四川动物  2018, Vol. 37 Issue (2): 197-201

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王循刚, 王守红, 李玉龙, 张美华, 张梦洁, 刘露莎, 江建平
WANG Xungang, WANG Shouhong, LI Yulong, ZHANG Meihua, ZHANG Mengjie, LIU Lusha, JIANG Jianping
饰纹姬蛙的人工驯养与繁殖
Reproduction and Artificial Domestication of Microhyla fissipes
四川动物, 2018, 37(2): 197-201
Sichuan Journal of Zoology, 2018, 37(2): 197-201
10.11984/j.issn.1000-7083.20170310

文章历史

收稿日期: 2017-10-12
接受日期: 2017-12-26
饰纹姬蛙的人工驯养与繁殖
王循刚1,2 , 王守红1,2 , 李玉龙1,2 , 张美华1,2 , 张梦洁1,3 , 刘露莎1* , 江建平1*     
1. 中国科学院成都生物研究所, 成都 610041
2. 中国科学院大学, 北京 100049
3. 南京师范大学生命科学学院, 南京 210046
摘要:2015年7月-2017年5月,对饰纹姬蛙 Microhyla fissipes 的人工驯养体系(饲养环境和饵料选择等)和繁殖(繁殖行为和人工催产等)开展了相关研究。观察发现,饰纹姬蛙繁殖期为3-10月,其中,5-8月为繁殖高峰期;同一对亲本每年可繁殖5次,2次繁殖间隔时间最短为16 d;卵团含卵量为15~1 100枚(310枚±203枚,n=98),与雌性亲本的体质量显著正相关(R2=0.44,P < 0.001,n=76)。在人工驯养过程中初步建立了良好的饲养管理体系,其中饵料体系是"熟蛋黄-螺旋藻粉(饲喂蝌蚪)-跳虫(饲喂刚变态的幼蛙)-残翅果蝇(饲喂亚成体和成体蛙)",同时获得了饰纹姬蛙人工催产的最佳实验条件。该成果不仅可为饰纹姬蛙的研究工作提供适宜的实验材料,促进该物种的模式化进程,也可为无尾两栖动物的实验室驯化提供参考。
关键词饰纹姬蛙     人工驯养     繁殖    
Reproduction and Artificial Domestication of Microhyla fissipes
WANG Xungang1,2 , WANG Shouhong1,2 , LI Yulong1,2 , ZHANG Meihua1,2 , ZHANG Mengjie1,3 , LIU Lusha1* , JIANG Jianping1*     
1. Chengdu Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
3. School of Life Sciences, Nanjing Normal University, Nanjing 210046, China
Abstract: In this study, artificial domestication (feeding environment and food selection) and breeding (reproductive behavior and artificial induced spawning) of Microhyla fissipes were carried out. It was observed that the reproduction of M. fissipes started from March and ended in October, and the reproduction-peak was from May to August; one couple could reproduce 5 times per year and the shortest interval between 2 reproductions was 16 days; the size of egg clutch ranged from 15 to 1 100 eggs (310 eggs±203 eggs, n=98), and this was positively correlated with the body mass of female (R2=0.44, P < 0.001, n=76). Furthermore, we constructed the optimal domestication system, of which the food was consisted of cooked egg yolk and spirulina powder for tadpoles, springtails for froglets, and fruit flies (Drosophila melanogaster) for subadult and adult frogs. The achievements could help to provide sufficient experimental materials as model animals, and also provide references for the artificial domestication of other frogs and toads.
Keywords: Microhyla fissipes     artificial domestication     reproduction    

饰纹姬蛙 Microhyla fissipes 隶属于两栖纲 Amphibia 无尾目 Anura 姬蛙科 Microhylidae 姬蛙属 Microhyla ,分布于东亚及东南亚地区,国内主要分布于华东、华南、华北和西南部分地区,具有种群数量大、个体发育迅速、产卵量多、蝌蚪透明、一年多次产卵且繁殖期长、变态时间短、性成熟较快等特点(费梁等,2009),在胚胎发育、适应性机制、人类疾病及环境健康等方面有重要价值(Liu et al ., 2016)。

目前,有关饰纹姬蛙的研究涉及多方面,耿宝荣等(1996)刘绍龙等(1996)徐梦阳和徐剑(2012)以及Wang等(2017)对饰纹姬蛙的胚胎发育过程进行了相关研究;薛清清等(2005)郭赛男等(2014)采用静态换水法研究了杀虫剂、除草剂及杀菌剂对饰纹姬蛙蝌蚪的急性毒性及联合毒性,并对其进行了安全性评价;韦力等(2013)魏洁(2016)对饰纹姬蛙求偶鸣声特征和繁殖特征进行了研究;另外,还涉及生物地理学和群体遗传学(Zhang et al ., 2013Yuan et al ., 2016)、基于转录组学的变态发育和肺发育过程中重要基因调控的研究(Zhao et al ., 2016Liu et al ., 2017)。这些研究不仅促进了饰纹姬蛙的模式化,也对饰纹姬蛙的人工饲养及人工繁育提出了要求。

本研究对饰纹姬蛙进行实验室饲养驯化,并对其进行人工繁育,分析实验室条件下饰纹姬蛙的繁殖行为和产卵情况等,旨在完善人工繁殖和饲养技术,为研究工作提供适宜的研究材料,也可为无尾两栖动物的人工驯化提供参考。

1 材料与方法 1.1 材料来源

188只饰纹姬蛙繁殖亲本于2015年7月—2017年5月分别采自四川省双流区(103.842 8°E,30.582 5°N)、四川省绵阳市(104.192 2°E,31.354 4°N)、四川省乐山市(103.782 7°E,29.453 5°N)和海南省万宁市(110.478 3°E,18.946 7°N) (表 1)。在实验室将雌雄分开以每盒5只饲养在透明饲养盒A(长32 cm×宽22 cm×高15 cm;模拟自然环境:盒中布置苔藓、砂石,加少量水,并标注产地、采集时间等信息;图 1:A)。每天定时投喂残翅果蝇 Drosophila melanogaster ,后期挑选具有优良繁殖性状的雌雄个体进行人工催产。

表 1 饰纹姬蛙样本采集情况 Table 1 Sampling information of Microhyla fissipes
采集时间Date 采集地点Site 东经East longitude/° 北纬North latitude/° 雌性数量Female number/只 雄性数量Male number/只
2015/7 四川双流 103.842 8 30.582 5 8 8
2016/7 四川绵阳 104.192 2 31.354 4 4 4
四川双流 103.842 8 30.582 5 24 24
2016/8 四川双流 103.842 8 30.582 5 3 3
海南万宁 110.478 3 18.946 7 30 30
2017/5 四川乐山 103.782 7 29.453 5 25 25

图 1 饲养盒 Fig. 1 Breeding containers
1.2 实验试剂与仪器

电子秤(0.001 g)、游标卡尺(0.01 mm)、一次性注射器(1 mL)、培养皿(直径12 cm)、塑料吸管(3 mL)、注射用促黄体素释放激素类似物A3(luteinizing hormone releasing hormone,LHRH-A3;宁波市三生药业有限公司)、螺旋藻粉(中盐制盐工程技术研究院)。

1.3 实验方法 1.3.1 雌雄亲本的挑选

挑选繁殖体征较好的雌雄亲本,雌性选择腹部较大且软,从腹部能明显看到成熟卵子的个体,其卵粒较大,动植物极明显(动物极黑褐色,植物极乳白色);雄性选择能鸣叫,声囊大且颜色较黑,腹部靠近泄殖腔位置发红且有2条“V”形白线的个体。测量体质量和体长。

1.3.2 人工催产

将LHRH-A3用灭菌的0.65%生理盐水配成注射液(3 μg·mL-1),对饰纹姬蛙进行腹腔注射(0.3 μg/g)。将注射后的饰纹姬蛙亲本按雌雄1: 1置于繁殖饲养盒B(长27 cm×宽17 cm×高15 cm;模拟自然环境:盒内用青苔、水草、砂石进行布置,水陆面积比为3: 2;图 1:B),每盒雌雄各1只,并标注编号。繁殖环境气温控制在28 ℃。注射LHRH-A3当晚人工观测繁殖行为,并记录求偶过程和交配时间。为了将人为干扰程度降到最低,使用仿月光夜间灯照明,且避免光照对动物饲养盒的直射。繁殖亲本完成抱对产卵后,结束观察。12 h左右后查看产卵情况,及时将受精卵从繁殖饲养盒B中取出并转入大的白色饲养盒C(长45 cm×宽32 cm×高11 cm;图 1:C)中进行自然孵化。统计产卵总数、受精数、孵化数等,并再次称量产卵后雌雄亲本的体质量以计算繁殖投入。数据均以平均数±标准差表示。

2 实验结果 2.1 繁殖行为

对挑选好的饰纹姬蛙雌雄亲本人工注射LHRH-A3催产,3 h后观察记录其繁殖行为,雄蛙会持续不间断鸣叫一段时间,同时面朝雌蛙展示声囊大小,求偶成功后抱对。产卵前,雌蛙会躁动不安,然后跃入水中;产卵时,雌蛙漂浮于水面,将头埋入水中,尾部上翘与雄蛙尾部贴近,抖动,从泄殖腔排出卵粒,反复多次;产卵完毕后,雄蛙和雌蛙分开。通过观察,发现抱对持续时间为7~12 h。

2.2 产卵情况 2.2.1 产卵量与繁殖周期

2015年7月—2017年5月,饰纹姬蛙共有98次成功人工催产产卵的记录,包括四川省双流区、四川省乐山市、四川省绵阳市、海南省万宁市4个不同地点的亲本。其中,2015年繁殖成功8次,2016年繁殖成功53次,2017年繁殖成功37次。窝卵数15~1 100枚,平均每只雌蛙单次产卵310枚±203枚(n =98)。其中,海南省万宁市一组亲本(编号:HN001P)于2016年8月13日采回,至2017年5月共成功繁殖产卵5次,产卵日期分别为2016年8月14日、2016年9月29日、2017年3月21日、2017年4月6日和2017年5月5日。在2017年的繁殖实验中发现,饰纹姬蛙同一亲本2次繁殖时间间隔最小可缩短到16 d。

2.2.2 雌雄亲本大小对产卵量的影响

共获得76对成功产卵饰纹姬蛙亲本的产卵前体质量、体长测量值。雌蛙体质量1.30 g±0.36 g,体长22.6 mm±1.9 mm;雄蛙体质量1.05 g±0.24 g,体长21.8 mm± 2.1 mm。分析结果发现,76对饰纹姬蛙平均成功产卵309枚±214枚,与雌蛙体质量显著正相关(R2=0.44,P <0.001,n =76;图 2),与雄蛙体质量、雌蛙体长及雄蛙体长均无相关关系。

图 2 饰纹姬蛙窝卵数与雌蛙体质量的关系 Fig. 2 Relationship between female body mass andthe clutch size of Microhyla fisspes
2.2.3 产卵量与雌雄亲本繁殖投入的相关性

共获得32对繁殖亲本产卵前后体质量的测量值,雌蛙体质量减少量为0.24 g±0.17 g,与产卵量显著正相关(R2=0.47,P <0.001,n =32;图 3)。表明雌蛙繁殖投入与体质量变化显著相关,但产卵量与雄蛙体质量变化无相关关系。

图 3 饰纹姬蛙窝卵数与雌蛙繁殖投入的关系 Fig. 3 Relationship between female reproductive input andthe clutch size of Microhyla fisspes
2.3 动物饲养 2.3.1 蝌蚪的饲喂

刚孵化的饰纹姬蛙蝌蚪靠体内的卵黄提供营养,待卵黄消失(蝌蚪发育至26期)(Wang et al ., 2017)时以熟鸡蛋黄开口(少量多次投喂)。开口1、2 d后饲喂螺旋藻粉,每天早晚各投喂1次。为保证水体中溶解氧含量高于6 mg·L-1,用充气泵24 h不间断充空气,并且每3 d换1次水。水温控制在26 ℃,光照周期12L: 12D。

2.3.2 幼蛙的饲喂

完成变态的幼蛙(发育至45期)一般1~2 d后即可喂食,饵料为棘跳虫 Ony chiuyus fimeitayius linnaeus 和白符跳 Folsomia candida 。按1只幼蛙10~15只的投喂量投喂。每天投喂1次,根据进食情况适当增加或者减少投喂量。随着幼蛙的生长发育,一个月后逐渐过渡到饲喂残翅果蝇。环境温度保持26 ℃,相对湿度保持70%,光照周期12L: 12D。

2.3.3 成蛙的饲喂

成蛙主要投喂残翅果蝇,每天投喂1次。按1只成蛙5~10只的投喂量投喂,并观察采食情况。根据成蛙体型进行合理密度的饲养调整。对于成功繁殖后代的雌雄亲本,在饲养盒A中继续饲养,并每隔15 d查看雌雄亲本的身体状况,以便后续人工繁殖。其他饲养环境条件与幼蛙一致。

3 讨论

结合野外采集饰纹姬蛙的情况和实验室饲养情况,推测其繁殖期为3—10月,其中5—8月为高峰期。人工繁殖实验发现,同一对饰纹姬蛙亲本在9个月内成功繁殖并产卵5次(平均产卵量为133枚± 64枚),且繁殖间隔可以缩短到16 d。蔡明章等(1991)曾发现一只雌性饰纹姬蛙一年可以产卵6次。因此,饰纹姬蛙具有繁殖期长、繁殖间隔短、多次产卵等优点,为其模式化提供了基础条件。同时也说明,本实验室的饲养条件可以满足饰纹姬蛙的生长和繁殖需求。

早期蛙类的人工繁殖(蔡明章,1980陈世濂,张艳璇,1994)是将雄蛙处死以取其睾丸进行人工受精,无法观察其繁殖行为,因此后来选用LHRH-A3、绒毛膜促性腺激素(HCG)等激素类针剂对两栖动物进行人工催产(潘炯华,梁淡茹,1990刘韬等,2009唐秀锋等,2016)。在实验过程中发现,对饰纹姬蛙注射LHRH-A3的效果好于HCG。这对今后实验室无尾两栖动物的人工繁殖提供了一定的参考。

此外,雌蛙产卵量与亲本体质量、体长相关性比较结果表明,在整个繁殖过程中,雌蛙的身体指标至关重要,这与其他多数研究结果一致(Kozlowska,1971Gibbons & Mccarthy,1986李斌,卢欣,2004)。同时,雌蛙的繁殖投入与产卵量也呈显著正相关关系,即雌蛙经历一次繁殖,产卵量越多,体质量减少越多。因此,在进行蛙类人工繁殖时,应该选择体型较大、繁殖性状较好的雌性个体进行催产,以便获取更多更好的实验材料;为了后续多次优质产卵,促进体况尽早恢复至关重要。

本研究中,在蝌蚪早期饵料选择时,首先用鱼饵料和蛋黄一天2次交替饲喂,但无论是蛋黄还是饲料都很容易破坏水质,需要勤换水,不仅给蝌蚪造成不良应激反应,同时加大工作量。后期又尝试饲喂丰年虾,效果有了一定改善。通过不断地实验探索,发现以螺旋藻粉饲喂饰纹姬蛙蝌蚪效果最好,更符合其自然取食的种类和环境。螺旋藻粉既不容易坏水,蝌蚪也比较喜食,生长状况较好。变态后幼蛙和成蛙的饲养相对蝌蚪容易,模拟野外取食习性,幼蛙投喂跳虫,亚成体及成蛙投喂残翅果蝇。经过近2年的饲养驯化,不论是蝌蚪、幼蛙还是成蛙,都已经对固定的饵料投喂有了很好的适应性,并且建立了饵料饲养体系,即“熟蛋黄-螺旋藻粉(饲喂蝌蚪)-跳虫(饲喂刚变态的幼蛙)-残翅果蝇(饲喂亚成体和成体蛙)”,为成功进行实验室人工驯养繁殖饰纹姬蛙提供了基础保障。

致谢: 杨登为、曾一唯、常利明同学在饰纹姬蛙野外采集过程中给予了帮助,王燕老师在动物饲养方面提供了指导和帮助,谨此一并衷心感谢。
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