosystem in the Western Taiwan Strait, Ministry of Natural Resources, Xiamen, Fujian, 361005, China;
5. Fujian Provincial Station for Field Observation and Research of Island and Costal Zone in Zhangzhou, Zhangzhou, Fujian, 363216, China;
6. Hainan Academy of Forestry(Hainan Academy of Mangrove), Haikou, Hainan, 570125, China
Abstract: To overcome the bottleneck in artificial breeding technology for Pomacanthidae and address the market′s reliance on wild-fishing, this study focused on a representative species Centropyge loriculus. The reproductive behaviors of this species were systematically observed, and the processes of embryonic development (from fertilized egg to hatching) and early larval development (from hatching to day 14) were meticulously documented at a water temperature of 24.5 ℃. The results indicated that the reproductive behaviors of C. loriculus were similar to those of other pomacanthid species. Fertilized eggs were typical pelagic eggs, spherical and transparent, with a diameter of (676.2±6.2) μm, containing a single oil globule and yolk. Hatching occurred 16 h and 10 min post-fertilization. Newly hatched larvae measured (1 200.2±27.4) μm in body length, exhibited underdeveloped organs, and lacked swimming capability. Larval development proceeded rapidly. In 1 day post hatch (dph), the body length of larvae grew up to (2 294.7±132.0) μm and the body appeared a few conspicuous pigments. In 2 dph, the larvae formed digestive system and anus. In 3 dph, the yolk was mostly absorbed and eyes were partially pigmented. In 4 dph, the yolk and oil-globule were fully absorbed, and organs were fully functional, accompanied by the first feeding. In 7 dph, the larvae grew up to (2 955.7±185.2) μm. In 14 dph, the larvae did not display significant variation in body length [(3 060.1±99.5) μm] but increased significantly in body height. This study reports the complete embryonic and early larval development of fish belonging to Pomacanthidae, providing fundamental information for artificial breeding of marine angelfish.
Key words: marine angelfish    reproductive behavior    larvae    early development    

海水神仙鱼通常是指刺盖鱼科(Pomacanthidae)的鱼类[1],该科包含8属共80余种[2],其中,刺尻鱼属(Centropyge)鱼类体型最小、物种多样性最高(含32种)[2],且体色艳丽、体态优美,深受海水观赏鱼爱好者青睐,市场需求旺盛,经济价值极高,具有广阔的市场前景。尽管现在海洋生物养殖技术有了长足的发展,但是海水观赏鱼的大规模商业化繁殖仍以产粘性卵且卵径较大的种类为主,如小丑鱼(Amphiprion)等[3-4]。产浮性卵且卵径小的小型卵神仙鱼面临两重育幼瓶颈。首先,水产养殖上应用最广泛的以轮虫(Brachionus plicatilis)和丰年虾(Artemia salina)作为海水神仙鱼开口饵料和仔鱼期饵料的喂食方案,无法满足海水神仙鱼仔鱼生长发育的苛刻要求[5]。海水神仙鱼仔鱼口裂尺寸极小,大小在100 μm以下的小型饵料生物才能满足其开口需求[5],而尺寸在50—70 μm的SS级轮虫,其游动方式难以引起仔鱼的摄食反应,因此无法当做单一饵料使仔鱼成功度过开口后的早期发育时期。同时,海水神仙鱼仔鱼对ω-3多不饱和脂肪酸的苛刻需求, 凸显了轮虫的营养缺陷[6]。目前只有部分桡足类的一期无节幼体[如强额拟哲水蚤(Paracalanus crassirostris)等]可以同时满足尺寸与营养的需求,且能够引起仔鱼摄食反应[5],但这类桡足类浮游动物饲养难度高,难以获得种源,无节幼体生产量低,导致这类饵料难以获得且成本高昂[7-8]。其次,海水神仙鱼的仔鱼成活率极低。有研究显示繁殖的蓝带荷包鱼(Chaetodontoplus septentrionalis)成活率仅为0.18%[7]。Baensch等[9]的毛里求斯刺尻鱼(Centropyge debelius)繁殖实验成功率也很低,13个批次的卵仅获得3只幼体。Glover等[10]的波氏刺尻鱼(Centropyge potteri)繁殖实验中部分批次的成活率甚至只有万分之一。因此,尽管海水神仙鱼有十分可观的市场价值,但人工繁殖技术门槛高,远不能满足市场需要[7]。此外,国际上关于海水神仙鱼胚胎和仔鱼早期发育的研究主要集中在1980年代和1990年代[11]。早期研究数据较为粗糙,准确性有待考究,而国内对海水神仙鱼胚胎和仔鱼早期发育的研究基本处于空白阶段[7],目前未有公开发表的文献。因此,准确解析繁殖行为与仔鱼发育参数是实现海水神仙鱼规模化繁育的核心前提,对各种海水神仙鱼的成功繁育乃至大规模商业化应用至关重要。

胄刺尻鱼(Centropyge loriculus)广泛分布于太平洋中部如夏威夷、圣诞岛等区域的珊瑚礁浅水区域,因鲜艳的红蓝体色而得名火焰仙。其不仅体色鲜艳,而且体型小巧、神态可爱,习性上也较少伤害珊瑚等无脊椎动物,是海水神仙鱼中知名度最高的物种之一,广受市场欢迎。胄刺尻鱼一般由一公一母或者一公多母组成小群落,是海水神仙鱼中较少见的有明显雌雄二态性物种,且较容易获得足够的亲本,有利于组成繁殖对开展实验。因此,本研究针对胄刺尻鱼的繁殖行为和仔鱼早期发育开展研究,以期通过系统量化其繁殖行为及早期发育关键节点,为胄刺尻鱼及其他小型海水神仙鱼的繁殖研究和商业化生产提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 亲鱼饲养

胄刺尻鱼亲本为商业渠道输入的野生个体,原产地为圣诞岛海域,通过合法进口途径进入中国,并经养殖场检疫隔离,笔者于本地观赏鱼贸易商处采购获得(暂养期内未出现疾病症状)。将健康、规格适配的野生个体转移至实验室后于隔离检疫缸检疫28 d,分别使用Cupramine(SeaChem,美国,用法用量参照说明书)、淡水(将待处理鱼放入淡水处理3 min并迅速捞回海水中以杀灭体外寄生虫,每7 d处理一次)和氨苄青霉素(检疫缸水中添加氨苄青霉素200 mg/L,每天换水以保持浓度,持续7 d,以杀灭体表病原菌)进行检疫。检疫后通过雌雄二态性挑选体长8 cm的雄性个体(♂)3尾,体长6.5 cm的雌性个体(♀)3尾,按1♂∶1♀比例建立3组繁殖单元(种鱼)。繁殖缸中放入100 kg活石以保持水质并给种鱼提供足够的躲藏空间。繁殖缸使用RO(Reverse osmosis)水与美国红十字珊瑚专用盐(Instant Ocean,美国)配制人工海水,繁殖缸下设置底缸,底缸和繁殖缸采用主循环泵(PJ 5000,意大利)和溢流装置连通水流,底缸内配备蛋白质分离器(Aqua-Excel ZPS100,中国)和20 L的生化环(Sera,德国)以维持水质(NH4+ < 0.03 mg/L、NO2- < 0.03 mg/L、NO3- < 5 mg/L),同时配备加热棒(Ehiem,德国)将温度控制在(26.0±0.5) ℃,利用自动补水装置(ER5,中国)将盐度维持在30.6±0.7。由金卤灯(150 W,10 000 K,奥德赛,中国)提供光照,将光周期光照∶黑暗(L∶D)维持在14 h∶10 h。每天喂食2—4次,食物种类包括颗粒饲料(Hikari,日本)、冷冻糠虾(Hikari,日本)和其他冷冻饲料,以确保种鱼能够获得足够的营养。

1.2 繁殖行为观察

为精确监测胄刺尻鱼的交配行为并记录产卵时间,在每日关灯前1 h将搭载90 mm F/2.8微距镜头的相机(Sony A7Ⅲ,日本)固定于繁殖缸前的三脚架上持续拍摄;所得原始图像在Adobe Lightroom Classic V8.4软件中进行色温校准[(5 500±200) K]、对比度优化(阈值±15%)、裁剪及格式标准化(保留RAW+JPG双格式)处理;当清晰观察到交配特征行为(雄鱼生殖管外突、雌鱼腹部贴缸壁游动)后,立即在繁殖缸溢流口安装内衬无菌培养皿的200目尼龙网集卵器,以无损收集鱼卵供后续实验使用。

1.3 胚胎和仔鱼早期发育

使用200目尼龙集卵器收集鱼卵后,将鱼卵转移至20 L圆柱形育幼缸中持续观察。育幼体系维持恒定水环境[温度(24.5±0.5) ℃、盐度31.0±0.6]。自孵化后第4天起,每日定量投饵两次,饵料为太平洋纺锤水蚤(Acartia pacifica)无节幼体[体长(80±5) μm,密度≥500 ind./L]。每隔72 h用虹吸法置换50%水体(采用预调温度和盐度的人工海水),并使用哈希试剂盒(Hach,美国)测定水体中的NH4+浓度,确保NH4+浓度 < 0.1 mg/L。每日8:00—10:00时段,分别取20个鱼卵和10尾仔鱼置于预冷培养皿中,参照Fujimoto标准[12],采用体视显微镜(Leica S9I, 德国)进行发育分期判定,并使用LAS EZ v4.1.2软件同步拍摄、测量卵径(精确至1 μm)及仔鱼全长(精确至0.01 mm)。

1.4 统计分析

采用单因子方差分析法(One-way ANOVA)对胄刺尻鱼仔鱼不同发育时期之间的体长差异进行比较。所有统计检验均使用Origin 8.0软件进行分析,数据以均值±标准差表示。

2 结果与分析 2.1 繁殖行为

胄刺尻鱼雌雄二态,公鱼背鳍臀鳍末端较为尖锐突出,而母鱼背鳍臀鳍末端较为圆滑。将父母本检疫完成放入繁殖缸, 持续提供高质量的食物,雄鱼和雌鱼在体长分别达到8 cm和6.5 cm时开始发生繁殖行为。胄刺尻鱼的繁殖仪式一般在关灯(日落)前30 min至1 h开始,此时亲鱼开始变得兴奋,雄鱼、雌鱼观察到周围安全后从躲藏的石缝中钻出,雄鱼开始不停追逐雌鱼[图 1(a)],雌鱼间歇地在水中游动或者悬停,有时会骤停。雌鱼有时会与雄鱼并排游动[图 1(b)],悬停时会侧身面对雄鱼,同时雄鱼会将吻部贴近雌鱼的泄殖腔[图 1(c)],然后保持此姿势缓慢向上游动一段距离后各自散开往下方的礁石游去,反复多次后在关灯前5—10 min时,采用同样的姿势缓慢上升至高点后快速排出配子,然后迅速散开往下方礁石游去[图 1(d)],完成繁殖仪式。繁殖启动后亲鱼可持续产卵数月,产卵数量不等。

(a) A male chases a female; (b) A male swims alongside a female; (c) A male approachs the mouth to female′s cloaque; (d) Parent release the gametes.Red arrow indicates the gametes. 图 1 胄刺尻鱼的求偶繁殖行为 Fig. 1 Courtship behavior of C.loriculus

2.2 胚胎发育

胄刺尻鱼产生的受精卵为透明的圆球状卵[图 2(a)],直径为(676.2±6.2) μm,卵内大部分空间被卵黄占据,有狭窄的卵黄周隙与光滑的绒毛膜,卵黄旁有单个油滴,油滴直径为(185.4±5.2) μm,属于典型的浮性卵,成功受精发育的卵会浮在水面上被集卵器收集。

(a) Newly fertilized egg; (b) 2-cell stage; (c) 4-cell stage; (d) 8-cell stage; (e) 16-cell stage; (f) 32-cell stage; (g) 64-cell stage; (h) 128-cell stage (multicellular stage); (i) 256-cell stage (morula stage); (j) 512-cell stage (high blastula stage); (k) 1 024-cell stage (low blastula stage); (l) Beginning of gastrulation; (m) Early gastrula stage (25% epiboly); (n) Mid gastrula stage (50% epiboly); (o) Late gastrula stage (90% epiboly); (p) Closure of blastopore; (q) Somite formation stage; (r) Otocyst stage; (s) Tail-bud stage (t) Hatching stage.The scale bar represents 500 μm.Nc: neural canal, Bp: blastopore, Se: somite, Op: optic primordium, Pg: pigment, Tb: tail-bud, Ht: heart, Ov: otic vesicle. 图 2 胄刺尻鱼受精卵的发育 Fig. 2 Embryonic development of C.loriculus

2.2.1 卵裂期

卵裂期为受精卵开始卵裂直到分裂为64个细胞的时期。胄刺尻鱼的受精卵为盘状卵裂。在(24.5±0.5) ℃的温度下,受精后23 min细胞开始在胚盘顶部出现一条分裂沟,首次卵裂进入2细胞期[图 2(b)]。在首次卵裂后,细胞分裂速度开始加快,受精后37 min胚盘再次沿着第一道分裂沟垂直的方向分裂,细胞进入4细胞期[图 2(c)];在受精后44 min细胞沿与第一次分裂沟平行的方向分裂,进入8细胞期[图 2(d)];受精后1 h细胞进入16细胞期[图 2(e)],受精后1 h 20 min进入32细胞期[图 2(f)],受精后1 h 40 min进入64细胞期[图 2(g)]。

2.2.2 囊胚期

囊胚期为128—1 024个细胞的分裂时期,囊胚期的头两次细胞分裂分别发生在2 h 3 min以及2 h 45 min[图 2(h)(i)],进入囊胚期后卵裂球排布开始不规则,细胞间的界限开始模糊,有研究者将这两次分裂的时期分别定义为多细胞期和桑葚胚期[15]。在受精后2 h 50 min以及3 h 5 min, 细胞再次进行两次分裂形成1 024个细胞[图 2(j)(k)],这两个时期被称为高囊胚期和低囊胚期[13]

2.2.3 原肠胚期

在受精后3 h 30 min, 胄刺尻鱼卵囊胚边缘细胞增多,开始逐渐迁移、延伸和下包,进入原肠胚期[图 2(l)]。在受精后5 h 30 min,卵黄囊被胚层细胞下包25%[图 2(m)],在受精后7 h 30 min,卵黄囊被胚层细胞下包50%[图 2(n)],在受精后8 h 40 min,卵黄囊被胚层细胞下包90%[图 2(o)],中央可见神经管正在形成。在受精后9 h 10 min,胚盘边缘融合,胚盘完全覆盖卵黄[图 2(p)],胚孔开始封闭,也称胚孔封闭期。

2.2.4 器官形成期

体节的出现标志着器官形成期的开始,此时期一直持续至受精卵孵化。在受精后9 h 30 min,眼囊形成,头部和尾部开始可以区分,并开始形成4—6对体节[图 2(q)]。在受精后11 h 30 min,可观察到体节形态转变成V字形,听囊开始出现,同时可以观察到眼原基出现,胚胎身体上开始出现细小黑色素细胞[图 2(r)]。在受精后14 h,听囊和其中的耳石开始出现,尾芽开始出现,心脏开始形成,黑色素细胞开始扩大[图 2(s)]。在受精后15 h 30 min,心脏完全形成并开始跳动,血管内可见血细胞开始流动并准备开始孵化[图 2(t)]。

2.3 仔鱼发育

在受精后16 h 10 min,胄刺尻鱼卵开始孵化,孵化后的仔鱼体长为(1 200.2±27.4) μm[图 3(a)图 4]。初孵仔鱼此时尚无完整的具有功能的眼睛、嘴巴和消化系统,色素细胞不明显,不具备游泳能力,只能漂浮在水面,通过感受振动摆动尾部简单地运动,但发育十分迅速[图 3(a)]。在孵化后第1天, 仔鱼体长便迅速增长到(2 294.7±132) μm(图 4),并在身体上出现少量明显的色素细胞[Pg,图 3(b)]。在孵化后第2天仔鱼体长增长减慢,体长发育至(2 558.3±19.7) μm(图 4),大量重要器官开始形成,已形成完整的消化道、肛门(As),大部分卵黄(Yk)已被吸收[图 3(c)]。在孵化后第3天,仔鱼体长停止变长,维持在(2 484.7±58.7) μm,与第2天相比无显著变化(P>0.01,图 4),但其余器官保持发育,卵黄几乎完全被吸收,剩余部分油滴维持浮力以漂浮在水中,眼睛出现不完整的色素沉淀[图 3(d)]。在孵化后第4天,仔鱼体长维持在(2 511.2±57.6) μm(图 4),卵黄和油滴都被完全吸收,身体各器官均发育完成,消化系统后端脊索位置上树枝状色素细胞增大,眼睛色素完整沉淀[图 3(e)],开始具有视觉并会主动游动寻找开口饵料,逐渐转换成外源性营养。当喂食桡足类一期无节幼体后,在孵化后第7天,仔鱼体长发育至(2 955.7±185.2) μm(图 4),腹腔内可观察到大量被食的桡足类幼体[图 3(f)]。在孵化后第14天,仔鱼体长并未出现显著增长,保持在(3 060.1±99.5) μm(图 4),但是可以观察到体高明显增加,腹腔内依然可以观察到大量被吞食的桡足类幼体[图 3(g)]。在孵化后第15天时,本研究的仔鱼均全部死亡。

(a) Just hatch; (b) 1 day post hatch (dph); (c) 2 dph; (d) 3 dph; (e) 4 dph; (f) 7 dph; (g) 14 dph.The scale bar represents 500 μm.Pg: pigment, As: anus, Yk: yolk, Ep: eye pigment, Cn: copepod nauplii in digestive system. 图 3 胄刺尻鱼仔鱼的早期发育 Fig. 3 Early development of the larvae of C.loriculus

*represents the significant difference of body length compared to that in last point-in-time (P < 0.01). 图 4 冑刺尻鱼仔鱼早期发育的体长变化 Fig. 4 Variations in body length of C.loriculus in early development

3 讨论 3.1 繁殖习性

在野外,除部分大型刺盖鱼如巴西刺盖鱼(Pomacanthus paru)为一公一母外,刺盖鱼一般由一公两母或者一公多母组成繁殖群体[7]。而以往针对刺尻鱼繁殖的研究表明一公一母的配对方式即可使其顺利发生繁殖行为[7, 10],这与本研究中采用一公一母的配对方式即可以实现胄刺尻鱼的正常配对、产卵一致。胄刺尻鱼的产卵求偶仪式与其他刺盖鱼十分类似[7],都会出现急游骤停、侧身贴近泄殖腔、上游至最高点释放配子等一系列行为,并且都在日落(关灯)前后的时间进行。这些观察到的行为与Callan等[5]的研究结果类似,本研究中胄刺尻鱼在开始产卵后基本一直保持产卵,没有明显的繁殖季节,这对其商业化繁殖稳定量产十分有利。

胄刺尻鱼受精卵为浮性卵。一般来说,浮性卵的鱼类卵径较小,刺盖鱼属的卵径为600—900 μm[14]。尽管有研究表明浮性卵的卵径与地理种群、亲鱼规格、环境因子等因素有关联[15],但胄刺尻鱼鱼卵大小、仔鱼大小与文献[7]中刺尻鱼属其他种类的卵径和仔鱼大小基本相似,相较于其他刺尻鱼,并未受不同的实验环境等因素影响,这可能是由于刺盖鱼卵径和仔鱼大小主要由属来决定。由于刺尻鱼是刺盖鱼科中体型最小的一个属[14],刺尻鱼鱼卵和仔鱼较小的尺寸可能与成鱼体型较小有关系,但是也有半环刺盖鱼(P.semicirculatus)这样体型庞大但是卵径只有600 μm的特例出现[7]

3.2 胚胎发育

胄刺尻鱼的胚胎发育模式总体上与其他刺尻鱼类似,但孵化时间有较大差异。Mendonça等[16]报道二色刺尻鱼(Centropyge bicolor)和双棘刺尻鱼(C.bispinosa)受精卵在26 ℃受精后20 min开始首次卵裂,略快于本研究(24.5 ℃下受精后23 min开始首次卵裂),但是在卵裂期两者的总体发育速度基本接近,本研究中胄刺尻鱼受精卵甚至只需44 min即进入8细胞期,略快于二色刺尻鱼和双棘刺尻鱼(受精后50 min进入8细胞期);进入囊胚期后,胄刺尻鱼胚胎发育速度显著下降,其发育至囊胚末期所花费时间比二色刺尻鱼和双棘刺尻鱼慢35 min;进入原肠胚期后,发育速度差距进一步拉大,发育至神经胚期时花费时间差距已经达到1 h 40 min;最终孵化时,二色刺尻鱼和双棘刺尻鱼仅需13 h 30 min,而本研究中的胄刺尻鱼需16 h 10 min。有研究表明不同种类的刺盖鱼孵化时间有一定差别[7],造成刺尻鱼属孵化速率种间差异的原因可能是温度。Mendonça等[17]研究表明,温度越高金背刺尻鱼(C.aurantonotus)的孵化速度越快。洪文霆[7]的研究也表明荆眼刺尻鱼(C.acanthops)和黄尾刺尻鱼(C.flavicauda)的孵化速度主要受温度影响,而与光照条件、水流等其他环境因素无显著相关性。需要注意的是,温度过低(< 22 ℃)或者过高(>30 ℃)时,这两种刺尻鱼鱼卵的孵化率会显著降低,在20 ℃时甚至无法孵化[17]。但是胄刺尻鱼孵化速度明显高于鞍带石斑鱼(Epinephelus lanceolatus)[18]和大黄鱼(Larimichthys crocea)[19]等浮性卵经济鱼类,这可能与胄刺尻鱼的卵径比石斑鱼、大黄鱼的卵径更小有关。刺盖鱼科中体型较大的种类其孵化时间也普遍长于胄刺尻鱼和其他刺尻鱼属鱼类[7]

3.3 仔鱼早期发育

一般认为,仔鱼的体长与卵径、成鱼体型成正比关系[9],胄刺尻鱼仔鱼体长与同属的其他刺尻鱼仔鱼[7]较为接近(表 1)。较小的体长导致胄刺尻鱼的口裂较小,因此对开口饵料的尺寸要求也更高,这是造成其难以成功人工繁殖的重要因素之一[5]。孵化后胄刺尻鱼仔鱼的发育模式也与其他刺尻鱼接近,初孵仔鱼消化道、眼睛等重要器官都未发育完成,不具备游泳、捕食能力,孵化后发育迅速,但在孵化后第1天至开口摄食期发育速度相对减慢,这一现象与之前对其他刺盖鱼的研究结果类似[9, 21-23],例如,蓝带荷包鱼在刚孵化至第1天体长即增长了约830 μm,但在孵化后第2—3天体长只增长了约100 μm[7];半环刺盖鱼在刚孵化至第1天体长增长了约940 μm,但在孵化后第2—3天体长只增长了约80 μm[7]。在仔鱼开口索饵前,其卵黄吸收的速度快于油滴的吸收速度,这可能是由于仔鱼器官发育尚未完全,需要油滴保持其在水中的浮力[16]。但也有研究认为仔鱼维持浮力并不依靠油滴,而主要依靠卵黄囊内的水分变化,油滴主要发挥提供营养的功能[24]。在孵化后第4天,仔鱼发育完全,并开始由内源性营养向外源性营养转变。刺尻鱼仔鱼开口索饵时间一般在孵化后2—4 d,在孵化后3 d较为常见(表 1)[7]。与以往研究中的刺尻鱼相比[9],本研究中胄刺尻鱼仔鱼开口索饵时间相对较长(4 d,表 1),这可能与实验水温较低有关。Baensch[20]发现,在27 ℃的水温下胄刺尻鱼仔鱼在孵化后第3天即可以开口索饵。说明适当提高仔鱼培育温度可加快其生长速率,这对商业化繁育刺尻鱼仔鱼具有一定价值。

表 1 刺尻鱼属鱼类的卵径和初孵仔鱼的大小 Table 1 Egg diameter and size of newly hatched larvae of fish belonging to Centropyge
种类
Species
温度/℃
Temperature/℃
卵径/mm
Egg diameter/mm
体长/mm
Body length/mm
开口天数/d
Days to first feeding/d
文献来源
Reference
C.potteri 25—26 0.71 3 [10]
C.fisheri 26.8—28.2 0.65—0.70 1.18—1.30 3 [20]
C.loriculus 27 0.7 1.9 3 [20]
24—25 0.67 1.17—1.23 4 This study
C.acanthops 26.4—27.6 0.58—0.61 0.97—1.05 3 [7]
C.ferrugatus 25.0—26.0 0.67—0.70 1.28—1.30 3 [7]
C.flavicauda 26.5—27.5 0.68—0.73 1.13—1.25 3 [7]
C.flavissima 26.5—27.0 0.70—0.75 1.55—1.63 3 [7]
C.heraldi 26.4—27.1 0.73—0.75 1.45—1.63 3 [7]
C.interruptus 24.8—25.5 0.68—0.70 1.30—1.40 3 [7]
C.multicolor 27 0.7 2 [7]
C.multispinis 27.1 0.70—0.73 1.43—1.50 3 [7]
C.nox 27.1—28.2 0.70—0.73 1.58—1.60 3 [7]
C.shepardi 26.4—26.8 0.63—0.70 1.22—1.39 3 [7]
C.tibicen 27.1—28.0 0.71—0.75 1.65—1.70 3 [7]
C.vrolikii 26.3—26.5 0.72—0.73 1.45—1.54 3 [7]
C.bicolor 25.8—26.2 0.70 1.50—1.54 3 [20]
C.bispinosa 25.8—26.2 0.63 1.23—1.27 3 [20]

一般来说,浮性卵仔鱼在孵化后14—20 d进入稚鱼期,但从仔鱼期到稚鱼期的过渡阶段,其对饵料的营养需求十分苛刻[5],因此仔鱼的死亡率很高。本研究中胄刺尻鱼仔鱼在孵化后第15天后全部死亡,推测可能与营养不足有关。与之前成功繁殖的神仙鱼相比,本研究中胄刺尻鱼仔鱼在孵化后第7—14天仔鱼体长未明显增长,在第14天时发育速度明显减慢[9-10, 21],这进一步说明本研究中胄刺尻鱼仔鱼可能受到营养不足引起的发育滞育的影响。因此,在未来的工作中应重点研究如何为仔鱼提供充足的营养,保证其正常生长发育,最终实现商业化应用。

4 结论

本研究系统揭示了胄刺尻鱼独特的繁殖行为模式、精确的胚胎发育时序(在24.5 ℃下)以及早期仔鱼快速发育与营养转换的关键特征。胄刺尻鱼成功繁殖的关键在于提供诱导繁殖的适宜条件(成熟亲鱼、光照周期、高质量饵料)和精确把握胚胎发育阶段。然而,孵化后第15天仔鱼全部死亡的结果,突显了从内源性营养向外源性营养转换后期(特别是开口摄食后第7—15天)存在严峻的育苗挑战,是未来人工繁育技术突破的重点研究方向。本研究详细的发育时序数据为优化孵化管理和早期仔鱼培育提供了重要基础。

参考文献
[1]
MOORHEAD J A, ZENG C S. Development of captive breeding techniques for marine ornamental fish: a review[J]. Reviews in Fisheries Science, 2010, 18(4): 315-343. DOI:10.1080/10641262.2010.516035
[2]
张俊浦, 唐文乔. 中国刺盖鱼科鱼类的分类整理[J]. 上海海洋大学学报, 2016, 25(5): 735-744.
[3]
OLIVOTTO I, CARDINALI M, BARBARESI L, et al. Coral reef fish breeding: the secrets of each species[J]. Aquaculture, 2003, 224(1/2/3/4): 69-78.
[4]
OLIVOTTO I, PLANAS M, SIMÕES N, et al. Advan- ces in breeding and rearing marine ornamentals[J]. Journal of the World Aquaculture Society, 2011, 42(2): 135-166. DOI:10.1111/j.1749-7345.2011.00453.x
[5]
CALLAN C K. Assessment of the flame angelfish (Centropyge loriculus) as a model species in studies on egg and larval quality in marine fishes[D]. Orono: The University of Maine, 2007.
[6]
CALLAN C K, LAIDLEY C W, KLING L J, et al. The effects of dietary HUFA level on flame angelfish (Centropyge loriculus) spawning, egg quality and early larval characteristics[J]. Aquaculture Research, 2014, 45(7): 1176-1186. DOI:10.1111/are.12063
[7]
洪文霆. 小型海水神仙鱼人工繁育初步研究[D]. 厦门: 集美大学, 2019.
[8]
CAÑEDO-ORIHUELA H, GONZÁLEZ-FÉLIX M L, PEREZ-VELAZQUEZ M. Maturation, reproduction, and larval culture of pomacentrids for the ornamental fish trade: successes and challenges[J]. Reviews in Fish Biology and Fisheries, 2023, 33(4): 1155-1197. DOI:10.1007/s11160-023-09789-0
[9]
BAENSCH F, TAMARU C S. Spawning and development of larvae and juveniles of the rare blue mauritius angelfish, Centropyge debelius (1988), in the hatchery[J]. Journal of the World Aquaculture Society, 2009, 40(4): 425-439. DOI:10.1111/j.1749-7345.2009.00273.x
[10]
GLOVER K A, CALLAN C K. Aquaculture and early life stages of the Hawaiian Potter's angelfish (Centropyge potteri)[J]. Journal of the World Aquaculture Society, 2025, 56(3): e70024. DOI:10.1111/jwas.70024
[11]
OLIVOTTO I, CHEMELLO G, VARGAS A, et al. M- arine ornamental species culture: from the past to "Finding Dory"[J]. General and Comparative Endocrinology, 2017, 245: 116-121. DOI:10.1016/j.ygcen.2016.03.004
[12]
FUJIMOTO T, KATAOKA T, OTANI S, et al. Em- bryonic stages from cleavage to gastrula in the loach Misgurnus anguillicaudatus[J]. Zoological Science, 2004, 21(7): 747-755. DOI:10.2108/zsj.21.747
[13]
平洪领, 张涛, 史会来, 等. 横带髭鲷早期生长发育特征[J]. 中国水产科学, 2021, 28(3): 276-287.
[14]
ENDOH K. Angelfishes of the world[M]. OTAKE T (trans). Boston: Ricordea Publishing, 2007.
[15]
YANG S G, JI S C, LIM S G, et al. Management of sexual maturation and natural spawning of captive- reared yellowtail kingfish, Seriola lalandi, in an indoor rearing tank[J]. Development & Reproduction, 2016, 20(2): 141-147.
[16]
MENDONÇA R C, CHEN J Y, ZENG C S, et al. Embryonic and early larval development of two marine angelfish, Centropyge bicolor and Centropyge bispinosa[J]. Zygote, 2020, 28(3): 196-202. DOI:10.1017/S0967199419000789
[17]
MENDONÇA R C, IKEBATA S P, ARAÚJO-SILVA S L, et al. Thermal influence on the embryonic development and hatching rate of the flameback pygmy angelfish Centropyge aurantonotus eggs[J]. Zygote, 2020, 28(1): 80-82. DOI:10.1017/S096719941900056X
[18]
张海发, 王云新, 刘付永忠, 等. 鞍带石斑鱼人工繁殖及胚胎发育研究[J]. 广东海洋大学学报, 2008, 28(4): 36-40.
[19]
刘家富. 人工育苗条件下的大黄鱼胚胎发育及其仔、稚鱼形态特征与生态的研究[J]. 现代渔业信息, 1999, 23(7): 20-24.
[20]
BAENSCH F. The culture and larval development of three pygmy angelfish species: Centropyge fisheri, Centropyge loriculus and Centropyge favissimus[J]. Freshwater and Marine Aquarium, 2002, 25: 4-12.
[21]
BAENSCH F U, TAMARU C S. Captive hybridization of two geographically isolated pygmy angelfish species, Centropyge fisheri and Centropyge resplendens[J]. Journal of Fish Biology, 2009, 75(10): 2571-2584. DOI:10.1111/j.1095-8649.2009.02452.x
[22]
BAUER JR J A, BAUER S E. Reproductive biology of pigmy angelfishes of the genus Centropyge (Pomacanthidae)[J]. Bulletin of Marine Science, 1981, 31(3): 495-513.
[23]
OLIVOTTO I, HOLT S A, CARNEVALI O, et al. Spawning, early development, and first feeding in the lemonpeel angelfish Centropyge flavissimus[J]. Aquaculture, 2006, 253(1/2/3/4): 270-278.
[24]
殷名称. 鱼类早期生活史研究与其进展[J]. 水产学报, 1991, 15(4): 348-358.