实验目的
了解斑马鱼产卵过程,掌握收集斑马鱼受精卵的方法。
实验原理
斑马鱼又名蓝条鱼、花条鱼、蓝斑马鱼、印度鱼,属鲤科短担尼鱼属,孵出后约3个月可达性成熟。成熟的雌鱼每隔一周可产几百粒卵子,其受精卵为圆形,属沉性卵,直径约1 mm,沉于水底。卵子体外受精、发育,胚胎发育同步,且速度快,在25~31℃之间生长发育。成年斑马鱼能承受高密度饲养——每升水中最多可容纳5尾,意味着容易饲养大量群体,管理饲养易行。每条雌性斑马鱼每周可产生大量卵子(>200枚),胎间距短,为3个月。斑马鱼的受精及发育都在母体外进行,因此容易进行观察和操作,如进行组织移植或化学药物刺激等。斑马鱼作为发育生物学理想的模式生物之一,如何正确饲养斑马鱼以及顺利获得其受精卵,是进行斑马鱼发育研究的实验室需要具备的最基本条件。
实验用品
1.材料
成体斑马鱼,纱布,移液枪,直径9cm的培养皿。
2.器材
体视显微镜。
3.试剂
(1)Hank’s溶液;将系列储液按顺序混合而成,10 mL储液#1、1 mL储液#2、1 mL储液#3、86 mL双蒸水、1 mL储液#4和1 mL储液#5,需要新鲜配制。
(2)储液#1:8.0 g NaCl,0.4 g KCl,溶于100 mL双蒸水。
(3)储液#2:0.358 g Na2HPO4(无结晶水),0.60 g KH2PO4,溶于100 mL双蒸水。
(4)储液#3:0.72 g CaCl2,溶于50 mL双蒸水。
(5)储液#4:1.23 g MgSO4·7H2O,溶于50 mL双蒸水。
(6)储液#5:0.35 g NaHCO3,溶于10 mL双蒸水。
室内循环水人工养殖。
实验程序
1.自然受精法
斑马鱼在繁殖时通过光周期作用,在日出后产卵。为了每天能稳定地获得部分斑马鱼胚胎,可以在水族箱中放入等量的雌鱼和雄鱼,控制光周期为14∶10(即光照14 h,黑暗10 h),每天投喂优质活饵料,并在水族箱底部放置鱼卵收集框,卵产出后落入框中的缝隙,以防止鱼将所产卵吃掉。这样每天清晨可从水族箱中吸出受精卵,另行孵化。如不想进行繁殖,可移去收集框,并减少投喂量,否则鱼容易肥胖而影响其繁殖。具体方法如下:
(1)放置鱼卵收集框。可在投喂饵料至少30 min后进行,以给鱼足够的时间吃光所有饵料。在鱼停止摄食后,放入收集框,框中可放置水草以吸引斑马鱼在框中产卵。(www.daowen.com)
(2)受精卵收集。次日清晨光照后,可看到雌雄鱼的追尾现象。观察到雌鱼产卵后,小心取出收集框,待所有受精卵沉到底部后,倒出液体,将受精卵转入培养皿中,用胚胎培养液清洗数次,用镊子清除粪便等污物,即可进行孵化。
(3)受精卵的处理。吸出的受精卵中可能混有大量的杂质和污物,包括成鱼的粪便、破碎的卵粒、饵料等。由于斑马鱼的卵密度较大,可以冲入胚胎培养液进行清洗,然后用吸管在显微镜下剔除发育不良的胚胎。清洗和培养过程要注意水温的变化。
2.人工授精法
斑马鱼一般10~12周达到性成熟,但7~18月龄的斑马鱼人工授精较好。首先用雌雄鱼分别饲养,每个40 L左右的水族箱中放养雌鱼8尾或雄鱼16尾,每天投喂优质活饵料2~3次,并换水1/3,培育6~7 d。具体方法如下:
(1)在实验前一天下午准备实验用鱼,取用腹部饱胀、饱满的雌鱼,活动力较强的雄鱼。实验用鱼还应确保在一个月以上没进行过人工授精。雌雄鱼分开饲养。
(2)次日清晨雌雄鱼从水族箱中捞出,放置于小容器中,以便之后捞取。
(3)收集精液。捞出雄鱼,用纱布轻轻包住鱼体,轻轻挤压雄鱼腹部,当有乳状精液从泄殖孔中流出,即将鱼体下半部浸入盛有Hank’s液的培养皿中,稍稍再挤压其腹部。整个操作过程要迅速和小心,以避免对鱼体的损伤。连续收集数尾雄鱼精液。
(4)人工授精。捞出雌鱼,用纱布轻轻包住鱼体,挤压其腹部,如雌鱼发育良好,可轻易将卵挤出,将卵挤入盛有精液的培养皿,之后轻轻晃动培养皿,使精卵充分混合。质量较好的卵子为淡黄色,透明状良好,如发现有较多的白色或呈不透明状,说明卵子质量较差。
根据雌鱼成熟情况不同等因素,可能会出现以下情况:卵质量较好(淡黄色,半透明,饱满);坏卵(卵发白,甚至部分卵已经破裂);部分好卵(卵中有部分卵为坏卵);没有卵。达到成熟的卵,如不能产出,则被雌鱼吸收。如果卵子质量较好,但受精率较差,可能因为精子活性较差。
实验注意事项
1.不论自然受精法和人工授精法成功率,除了取决于实验中的操作,更重要的是都取决于鱼的质量。
2.在人工授精中,操作一定要轻柔,以避免对鱼体的损伤。
思考题与作业
1.自然受精法和人工授精法有哪些区别?
2.试述你所熟悉或了解的几种鱼的生殖特点。
Westerfield M.The zebrafish book[M].Eugene,ore:university of Oregon Press,1995.
董武.斑马鱼及相关实验技术[M].青岛:中国海洋大学出版社,2006.
(李建真)
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