大麻哈魚消化器官的形態學和組織學觀察

李培倫，劉 偉，魯萬橋，唐富江，王繼隆

（中國水產科學研究院黑龍江水產研究所/黑龍江省冷水性魚類種質資源及增養殖重點開放實驗室，黑龍江哈爾濱 150070）

0 引言

【研究意義】魚類通過消化器官對攝入體內的食物進行消化、吸收，以維持魚體的正常生長、發育和繁殖，其對食物的消化和吸收過程與高等脊椎動物相似，但也具有其自身的結構特點，主要因其對棲息水體環境及攝取的食物類型不同所產生的適應性（林浩然，2011）。魚類的消化器官由消化道及其附連的消化腺組成，其中消化道包含口咽腔、食道、胃和腸等部分，而消化腺主要包含肝臟、膽囊和胰臟等（許曉娟等，2009）。運用解剖學和組織學技術對魚類消化器官的微生理結構進行研究是探索其攝食、消化和吸收等生理過程的重要手段，同時能豐富魚類消化器官形態及組織結構多樣性方面的研究資料（樓允東，1998；聶志娟等，2012；任永麗等，2020），為魚類養殖過程中餌料選擇及優化提供研究基礎?！厩叭搜芯窟M展】根據魚類攝食習性差異，一般將其分為肉食性、雜食性和草食性等多種食性類型，如哲羅鮭（Hucho taimen）（張永泉等，2011）、刀鱭（Coilia na‐sus）（聶志娟等，2012）和秦嶺細鱗鮭（Brachymystax lenok tsinlingensis）（卿素珠等，2012）等魚類的腸道較短，但其齒結構和胃組織發達，還具有幽門盲囊，主要以魚、蝦及其他水產動物為食，屬肉食性魚類；細鱗斜頜鲴（Plagiognathops microlepis）（母丹利等，2016b）、云南盤鮈（Discogobio yunnanensis）（趙健蓉等，2017）和塔里木裂腹魚（Schizothorax biddulphi）（任永麗等，2020）等魚類具有齒結構、無胃，腸道長且盤曲在腹腔內部，主要以藻類和有機碎屑為食，屬雜食性魚類；林浩然（2011）在《魚類生理學》一書中指出，鳙（Hypophthalmichthys nobilis）和鰱（Hypoph‐thalmichthys molitrix）等以浮游生物為食的草食性魚類齒不發達、無胃，但其具有發達的鰓耙組織，上述魚類因攝食習性不同其消化器官在種類組成、形態特征、組織結構及功能發揮等方面會表現出明顯的不同。此外，研究表明即使攝食習性相同，不同魚類物種之間的消化器官亦存在一定差異，通過對其消化器官開展形態及組織結構研究能有效反映出不同魚類物種的攝食生態習性差異（Urbach et al.，2006；許曉娟等，2009；Purushothaman et al.，2016）。大麻哈魚（Oncorhynchus keta）隸屬于鮭形目（Salmoni‐formes）鮭科（Salmonidae），俗稱大馬哈魚、大發哈魚、太平洋鮭和秋鮭等，是世界范圍內6種太平洋鮭魚中重要的一種，其廣泛分布于北緯35°~73°，東經120°~123°的太平洋、北冰洋海域及其有出?？诘牡恿髦?，在我國僅分布于黑龍江、烏蘇里江、圖們江和綏芬河水域，為典型的溯河生殖洄游型冷水性魚類，終生只繁殖一次，繁殖后親本死亡（Wang et al.，2021）。近年來，由于棲息地環境惡化、人為捕撈強度過大及水利工程建設等因素，導致大麻哈魚資源儲量嚴重下降，為恢復其種群資源，我國政府部門及科研單位開展增殖放流并探索其人工養殖技術，并取得一定成效（Cao et al.，2006；李培倫等，2019；王繼隆等，2019b；韓葉等，2020）。目前，有關大麻哈魚人工養殖方面的報道涉及生長、肌肉營養成分、血液生化指標、生殖相關內分泌激素及性腺發育等方面。李培倫等（2019）對不同月齡大麻哈魚的形態指標進行測定分析，發現大麻哈魚在1齡階段生長較快，2齡后生長速度明顯下降；王繼隆等（2019a）通過比較野生和養殖大麻哈魚肌肉的營養成分，發現養殖大麻哈魚肌肉脂肪含量較高，而氨基酸含量則低于野生大麻哈魚；李培倫等（2020a）研究了鹽度對大麻哈魚血液生化指標的影響，結果顯示，大麻哈魚具備較廣的鹽度適應范圍，人工養殖過程中建議水體鹽度為8~16 g/L；李培倫等（2020b）對養殖大麻哈魚生長前期血清中生殖相關內分泌激素水平及性腺發育狀況進行研究，指出2齡和3齡雌性大麻哈魚血清中生殖相關內分泌激素水平均高于雄性且同性別中3齡大麻哈魚生殖相關內分泌激素水平均高于2齡。此外，關海紅等（2010）、關海紅和尹家勝（2012）對大麻哈魚幼魚消化系統的發生過程及大麻哈魚洄游繁殖群體消化系統的形態進行了報道，但其對消化器官微結構缺乏系統詳盡的描述?！颈狙芯壳腥朦c】目前，有關養殖大麻哈魚消化道及肝臟的組織結構方面未見相關報道?！緮M解決的關鍵問題】采用解剖學和常規石蠟切片技術對人工養殖的2齡大麻哈魚消化器官的形態組織結構進行系統研究，以補充大麻哈魚消化生理學方面的研究資料，為其人工養殖過程中餌料調配和優化提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用大麻哈魚（親本采自烏蘇里江海清鄉江段，經人工授精后孵化出的F1代）養殖于山東省東方海洋科技股份有限公司的恒溫封閉循環海水養殖系統中，隨機挑選10尾生長狀況良好的2齡魚作為試驗樣本，其叉長23.72±1.24 cm，體重183.5±37.13 g。采樣前試驗魚停食24 h，麻醉劑麻醉后解剖取舌、食道、胃、幽門盲囊、腸和肝臟等組織在波恩氏液中固定24 h后保存于75%乙醇中。此外，取下大麻哈魚的頭顱，將其上、下頜分開，沖洗干凈后觀察口咽腔的結構并拍照。取消化道和肝臟等消化器官整體拍照，然后將消化道整體固定于10%福爾馬林中，后將其沖洗干凈，剔除脂肪等多余組織，鋪開消化道并拍攝各部位消化器官圖。

1.2 試驗方法

用于組織學觀察的大麻哈魚消化器官經梯度乙醇脫水（75%~100%），二甲苯透明后常規石蠟包埋，SLEE切片機進行切片，切片厚度為6 μm，蘇木精—伊紅（HE）染色，中性樹膠封片保存。通過CARL ZEISS光學顯微鏡對組織切片進行觀察，并用SZSS 2000顯微成像系統對各部位組織進行拍照并測量。

2 結果與分析

2.1 大麻哈魚仔魚和幼魚攝食規律

大麻哈魚受精卵孵化出膜后進入卵黃囊期仔魚階段，該階段幼魚主要沉在水底，不上浮攝食，以內源性營養物質卵黃囊作為營養物質來源，人工養殖條件下其卵黃囊期仔魚階段發育天數約為30 d（水溫12 ℃左右），其后進入幼魚期。養殖大麻哈魚幼魚的開口餌料主要為輪蟲或磨成粉末的蛋黃，1周后可摻少量粒徑較小的鮭魚顆粒飼料，隨后逐漸過渡為顆粒飼料，并隨著魚體的生長，顆粒飼料的粒徑逐漸增大。

2.2 消化器官的形態學觀察

大麻哈魚的消化道由口咽腔、食道、胃、幽門盲囊和腸組成，而肝臟則是其體內最大的消化腺（圖1）。大麻哈魚的口腔和咽腔之間無明顯分界，故稱之為口咽腔，其中口端位和口裂較大，口分為上頜和下頜，且上頜寬、下頜窄；上、下頜口緣黏膜上均有向口腔內源傾斜的尖銳細齒（圖1-1、圖1-2和圖1-5），口兩側上頜齒向口腔內側亦有一排犁骨齒；舌位于下頜口腔底部，較小，呈三角狀，無彈性且前端游離，舌上有2排細小的舌齒；舌后端咽腔內有4對鰓弓，鰓弓上有排列疏松且粗短的鰓耙；咽部上、下均有白色的凸起，為尖銳的咽骨齒，手指觸摸時有粗糙的刺痛感（圖1-2）。大麻哈魚口咽腔后是粗短的食道，與食道連接的是胃的賁門部，肝臟覆蓋于食道和賁門部，不分葉，外觀圓潤平滑且呈淡紅褐色；胃呈V型，分為賁門部、胃體部和幽門部；胃幽門部與腸道連接處存在呈螺旋式縱行排列的幽門盲囊，數量介于115~173；腸道平直，無彎曲，前腸較細，而后腸膨大內含排泄物（圖1-3和圖1-4）。

圖1 大麻哈魚消化器官的解剖觀察

2.3 消化器官的組織學觀察

2.3.1 舌 大麻哈魚的舌位于頭部下頜處，呈三角狀。組織學觀察結果顯示，舌黏膜表層為復層鱗狀上皮且厚度較厚，上皮中含有黏液細胞和味蕾，其中黏液細胞數量較多且分散在上皮中（圖2-1）。上皮深部具有排列較致密的由結締組織構成的固有膜，固有膜內含膠原纖維和若干彈性纖維，可向黏膜表面凸起形成波浪狀結構以支撐味蕾，復層鱗狀上皮與固有膜相連的為排列致密的單層柱狀細胞（圖2-2）。

2.3.2 食道 大麻哈魚的食道短而粗，是連接口咽腔和胃的紐帶。組織學觀察結果顯示，大麻哈魚的食道由黏膜層、黏膜下層、肌層和漿膜層4部分組成，食道內部可見7~10個連續的縱行黏膜褶皺凸起，黏膜褶皺的高度約1159.14±193.58 μm（圖2-3）。食道的漿膜層較薄，為食道最外層組織，由較薄的結締組織和間皮細胞組成，其厚度約59.69±15.44 μm；肌層發達，由橫紋肌組成，其厚度約511.45±79.57 μm，內外部環形平滑肌排列較緊密，呈深紅色（圖2-4）。食道黏膜下層為排列較致密的結締組織，內含豐富的毛細血管、神經和淋巴組織，與肌層之間具有明顯界限，其厚度約211.51±43.04 μm；黏膜層分支較多，厚度約238.52±34.65 μm，表層為排列致密的單層柱狀上皮細胞，細胞核位于基底且染色較深（圖2-5）。

2.3.3 胃 大麻哈魚的胃呈V型，與食道連接處明顯膨大，由賁門部、胃體部和幽門部組成。組織學觀察結果顯示，胃壁組織從外到內由漿膜層、肌層、黏膜下層和黏膜層構成。胃內壁黏膜褶皺豐富且不同部位形態存在一定差異，其中賁門部黏膜褶皺寬厚，而胃體部和幽門部的黏膜褶皺細長，黏膜褶皺高度由高至低依次為胃體部（1019.16±191.18 μm）、幽門部（913.46±129.81 μm）、賁門部（906.46±125.11 μm）（圖2-6、圖2-9和圖2-12）。胃黏膜層分支較多，最外層均為排列致密的單層柱狀上皮細胞，細胞核位于基底，染色較深，單層柱狀上皮細胞之間未見明顯的杯狀細胞（圖2-7、圖2-10和圖3-1）。黏膜層單層柱狀上皮細胞下方為較厚的胃腺組織，胃腺由一圈排列規整的胃腺細胞圍成管狀或長橢圓狀，胃腺細胞多呈方形、不規則多邊形，其細胞核多位于胃腺外壁一側且染色較深，賁門部和胃體部胃腺數量較多，而幽門部較少（圖2-8、圖2-11、圖3-2）。胃組織中黏膜層厚度由賁門部至幽門部依次降低，分別為303.51±35.58、252.81±52.74和226.39±34.25 μm。胃組織的黏膜下層較薄，主要由疏松的結締組織構成，內含大量血管和靜脈叢，黏膜下層的結締組織由賁門部經胃體部至幽門部愈加致密，其厚度逐漸降低，分別為164.04±58.93、159.61±40.28和157.16±28.98 μm（圖2-6、圖2-9和圖2-12）。胃組織的肌層為平滑的橫紋肌，除賁門部肌層較疏松外，其余部位均較致密，其中幽門部肌層最厚，約521.77±86.41 μm，而賁門部和胃體部差異不大，分別為261.27±34.74和248.16±60.42 μm；漿膜層為疏松的結締組織，較薄，內含血管、神經和淋巴管，其中賁門部漿膜層厚度約17.79±4.33 μm，胃體部約62.79±15.19 μm，幽門部約34.26±10.17 μm（圖2-6、圖2-9和圖2-12）。

2.3.4 幽門盲囊 大麻哈魚的幽門盲囊呈長圓柱狀，橫切面顯示內部具有22~25個黏膜褶皺凸起，排列較緊密，其中黏膜褶皺高度約321.88±54.29 μm。結構組成與食道、胃相似，由外向內依次為漿膜層、肌層、黏膜下層和黏膜層（圖3-3）。漿膜層較薄，厚度約8.28±1.71 μm；肌層為疏松的橫紋肌，厚度約29.11±5.10 μm；黏膜下層由致密的結締組織構成，厚度約32.56±4.86 μm；黏膜層由排列緊密的單層柱狀上皮細胞構成，厚度約45.44±6.86 μm，其中單層柱狀上皮細胞間存在大量杯狀細胞（圖3-4）。

2.3.5 腸 大麻哈魚的腸道較短，平直無彎曲。解剖后發現停食24 h的大麻哈魚腸道后端含有排泄物，故將其腸道分為前腸和后腸2部分，組織學觀察發現前腸和后腸的組織結構相似，均有漿膜層、肌層、黏膜下層和無明顯分界的黏膜層組成（圖3-5和圖3-7）。漿膜層較薄，肌層為疏松的結締組織（環形平滑肌明顯可見），黏膜下層較致密，染色深，前腸有較薄的黏膜褶皺而黏膜層界限不明顯，后腸則未見明顯的黏膜層和黏膜褶皺結構（圖3-6和圖3-8）。前腸的漿膜層、肌層和黏膜下層的厚度分別為27.26±2.93、78.11±6.91和19.50±4.73 μm，后腸的漿膜層、肌層和黏膜下層的厚度分別為11.55±1.61、67.77±12.81和29.30±3.34 μm，其中前腸的漿膜層和肌層略厚于后腸，而后腸的黏膜下層比前腸厚。

2.3.6 肝臟 肝臟是大麻哈魚體內最大的消化腺，可分為實質和間質兩部分，其中間質部分為結締組織，這些結締組織伸入實質部分，可將肝組織分隔為許多肝小葉，但由于大麻哈魚的肝臟結締組織不發達，故肝小葉結構不明顯，但肝組織中靜脈豐富，呈不規則形狀，內含大量紅細胞（圖3-9）。肝實質部分主要由肝細胞構成，肝細胞體積較大，多呈圓形、長橢圓形或不規則的多邊形，細胞核較大，呈圓形，多位于肝細胞中央，部分肝細胞中出現雙核現象，肝細胞多排列在一起，以中央靜脈為中心向四周輻射排列形成肝板結構（圖3-10）；肝臟組織門管區的膽管結構清晰，膽管由單層長柱狀細胞緊密排列而成（圖3-11）。此外，相鄰肝板間的腔隙間具有成片存在的肝血竇，肝血竇為特殊的毛細血管，能促使肝細胞與血流之間進行物質交換（圖3-12）。

圖3 大麻哈魚消化器官顯微圖Fig.3 Micrograph of digestive organs of chum salmon

3 討論

魚類消化器官的形態特征隨種屬、食性、棲居環境等因素的不同而呈現多樣化，是長期進化中與自然環境相適應的結果（許曉娟等，2009）。大麻哈魚屬江海洄游型兇猛肉食性魚類，淡水中剛孵化出膜的仔魚主要以卵黃囊為營養物質來源，其后隨著卵黃囊逐漸消化吸收，口咽腔、胃、腸等消化器官不斷發育完善，幼魚則以水體中的橈足類、枝角類浮游動物及搖蚊類、蜉蝣類等水生昆蟲的幼蟲為食，而海洋中生活的成魚主要以魚類、蝦類、甲殼類、軟體動物及其他無脊椎動物為食（Seeb et al.，2004；解玉浩，2007；關海紅和尹家勝，2012）。大麻哈魚成魚的口裂大，下頜前端尖細，口閉合時上頜能包裹下頜，這些形態特點能使其迅速鉗住食物，防止逃逸。此外，其具有尖利的頜齒、犁骨齒、舌齒及咽骨齒，便于抓取和咀嚼食物并將其迅速致死，通過頜齒、犁骨齒等將類似甲殼動物的外殼撕破并將其分成若干小塊，后經過咽骨齒磨碎食物，在口咽腔內初步完成食物的物理消化過程。舌表層組織含有豐富的黏液細胞和味蕾，能分泌黏液潤滑食物，便于將咬碎的食物送入食道。大部分硬骨魚類咽骨齒與頜齒的發達程度成反比，即咽骨齒發達的魚類頜齒不發達或缺失，如馬口魚（Opsariichthys bidens）（母丹利等，2016a）、云南盤鮈（趙健蓉等，2017）、塔里木裂腹魚（任永麗等，2020）等鯉科魚類，而大麻哈魚具有發達的頜齒和咽骨齒，與哲羅鮭（張永泉等，2011）、波紋唇魚（Cheilinus undulates）（區又君等，2012）、馬蘇大麻哈魚（Oncorhynchus masou）（李培倫等，2021）等魚類相似，與其喜食甲殼類等體表較堅硬食物的攝食習性相適應，同時食物在口咽腔中得到充分物理消化會對后續消化道的消化效果起到很好的輔助作用。

大麻哈魚消化道中食道、胃、幽門盲囊和腸組織均具有典型的4層結構：漿膜層、肌層、黏膜下層和黏膜層。其中，食道短而粗，肌層發達且具有較強的伸縮性，能快速吞咽食物，其結構特點與大部分魚類相同，如哲羅鮭（張永泉等，2011）、刀鱭（聶志娟等，2012）、馬蘇大麻哈魚（李培倫等，2021）等。通常將魚類的胃分為5種形態，分別為I形、U形、V形、Y形和卜形，其中I形胃容量最小、U形胃容量最大。本研究發現養殖的2齡大麻哈魚的胃呈V形，亦具有較大的容量，可分為賁門部、胃體部和幽門部，這些部位均具有較多黏膜褶皺，增加了胃的彈性，當食物進入后胃體能快速膨脹。胃組織中黏膜層發達，表面均為排列緊密的單層柱狀上皮細胞，未見明顯的杯狀細胞或黏液細胞，但其黏膜層內陷形成大量胃小凹，在胃小凹的基部具有數量豐富的胃腺組織，其中賁門部和胃體部胃腺數量較多，而幽門部較少。胃腺是大麻哈魚胃的主要組織特征，具有分泌酸性黏液和胃蛋白酶原等促消化物質的功能，這些物質可軟化較堅硬的食物，促進食物中動物蛋白的消化吸收，與真鯛（Pagrosomus major）（喻子牛等，1997）、哲羅鮭（張永泉等，2011）、刀鱭（聶志娟等，2012）等魚類的胃部組織結構與其消化機理相適應的結論一致。大麻哈魚幽門部的肌層比賁門部和胃體部厚，幽門部通過肌層的收縮可將食物擠壓至幽門盲囊內部，促使其對食物進行消化，表明幽門部對食物進行機械消化的強度更大。此外，幽門盲囊內壁凸入管腔形成許多微絨毛，這些微絨毛由單層柱狀上皮細胞和杯狀細胞構成，不僅增加了食物的消化吸收面積，還能分泌黏液，起到潤滑食物、吸收和轉運大分子營養物質的作用（任永麗等，2020）。大麻哈魚的腸道較短，前腸有較薄的黏膜褶皺而黏膜層界限不明顯，后腸則未見明顯的黏膜層和黏膜褶皺結構，與洄游繁殖的大麻哈魚相似（關海紅和尹家勝，2012），而不同于大麻哈魚仔魚、幼魚腸道具有明顯的黏膜褶皺和黏膜層（關海紅等，2010），由于大麻哈魚仔魚和幼魚期各消化器官的結構功能處于逐步發育完善階段，該時期腸道可執行較多的消化吸收功能，但隨著魚體的生長，其消化器官的結構和功能得以逐步完善，因此，推斷成年大麻哈魚的前腸保留了少量消化吸收功能，而后腸則主要起排泄功能。

肝臟作為魚類消化系統中最大的消化腺，不僅是重要的中間代謝器官，同時亦是重要的營養儲存器官，可貯藏大量脂肪和糖原。大麻哈魚的肝臟覆蓋于食道和胃的賁門部，不分葉，結締組織不發達導致其肝小葉結構不明顯，與哲羅鮭（張永泉等，2011）、長麥穗魚（Pseudorasbora elongata）（楊曉鴿等，2021）、馬蘇大麻哈魚（李培倫等，2021）等魚類相似。肝組織中肝細胞結構清晰，中央靜脈數量豐富且富含大量紅細胞，肝細胞以中央靜脈為中心向四周輻射形成肝板結構，門管區的膽管結構清晰可見，這些微結構與秦嶺細鱗鮭（Brachymystax lenok tsin‐lingensis）（卿素珠等，2012）、駝背鱸（Cromileptes al‐tivelis）（區又君等，2016）等魚類的肝臟微結構相似。

4 結論

大麻哈魚的消化器官形態特征與其食性功能相適應，自然環境中成魚以魚類、甲殼類等為食，口咽腔捕獲食物后用發達的頜齒和咽骨齒將其咬破并磨碎，通過食道迅速進入體內，后經胃、幽門盲囊、肝臟等組織器官發揮功能后吸收食物中的各類營養物質，最后經腸道將糞便等殘留物排出體外，具有典型肉食性魚類消化器官特征。建議大麻哈魚人工養殖過程中除投喂常規鮭魚顆粒飼料外，定期投喂蛋白類營養較高且經濟價值較低的雜魚、甲殼類等海洋水產品。