鲫鲤杂种F2精子多态性的研究

本文利用扫描电镜和透射电镜对鲫鲤杂种F2精子的超微结构进行了系统的研究。F2精子由头部、中片和尾部组成,头部前端有液泡,没有顶体。研究发现,F2精子头部大小差别明显,最小的精子头径只有1．32μm,而最大的那个“超级精子”头径约18．39μm,但是绝大部分精子头径在1．85-2．15μm。另外,通过透射电镜还发现了双核精子和双尾精子。结果表明,F2精子中存在着明显的多态性,其中有正常的精子,即单倍体精子;也有异常的精子,包括二倍体精子、四倍体精子甚至更高倍性的精子,还有非整倍体精子。本研究结果为二倍体的精子和二倍体的卵子结合产生四倍体的机制提供了有利的证据。     

不同倍性鱼的血细胞和精子DNA含量比较

我们以前的研究表明, 以红鲫 (2n=100) 为母本及湘江野鲤 (2n=100) 为父本的杂交后代的F1-F2 为二倍体 (2n= 100)。在二倍体 F2 个体中, 存在能分别产生二倍体卵子和二倍体精子的雌、雄个体, 二倍体卵子和二倍体精子结合, 形成了两性可育的四倍体鱼 (F3)。目前四倍体鲫鲤已连续繁殖了 12 代 (F3-F14), 形成了一个遗传性状稳定的四倍体鱼群体 (4n= 200) (Liu et al.,2001; 孙远东等, 2003)。雌性四倍体鲫鲤产生的二倍体卵子经紫外线照射的散鳞镜鲤精子激活后,无须染色体加倍处理, 可发育为全雌性二倍体雌核发育后代 (G1) (2n=10…     

大鲵精子结构研究

为了解大鲵精子超微结构,应用扫描电镜和透射电镜开展了大鲵精子形态结构研究。结果显示:大鲵精子由头部、颈部和尾部3部分组成。精子总长216.36μm±9.93μm(n=30),头部长65.80μm±3.70μm(n=30),颈部较短,多不明显,尾部长153.52μm±3.22μm(n=30)。头部由顶体、穿孔器和细胞核组成;颈部包括核窝、近端中心粒及远端中心粒、线粒体、轴丝和轴纤维;尾部无明显分段,由轴丝、轴纤维、轴丝旁纤维和波动膜组成。大鲵精子内线粒体较少,可能与精子运动缓慢、精子活力维持时间短有关;成熟过程中精子细胞头部包围的胞质分泌物中含有一定数量的线粒体。     

虾夷扇贝精子的超微结构

用扫描和透射电镜研究了虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)精子的超微结构.虾夷扇贝精子为典型的原生型,全长50μm左右,头部长约3 μm.精子主要由头部、中段和尾部三部分组成.头部顶体突出,呈倒"V"形;顶体下方为精核,电子密度较高且占头部大部分,具有核前窝(anterior nuclear fossa)、核后窝(posterior nuclear fossa)和植入窝(implantation fossa);4～5个近圆形的线粒体围绕着中心粒复合体形成精子的中段.尾部细长,尾部鞭毛横切面为典型的"9 2"结构.     

用雄核发育方法制备改良异源四倍体鲫鲤群体

用UV照射金鱼的卵子使其卵核的遗传物质失活, 再与异源四倍体鲫鲤(AT)产生的二倍体精子受精, 在无雄核染色体加倍处理情况下, 成功地获得了两性可育的二倍体雄核发育鱼(A₀). Ⅱ龄性成熟的A₀自交形成了雄核发育鱼自交子一代(A₁). 本研究对10月龄A₁的染色体数目、性腺的显微和亚显微结构以及外型特征进行了观察, 实验结果表明: (ⅰ) A₁中包含有四倍体(A₁-4n)、三倍体(A₁-3n)以及二倍体后代(A₁-2n), 他们所占比例分别为85%, 10%和5%, 其染色体数目分别为4n=200, 3n=150和2n=100. 其中四倍体和三倍体的形成证明二倍体A₀能产生二倍体配子. 二倍体雄核发育鲫鲤杂交鱼产生二倍体配子的原因与早期生殖细胞的核内复制机制有关. (ⅱ) A₁-4n的性腺为两性型且发育正常. 其中雄性个体能挤出白色精液, 其中的二倍体精子头部明显比红鲫的单倍体精子头部大. 这些二倍体精子具有正常结构, 由头部和尾部组成, 头部与尾部交接处有多个线粒体, 精子尾巴的中央轴有典型的“9+2”微管结构. A₁-4n雌性个体的卵巢发育饱满, 其中含有大量Ⅱ, Ⅲ和Ⅳ时相的卵母细胞. 在Ⅳ时相卵母细胞的放射膜上能观察到受精孔. 同时期的A₁-2n, A₁-3n的性腺发育异常, 均表现为不育. A₁-2n的不育性与其为远源杂交二倍体有关, A₁-3n的不育性与其为远源杂交三倍体有关. (ⅲ) 与AT相比, A₁-4n不仅具有生长速度快、抗逆性强的优点, 而且在外型上具有体背高、尾柄短、头部小等优良性状. 本实验说明运用雄核发育技术不仅能获得两性可育的四倍体鱼, 而且能对异源四倍体鲫鲤进行有效的遗传改良, 这在细胞遗传研究和鱼类育种方面都具有重要意义.     

橡胶树四倍体来源鉴定及不同倍性叶片解剖结构比较

利用25对SSR引物,采用基于PCR的毛细管电泳法鉴定14株人工诱导四倍体的来源,并采用2种切片方法比较橡胶树不同倍性叶片的厚度差异。结果表明,14株四倍体中9株为同一无性系,另有5株为同一无性系或全同胞子代,14株四倍体的同源二倍体的亲本之一为热研73397。橡胶树二、三、四倍体间的叶片、上表皮、栅栏组织、海绵组织的厚度差异极显著(P0.01),且随着倍性的增加而增加。二、三、四倍体鲜叶厚度分别为159.98±16.04μm、188.52±16.29μm、204.21±16.45μm,叶片石蜡切片厚度分别为139.94±13.22μm、169.53±15.07μm、180.84±26.71μm。以鲜叶厚度177.81μm或石蜡切片厚度160.70μm为临界值可以区分人工体细胞诱导四倍体橡胶树获得的二、四倍混合群体中的二倍体和四倍体。不同倍性的叶片结构紧密度和栅海比大小排序均为:三倍体四倍体二倍体,叶片结构疏松度大小排序为:二倍体四倍体三倍体。本研究结果为橡胶树多倍体资源的鉴定和多倍体育种策略选择提供了参考。     

大口黑鲈精子超微结构研究

为了解大口黑鲈Micropterus salmoides精子的超微结构,应用扫描电镜和透射电镜对大口黑鲈精子结构进行观察。结果显示,大口黑鲈精子由头部、中段和鞭毛三部分组成,扫描电镜下精子中段不明显,无顶体;精子全长25.07μm±4.93μm(n=30),头部近球形,直径1.73μm±0.29μm(n=30),鞭毛长23.00μm±4.86μm(n=30)。头部主要由细胞核构成,细胞核呈蘑菇形,染色质电子致密成簇,被电子透明区分开,核近鞭毛端向内凹陷,形成较浅的核窝。中段包括中心粒复合体和袖套,中心粒复合体由近端中心粒和远端中心粒构成,近端中心粒位于核窝内,与细胞核横轴平行,远端中心粒为鞭毛的基部,位于核窝外,袖套内,与近端中心粒垂直,呈"T"字形。线粒体分布在袖套两侧的袖套腔中,形状大小不一,总数(17±4)个(n=30)。鞭毛从袖套腔中伸出,主要由轴丝和侧鳍构成,轴丝与远端中心粒相接,有典型的"9+2"二联微管结构,侧鳍分布在鞭毛两侧。研究表明,大口黑鲈精子为硬骨鱼类Ⅰ型精子,其袖套形状以及线粒体的数目和大小与鲈形目Perciformes其他鱼类的精子结构存在区别。     

异源四倍体鲫鲤的性腺发育研究

采用组织切片技术对异源四倍体鲫鲤的性腺进行了研究。结果表明：异源四倍体鲫鲤的性腺发育程序和普通鲤鲫鱼相似,可以分为6个时期。雌雄个体都能达到性成熟,其中个体性成熟年龄为一周年;雄性个体比雌性个体成熟早,150日龄即可达到性成熟。成熟卵巢的成熟系数为9．25％－15．60％,成熟精巢的成熟系数为1．65％－5．19％。成熟期卵径为1670．4－1780．5μm之间,成熟精子头径为2．3－2．4μm。繁殖期为每年3－5月份。该研究证明异源四倍体鲫鲤的性腺发育是正常的,雌雄个体都能达到性成熟。     

川陕哲罗鲑精子超微结构及形态学研究

对川陕哲罗鲑Hucho bleekeri Kimura精子采用扫描电子显微镜及透射电子显微镜进行观察,结果显示:精子由头部、中片和尾部组成;精子全长41.07μm±2.18μm,头部长2.76μm±0.15μm,头部前端和后端的宽度分别为1.88μm±0.18μm和2.08μm±0.20μm;尾部长34.74μm±5.01μm。头部呈卵圆形,无顶体,主要由细胞核组成;中片由1个不规则的圆球状线粒体及袖套结构组成;线粒体直径为0.82μm±0.08μm;尾部呈细长形,并由一个过渡区域分为前端和末端,尾部内部主要由轴丝组成,轴丝为典型的"9+2"结构,外部有不对称性分布的侧鳍结构。结果表明,川陕哲罗鲑精子类型较为原始,属于硬骨鱼类中的TypeⅠ类型。     

二倍体鲫鲤F2产生不同倍性卵子的证据

在检测到鲫鲤F2产生3种不同大小(直径分别为0.13 cm,0.17cm和0.2 cm)类型的卵子基础上,进行了F2(♀)×红鲫(♂)及F2(♀)×四倍体鲫鲤(♂)的交配实验.通过染色体计数和流式细胞仪分析,在F2(♀)×红鲫(♂)后代中获得了四倍体、三倍体、二倍体鱼;在F2(♀)×四倍体鲫鲤(♂)后代中获得了四倍体和三倍体鱼.这两个交配组合后代中出现的不同倍性的鱼类为证明鲫鲤F2能产生三倍体、二倍体和单倍体卵子提供了进一步证据.F2(♀)×红鲫(♂)中雄性四倍体鱼的存在说明在四倍体后代中存在基因型为XXXY的个体.对上述两个交配组合后代的四倍体鱼和三倍体鱼的性腺结构观察表明四倍体鱼是可育的,而三倍体鱼是不育的.作者认为鲫鲤F2能够产生二倍体和三倍体卵子与核内复制机制和生殖细胞的融合有关.     

挂榜山小鲵精子形态结构研究

应用扫描电镜和透射电镜对挂榜山小鲵(Hynobius guabangshanensis)精子的超微结构进行观察和研究.结果表明:1)挂榜山小鲵的精子形态具有小鲵科精子的共同特征:头部细直、有锥形顶体;颈部短而不明显,尾部细长、有波动膜;2)该种小鲵的精子超微结构具小鲵科物种精子的共同特征,即精子无顶体钩,顶体呈三叶草状,尾部无线粒体,轴纤维粗大呈圆柱状等;3)除精子全长(194.1±7.15μm)在小鲵科物种中属于中等外,挂榜山小鲵和本科其他物种的精子在形态量度学方面差异明显:其头部占全长的比例(22.98%)比其他已知小鲵科的物种都低,尾部占全长的比例(65.79%)比其他小鲵科物种都高.     

湖南师范大学鱼类发育学研究室最新研究成果展示

湖南师范大学鱼类发育生物学研究室在成功研制了四倍体鲫鲤群体(F3-F18)的基础上,利用四倍体鲫鲤群体产生的二倍体卵子本身具有2套染色体组的特点,通过雌核发育技术,在没有染色体加倍处理情况下,经灭活的散鳞镜鲤精子刺激,建立了一个能大量产生二倍体卵子的雌核发育二倍体克隆体系(G1-G5)。有关该研究     

大鳞副泥鳅精子结构研究

用光学显微镜和透射电子显微镜对大鳞副泥鳅精子的结构进行研究。结果表明,大鳞副泥鳅的精子主要分为头部、中段和尾部;头部无顶体,在光学显微镜下近圆形,在透射电子显微镜下纵切亦近圆形,主要由细胞核组成,核内染色质致密,核内有核空泡,核外可见清晰核膜,核外可见细胞质,细胞质很少且紧贴细胞核,细胞质外是质膜,质膜在细胞质外呈波浪状;头部后端有一较浅的植入窝,约占核的1/4,植入窝的长轴几乎与细胞核的长轴平行,植入窝内有中心粒复合体;精子的中片与头部无明显分割,位于头部的后方,由中心粒复合体和袖套组成,袖套两边不对称,中心粒复合体由近端中心粒和远端中心粒组成,近端中心粒与远端中心粒之间呈一钝角;精子尾部无侧鳍,可分为主段和末段,尾部主段具有典型的＂9＋2＂的轴丝结构。精子头长为（1.79±0.28）μm,中片长为（1.86±0.42）μm,尾长为（28.06±2.78）μm,全长为（31.65±2.82）μm。     

耳鲍精子的超微结构

本文利用透射电子显微镜对耳鲍(Haliotis asinina Linnaeus)精子的形态及超微结构进行了研究.研究结果表明:耳鲍的精子由头部、中段和尾部三部分组成,全长 41.6 μm.精子头部长 1.8 μm,头部由顶体、顶体下腔和细胞核组成,顶体电子密度比较均匀,呈圆锥形,长 0.6 μm,基部宽度为 0.65 μm,占头部长的 1/3;顶体下腔长 0.03 μm,宽为 0.65 μm,腔中含有中等电子密度物质;细胞核圆棒状,长 1.17 μm,核中部的宽度为 1.0 μm.精子中段较短,长 0.51 μm,宽 1.2 μm,主要由 5 个线粒体包围一对中心粒构成.尾部是一根鞭毛,从前到后逐渐变细,鞭毛是由细胞质膜包被的轴丝组成,轴丝为典型的"9 2"微管结构,即轴丝是由两个中心微管及均匀分布在中心微管周围的 9 对双联体微管组成.因此,耳鲍与其它鲍类精子的基本结构相似,形态结构的主要差异表现在三个方面:一是耳鲍精子的头部似圆锥形,长 1.8 μm,是目前已研究的鲍类中头部最短的种类;二是耳鲍精子顶体长比其基部宽要小,顶体电子密度比较均匀,顶体与核的电子密度差异不明显;三是耳鲍精子中段线粒体的数量为 5 个,没有发现 6 个线粒体现象的存在[动物学报 53(3):552-556,2007].     

异源四倍体鲫鲤的受精细胞学

异源四倍体鲫鲤的成熟卵子处于第二次减数分裂中期,精子通过受精孔进入卵内.精子入卵以后,受精孔立即被受精塞堵住.受精后8 min,受精卵出现明显的精子星光,同时进入第二次减数分裂后期,即将排出第二极体;13 min时,精子头部开始膨胀,趋向核化;18 min时,雌雄原核均已形成,并向胚盘中央靠近;23 min时,雌、雄原核开始接触;33 min时,雌、雄原核完全融合成为一个合子核;38 min时,受精卵开始第一次卵裂,53 min后分裂形成两个子核.该研究证明异源四倍体鲫鲤和大多数二倍体鱼一样,具有正常的受精细胞学程序,受精方式为单精受精.     

红鲫与湘江野鲤杂交的受精细胞学研究

红鲫成熟卵直径680—720μm;卵膜孔为精子入卵的唯一通道,包括前庭和精孔管两部分;精孔管内径约5μm。湘江野鲤精子头部直径约2.5μm。在通常情况下,红鲫卵为单精受精。尽管红鲫与湘江野鲤不同属,但杂交仍具有正常的受精细胞学程序。红鲫卵子处于第二次成熟分裂中期接受湘江野鲤精子入卵,精子入卵5min后,出现明显的精子星光;15min后,雄性原核及雌性原核形成;25min后,雌、雄性原核融合;30min后、开始卵裂,发现1个受精卵切片上有4个即将融合的原核,这可能是由于双精受精所致。     

墨西哥湾扇贝精子的超微结构

报道了墨西哥湾扇贝成熟精子在SEM和TEM下的超微结构观察结果。墨西哥湾扇贝的精子为典型的原生型,精子全长约43～45μm,头部长约2．1～2．4μm。精子主要由头部、中段和尾部三部分组成。头部顶体明显突出,呈倒V形;顶体下方为细胞核,细胞核近似卵圆形。在细胞核内部或边缘,能观察到有一个或几个形状较为规则的核泡。中段的主要结构有线粒体和中心体,中段的横切面有4个线粒体围绕在中心体的周围。尾部细长,尾部鞭毛横切面为典型的“9 2”结构。     

雌核发育二倍体鲫鲤杂交克隆品系建立

研究了雌核发育二倍体鲫鲤第2代(G₂)产生的二倍体卵子在无染色体加倍情况下形成第3代(G3)的雌核发育细胞学行为,G₃,G₂×散鳞镜鲤和G₂×四倍体鲫鲤的染色体数目.研究结果表明:(ⅰ)G₂产生的二倍体卵子无需染色体加倍处理,仅在灭活散鳞镜鲤精子激活下,形成了大量G₃.(ⅱ)G₃和雌核发育二倍体鲫鲤第1代(G₁)、G₂一样,也表现出杂交特征,并且都是二倍体(2n=100);G₂与二倍体散鳞镜鲤和四倍体鲫鲤分别交配形成了三倍体(3n=150)和四倍体(4n=200)鱼;(ⅲ)二倍体G₂产生的二倍体卵子在雌核发育过程中,有明显第二极体排出,排除了二倍体卵子源于第二极体保留的可能.另外,还对二倍体鲫鲤产生二倍体卵子的机制进行了讨论.雌核发育二倍体鲫鲤杂交克隆品系建立证明二倍体卵子通过雌核发育形式可形成一个能产生二倍体卵子的新型二倍体鲫鲤品系,二倍体鲫鲤产生二倍体卵子的特殊繁殖方式在生物进化和生产应用方面都具有重要意义.     

二倍体雌核发育鱼产生二倍体卵子的证据

二倍体雌核发育第 1代 (G1)产生的二倍体卵子经紫外线灭活的散鳞镜鲤精子诱导 ,无需染色体加倍处理 ,发育成二倍体雌核发育第 2代 (G2 ) ;G1 产生的二倍体卵子与雄性异源四倍体鲫鲤 (AT)产生的二倍体精子结合 ,形成新型两性可育的异源四倍体鲫鲤 (G1 ×AT)。对G2 和新四倍体 (G1 ×AT)的体细胞染色体数目、生殖细胞染色体行为及性腺结构、外形、生长速度等生物学特征进行了研究。结果表明 :G2 体细胞染色体数目为 2n =1 0 0。在 6～ 1 2月龄G2 中 ,没有发现性成熟的个体 ,组织学切片结果表明 ,G2 性腺处于卵原细胞增殖阶段 ,与 1龄G1 的性腺发育相似 ,性腺发育迟缓。对 6～ 8个月龄G2 性腺染色体制片进行观察 ,结果表明 ,G2 生殖细胞的染色体没有二价体的形成 ,只有有丝分裂的迹象 ,其有丝分裂中期不但有 2n =1 0 0的染色体分裂相 ,还有 4n =2 0 0的染色体分裂相 ,甚至有接近 8n(380 )的分裂相 ,说明 1龄G2 的性腺中存在 2n、4n等多种类型的生殖细胞 ,其中 4n的生殖细胞经正常的减数分裂后可产生二倍体卵子。核内复制 (pre meioticendoreduplication)学说可以较好地解释这种不减半配子产生的现象。新四倍体 (G1 ×AT)体细胞染色体数目为 4n =2 0 0 ,雌雄新四倍体 (G1 ×AT)具有正常的性腺发育 ,在繁殖季     

狗尾草属野生近缘种的染色体鉴定

对来自多个国家和地区的10个种(青狗尾草S.viridis,法氏狗尾草S.faberii,轮生狗尾草S.verticillata、S.verticillifor-mis,金色狗尾草S.glauca、S.pumila、S.grisebachii、S.leucopila、S.parviflora、S.queenslandica等)50份狗尾草材料进行了染色体计数及倍性鉴定。发现狗尾草属中的青狗尾草均为二倍体,金色狗尾草S.glauca有四倍体和八倍体,轮生狗尾草S.verticillata有二倍体和四倍体,法氏狗尾草S.faberii为四倍体,S.pumila有二倍体和四倍体,S.grisebachii为二倍体,S.leucopila为二倍体,S.queenslandica为四倍体。本研究中对S.grisebachii、S.leucopila、S.queenslandica3个种是首次染色体倍性观察。发掘近缘种的有益基因是作物育种的重要途径之一,本研究搜集的谷子近缘野生种对谷子远缘杂交育种和谷子起源进化分析有重要意义。