第三章 鱼类人工繁殖生物学基础第一节鱼类人工繁殖研究概述 我国 继50年代在四大家鱼人工繁殖取得成功后，相继在鲤科鱼类其它的种类上繁殖取得了成功 淡水鱼类人工繁殖品种有：四大家鱼、长吻鮠、鲟鱼、黄鳝、鳜鱼等等. 80年代我国 开始真鲷、牙鲆、黑鲷和大黄鱼等海水鱼类人工繁殖和批量育苗研究，全人工工厂化育苗技术达到生产规模第二节鱼类的性腺发育规律一、鱼类卵巢形态与卵子发育（1）鱼类卵巢的形态结构 卵巢一般成对，位于体腔背壁 ,其形态结构可分为游离卵巢和封闭卵巢两种类型封闭卵巢: 卵巢外面有卵巢膜, 其后端延伸为生殖管，成熟卵细胞落入卵巢囊中，直接经输卵管，从生殖孔排出体外 游离卵巢:卵巢裸露，外面无卵巢膜或卵囊,成熟卵细胞落入腹腔中，然后从生殖管的输卵孔（喇叭口）进人输卵管，再从泌尿生殖孔排出体外，如史氏鲟等大型鱼类的卵巢l 虹鳟鱼的卵巢 虹鳟鱼的卵巢（2）卵细胞的发育l卵原细胞繁殖期：有丝分裂 第期卵巢 第时相卵原细胞 卵原细胞停止分裂后，开始长大初级卵母细胞l卵母细胞的生长期a.小生长期：原生质增加，体积增大，而膜外出现一层扁平的滤泡上皮细胞 小生长期细胞： 第期卵巢，第时相初级卵母细胞 b.大生长期：初级卵母细胞营养物质积累时期。
卵黄开始积累阶段：体积增大 细胞内缘出现液泡，卵黄出现并开始积累，卵膜增厚，出现放射带，滤泡上皮细胞分裂为二层 ， 第期卵巢，第时相初级卵母细胞 卵黄充满阶段：卵黄在液泡内外先后积累，并充满全部细胞质部分 第期卵巢，第时相初级卵母细胞l成熟期：细胞核极化，核膜溶解，并进行减数分裂和均等分裂 初级卵母细胞次级卵母细胞中期卵细胞 第一极体 极体 排卵：卵子滤泡破裂，卵子释放出来 产卵：卵子从卵巢中流出体外 期l退化吸收：第、期卵母细胞未进一步成熟或第期卵未产出均会被解体重吸收，作为营养供新一代性细胞发育卵巢退化为期卵巢l(3)、卵巢分期l第期：从卵原细胞向初级卵母细胞小生长期过渡，尚未达到初次性成熟的雌鱼 卵巢位于鳔的侧方，呈透明淡肉色细线状（1mm） 秋花和春花鱼种的性腺属于此期（龄鲢的卵巢仍有属于期的）鱼类在一生中只出现一次第一期卵巢，产过卵的个体无此期卵巢 l第期：生殖细胞处于小生长期， 呈带状（1cm）， 表面上有血管分布，肉眼看不出卵粒龄的鲢、鳙、草鱼和龄的青鱼处于第期卵巢；多次产卵类型的鱼类（尼罗罗非鱼等）终生只出现一次期卵巢产过卵的个体，一次产卵类型的卵巢由第期转变为期第期：大生长期，卵黄出现并积累阶段， 青灰色，肉眼能分辨卵粒，但不能分离，宽2厘米 四大家鱼等主要养殖鱼类的成熟个体，此期卵巢处于秋末至春初。
l大生长期，卵黄充满阶段，核从中部向动物极偏移，卵巢呈青灰色或淡黄色，充满整个腹腔，卵粒可分离卵巢膜出现粗血管l一次性产卵鱼类第期卵巢中只有第、 、 时相的卵母细胞而没有过渡类型的第时相卵母细胞多次性产卵鱼类（鲤、鲫）由时相卵母细胞过渡到第时相常不是同步性的，即卵巢中的第时相卵母细胞不是等时性的长大因此，如果是春季产卵的鱼，在秋末就有较成熟第时相和第时相卵母细胞，因而，第期卵巢中不仅有第、 、 时相的卵母细胞，而且还有第时相卵母细胞 第第期期l第期：生殖细胞处于小生长期， 呈带状（1cm）， 表面上有血管分布，肉眼看不出卵粒龄的鲢、鳙、草鱼和龄的青鱼处于第期卵巢；多次产卵类型的鱼类（尼罗罗非鱼等）终生只出现一次期卵巢产过卵的个体，一次产卵类型的卵巢由第期转变为期l第期：初级卵母细胞已经历减数分裂，卵从滤泡中排出，成为游离卵，轻压腹部可从生殖孔中流出 一次产卵鱼类：卵母细胞多次产卵：第、卵母细胞该期卵能够正常接受精子进行正常受精，称生理成熟第第期期：产过卵：产过卵不久或退化吸收不久或退化吸收的卵巢有过熟的卵巢有过熟的卵粒，的卵粒，呈现白呈现白色的斑点，血管色的斑点，血管淤血鱼类卵巢的切片图卵细胞二、精巢的形态和精子的发育l（1）精巢的形态 主要养殖鱼类的精巢成对，位于鳔的腹部两侧，呈囊状，依其显微结构可分为壶腹型及辐射型两种类型。
鲟类、鲤科及大多数养殖种类的精巢属壶腹型，精巢由许多圆形或长形排列不规则壶腹组成，壶腹间充满结缔组织 鲈形目鱼类的精巢属辐射型，精巢由许多叶片状呈辐射排列的精小叶，精小叶间充满结缔组织精细胞着生于精小叶，精巢外膜及其管道结构与壶腹型相似鲇类与鮰类的精巢呈不规则分支状，精细胞数量较少 l典型的精子大体上可分为头部、中段（颈部）和尾部头部基本上为细胞核所组成核的四周为一层很薄的原生质所包围核的形状一般为圆形或椭圆形典型精子的尾部远远长于头部，这样便于向前运动 鳟的精子（）精细胞发生与发育 鱼类精子的发生分为四个时期，即繁殖期、生长期、成熟期和精子形成期l繁殖期：精原细胞（初级精原细胞）进行多次有丝分裂成大量精原细胞（次级原细胞）l生长期：精原细胞的体积略增大而变为初级精母细胞初级精母细胞的形状和精原细胞相近，但核内染色质变为线状，准备下次成熟分裂l成熟期：初级精母细胞进行两次成熟分裂：减数分裂、有丝分裂，产生四个精细胞，体积比初级精母细胞小得多l精子变态期：整个过程是相当复杂的，先是精母细胞的核变成椭圆形，大部分原生质逐渐向细胞核的后面聚集，将来形成细长的尾部l（）精巢发育分期与卵巢分期类似l第期：精巢呈细线状，肉色，紧贴在鳔腹面两侧，肉眼不易区分性别；组织切片可见精原细胞（外包有精囊细胞）分散在结缔组织之间，四大家鱼一龄鱼处于该期，终生出现一次。
l第期：精巢为细带状，宽毫米，白色半透明，血管不明显肉眼已能分出雌雄秋季二龄以上的雄鱼，其精巢属于该期 期精巢终生只出现一次l第期：精巢白色或淡红色，表面较光滑，似柱状，宽5以上挤不出精液龄家鱼的精巢处于该期，且是由期精巢发展而来的，所产个体的期精巢是由期精巢或期精巢转化而来l第期：宽大出现皱折，乳白色，表面血管明显当管腔出现为数不多的精子时，表明精巢的发育已到期末四大家鱼性成熟雄鱼的精巢，在冬季已进入此期，但是，用手挤压腹部仍无精液l第期：精巢充分成熟，体柔软，乳白色，轻压腹部有精液流出性成熟雄鱼的精巢，在繁殖季节属于该时期l第期：精巢中的精子已大量排出，体积大大缩小，由乳白色变为粉红色，局部有充血现象l多次产卵的鱼类，雄性生殖细胞的成熟，也显出先后参差不齐的情况，而与雌鱼产卵密切配合精巢各部成熟的次序是先后端后前端 l三、性周期l鱼类自性成熟到衰老前，性腺发育具有周期性变化，称性周期或生殖周期l一生只产一次卵且产卵后即死亡的鱼类，如大麻哈鱼、银鱼、公鱼、香鱼等，只有一个性周期，即一次性周期l大多数养殖鱼类一生中具有多个性周期，但性周期的时间长短因种而异：鲟类为年，四大家鱼、花鲈、鲆鲽类等为年，鲤、鲫、革胡子鲇、尼罗罗非鱼等为1-个月。
l一次产卵类型的性周期变化：（以长江中下游地区的鲢为例） 夏秋季（8-10月）：产过卵，卵巢萎缩，退化到期（精巢为 期） 冬季（11-翌年1月）：新生卵母细胞中卵黄出现并开始积累，处在第 期 春季（2-4月）：卵黄逐渐充满， 夏季（5-7月）：，可催产l多次产卵类型的性周期变化：以期和期初卵巢越冬，尼罗罗非鱼于-月产卵多次，鲫、鲤于-月产卵 -次，夏季卵巢进人期，秋季发展为期、 期初l性周期为一年的鱼类称一次产卵类型，性周期短的（一年产多次卵）称多次产卵类型 l影响因素是光周期、温度和降雨对于温带鲤科鱼类，温度是调节性周性的主要因素；光周期是调控秋季产卵的冷水性鲑科鱼类性周期的重要因素；降雨则是调节热带鱼类性周期的最主要因素四、繁殖力 l绝对怀卵量：一尾雌鱼在一个繁殖季节卵巢中所怀的成熟卵数l相对怀卵量：绝对怀卵量 / 体重（g） 成熟系数：四大家鱼卵巢的成熟系数，一般第期为12；第期约36；第期约为1422，最高可达30以上精巢成熟系数要小得多，第期一般只有115 第三节中枢神经系统和内分泌系统在鱼类繁殖中的作用 鱼类性腺发育成熟的神经内分泌调节示意图环境因子DA/BAGA性类固醇激素T / E2 / DHP / KT反馈作用卵黄蛋白原GnRH睾酮、雌二醇食物GTH一、鱼类性腺发育的内分泌调节 l脑垂体l垂体后叶含有加压素和催产素这两种激素，垂体前叶能够产生六种激素，它们是促甲状腺激素（TSH）、促肾上腺皮质激素（ACTH）、促卵泡成熟激素（FSH）、促黄体生成激素（LH）、生长激素（GH）和催乳激素（LTH）。
l真骨鱼类的腺垂体亦有催乳素分泌细胞、促甲状腺素分泌细胞、促肾上腺皮质素分泌细胞、一种或两种促性腺激素 （GTH）分泌细胞FSH分泌细胞和LH分泌细胞、生长激素分泌细胞和分泌黑素细胞刺激素细胞 l真骨鱼类的脑垂体可以分成前、后型和背腹型两种 鱼的神经垂体二、性腺发育的神经调节l（一）下丘脑的神经分泌组织l下丘脑位于丘脑下部，含有具内分泌机能的神经细胞 l目前已发现的下丘脑神经激素至少有9种，其中有些是释放激素，有些是抑制激素与养殖鱼类繁殖关系最为密切的是促性腺激素释放激素（GnRH）和促性腺激素抑制激素（GRIH，GRIF）（因子） lGnRH是一个含有6个官能团的十肽 l多巴胺（DA）是一种抑制促性腺激素释放的因子 l（二）下丘脑、脑垂体和性腺的机理关系 外界刺激 下丘脑 脑垂体 性腺 光温度 GnRH, LRH GTH 类固醇激素l下丘脑分泌促黄体素释放激素（LRH）作用于脑垂体GnRH：gonadotropin-releasing hormone 促性腺激素释放激素l由视觉等感觉器官把光照、温度等外界因素传到下丘脑，启动分泌GnRH或GRIH，控制脑垂体GTH细胞的分泌，GTH细胞分泌的GTH诱发性腺生成并释放性类固醇激素，促进生殖细胞生长发育、成熟和配子形成。
l性类固醇可通过反馈作用调节控制下丘脑和脑垂体的分泌活动，在繁殖季节，还可刺激亲鱼发情和自然交配 自然产卵过程第四节环境因素对鱼类性腺发育成熟和产卵的影响l一、光照l二、温度l三、营养l四、溶氧量l五、水流l六、盐度第五节 精子和卵子的生物学l养殖鱼类的精液中含有大量的精子，每升鲢精液含有5亿个以上精子，草鱼的精液含有更多的精子l（一）精子的活力和寿命l 精子的活动能力与寿命：精子在精液中是不动的，遇水便开始激烈运动（20s-30s），不久便死亡精子在水中活动所持续的时间称寿命鲢、草鱼精子在水中的寿命一般为50s-60s，鲤精子寿命略长一些，中华鲟精子寿命更长（5-40min）精子在水中活动时，大部分能量消耗在调节渗透压方面，用于运动方面的能量较少第五节 精子和卵子的生物学l 体外受精动物的精子活动持续时间不如体内受精动物的长淡水动物精子活动持续时间不如海水动物的长（海水无脊椎动物精子的活动时间一般较长，有的达十几小时或几天）精子在水中寿命短的主要原因是本身含有的原生质非常少，缺乏供运动消耗的能量贮备 （二）影响鱼类精子活动和寿命的外界因素 l1、盐度 （渗透压） l 不同鱼类精子对盐度的适应能力不同。
观察精子活动力用涡动时间表示，即自精子激活开始至90%的精子原地颤动止的快速运动时间l水的盐度对精子活动和寿命的影响是通过渗透压而实现的鲢、鳙、草鱼等淡水鱼类的精子在淡水中持续运动的时间为30-36s（草鱼最长、鲢最短）三种鱼类精子在盐度3.0、0.03和7.0持续运动时间（）分别为40-55、20-30和20-25，其中在盐度3.0的水中寿命最长，鲤精子在盐度5.0的水中寿命最长（1min30s）黄鳍鲷平鲷精子在不同盐度水中涡动的时间 盐度101521223040黄鳍鲷精子涡动时间（min）1.03.315.014.59.07.5平鲷精子涡动时间（min）04.017.318.37.50鲥精子在不同NaCl溶液中的寿命 NaCl溶液（g/L）01234567平均寿命（s）97851021431612472361842、水温 l各种鱼类精子都要求一定适宜温度，四大家鱼的精子寿命在水温时最长（s），时为s。