十足目甲壳动物精子发生过程顶体形成和细胞核变化

十足目甲壳动物精子发生对于细胞学家是一个长期有趣的主体,早期对十足目甲壳动物精子发生的研究结果,往往把无鞭毛的精子细胞器与可运动精子的归为同类.McCroan使用孚尔根(Feulgen)染色方法观察绿螯虾(Cambarus viridis)的精子发生,首次发现在其辐射臂观察到有核物质[1].     

日本沼虾生精细胞核的形态变化及其在真虾部Caridea生殖进化中的地位

应用透射电镜（ＴＥＭ）技术研究了日本沼虾精子发生过程中细胞核的形态变异。生精细胞的核经历了由圆形或椭圆形变为浅碟状的一系列变化过程;其核膜由原来的完整变为不完整,成熟精子仅在精子尾部具有核膜;核内染色质由松散逐渐聚合分化,在成熟精子核内形成了泡状和丝状两种形态的核物质。精子具备泡状和丝状两种核物质是日本沼虾的重要特征之一。精核的形态可以作为十足类甲壳动物的重要分类依据;研究精子发生过程中细胞核的形     

组蛋白磷酸化修饰与精子发生

组蛋白磷酸化是组蛋白氨基酸残基的磷酸化修饰,是一类重要的翻译后修饰,与有丝分裂和减数分裂的染色质压缩、染色质功能调节、转录的激活与抑制、DNA损伤修复以及物质代谢等多种机制相关。文章对国内外近10年多种代表性生物精子发生(孢子形成)的相关文献进行总结,论述了组蛋白磷酸化在精子发生中调控蛋白质作用因子的结合位点、调控减数分裂过程中的DNA复制与重组、保障正确的染色质重塑、对减数分裂后的成熟精子核的完全包装等重要功能。这些发现加深了人们对于组蛋白及其翻译后修饰在精子发生及分化中作用的理解。     

星豹蛛精子的超微结构和精子发生（蜘蛛目：狼蛛科）

报道星豹蛛(Pardosa astrigera)的精子发生过程和成熟精子的超微结构。研究表明,星豹蛛的精子发生有下列特征与其他蜘蛛的研究结果相同:1.染色质浓缩;2.精子的囊内形成;3.顶体泡出现,并有一直穿到核管的顶体丝;5.轴丝为9×2+3型;6.精子成熟时盘曲;7.精子在输精管内进行包装。同时,我们在研究中获得如下新的资料:1.在精原细胞、精子细胞和精巢外层出现上皮细胞;2.中心粒在精子发生的前期为平行排列,到后期变为垂直排列;3.微管环在前期见于核膜外,随后消失;后期见于细胞膜下,最后消失;4.没有线粒体和鞭毛通道,但在胞质中有成群的电子致密圆泡和一膜状结构;5.顶体泡锥形,部分内陷到核内;6.精子包装为闭精武。上述研究结果为今后深入探讨蜘蛛目的系统发生提供了参考资料。     

甲壳动物精子学研究概况Ⅱ. 精子发生与精子的生化组成

在前文阐述了甲壳动物精子形态和结构的基础上,本文着重概述其精子发生与精子的生化组成.     

精子发生过程中组蛋白甲基化和乙酰化

精子发生(Spermatogenesis)这一高度复杂的独特分化过程包括精原细胞发育为精母细胞、单倍体精细胞的形成和精子成熟,并以阶段特异性和睾丸特异性基因的表达、有丝分裂和减数分裂以及组蛋白向鱼精蛋白的转变为特征。表观遗传修饰在减数分裂重组、联会复合物的形成、姊妹染色体的结合、减数分裂后精子的变态、基因表达阻遏和异染色质形成过程中发挥着重要作用。其中具有一定组成形式、起抑制作用和/或激活作用的组蛋白甲基化和乙酰化标记,不仅保证了正确的染色体配对和二价染色体的成功分离,并且精确调节减数分裂特异性基因的适时表达。精子发生过程中组蛋白甲基化和/或乙酰化错误会直接影响表观遗传修饰的建立和维持,导致生精细胞异常甚至引发不育。文章旨在对精子发生过程中组蛋白甲基化和乙酰化表观遗传修饰的动态变化及其相关酶的调节机制进行综述,为进一步研究精子发生的表观遗传调控,预防男性不育疾病的发生提供基础资料。     

十足目甲壳动物蜕壳研究进展

蜕壳是十足目甲壳动物必经的生理过程,其生长发育与繁殖都离不开蜕壳这一过程,甲壳动物在不同蜕壳时期具有不同的行为特征和生理变化。蜕壳不遂导致的死亡是甲壳动物在蜕壳期间面临的问题之一,而处于蜕壳期的个体又易成为天敌和同类捕食的对象,这些因素导致甲壳动物生长发育过程中的成活率较低,而较低成活率也是影响水产养殖业产量的原因之一。蜕壳过程中也受众多环境因素影响,并且这些因素能共同作用。本研究总结了十足目甲壳动物的蜕壳周期区分方法,并在此基础上探索对甲壳动物更为安全的蜕壳周期区分方法。为研究蜕壳对十足目甲壳动物生理过程的影响,简述了蜕壳机理及调节机制,总结概括了蜕壳的影响因素、蜕壳相关基因和未来的发展方向。了解蜕壳的不同时期,有助于针对甲壳动物在不同生长发育阶段的水产饲料的开发及改善,提高甲壳动物成活率,提升养殖产量。了解十足目甲壳动物的蜕壳机制,为深入研究生物矿化、离子跨膜转运、渗透压调节机制等完善理论基础,为十足目甲壳动物的进一步研究提供理论依据。     

精子形成期基因转录表达的研究进展

减数分裂后, 圆形精子细胞经过一系列变态过程最终发育为成熟精子。期间, 精子细胞质逐渐丢失, 其染色质组蛋白逐渐经过渡蛋白替换为鱼精蛋白, 染色质被致密包装并高度浓缩。很多学者认为, 精子转录活性被关闭, 不存在RNA。但近些年却在精子中检测到了种类繁多的转录本, 包括精子染色质重新包装所需蛋白的转录本及一些小分子RNA等。由于精子核内组蛋白没有完全被鱼精蛋白替换, 且染色质上包含一些核酸活性敏感位点, 推测精子存在一定的转录活性, 并通过激素和表观遗传修饰等调控转录。精子中的这些RNA一部分是精子形成过程中残留下来的, 另一部分是精子细胞适时表达的。深入研究精子形成中的基因转录表达, 可增进对精子形成与成熟遗传本质的理解, 为高效利用雄性配子进行生殖控制提供理论依据。文章综述了近年来精子形成期基因转录表达的研究进展, 并提出了未来的研究方向。     

隆线溞精子发生及成熟精子的超微结构

用透射电镜和扫描电镜观察隆线精子的发生过程及成熟精子的超微结构。隆线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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为代表的枝角类能适应复杂多变的生活环境     

十足类甲壳动物卵巢发育过程中脂肪的积累与肝胰腺脂肪的变化

十足类甲壳动物卵巢发育过程中脂肪的积累与肝胰腺脂肪的变化成永旭赖伟堵南山（华东师范大学生物系上海２０００６２）关键词甲壳动物十足目肝胰腺脂肪卵巢十足类甲壳动物卵巢发育时脂肪的积累与肝胰腺脂肪变化研究,是十足类甲壳动物生殖生物学中重要的课题之一,近些...     

山羊精子发生不同阶段的显微与超微结构观察

应用光镜和透射电镜技术研究山羊精子发生不同阶段各级生精细胞显微、超微结构及山羊精子分化成熟过程。结果表明：山羊精子发生经历了精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞及变态精子阶段发育成成熟的精子。精原细胞期核呈椭圆形,染色质凝集成团分布于核质中,线粒体开始出现;精母细胞期有高尔基体分布;精子细胞经过核质浓缩、线粒体迁移等过程发育成成熟精子,成熟的山羊精子头部细长,核质高度浓缩,中段膨大,线粒体丰富。线粒体、中心粒对精子变态发生起重要作用,同时观察到头部与中段脱落的畸形精子。     

十足目受精生物学研究概述

由于十足目精子的特殊结构———无鞭毛、不运动、核呈凝絮状、顶体结构复杂,且受精过程迅速,特别是精卵识别、顶体反应,常常在瞬间发生,加上卵子富含卵黄而不易制片,使其受精生物学研究与其它精子具鞭毛的动物相比报道较少。本文就十足目受精生物学的研究做一简要的...     

精子发生相关基因的研究进展

哺乳类动物的精子发生历经有丝分裂、减数分裂和精子形成三个阶段,这一特殊的细胞分化过程受多种因素的调控,而生精细胞内基因水平的调节,在精子发生过程中起着决定性的作用.许多生精细胞特异性的基因或转录具有发育阶段特异性表达特征,参与精子发生过程中特异的细胞分化活动,如减数分裂、遗传物质重组、染色质的浓缩和发育后期的一系列形态变化.近年来随着基因克隆、表达及功能研究技术的发展与应用,发现了许多精子发生的相关基因,有的已被证明在精子发生中起重要作用.然而对这一过程中许多现象的关键基因还所知甚少,需要进行更加广泛深入的研究.本文旨在较全面地综述这一领域研究的最新进展,着重讨论了与精子发生有关的转录因子基因、细胞周期相关基因、原癌基因、细胞凋亡相关基因、核蛋白转型相关基因方面的研究,为从事该领域研究的工作者提供参考信息.     

长江华溪蟹精子的超微结构

关于蟹的精子超微结构研究,已有过许多报道(Brown,1966;Langerth, 1969;Hinsch,1969,1973,1980,1989;Tudge,1992;堵南山,1987;洪水根,1993;上官步敏,1994;李太武,1995),但研究材料大都取自海洋.溪蟹(Freshwater crab)终身栖息于淡水中,直接发育.作者在研究长江华溪蟹精子发生的一系列过程中(王兰, 1995,1996, 1997),发现精子的形态与其它十足类甲壳动物有所不同.该研究有助于了解精子的特化程度,在一定意义上反应了不同类群的种间差异及进化地位,丰富了短尾派的研究内容.     

对黑斑蛙(Rana nigromaculata)和中华大蟾蜍(Bufo bufo asiatius)精子染色质的碱性蛋白和超微结构的比较研究

在精子形成过程中,精子细胞的细胞核高度浓缩成结构致密,体积很小的细胞核(精子核)。为了研究这种极度浓缩之染色质的组分和结构,我们用凝胶电泳法分析了黑斑蛙和蟾蜍的经过提纯之精子的染色质碱性蛋白和用电镜铺片法观察这些精子染色质的亚显微结构。我们发现黑斑蛙精子含有五种组蛋白,即H_1、H_3、H_(2B)、H_(2A)和H_4。H_3、H_(2A)、H_(2B)和H_4是核小体的主要组分。用电镜观察黑斑蛙精子染色质的结果说明,黑斑蛙精子染色质含有核小体结构,反之电泳分析结果说明,蟾蜍精子含有4条碱性蛋白带,其中1条带染色很深、宽度很大,迁移率远较组蛋白为大而与鱼精蛋白相似,而另外3条带染色既浅、宽度又狭,其中有1条从其迁移率来看相当于H_(2B)。用电镜观察时,这种蟾蜍精子染色质没有核小体结构。     

非细胞体系核重建并非必需核小体与染色质的装配

以质粒DNA在爪蟾卵提取物S- 1 5 0中进行核小体构建时形成的超螺旋结构检测核小体的形成 ;利用阳离子交换剂CM -Cellulose定量结合组蛋白H2A和H2B ;并结合小球菌核酸酶分析核小体的形成 ,研究了爪蟾去膜精子在去除H2A ,H2B的S- 1 5 0中的核重建过程 .结果表明CM -Cellulose可有效去除组蛋白并阻止质粒DNA的核小体构建和精子染色质的改建 .但处理后的S- 1 5 0与膜泡组分仍可诱导去膜精子进行体外核重建 ,进一步表明非细胞体系核重建与外源DNA长度无关 ;核小体及染色质的组装对于核重建并非必需 .     

香螺精子发生及精子超微结构

本文采用透射电镜技术对香螺(NpatunedecumingiCrosse)精子发生过程进行了观察。结果表明,精原细胞胞质中含有大量的线粒体;初、次级精母细胞的细胞核和大量的线粒体呈极性分布;精子细胞分化过程中,细胞核形态、核内物质以及线粒体的形态发生显著变化;细胞核的核质由不均匀颗粒状浓缩成纤丝状,再浓缩成细线形,最后呈致密均匀状态,细胞核由近圆形伸长为粗线形,具有核后窝;在细胞核后端有8个膨大的线粒体,由卵圆形变为螺旋形,弯曲盘绕在轴丝外部,形成精子的中段;根据细胞核和线粒体的变化特点,将精子形成分为早、中、后三个时期。香螺典型性精子属于进化型,头部呈线形,中段加长,糖原颗粒包围轴丝构成主段。在精子发生过程中,细胞质内没有发达的高尔基复合体和前顶体池,没有观察到香螺精子的顶体。在成熟个体的精巢内,同时存在不具有受精能力的畸变精子。     

半滑舌鳎精子发生和精子形成的超微结构

用电子显微镜对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)精子发生的过程及精子的超微结构进行了观察。半滑舌鳎精巢属于小叶型,精小叶由各期生精细胞和支持细胞构成。半滑舌鳎的精子发生经历了初级精原细胞、次级精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞,再经过精子形成过程发育成为精子。初级精母细胞成熟分裂的前期Ⅰ,同源染色体经历了联会复合体形成和解聚的变化。在精子形成的过程中,精细胞大致经历了核质浓缩、线粒体迁移及鞭毛的发生等过程。核质浓缩时,精细胞核内位于植入窝周围的染色质首先由细颗粒状浓缩成粗大颗粒状,然后细胞核其他部位的染色质也逐渐浓缩成粗大颗粒状。这些已浓缩成粗大颗粒状的染色质再进一步浓缩为电子密度高的均匀状物质。随着核质的浓缩,核外膜与核内膜之间的间隙增大形成核膜间隙,核内一些没有参与染色质浓缩的物质通过出芽形成囊泡,先排入核膜间隙,然后再外排到细胞质中。核浓缩过程中细胞核的体积和表面积都大大缩小;鞭毛的形成与细胞核的浓缩是同步进行的,当一对中心粒移近细胞核时,核膜凹陷形成植入窝,其周围染色质浓缩的同时,远端中心粒(基体)逐渐向后产生轴丝。成熟精子无顶体,头细长,主要为核占据,核凹窝发达,线粒体4-5个环绕在鞭毛基部形成袖套,尾细长,具侧鳍,尾部轴丝为"9 2"结构。     

银鲫(Carassius auratus gibelio)成熟精子染色质的结构和碱性蛋白的研究

银鲫属行雌核发育的遗传系统,其精子入卵后不能形成雄性原核。如同其它种类的精子一样,在精子发生过程中其染色质形成高度浓缩的具有一定结构的DNA和碱性蛋白的复合物。为了研究分析银鲫成熟精子的碱性蛋白、染色质的结构及其与体细胞染色质的异同,我们用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了银鲫精子碱性蛋白的组分,并结合核酸酶解的结果,以电镜铺片和超薄切片法探讨了银鲫染色质的结构。聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明,银鲫精子的碱??性蛋白为含H_1、H_2a、H_2b、H_3及H_4五个主要组分的组蛋白,且与体细胞核组蛋白无明显差异。电镜铺片法观察精子染色质,可见染色质丝的近100A粗细的串珠状结构。小球菌核酸酶水解精子染色质,DNA的琼脂糖电泳呈“阶梯型”电泳条带,证实了银鲫成熟精子保存了核小体基本单元,在低渗处理后的精子超薄切片中,可以见到直径为300A左右的染色质纤维,这个结果提示了精子染色质与体细胞染色体有类似的二级结构。根据以上所得到的结果推测,行雌核发育的银鲫,其精子在入卵后不能原核化,与精子染色质的基本结构及碱性蛋白组分无明显直接关系。     

斑节对虾精子发生的超微结构

斑节对虾精子发生划分为精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和精子五个阶段。精子发生中，从精原细胞到精子，染色质经历了从以异染色质为主变为高度凝聚态，再经解聚为弥散絮状的变化过程。同时，核从具有完整核膜变为核膜不完整。成熟的的精子含有核仁。顶体由高尔基囊泡逐渐演化而成，并向外伸长成为棘突。这是斑节对虾精子发生的主要特征。