輪蟲休眠卵形成與萌發的研究進展

馬倩

四川省農業機械研究設計院，四川成都

1 輪蟲及休眠卵概述

輪蟲是浮游動物中特別重要的一個類群，它分布范圍廣，體型小，生長迅速且較容易飼養繁殖，常作為水產行業中的開口餌料使用，其營養豐富，形體微小（長約0.04～2.00 mm，多數不超過0.50 mm），且含有活性物質，是魚和蝦蟹等無脊椎動物最好的開口餌料之一。常見的輪蟲有萼花臂尾輪蟲、褶皺臂尾輪蟲等。輪蟲休眠卵是單巢目輪蟲在不利條件下形成的滯育結構，是輪蟲有性生殖的產物，對輪蟲抵御不良環境及保種、繁衍和散布有重要意義。當下的輪蟲研究多見于褶皺臂尾輪蟲和萼花臂尾輪蟲，且主要是在其休眠卵的形成、保存和萌發。

輪蟲休眠卵的休眠期包括內滯育期和外滯育期。前者指輪蟲休眠卵由體內排出，卵內胚胎仍需緩慢發育一段時間，即受精卵卵內胚胎的“后熟”過程，此間卵對任何外部刺激均不反應，即使在最佳環境下也不能孵化。內滯育期長短由遺傳因素決定，也與溫度有關，溫度越低，歷時越久。休眠卵在內滯育期主要完成胚外間隙的形成、細胞核數目的增加、外層卵膜的繼續加厚等。已完成“后熟”過程的胚胎進入外滯育期，外滯育期的休眠卵已獲得在適宜環境中孵化的能力，但在環境條件不合適的情況下將繼續保持“休眠”狀態。因此，休眠卵的萌發是指在一定環境條件刺激下外滯育期終止，胚胎重新啟動發育并最終破膜而出的過程。

1.1 分類

新的分類系統把它歸入原腔動物門。根據咀嚼器的有無、頭冠的構造、卵巢是否成對、背甲的有無、形態構造、足的有無、足和趾的形狀、附屬肢的有無等，常見的輪蟲可分為臂尾輪屬、旋輪屬、疣毛輪屬、晶囊輪屬、腔輪屬和水輪屬等。

1）臂尾輪屬。背甲較寬闊，多數品種呈方形，長度很少超過寬度。足不分節，具環紋，并能伸縮擺動。

2）腔輪屬。具兩趾，少數種類兩個并立的趾正處于融和成一個的過程。極少數種類沒有真正的背甲。

3）疣毛輪屬。體呈鐘形或倒錐形。頭冠寬闊，上有4根粗而長的剛毛，兩“耳”突出顯著。趾短小，一對。

4）晶囊輪屬。皮層薄，體透明，呈囊袋型鐘形或卵圓形，頭冠大而發達，是典型的的浮游種類。

1.2 形態構造

多數輪蟲是由頭冠、軀干、足三部分組成的。頭冠位于身體前端，其上附有一圈按一定規律排列的纖毛構成的纖毛器，具有運動、攝食等功能，輪蟲只在該部分具有纖毛，因輪蟲運動時形似旋轉的輪子，故得名輪蟲。軀干部位于輪盤下方，外披一層角質膜，根據品種的不同，或平滑或顆粒狀，多數類型會形成堅硬的兜甲。尾部位于輪蟲的最后方，幫助輪蟲游泳和爬行，能自由伸縮，有些種類的輪蟲還在其部位具有能動的趾。輪蟲休眠卵呈卵圓形、球形，外被一層厚厚的深色硬殼，表面具有刺。輪蟲休眠卵的形態引起國內外學者的關注。李永函等（1991）描述了我國北方地區池塘常見20 種輪蟲休眠卵的形態結構[1]，簡述其生態分布，并給出了顯微照片和形態描圖。閆冬春等（2007）對壺狀閉尾輪蟲的休眠卵及輪蟲進行了形態學觀察，通過電鏡下的掃描觀察到其休眠卵表面有明顯的、不規則的褶皺突起[2]。張東升等（2011）在掃描電鏡下研究了卜氏晶囊輪蟲休眠卵卵膜的亞顯微結構，并對卵膜與休眠卵功能的關系進行了探討。結果表明，卜氏晶囊輪蟲休眠卵卵膜分三層，其中，第一層卵膜（S1）包括兩小層，即外表有乳狀突起的第一小層（ML）和彈簧狀的第二小層（SL），ML 層外表乳狀突起之間有的有小橋相連，有的無小橋相連，而SL 層縱面觀似彈簧狀，外表面（與ML 層卵膜接觸的面）有較大的突起和較多的孔，內表面（與第二層接觸的面）較光滑且突起較小；第二層卵膜（S2）縱面觀均勻致密；第三層卵膜（S3）緊包胚胎，外表面光滑[3]。

1.3 生殖和發育

輪蟲是雌雄異體的生物，雄體的體型較小，僅為雌蟲的1/8～1/3。根據所處環境的不同，輪蟲可進行兩性生殖或孤雌生殖。當環境良好時，輪蟲只進行孤雌生殖（無性），產生不混交雌體，此輪蟲產出二倍體非需精卵，非需精卵馬上孵化成為不混交雌體，如此往復進行無性繁殖，所產生后代全為雌性。但在特定的外部環境條件下（環境變化、不良），部分輪蟲進行有性繁殖，由臨界雌體所產生的兩種混交雌體可分別產生雌體和單倍體的需精卵，需精卵受精后即為休眠卵，休眠卵為有性繁殖的最終產物。

2 輪蟲休眠卵的形成與萌發

在環境不利的情況下，為了應對不良環境，保存自身遺傳物質以度過惡劣的環境，輪蟲會進行有性生殖產生休眠卵，并在適當條件下被“激活”，再次繁殖。影響輪蟲休眠卵產生的因素有很多，目前的研究主要是在儲存時間、鹽度、溫度、餌料等方面。休眠卵在沉積物中累積形成卵池或卵庫，卵庫對水體中浮游種群結構、演替和維持種群穩定具有重要意義。欒磊磊等（2019）采集珠江口桂山島海域表層沉積物，研究Cu、Zn、Cd、水溫、鹽度、酸堿度、冷藏時間和原位海區不同水深對休眠卵萌發的影響[4]。

2.1 溫度對休眠卵形成及萌發的影響

通過相關文獻發現，溫度升高可以加速輪蟲休眠卵的產生。對于不同的輪蟲，其休眠卵產生的最適溫度是不同的，在20～30 ℃之間；對同一種輪蟲而言，休眠卵形成率變化并不大。冷凍處理可以促進輪蟲休眠卵的萌發，冷凍使得休眠卵的卵殼軟化，生長抑制劑減少，從而加速萌發。

2.2 鹽度對休眠卵形成及萌發的影響

葛慕湘等（2008）從單體和群體研究了鹽度突降對褶皺臂尾輪蟲存活及休眠卵形成的影響，褶皺閉尾輪蟲最佳鹽度降低幅度從20 以上降至6，大幅度的鹽度突降可促進休眠卵的產生[5]。羅洪添等（2016）研究結果表明，在鹽度5 和20 組休眠卵的萌發率最高，這與其原生生境相關[6]。張東升等（2001）利用不同鹽度的溶液對休眠卵進行處理后，再通過掃描電鏡發現，相同濃度下，不同種類的輪蟲卵殼超顯微結構有明顯的差異，存在不同程度的孔和龜裂[7]。

鹽度的突降是有利于休眠卵萌發和產生的，但其實際的作用機理尚不明確，從電鏡掃描結果來看，鹽度的突降可以使得休眠卵的卵殼變化，可能會有利于休眠卵的吸水和與外界的的交流（空氣交換等），因而加速休眠卵的萌發。

2.3 食物對休眠卵形成及萌發的影響

查閱相關文獻發現，通過投喂海水小球藻、酵母和兩者混合物以研究輪蟲休眠卵產生的不同，實驗結果表明，相比于其他餌料，投喂小球藻最有利于輪蟲休眠卵的產生，可能是因為海水小球藻是在鹽水中生長，故誘發休眠卵產生；隨著食物濃度的增加，輪蟲的懷卵率隨食物濃度的增加而增加，食物濃度對輪蟲休眠卵的產生有顯著影響；采用不同溫度和食物濃度的組合對萼花臂尾輪蟲休眠卵的形成進行研究，溫度為20 ℃和食物濃度為6.0×106 cells/mL 的條件組合下輪蟲休眠卵的產量和形成效率最高。

3 研究展望

輪蟲休眠卵作為水產經濟養殖中最重要的開口餌料，具有極大的經濟意義，不同類型的輪蟲，其休眠卵的產生與萌發的最適條件不同，如何才能控制特定輪蟲的最佳產生和孵化條件以產生最優質的休眠卵進行批量化生產，是當下最亟待解決的問題。現在的研究集中于萼花臂尾輪蟲和褶皺臂尾輪蟲，對于其他輪蟲的研究還有欠缺，以后應進行擴大化研究。