9种鱼类嗅囊组织结构特征和V1Rs基因家族进化分析

为探究不同鱼类嗅觉器官组成差异及V1Rs基因的进化规律,实验采用组织形态学方法比较了9种鱼类的嗅囊结构特征,并通过比较基因组学和生物信息学手段对V1Rs基因家族进行鉴定、序列结构及进化分析;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对泥鳅V1Rs基因的组织表达模式进行分析。结果显示,6种鲤形目鱼类的嗅基板类型均为G型,鲇形目为H型,而鲈形目则有F型和G型两种,嗅基板数量在9种鱼类中差异较大,其中大口黑鲈的嗅基板数量最少,只有7个,黄颡鱼最多,有80个。研究共鉴定出58个完整的V1Rs基因,这些基因属于G蛋白偶联受体家族。V1Rs基因分为6个亚型(V1R1、V1R2、V1R3、V1R4、V1R5、V1R6),9种鱼类基因组中均有1个V1R1和V1R2基因,但翘嘴鲌基因组中缺少V1R3和V1R4基因,鳜缺少V1R5基因,而团头鲂、黄颡鱼和翘嘴鲌各有2个V1R5基因。qRT-PCR结果显示,与对照组相比(肌肉组织),除V1R3b外,泥鳅V1Rs基因均在雌、雄嗅囊中显著高表达,但在脑和触须中的表达量较低,在性腺组织中,雌、雄泥鳅V1Rs基因表达量存在明显差异,其中,V1R1、V1R4、V1R5、V1R6在精巢中的表达量显著高于卵巢,而V1R3b基因在雌性泥鳅性腺中显著高于雄性,V1R2和V1R3a在雌、雄泥鳅中则没有显著性差异。本研究不仅阐明了不同鱼类嗅囊组织结构和V1Rs基因拷贝数、进化差异,结果也为后续深入探究鱼类异性识别的嗅觉分子基础和V1Rs基因在繁殖中作用机制奠定基础。

哲罗鱼仔稚鱼嗅囊发育及其与摄食强度的关系

为掌握哲罗鱼Hucho taimen仔稚鱼嗅囊的发育过程及其与摄食强度的关系,对哲罗鱼仔稚鱼嗅囊发育进行了组织形态学观察,研究了嗅囊发育与摄食强度之间的对应关系,描述了各发育时期的时序和形态特征。结果表明:初孵哲罗鱼仔鱼嗅囊上皮未分化,消化道未有食物充塞度;25~26日龄仔鱼仅有少数个体(11.1%)消化道有一定的食物充塞度(1级);27日龄仔鱼多数个体(占66.7%)开始少量摄食,此时嗅囊上皮仍未分化;29日龄仔鱼均摄食,消化道食物充塞度达到2级和3级的个体分别占44.4%和33.3%;30日龄仔鱼嗅囊上皮从嗅囊基部开始分化;42日龄稚鱼上皮分化更加明显,细胞分化加剧,此时嗅囊上皮分化;45日龄稚鱼均强烈摄食,消化道食物充塞度等级均达到5级,此时嗅囊上皮分化完成;55日龄稚鱼嗅囊形成第一个初级嗅板;85日龄稚鱼嗅囊分化完成,通过光镜和电镜观察,嗅上皮细胞可分为6类,即基细胞、支持细胞、纤毛非感觉细胞、纤毛感觉细胞、柱状细胞和黏液细胞。本研究结果可为哲罗鱼资源的保护和苗种培育提供理论依据。

顶鼻康吉鳗嗅囊形态的光镜与扫描电镜观察

用光学显微镜和扫描电镜观察了5尾不同体长顶鼻康吉鳗标本嗅囊的形态结构。结果表明：顶鼻康吉鳗嗅囊近卵圆型；嗅囊长径与眼径的比值为1．3～1．6；单个嗅囊的嗅板数为82～122片；嗅板厚度约100μm；嗅板垂直对称地排列于嗅轴两侧，不同部位的嗅板大小和形状不一致；嗅板从嗅轴向两侧分出，至嗅囊腔顶部几乎相互接触；嗅板远离嗅轴端和向嗅囊腔一侧游离，其余部分与嗅囊膜相连；嗅板向嗅囊腔的游离缘分布有许多嗅孔；未观察到次级嗅板，但在嗅板的表面具有脊状隆起和凹陷；嗅板表面密被纤毛，包括非感觉纤毛、感觉纤毛和微绒毛，嗅板远离嗅轴的端部还观察到一种大型的杆状纤毛。嗅板表面存在大量纤毛表明，顶鼻康吉鳗嗅囊的水动力机制应属纤毛摆动型（isosmates）。

驼背鲈的嗅囊及嗅板细胞的形态学和组织学

利用解剖和石蜡切片技术对驼背鲈(Cromileptes altivelis)嗅囊及嗅板细胞进行形态学和组织学研究。结果表明,驼背鲈具有2对鼻孔,前后鼻孔紧相邻,前鼻孔小,圆形,具瓣膜;后鼻孔大,为垂直长裂孔。驼背鲈嗅囊椭圆形,其长径与眼径之比为0.16,长径与短径之比为1.29。嗅囊由20～22个初级嗅板构成,嗅板辐射状,呈菊花瓣图案。嗅板游离端边缘为非感觉区,顶部上皮为单层扁平上皮。感觉区嗅上皮含有4种细胞,可大致分为感觉细胞层、支持细胞层和基细胞层,其中感觉细胞层由感受细胞和纤毛非感觉细胞构成,感受细胞在嗅板上不连续分布,嗅板感觉细胞层表面具较发达的纤毛。驼背鲈应属于以视觉为主进行活动的鱼类。

鲻嗅囊的组织形态结构观察及功能探讨

实验用鱼为全长35．5—40．0cm的野生鲻（Mugilcephalus），采用石蜡切片以及透射电镜技术对鲻的嗅囊以及嗅板细胞进行观察。结果表明：鲻的嗅觉器官由左右两个呈扁平椭球形嗅囊构成，分别由前后两个鼻孔与外界相通。嗅囊长径与眼径之比为0．80，长径与短径之比为2．09。嗅囊的嗅轴左右两边分别有垂直于嗅轴并向上倾斜排列整齐的18—25个披针形嗅板，只有初级嗅板未见次级嗅板。嗅板由中央髓和两侧的嗅上皮两部分构成，中央髓由疏松的结缔组织和毛细血管组成。嗅上皮又分为感觉区和非感觉区，感觉区位于嗅板的内侧，具有发达纤毛，呈连续分布状态，非感觉区位于嗅板边缘，细胞纤毛较少。通过光镜和电镜的综合研究结果显示嗅上皮细胞大致可分为5类：基细胞、支持细胞、纤毛非感觉细胞、纤毛感觉细胞和柱状细胞。文章讨论了鲻的感官活动类型。

鳜嗅囊组织结构与早期发育

本研究采用组织切片和免疫组织化学方法以及扫描电镜和透射电镜观察并描述了鳜(Siniperca chuatsi)嗅囊组织结构特征和早期发育过程。结果显示,鳜具有2对鼻孔,前后鼻孔紧密相连,具有皮瓣。嗅囊位于嗅腔内,由16~20个初级嗅板构成,为G型嗅囊,初级嗅板通过褶皱产生次级嗅板。嗅板远端边缘为非感觉区,感觉区主要位于嗅板中端和近端。嗅上皮细胞可分为6类,即纤毛非感觉细胞、纤毛感觉细胞、微绒毛感觉细胞、支持细胞、基细胞和黏液细胞。从仔鱼到幼鱼阶段,1~7日龄仔鱼嗅基板较薄,表面有纤毛,10日龄嗅窝内陷并形成嗅腔,26日龄稚鱼形成第1对初级嗅板,55日龄幼鱼形成8对初级嗅板。55日龄前,鳜嗅囊发育较迟缓,初级嗅板侧向平行排列,尚未形成次级嗅板。

葛氏鲈塘鳢对促摄食物质的嗅觉敏感性分析

为了研究葛氏鲈塘鳢对几种促摄食物质(L-丙氨酸、L-组氨酸、L-精氨酸、摇蚊幼虫研磨液、鱼肉研磨液)的嗅觉敏感性差异,试验记录了葛氏鲈塘鳢嗅上皮产生的嗅电图,得出葛氏鲈塘鳢嗅觉感受器(嗅囊)对5种物质刺激的相对刺激效应。结果表明:鱼肉研磨液、L-丙氨酸、L-组氨酸、L-精氨酸对葛氏鲈塘鳢均有明显的刺激效应,且鱼肉研磨液的相对刺激效应显著低于其他试液(P<0.05),各组促摄食物质相对刺激效应顺序依次为摇蚊幼虫研磨液>L-丙氨酸>L-精氨酸>L-组氨酸>鱼肉研磨液。说明摇蚊幼虫是葛氏鲈塘鳢理想的促摄食物质。

多斑岭鳅嗅觉器官表面超微结构及其形态适应

多斑岭鳅（Oreonectes polystigmus）是营洞穴生活的鱼类,嗅觉器官在其生活中发挥了重要作用。本文对保藏于中国科学院动物研究所鱼类标本馆的4尾多斑岭鳅标本进行解剖,利用扫描电镜观察多斑岭鳅嗅囊上皮超微结构,以期了解嗅觉器官适应洞穴黑暗环境而产生的形态适应。多斑岭鳅的嗅囊呈椭圆型,嗅囊长径平均为2.27 mm,嗅囊长径与眼径比平均为1.36,揭示其为＂嗅觉＂鱼类。其嗅轴为直线型,嗅囊腔内对称紧密排列2排嗅板,嗅板数为22~24个。单个嗅板呈卜状亚型,舌状突起较发达。观察发现,非感觉纤毛连续广布在嗅板各个部位,但在嗅板近嗅轴处较少,此处裸露的表皮多褶皱,其上分布很多细微小孔。感觉纤毛主要分布于非感觉纤毛分布较稀疏的地方。上皮表面微绒毛多,一般在非感觉纤毛下,前后两端嗅板上的微绒毛数量相对较少。多斑岭鳅嗅囊水动力机制应属嗅上皮纤毛运动机制。嗅孔分布不均,中间嗅板上的嗅孔较嗅轴前、后分布的嗅板为多,同一嗅板上近嗅轴处的嗅孔最多。由于纤毛分布不均,嗅上皮可分为裸露区和非裸露区,一般裸露区和非裸露区边界清晰,嗅轴上非感觉纤毛和微绒毛主要分布在非裸露区的凹槽里。嗅轴和嗅板近嗅轴处裸露区面积较大,嗅轴裸露区上皮被一系列的连续的微脊切割成多边形,多边形内具有许多隆起与小孔。嗅轴处正是嗅囊中水流回流的区域,为感受水中气味的重要位置,推测与洞穴生活的习性有密切关系。多斑岭鳅嗅囊形态属于G型,这类鱼类其嗅觉功能在鱼类生命活动中发挥了重要作用。同近缘的地表种相比,多斑岭鳅具有较多的嗅板数目、较多数量感觉纤毛和微绒毛,且其嗅囊长径与眼球径比值大于1,这些都揭示了其为＂嗅觉＂鱼类,表现出了对洞穴黑暗环境的适应。