红虫?

摇蚊幼虫在水厂中的产生经由两个方面:一方面摇蚊在水源的地表水体水面产卵并在水中繁殖,大量的摇蚊幼虫及虫卵个体随着水流进入水处理系统,通过挂网实验发现进入水厂的原水中含有大量的摇蚊虫卵及低龄的幼虫;另一方面,摇蚊成虫在水处理流程中的沉淀池等敞开水面产卵并在水中繁殖。这两个形成因素协同作用,使得摇蚊幼虫污染问题很难通过单一的办法来解决。 　　摇蚊幼虫孳生要有理想的筑巢场所,观察发现在水处理工艺中平流沉淀池由于只有四壁可以适合幼虫的筑巢,所以摇蚊幼虫污染现象比较轻微;而斜板(斜管) 沉淀池,由于斜板(斜管) 表面粗糙,易于沉积矾花淤泥,因而摇蚊幼虫可以在斜板(斜管) 上及沉淀池的池底利用絮凝体、泥土等筑巢,以水中的藻类、有机物为食,并羽化为摇蚊成虫;摇蚊成虫在沉淀池池壁上产卵,卵孵化成幼虫后,一些幼虫沉入池底生长,一些就随水流进入滤池。由于刚孵化的幼虫直径仅80μm ,对常规的滤池有可能穿透并进入清水池,就可能在清水池内进行二次繁殖或直接进入管网(见图2) 。

高速清洗法 在摇蚊幼虫生长旺盛的季节，有的水厂利用消防栓用高速水流冲洗清除沉淀池池壁和斜板中的幼 虫，该方法每周需要有专人清洗沉淀池2到3 次，浪费了大量的水和人力，而且该方法对摇蚊幼虫的去除效率只有20%到30%，并不能去除摇蚊和卵，因而该方法只适合短期的控制而不适宜长期使用。

喷雾驱蚊可以抑制摇蚊成虫产卵，从而达到控制摇蚊幼虫数量的目的。水池池壁是摇蚊栖息、产卵的主要场所,在沉淀池面上架装喷雾装置, 隔断摇蚊成虫交配后到水面上产卵的途径，迫使羽化不久的成虫翅被打湿而不能飞起、交配，基本上能达到杜绝摇蚊在水池池壁上产卵的目的。

水丝蚓俗称红虫，属颤蚓科，水丝蚓属，为淡水中常见的底栖动物。多生活在含有机质、腐殖质较多的污水沟、排水口等处，最适生长水温为15—20℃，pH值为6．8～8．5。水丝蚓含有蛋白质、脂肪、无机盐和多种维生素，据分析其干物质中的蛋白质含量高达70％，营养十分丰富，为龟等特种水产品苗种阶段的优质饵料。对水丝蚓进行规模化人工培育，实行集约化生产，其主要技术措施如下： 水丝蚓的培水丝蚓的培育有小池培育和稻田、水沟培育等多种方式，但不管采用哪种方式，都要搞好基础设施建设。 1．小池建设选择靠近水源的地 方，用红砖、水泥砌池，以土底为好，小池面积10-20平方米，池深20-25厘米，长方形，东西向排列，建好进排水系统，进水口与排水口成对角线排列，以利微流水．进排水口要用60目筛绢网封拦好，严防敌害生物进入。培育池建好后，即可进行水丝蚓的培育了。 2．稻田、水色设施建设选择底土比较肥沃、进排水较方便的稻田，一般每块稻田面积以0．13～0．27公顷为宜。在田中间隔1．5—2米开挖一条排水沟，沟宽40～50厘米，用于降水和操作，畦面用于培育水丝蚓。也可选用田问沟、排水沟以及废旧的小河道加以改造，建小型培育池的建设，通常先在池底铺上一层甘蔗渣，每平方米2公斤左右，其上铺10厘米厚含腐殖质较多的塘泥，再施腐熟的畜禽粪肥，每平方米5千克左右。稻田、水沟等也要施腐熟的畜禽粪肥，每公顷可施30～45吨，还应在稻田底土中加入稻草或麦秆等，让其腐烂发酵作为基料。培养基铺好制成就可进行放苗养殖了。好进排水系统用来培育水丝蚓。水丝蚓种的放养一般在9月下旬进行，稻田、山沟等大面积培育，每公顷水丝蚓寿命一般为80天左右

2003年5月初到7月底,深圳某水厂沉淀池摇蚊大规模爆发,期间,分别采用物理设备捕杀摇蚊成虫、沉淀池内外环境治理、化学药剂杀灭幼虫、微生物杀虫剂杀灭幼虫等方法防治摇蚊孳生,生产试验结果表明,固定式和移动式风力吸蚊机能有效捕杀摇蚊成虫,但不能从根本上防治摇蚊大规模孳生；沉淀池外环境的治理基本上不能防治摇蚊,沉淀池内环境清洗能有效降低摇蚊幼虫密度,但受到沉淀池结构特别是斜管积泥程度和池底排泥设施的影响,难以从根本上清除摇蚊幼虫； 加氯杀灭摇蚊幼虫的生产性试验结果表明,采取加氯静态和动态浸泡沉淀池杀灭摇蚊幼虫能够有效控制水厂摇蚊孳生,有效控制摇蚊达到10天以上,此后没有大规模爆发,同时,采取加氯防治摇蚊工艺不会导致水厂出厂水余氯和消毒副产物超标；采用微生物杀虫剂直接浸泡沉淀池,取得了很好的防治效果.摇蚊完全控制时间达到50天以上,之后没有大量爆发.

铜对颤蚓的快速灭活机制及其在水厂应用分析 黄廷林，聂小保，张金松! ，李伟，李晓钰 （ 西安建筑科技大学环境与市政工程学院，西安

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正颤蚓发育历期和生长速度与水温的关系的有效水温范围是0-34℃ 。在一定的有效水温范围内，水温对正颤蛔的生长发育及繁殖具有很大影响，同时对其分布和数量变动也具有重要作用。因此在对正颤蝴的研究中，深^分析水温与其生长发育及繁殖的关系，不仅对其生长发育及繁殖规律的研究是必要的，而且有助于其分布和数量变动的研究。

供水系统中产生水生动物的原因 1)供水水源污染。我国城市供水水源70%以上为地表水，近几年来有机污染严重，水体富营养化现象普遍。藻类的大量繁殖为各种小型水生动物创造了孽生条件;水质恶化后，耐污种类如颤蚓、水丝蚓以及摇蚊幼虫出现，在没有竞争的有利条件下其数量猛增。此外，水体污染后，底泥中富含大量的N, P和有机物等，即使水质得到净化改善后，一段时间内水底依然存在许多耐污种类。气候适宜时，大量幼虫和卵随源水进入水处理厂。 2)水厂工艺与管理落后。 ①水处理工艺可以被去除绝大多数水生动物，但由于各种原因，有时仍有生物未被去除甚至没有被灭活。水厂常规处理为混凝一沉淀一过滤一消毒，其中有一个环节处理效果达不到100%，虫卵或体积微小的幼虫就可能穿越滤层，到达清水池。环境适宜时，虫卵在清水池内生长孵化;有些生物耐药性强，常规消毒不能将其灭活;另外，清水池密闭不好时，摇蚊会钻进其中进行产卵，卵或幼虫通过泵房进入输配水管网，继而到达用户。 ②随着科技的飞速发展，人工合成有机物的种类越来越多，水源受不同程度的污染，常规水处理工艺不能彻底去除这些有机物，这为水生动物提供了营养成分。除此之外，当水中氮、磷元素含量增加时，造成水厂构筑物内藻类等生长旺盛，易吸引水厂周围的摇蚊在构筑物中产卵生长繁殖。 ③水厂运行时间较长后，构筑物死角及死水区容易成为水生动物的筑巢场所。 3.二次污染。我国有的城市输配水管网年代久远，锈蚀严重，甚至爆裂暗漏，在低水压或意外停水时，管外赃物及虫卵易被吸到管中。在配水管网中，水中某些有机物、无机物会发生复杂的分解或化合作用，水和管内壁的材质亦会发生化学作用，细菌在管网中再繁殖，从而在管道内形成生物膜，为水生物二次繁殖提供了条件。另外，城市多使用二次供水水池与水箱，设计不合理、管理不当以及清洗消毒不规范时，底部积泥苔鲜孽生，也为水生动物创造了繁殖条件。

1：密切监视红虫发生情况，防止虫患扩散。在红虫的多发季节(3—10月)，每月至少一次对水厂滤后水、出厂水、二次水箱和管网红虫监测样点进行取样检验红虫发生情况。一旦发现发生红虫污染，便及时采取清洗消毒等治理措施。在水厂各环节分别采取措施，杜绝红虫产生。为防止出厂水携带红虫，首先要切实做好各水处理构筑物的清洁工作。发现红虫时，加A型消毒剂对池子浸泡或喷杀；也可采用清水库放氯的方法熏杀卵块或成虫。其次，要定期检修滤头滤板，确保无破损漏洞，在春、夏季红虫高发期增加反冲洗次数，做到勤反冲、勤排泥，防止红虫穿越滤层进人清水池，杜绝红虫产生还必须优化制水条件，特别注意浊度和余氯两项指标。浊度方面在确保小于INTU的前提下要尽量降低出厂水浊度，以0.5NTU以下为佳。在红虫高发时期，可适当提高清水池中余氯(在2.0mg/L以上)。 2：在水厂各构筑物内进行摇坟日常监测，及时防治红虫污染。检查自来水厂各构筑物内有无摇蚊可用灭蚊灯。(l)若在滤池发现摇蚊，应洗刷池壁四周及阴暗角落，然后用0.005%的二氧化氯或0.05%的A型消毒剂浸泡滤池12h，情况严重时可考虑将滤料起出置于阳光下曝晒至干燥后并维持2一3d。整个滤池洗刷完毕后用A型消毒剂或二氧化氯雾均匀消毒。 3：若在沉淀池或回收池中发现摇蚊或观察到红虫巢，该池应停止运行，先对池子进行洗刷，然后用A型消毒剂或二氧化氯喷雾均匀消毒，于阳光下干燥曝晒2一3d。若清水池发现摇蚊或红虫，应在调配好供水情况下尽快停用，进行清洗消毒。先洗刷四周墙壁角落，冲洗干净后用A型消毒剂或二氧化抓喷雾墙壁角落，重点喷杀水池高度一半以下地方。 4：护养管网，确保管网水质。科学管理输配水管网也是保证自来水水质预防红虫产生的一个重要方面。一方面，供水企业应该准确掌握管网的现状，提高检漏测漏水平，对老管、锈管、漏管要及时更新养护，防止管外污物在低水压时倒吸人供水管网。突发性的爆管应及时抢修，减少抢修过程中带进管网的污染，并在通水之前彻底排污。另外，“盲肠管”、消火栓及管网末梢等死水红虫易于筑巢栖身之处，应该定期排放。 5：加强二次供水设施管理，减少二次污染。①尽可能取消二次水池，采用市政管道直供。对那些设计不合理的二次供水设施要坚决废弃或重新改造。各水池均要加盖密封上锁，溢流管、透气管管口防蚊装置要完好。②二次水箱的清洗由经水务部门认证的队伍进行，做到定期清洗，专人管理。水箱清洗消毒至少半年一次，并建立清洗档案。在红虫的高发季节适当增加清洗消毒次数。③水箱业主应切实落实《深圳经济特区生活饮用水二次供水管理规定》养护中的要求，加强对二次水箱的日常巡视与监督管理，日常维修要注意避免带进污染物，一旦发现破漏等异常应及时修复。 6：保护水源，并采取针对措施控制进厂原水红虫密度。保护水源，减慢水源因氮、磷严重超标引起的水体富营养化程度，从而减少食物链中藻类、有机颗粒、细菌等红虫的食物数量来控制其密度，达到减少原水中红虫密度，改善进厂原水水质的目的。

srf03

颤蚓的污染几乎随处可见。一般的水体里头都有。这确实是个问题，如果在管道里头生长了，颤蚓引起的健康问题也要重视。

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原帖由 srf03 于 2009-12-5 22:25 发表

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颤蚓的污染几乎随处可见。一般的水体里头都有。这确实是个问题，如果在管道里头生长了，颤蚓引起的健康问题也要重视。

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原帖由 mengyan197206 于 2010-1-12 15:14 发表

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隆线溞精子发生及成熟精子的超微结构 张明凤①② 赵云龙①** 王群① 曾错① 赵艳民① ① 华东师范大学生命科学学院，上海 200062；② 福建师范大学生物工程学院，福州 350007 摘 要 用透射电镜和扫描电镜观察隆线溞精子的发生过程及成熟精子的超微结构。隆线溞精子发生经历精 原细胞、精母细胞、精子细胞和成熟精子四个时期。精原细胞核染色质凝集成团，细胞质内有线粒体、粗面内质网分布。精母细胞核染色质分散，不均匀地分布于核中，细胞质内粗面内质网聚集。在精子细胞分化形成精子的早期，细胞纵向拉伸，核物质开始浓缩；中期精子细胞呈明显的长条形，精子细胞逐渐移入精巢管腔中央，外围包裹一厚层精子鞘；后期精子细胞已进入管腔中，核物质呈高度浓缩状，细胞质层较少，精子细胞间通过外围精子鞘相互粘连成片。成熟精子分散在精巢管腔中央，外形呈棒状，一端稍钝，一端稍尖，无鞭毛、棘突等附属物；核内染色质解聚，均匀分布在核中，具双层核膜，细胞质层很少，精子鞘为单层，无法确认顶体端。隆线溞雄性生殖细胞的结构及其发生过程均较高等甲壳动物简单和原始，但在功能上表现出相对的适应性，使以隆线溞为代表的枝角类能适应复杂多变的生活环境。 关键词 隆线溞 精子发生 成熟精子 超微结构 枝角类（Cladocera）作为一种优质生物饵料，研究其生长、繁殖以进行规模化培养，对 水产养殖业、观赏鱼业意义重大。在枝角类种群生物学及环境评价等方面，目前已有不少报 道(Hebert, 1978；Martinez-Jeronimo et al., 1994；Khmeleva et al., 1995；Brown et al., 1998)。在其生殖生物学方面，国内外学者多着眼于雌体休眠卵及卵鞍亚显微结构的研究(堵南山等， 1990；堵南山等，1992)。对雄体生殖生物学的研究，由于雄性个体仅出现于临近两性交配的较短时间内，取材困难，目前报道极少，仅国外少数学者对大型溞Daphnia（Ctenodaphnia） magna 精子发生的超微结构进行过简单的描述(Berard, 1974；Delavaul et al.,1974)。但两性生殖是枝角类生活史中的一个重要组成部分，了解其有性生殖规律有助于生产上规模化养殖，同时对研究节肢动物的系统进化有十分重要的理论意义。本文在研究淡水枝角类常见种—隆线溞Daphnia（Ctenodaphnia）carinata 雄性生殖系统解剖学和组织学(张明凤等，2004)的基础上，进一步研究了雄性隆线溞精子发生的超微结构变化，以期为深入研究枝角类生殖生物学和种群生物学提供理论基础。 1 材料和方法 1．1 材料来源及培养 隆线溞溞种于2003 年2 月购自上海市大渡河路花鸟市场。鉴定后，将雌溞室温培养，饲 以枝角类培养液(土壤10.0g、兔子粪便1.5g 和青菜2.0g 混合，加入1000ml 水煮沸过滤) (堵南山等，1983)，根据水质状况定期更换培养液，使其大量繁殖。将多只已怀卵的雌溞放入少量培养液中高密度培养，连续观察刚产出的幼溞，根据第一触角的长短及外形区分雌、雄个体(雄体的第一触角明显超过吻部，呈短棒状)。 1．2 切片的制作与观察 取刚孵化的雄体置于1ml 培养液中单独培养，记录每只幼溞每次蜕皮的时间。取每个龄 期活体多只一部分用于制作组织切片，另一部分以0.1mol/L，pH7.2 磷酸缓冲液配制的3%戊二醛和1%锇酸固定，梯度乙醇脱水，Epon812 包埋，瑞典LKB2088 超薄切片机切片，醋酸铀和柠檬酸铅双重染色，JEM-100CXII 透射电镜观察拍照。 在解剖镜下取出成熟雄体生殖腺，以0.1mol/L，pH7.2 磷酸缓冲液配制的3%戊二醛和1%锇酸固定，乙醇梯度脱水，醋酸异戊酯处理两次，临界点干燥，用针挑破雄体生殖腺管壁让精子散落出来，然后离子溅射镀金，JXA-840 型扫描电镜观察雄体精子的外部形态特征。 2 结 果 隆线溞雄性生殖系统由一对精巢、一对输精管和一个雄性生殖孔组成。刚孵出的雄体精巢内充满了精原细胞，随着龄期的增长逐渐分裂、分化为精母细胞和精子细胞。即将性成熟的雄体，精巢膨大，在结构上分成周围的精巢壁和中央的管腔两部分。随后大量的精子细胞逐渐涌入管腔中，变态为成熟精子，自输精管排出体外。 2．1 精原细胞 精原细胞呈椭圆形或多角形,核多呈圆形或椭圆形，占据了整个细胞的大部分，一般位于细胞的中央，双层核膜清晰。核基质透明，大量染色质聚集成团块状，位于细胞核的中央或偏位。细胞质层较少，胞质均匀，其内分散少量长椭圆形的线粒体，嵴清晰明显，多与线粒体的横轴平行。细胞质内还分散着许多呈小片断状、不很明显的粗面内质网，另有大量点状的核糖体颗粒分散在细胞质中。细胞质内同时分布有少量深色的大颗粒状物，可能为色素颗粒(图版Ⅰ：1、2)。 2．2 精母细胞 精母细胞呈多角形，核为长圆形，核内聚集成团的染色质开始分散，解聚成许多大小不同的团块，不均匀地分布于核质中或近核膜内侧。其核膜仍为双层，但不十分规则。细胞质更少，与精原细胞相比，粗面内质网分布不太均匀，部分聚集成深色的、电子致密度高的物质，细胞质内仍可见少量较大的线粒体和着色很深的颗粒状物。精巢内经常可见正在分裂状态中的精母细胞(图版Ⅰ：3、4)。 2．3 精子细胞 精子细胞呈多角形，并纵向拉伸。核也纵向拉伸为长圆形，双层核膜清晰，染色质聚集成异染色质状的团块分布在核内。细胞质内有少量线粒体，粗面内质网大多仍聚集成深色的、电子致密度高的物质。 精子细胞逐渐形成精子的过程可分为三个阶段： 早期：整个精子细胞纵向拉伸呈长条形，此时染色质明显地聚集成两大团块，纵向分布在细胞核的两端，有时也可看到染色质聚集成数个团块的情况；双层核膜清晰。细胞质层逐渐变少，线粒体少见，粗面内质网仍聚集(图版Ⅰ：5、6)。 中期：精子细胞不断纵向拉伸为长条形，并且不断地向管腔中央移动，并被管腔内大量粘液状物所包裹，此时细胞彼此之间是分隔的。从精子细胞的横切面可见，细胞中央染色较深的团块状物为高度浓缩的染色质，核基质较少，其内还分散着少量的小染色质块，核外周为双层的核膜。细胞质层较少，基本无内容物。此时的精子细胞外围已有了一层很厚的包裹层，即精子鞘，它与精子细胞之间有一明显的间隙，即中间区(图版Ⅱ：7)。 后期：处于变态过程中的精子细胞越来越多，并且不断地涌往精巢管腔中央，精子细胞通过外鞘相互粘连成片，此时清晰可见精子鞘是由多层膜状物组成的。精子细胞已呈明显的长圆条形，不论纵切面还是横切面观察，都可看到精子的中央有一染色较深、高度浓缩的染色质团，核基质内还分散着少量的小染色质块。细胞质层很少，无内容物。精子鞘与精子细胞之间的间隙(中间区)越来越明显，其间隙内分布有许多染色较深的块状物，越到精子细胞的两端，块状物越多(图版Ⅱ：9)。 2．4 成熟精子 精子细胞完全变态为成熟的精子。通过精子鞘相连的精子细胞已分开，成熟精子分散在精巢管腔中央。精子鞘由多层膜变成一薄层，紧裹着精子，其中间区已不十分明显。成熟精子呈长条形，核区占据精子的大部分，核内染色质均匀分布，双层核膜清晰。细胞质层很少，细胞器消失，无中心粒、线粒体等结构。成熟精子的两端均有许多泡状结构和团块状物，一端较另一端略微膨大。对隆线溞成熟精子进行外形扫描，大量成熟精子成团聚集在精巢管腔中，精子呈明显地长圆条形，一端稍钝，另一端较尖；精子的表面较为光滑，没有鞭毛、棘突等任何突出物(Ⅱ：10-12)。 2．5 巨大细胞 精巢内还分布着许多个体较大、长椭圆形的巨大细胞，可能与精子发生过程中营养供给有关，暂且称为营养细胞或支持细胞。细胞核呈长圆形，核内物质均匀分散，双层核膜清晰。 细胞质较多，胞质内物质电子致密度较低，其内有发达的粗面内质网，并与核膜相连，内质网上附有大量的核糖体颗粒。细胞质内还分布有数个线粒体，另有多个较大、染色较深的球形颗粒状物，可能为脂肪滴(图版Ⅱ：8)。 3 讨 论 3．1 精子发生过程中核物质和细胞器的变化 与大多数甲壳动物精子发生过程相似，隆线溞精子的发生经历了精原细胞、精母细胞、精子细胞和成熟精子四个主要时期。但隆线溞精子发生过程中核物质的变化与大多数高等甲壳动物不同，核主要有两方面的变化。首先，染色质形态发生明显变化。在精原细胞时期，染色质凝聚呈团块分布于核基质中；从精母细胞开始，染色质解聚、分散在核基质中；进入精子细胞时期，染色质又浓缩成团，电子致密度增高；在精子细胞变态为精子的过程中，核内染色质始终呈高度浓缩状，电子致密度高；至精子细胞完全变态为成熟的精子后，核中的染色质明显解聚，均匀散布在核中，核内电子致密度降低。这与东方扁虾Thenus Orientali(朱冬发等，2002)、斑节对虾Penaeus monondon(洪水根等，1998)、日本沼虾Macrobrachiumnipponense (赵云龙等，1997)、三疣梭子蟹Portunus trituberculatus(李太武，1995)、中华绒螯蟹Eriocheir sinensis(堵南山等，1988)等多数高等甲壳动物核染色质变化主要是由精原细胞的弥散状至精母细胞的凝聚再到精子细胞解聚、分散过程完全不同。但隆线溞核物质的变化过程与其亲缘关系较近的鳃足亚纲背甲目的Triops cancriformis (Mario et al.,1997)的核物质变化过程极为相似，这可能是低等甲壳动物雄性生殖细胞发生的一个特点。其次是核膜的变化。 在精子发生过程中，隆线溞精子从精原细胞到成熟精子均具有较完整的双层核膜。这与高等甲壳动物斑节对虾Penaeus monondon( 洪水根等， 1998) 、日本沼虾Macrobrachiumnipponense(赵云龙等，1997)等核膜由完整至失去完整性，成为不连续的膜性结构不同。这可能是隆线溞精子发生和变态过程中结构变化较为简单，核膜没有受到太大的破坏，基本保持了其完整性。另外，在隆线溞精子发生的过程中始终没有观察到明显的核仁结构。隆线溞雄性生殖细胞结构较高等甲壳动物简单，细胞质内细胞器较少，仅有少量的线粒体，大量的粗面内质网，没有观察到高尔基体、中心粒等类似结构。此外，隆线溞在精子发生过程中细胞器没有太大变化。从精原细胞到精子细胞，除核内染色质变化较为明显，粗面内质网有所聚集外，其余细胞结构变化不明显，直至精子细胞变态为成熟精子后，细胞质内的细胞器消失，可能被抛至体外，仅剩极少的细胞质层包裹在核外周。这与大型溞Daphnia（Ctenodaphnia）magna (Berard,1974；Delavaul et al.,1974)和Triops cancriformis (Mario etal.,1997)的细胞器组成和变化相似。而大多数高等甲壳动物有更复杂的细胞器结构和变化过程，如：中华绒螯蟹Eriocheir sinensis 有粗、滑面内质网两种，还具有拟染色体及中心粒等结构(堵南山等，1988)；在日本沼虾Macrobrachium nipponense 精子细胞中曾观察到高尔基体囊泡等结构，它们在精子发生过程中变化相当复杂(赵云龙等，1997；杨万喜等，1998)等。此外，隆线溞精母细胞中有少量染色较深的颗粒状物，结构和功能不清，可能是色素颗粒，也可能是溶酶体。 3．2 精子的变态过程 隆线溞精子发生从椭圆形的精母细胞变态为长条形的成熟精子，形态结构发生较大的变化。自精子细胞开始，细胞纵向拉伸，核物质从精母细胞的分散状态开始聚集、纵向拉伸，细胞质内结构逐渐变少、消失。待精子变态成形，核物质解聚，细胞质层变少。没有观察到顶体，精子发生过程中也没有观察到顶体反应。许多高等甲壳动物精子变态过程更为复杂，在精子发生过程中有复杂的顶体变化以及棘突或辐射臂形成过程等(朱冬发等，2002；洪水根等，1998；赵云龙等，1997；李太武，1995；堵南山等，1988)。 精子外围的精子鞘是一个较为独特的结构，在其它甲壳动物中少见。这一结构可能是由细胞质分泌形成的，且是不连续地分泌，故在精子细胞横切面的外周可以看到如同年轮一样的多层结构。该外鞘在形成初期可能还很柔软，有韧性，能扩张，并且粘性较大，能和其它精子细胞的外鞘相互粘连，最后所有的精子细胞粘连成片(图版Ⅱ：9)。精子完全成熟后，外鞘变薄、变硬，紧紧包裹着中间略微膨大的长条形精子。此外，在精子鞘与精子细胞之间有一空白的中间区，精子细胞变态初期中间区较小，后来不断扩大，其内有块状物质出现，且越来越多。这可能是精子变态过程中，精子细胞高度浓缩，将多余的细胞器和胞内代谢废物抛出至中间区所致。但这些物质在精子成熟时消失，可能被外层吸收用于形成精子鞘，也可能连同最后多余的精子鞘物质一起排入精巢管腔中。隆线溞精子变态过程与大型溞(Berard ,1974；Delavaul et al.,1974)的相似，但精子鞘有多层结构且精子细胞通过精子鞘成片粘连，这在大型溞中却未观察到，可能是隆线溞独有的一种结构。 3．3 成熟精子的形态结构及雄性生殖细胞发生的原始性与适应性 与许多高等甲壳动物，如：日本沼虾Macrobrachium nipponense（邱高锋等，1996；赵云龙等，1997）的图钉状精子、长江华溪蟹Sinopotamon yangtsekiense（王兰等，2000）的馒头状精子、红螯螯虾Cherax quadricarinatus（罗宇良等，1999）的漏斗状精子相比，隆线溞的精子形态简单，其外形呈棒状，无头部、颈部和尾部之分，运动能力弱，扫描电镜观察到其外表面较光滑，无鞭毛、棘突、辐射臂等结构，是一种非典型的精子(王艺磊等，1998)。隆线溞成熟精子内部结构简单，自外而内主要分为精子鞘、细胞质、细胞核三部分，整个精子主要以核物质为主。成熟精子核内染色质分散，均匀分布，核区外围双层核膜清晰。成熟的精子无法确认顶体端。这明显不同于高等甲壳动物，它们成熟精子的结构复杂得多，一般由顶体、膜复合体、顶体管和顶体囊等结构组成(堵南山等，1987；洪水根等，1993；李太武，1995)。对于隆线溞精子发生过程中是否有顶体形成，其成熟精子是否有顶体，还有待通过电镜组织化学的方法进一步研究。 枝角类是甲壳动物演化谱系中相对原始的一个分支，是由某种甲壳类的原始祖先通过“幼 态成熟”(蒋燮治等，1979)发展而来的，故其在精巢的结构、精子的发生过程和精子的形态 结构等方面都明显较高等甲壳动物简单和原始，虽然如此，作为自然选择的产物，必然有其 适应性。枝角类雄体的出现主要是与雌体交配完成有性生殖过程，其性成熟时间极短，仅需 4-5 天(张明凤等，2004)，这就决定了雄性生殖细胞只有简单的结构特征和较原始的变态过程，才有利于其在短时间内产生大量的精子，供雌体交配，产生有性生殖后代，以渡过不良环境，故其简单的生殖细胞结构和生殖细胞发生方式对于最大限度地保持种群存活、延续种群后代具有重要的意义。

隆线溞夏卵胚胎发育过程中形态及蛋白质、氨基酸组成和含量的变化 张明凤 1, 2 ，赵云龙1，赵艳民1，樊玉杰1，曾错1 (1．华东师范大学生命科学学院，上海 200062；2．福建师范大学生物工程学院，福建 福州 350001) 摘要：本文系统地观察了隆线溞夏卵的胚胎发育。根据胚胎外部形态学特征，将其胚胎发育分为卵期、长胚期、双复眼期和单复眼期四个主要时期，并采用生物化学方法测定和分析了隆线溞夏卵胚胎发育过程中蛋白质和氨基酸的组成和含量。实验得知，可溶性蛋白和氨基酸含量的变化趋势与隆线溞夏卵胚胎发育的特征密切相关，卵期可溶性蛋白和氨基酸含量呈下降趋势，而长胚期略有所上升，但从双复眼期至胚胎准备孵化期间又持续下降。随着隆线溞夏卵胚胎的发育，可溶性蛋白的组成由大分子量的蛋白向小分子量的蛋白转化；在所有的氨基酸中谷氨酸的含量最高，必需氨基酸中亮氨酸的含量最高。结果表明，蛋白质和氨基酸是隆线溞胚胎发育过程中的主要营养物质，不仅用于胚胎发育组织和器官的构建，而且为胚胎发育提供能量。 关键词：隆线溞；胚胎发育；蛋白质；氨基酸 枝角类（Cladocera）是一类优质天然饵料，研究枝角类的生长、发育和繁殖以进行规模化培养，对水产养殖业意义重大。在枝角类种群、生长、繁殖、发育及环境评价等方面，已有不少报道。对枝角类胚胎发育的研究，目前国内外学者多着眼于胚胎外部形态的发生，其发育过程中主要生化物质的变化则未见有相关报道。本文在研究隆线溞夏卵胚胎外部形态发生的基础上，对其不同发育时期蛋白质及氨基酸的组成和含量进行了测定和分析，以期为深入研究枝角类胚胎发育的机理积累基础资料，也为生产上提高母溞的产卵量及幼溞的成活率提供理论依据。 1 材料和方法 1.1 试验材料培养 隆线溞溞种于 2003 年2 月购于上海市大渡河路花鸟市场。鉴定后室温培养，饲以枝角类培养液（土壤10.0g、兔子粪便1.5g 和青菜2.0g 混合，加入1L 水煮沸过滤[7]）。根据水质状况定期更换培养液，使其大量繁殖。 1.2 胚胎发育外部形态学观察 选取未怀卵的成熟孤雌溞进行培养，每隔半小时观察其卵巢发育情况，待卵巢较为膨大时分离单独培养，在倒置显微镜下连续观察。母溞在蜕皮后即刻产卵，卵产入孵育囊后每隔一定时间拍照，测量胚胎的长度和宽度。卵排入孵育囊内3h 后，小心将胚胎从孵育囊内取出，放在盛有蒸馏水的小培养皿里，进行体外孵化、拍照和测量，直到幼溞从孵育囊内孵出。根据胚胎发育的形态学特征变化，对胚胎发育进行分期。 1.3 胚胎发育各时期蛋白质的组成和含量测定 取不同发育时期的胚胎，称湿重后加入10 倍体积预冷的PBS 溶液[8]，冰浴匀浆，冷冻离心(12000r•min-1) 30min，取上清液，分装保存。一部分用于胚胎可溶性蛋白含量的测定，另一部分用于胚胎可溶性蛋白组成和分子量的测定。 胚胎可溶性蛋白含量的测定以牛血清白蛋白作标准，用考马斯亮蓝法[9]测定，做3 个平行组，取其平均值。胚胎可溶性蛋白组成和分子量的测定用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，方法如下：根据测得的胚胎各时期蛋白的浓度，用PBS 溶液将各时期的蛋白溶液稀释成相同的浓度，各取30μL在沸水浴加热3min。电泳时用15%的分离胶和4%的浓缩胶，上样量为20μL，在电泳槽中加Tris-甘氨酸电泳缓冲液，60~120V 电泳2h，直到指示剂跑至胶板底部。用银染法染色。选用低分子量标准蛋白质，其组成为兔磷酸化酶B(97400)、牛血清白蛋白(66200)、兔肌动蛋白(43000)、牛碳酸酐酶(31000)、胰蛋白酶抑制剂(20100)和鸡蛋溶菌酶(14400)。以标准蛋白分离胶起点到蛋白带中线距离作横坐标，标准分子量换算对数值作纵坐标，画标准曲线，然后根据待测蛋白迁移率计算蛋白分子量。 1.4 胚胎发育各时期氨基酸组成和含量的测定 将各时期胚胎置于 70℃烘箱中烘干至恒重，精确称重后放入玻璃水解管中，采用盐酸消解法，在H853-50 型氨基酸自动分析仪上测定氨基酸的组成和含量[11]。同时做3 个平行组，取平均值。利用统计学方法计算氨基酸含量的平均值( X )、方差(S)和变异系数(CV)。 2 结果 2.1 胚胎发育的外部形态学特征 在水温 26℃下，从夏卵排入孵育囊到胚胎孵化，隆线溞胚胎发育共经历约31h。根据胚胎发育的主要形态结构变化，将隆线溞夏卵的胚胎发育分为四个时期，其间又根据每个时期的发育特点，将隆线溞胚胎发育分为八个时期（Ⅰ-Ⅷ期）。 2.1.1 卵期 自夏卵排入孵育囊到外层卵膜破裂为止，共经历约 11h，可分为三个时期。 Ⅰ期 产出期。夏卵从卵巢排入孵育囊内，外包一层透明卵膜，长卵形，随之变圆，直径约 0.219mm。约半小时后，可见胚胎外围一圈较透明，卵内大部分区域较暗，不透明，中央有数个油滴状物。该时期持续约2h(图版-1)。 Ⅱ期 胚胎显著增大为卵圆形，长约0.290mm，宽约0.250mm。胚胎外围一圈更透亮，中央油 滴状物愈加明显，数量增多。整个Ⅱ期持续约3h(图版-2)。 Ⅲ期 胚胎长约0.299mm，宽约0.259mm。此时明显可见内外两层卵膜，外围亮带逐渐消失，油滴状物不明显。约2h 后，不透明的中央区域外周出现一圈球形的卵黄颗粒。持续约 45min 后，胚胎外围出现第一个凹陷，随后凹陷逐渐增多，凹陷之间逐渐形成的许多突起，即为头原基和附肢原基等。整个Ⅲ期持续约６h(图版-3)。 2.1.2 长胚期 胚胎从最外层卵膜破裂发育至出现两个红色眼点，共经历约8h，其间又可分为两个时期。 Ⅳ期 胚胎不断长大，外层卵膜从一端开始快速破裂，瞬间将胚胎弹出，外层卵膜脱落。此时胚胎仍外包一层很薄的卵膜，即内层卵膜。胚胎开始纵向伸长，长约0.342mm，宽约0.241mm。胚胎内卵黄颗粒量增多。中央的油滴开始消散。此时胚胎外围的头原基与附肢原基已清晰可辨，第二触角原基明显且分节。此后胚胎不断纵向增长，卵黄颗粒不断增多，并向头原基移动，头部增长明显。Ⅳ期持续约３h(图版-4)。 Ⅴ期 胚胎停止增长，随后开始收缩，胚内物质与内层卵膜间间距增大，纵向收缩明显。经１h 左右，胚胎与内层卵膜间隙达到最大，整个胚胎长约0.364mm，宽约0.250mm。此时胚胎头部已形成，五对胸肢原基和壳瓣原基已清晰可辨，第二触角内、外肢分开。随后胚胎又开始增长，与卵膜间的距离减小。约１h 后，第二触角变粗壮，卵黄颗粒向头部推进，壳瓣原基越发显著，将胸肢原基盖住。整个Ⅴ期持续约５h(图版-5)。 2.1.3 双复眼期 胚胎出现两个红色的眼点发育至两个眼点愈合变黑，共经历９h，其间可分为两个时期。 Ⅵ期 胚胎头部出现一对红色眼点，二者分开。胚胎开始略微地旋转，30min 后，胚胎在纵向上已经将卵膜顶满，胚胎长约0.386mm，宽约0.259mm。此时心脏在背部轻微博动，接着第二触角开始抖动。整个Ⅵ期持续约３h(图版-6)。 Ⅶ期 一侧的第二触角伸出卵膜，3min 后，另一侧的第二触角也伸出，此时第二触角发育基本完全，内、外肢均已分节，并有触角刚毛。整个胚胎开始不断运动。接着壳刺出现，两个红色眼点逐渐靠近，胚胎头部开始变尖。数分钟后，眼点更加靠拢，心脏博动加快，壳瓣基本发育完全，两侧伸长变为向腹面合抱，身体成为侧扁，此时胚胎长约0.518mm，宽约0.263mm。胚胎已经十分活泼，且能够快速游动。此期末，胚体中央卵黄颗粒逐渐变少；胚胎尾部向后突出；眼点逐渐愈合变黑。整个Ⅶ期持续约６h(图版-7)。 2.1.4 单个复眼期 Ⅷ期 即准备孵化期，胚胎长约0.536mm，宽约0.307mm。眼点已完全愈合变黑成单个复眼。 弯曲的壳刺弹出，内膜脱落。身体中央的肠管已经基本成型。第二触角和胸肢已经长成，壳瓣变硬，边缘已出现小刺。胚胎发育成熟，即将从孵育囊内孵出成为第一龄幼体。此期约经历3h(图版-8)。 2.2 胚胎发育各期可溶性蛋白质含量和组成的变化 2.2.1 可溶性蛋白含量的变化 隆线溞夏卵整个胚胎发育过程中，可溶性蛋白含量总体呈下降的趋势（图1）。在产出期，胚胎的蛋白含量最高，占样品湿重的19.68％。从产出期到第Ⅱ期蛋白含量迅速降低了4.05%，到第Ⅲ期下降至13.04%。但至长胚期（第Ⅳ、Ⅴ期），蛋白含量逐渐上升，分别升至15.11%、17.38%。随后的胚胎发育期，蛋白含量又逐渐下降，至准备孵化期下降到最低点，仅占胚胎湿重的8.80%，比产出期下降了10.88% 2.2.2 可溶性蛋白组成和分子量的变化 隆线溞胚胎发育八个时期可溶性蛋白 SDS-PAGE 电泳结果表明(图2)，从胚胎产出期至准备孵化期，电泳图谱上的条带逐渐增多，即可溶性蛋白的种类或组成都逐渐增加，但胚胎发育各时期主要蛋白的组成都极为相近，只是同分子量的蛋白条带在不同的发育时期含量不同。 卵期的第Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ时期，蛋白条带数明显较少，即蛋白质的种类相对较少，仅分子量在105.6~119.7KD 间的蛋白带含量特别高，而分子量小的蛋白条带不明显。其中，第Ⅰ期的蛋白质图谱中，分子量约为58.7KD 和24.4KD 的两蛋白条带在后面几个时期未出现，即使出现含量也极低，第Ⅱ、Ⅲ时期蛋白组成基本相似。从长胚期开始，蛋白条带数明显增多。长胚期的第Ⅳ、Ⅴ时期除个别蛋白条带有差异外，大多数蛋白条带较为相似，仅含量有所差异，分子量在106.6~120.7KD 和19.8~23.4KD 间的蛋白带含量较高。双复眼期的第Ⅵ、Ⅶ时期蛋白条带基本相一致，和长胚期一样在分子量约为19.8~23.4KD 间的蛋白带含量较高。到单复眼期，即准备孵化期(Ⅷ期)，蛋白条带与前面几个发育时期差异较大，大分子量的蛋白条带(分子量>66.2KD)明显减少，以小分子量(分子量<43.0KD)的蛋白质为主，且含量较前几个时期都高，至此期蛋白质组成已由产出期的大分子量蛋白转变为分子量相对较小的蛋白。 2.3 氨基酸含量和组成的变化 胚胎发育各时期氨基酸总量（表 1）总体呈现“高－低”的波动趋势，即产出期约占样品干重的73.38％，之后，氨基酸总量逐渐下降，到准孵化期氨基酸总量仅占样品干重的44.52％。在所有检测的氨基酸中，除色氨酸Trp 在样品水解过程中被完全破坏外，共检测到17 种氨基酸，其中必需氨基酸(EAA)7 种，非必需氨基酸(NEAA)8 种，另外还有半必需氨基酸(SEAA)2 种。在胚胎发育各期，必需氨基酸的总量及大部分必需氨基酸的含量都呈逐渐下降的趋势（表 1）， 这与胚胎发育各期可溶性蛋白含量的变化趋势基本一致。必需氨基酸的总量在产出期较高约占样品干重的30.87%，至第Ⅲ期则迅速下降了11.68%。但至长胚期的第Ⅳ、Ⅴ期，必需氨基酸的总量分别升至22.59%、22.71%。随后，从双复眼期至准孵化期必需氨基酸的总量又逐渐下降，到准孵化期仅为18.46%。7 种必需氨基酸中，亮氨酸Leu 与赖氨酸Lys 的含量最高, 各发育阶段的平均含量分别为5.06%和3.94%；蛋氨酸Met 的含量最低，仅为0.75%。除蛋氨酸Met 变异系数较大为61.81%外，其它必需氨基酸变异系数的范围为17.60％~21.47％。在胚胎发育各时期，非必需氨基酸的总量及大部分非必需氨基酸的含量也呈逐渐下降的趋势（表1）。非必需氨基酸的总量在产出期较高占样品干重的42.51%，至第Ⅲ期迅速下降了15.58%。 但至长胚期的第Ⅳ、Ⅴ期，非必需氨基酸的总量分别升至26.93%、31.16%。随后，从双复眼期至准孵化期非必需氨基酸的总量又逐渐下降，到准孵化期仅为26.06%。这与胚胎发育各期可溶性蛋白质含量的变化趋势也基本一致。8 种非必需氨基酸含量的变化不太规则，其中谷氨酸Glu 含量最高，在各发育阶段的平均含量达6.99％；其次是天冬氨酸Asp，平均含量为4.62％；含量最低的是胱氨酸Cys，平均含量为1.53％。除胱氨酸Cys 的变异系数较大为47.35%，另外7 种氨基酸的变异系数范围为15.69％~22.44%。 3 讨论 3.1 隆线溞胚胎发育形态学特征的变化 刚排入孵育囊内的隆线溞夏卵中部不透明，但外周透明，包有卵膜，与Murugan 等观察结果相同；而郑又雄[观察的发头祼腹溞的胚胎均匀、无透明与不透明之分。另外，与其它含较多卵黄的种类一样，隆线溞胚胎的卵裂可能仅发生在胚胎外周，是不全的表面卵裂[14]，而发头裸腹溞[、虱形大眼溞[等的夏卵是螺旋形的均等分裂。至于隆线溞的夏卵卵裂及原肠形成的方式，还有待于对胚胎进行组织学切片研究。 枝角类胚胎发育的分期，通常依据卵裂，胚胎延长、头部形成与否，第2 触角的长短、分叉的出现，复眼的出现及颜色变化(由红变黑)，复眼的愈合变大等。郑重[15]在其著作中叙述了Croce 和Bettoin 把乌喙尖溞的胚胎发育分为12 个时期；Murugan 等将尖吻低额溞[5]、壳形船卵溞[6]夏卵的胚胎发育分为8 个时期；而黄祥飞[16]将近亲裸腹溞、郑又雄[13]将发头裸腹溞的胚胎发育分为4 个时期。隆线溞夏卵胚胎发育过程与Murugan 等描述的尖吻低额溞[5]、壳形船卵溞[6]的胚胎发育极为接近，故在参考其他作者分类方法的基础上，结合隆线溞夏卵发育的特点，将胚胎发育分为四个主要的时期。同时为使胚胎形态变化描述更为准确，将其中的过程分为八个时期。隆线溞在 26℃的水温中胚胎发育大约需要31h，而尖吻低额溞在28~30℃需要46h，壳纹船卵溞和微型裸腹溞[17]在28~30℃均需要24h。由此可见，枝角类的胚胎发育与温度、种类密切相关，一般来说，温度高发育时间短；但不同种类，即使温度相近，发育时间的长短可能不一样。 3.2 隆线溞胚胎发育各时期蛋白质含量及组成的变化 几乎所有枝角类都直接发育，这与卵子含有比较丰富的养料有关。虽然少数枝角类能通过孵育囊提供营养，但多数种类和大多甲壳动物一样，胚胎发育靠母体储存在卵内的卵黄物质作为营养来源。此次将隆线溞夏卵自孵育囊内取出，能成功进行体外孵化，表明隆线溞夏卵内的营养物质足可供其正常发育。此外，胚胎发育是一个动态的变化过程，胚胎内的营养物质也处在动态的变化过程中。许多研究表明，蛋白质是主要的能源物质，胚胎发育所需的蛋白质和氨基酸均直接来源于卵黄物质的逐渐水解，蛋白质和氨基酸含量的变化可进一步促进各种组织与器官的形成。在隆线溞夏卵整个胚胎发育过程中，蛋白质的含量总体呈下降趋势，蛋白质的组成也由大分子量的蛋白逐渐向小分子量的蛋白转变。因此在隆线溞的胚胎发育过程中，卵内营养物质可能不断地进行着同化和异化作用，一部分蛋白质用于构建组织与器官；另一部分蛋白质则被分解，为胚胎发育提供能量。在卵期的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期，夏卵排入孵育囊后不久就开始卵裂分化形成各种原基，胚胎启动增长和分化需要消耗大量的营养物质，故蛋白含量迅速下降，且主要以消耗大分子量的蛋白为主。从长胚期的第Ⅳ、Ⅴ期开始，外膜破裂，胚胎开始纵向伸长，各原基明显分化，蛋白质组成明显增多，蛋白质含量也呈上升趋势。可能此期为胚胎细胞分化形成组织、器官的预备期，胚胎中大量的细胞为进行组织分化积累营养物质，这在红螯螯虾胚胎发育中也出现过类似的情况。到了双复眼期的第Ⅵ、Ⅶ期，眼点、心脏等器官出现，胚胎内部已经出现了组织和器官的分化，外部形态结构已经基本成形，蛋白质组成没有太大的变化，但蛋白质含量开始下降，可能多用于组织与器官的构建。 到了单复眼期(Ⅷ期)，眼点愈合变黒、肠管已经成形，胚胎基本发育完善，即将孵化，此时大量的营养物质被消耗，蛋白质含量下降至最低点，蛋白质组成也由大分子量蛋白质被分解成大量的小分子量蛋白质。 3.3 隆线溞胚胎发育过程中氨基酸含量及组成的变化 和蛋白质含量变化趋势大体相同，隆线溞胚胎发育过程中总氨基酸的含量变化也大致呈下降趋势，这与两者的水解顺序，即氨基酸来源于蛋白质水解有关。总氨基酸含量在隆线溞胚胎发育的卵期呈下降趋势，而在长胚期略微升高，可能是胚胎经过快速卵裂，消耗了大量的营养物质，很可能利用这个休息期积累和合成一些关键营养物质(如氨基酸)，从而为胚胎进一步的快速发育作物质和能量准备，这与蛋白质含量在此时期增长的原因是相同的。总氨基酸含量从双复眼期到准孵化期呈下降趋势，可能是胚胎构建组织与器官消耗了大量的营养物质。 隆线溞胚胎发育过程中必需氨基酸和非必需氨基酸的变异系数相对较大，其含量变化也较大，但总体呈下降趋势，与总氨基酸的变化趋势大体相接近。在所检测的必需氨基酸中，亮氨酸Leu 和赖氨酸Lys 的含量最高(占总氨酸的5.06%和3.94%)。这是因为生物体的代谢中，二者均可分解成乙酰辅酶A 和乙酰乙酸，它们是沟通糖类与脂类代谢的重要中间物质。隆线溞胚胎内的非必需氨基酸中谷氨酸Glu 含量最高，胱氨酸Cys 最低。这是因为Glu 可与水产动物的蛋白代谢物NH3 结合，经谷氨酰胺酶分解成游离NH3 排出体外；另外Glu 在酶的催化下，可生成相应的α－酮戊二酸，而α－酮戊二酸又是三羧酸循环的关键中间代谢产物。Glu 很可能在胚胎发育时期沟通糖、脂、核酸、蛋白质代谢的三羧酸循环反应比较活跃，因此含量最高。Cys 的疏基是一种不太稳定的基团，反应性能高，在胚胎发育的各种代谢活动中，或在氨基酸测定的过程中易转化成其它物质。因此Cys较大的变异系数且与总氨基酸的相关性不明显，很可能与其自身的特点有关。 根据隆线溞胚胎形态发育以及胚胎发育过程中生化成分变化规律的研究，隆线溞胚胎发育的全部营养物质均是由卵巢累积的，为提高母溞的产卵量和幼溞的成活率，建议在母溞的培育中要保证充足的食物供给，以提高卵子的数量和质量；同时溞卵排入孵育囊后，尽可能保持水环境的稳定，以免发育未成熟的胚胎自孵育囊内排出，降低胚胎成活率。

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原帖由 mengyan197206 于 2010-1-29 10:38 发表

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