c-fos-like蛋白在尖唇散白蚁繁殖蚁和工蚁性腺中的表达

为了探讨c-fos原癌基因在白蚁生殖品级和非生殖品级性腺发育中的作用,揭示白蚁不同品级性腺发育的调节机理,本研究运用免疫细胞化学定位方法对尖唇散白蚁Reticulitermes aculabialis繁殖蚁和工蚁精、卵发生过程中的c-fos蛋白表达进行了研究。结果显示：雌性繁殖蚁在末龄若虫期的卵子发生过程中有c-fos-like表达, c-fos-like免疫阳性物质定位于生长期的卵母细胞核和滤泡细胞核中;而繁殖蚁成虫的卵子发生过程中没有c-fos-like免疫阳性反应。雄性繁殖蚁在末龄若虫期时精子发生过程中没有c-fos-like表达, 而发育到成虫期有c-fos-like免疫阳性反应,阳性物质定位于精原细胞的细胞核中。工蚁精、 卵发生过程中均没有c-fos-like的表达。结果提示：c-fos在调节繁殖蚁精子和卵子发生方面有重要作用,c-fos可能通过调节精原细胞增殖参与精子的发生;在卵巢中可以直接作用于生长期的卵母细胞和滤泡细胞来调节卵子的发生。在工蚁性腺中c-fos表达缺失可能导致卵母细胞和滤泡细胞无法正常发育,精原细胞停止增殖而使精子发生处于相对抑制状态。工蚁性腺退化不育可能与c-fos没有正常表达有关。     

尖唇散白蚁工蚁和繁殖蚁卵子发生比较

为探讨白蚁工蚁品级性腺不育的原因,采用组织学观察与测量对尖唇散白蚁Reticulitermes aculabialis Tsai et Hwang的工蚁和繁殖蚁的卵子发生各阶段进行比较和分析。结果表明,成熟工蚁的卵子发生与繁殖蚁相比,仅有卵母细胞的分化期和生长期,没有卵黄形成期,其分化期和生长期的卵母细胞大小与繁殖蚁这2个时期的卵母细胞大小呈显著性差异;生长期时,工蚁的卵母细胞和滤泡细胞之间出现较大间隙并且呈现萎缩退化状态;工蚁卵子发生相当于雌性繁殖蚁末龄若虫水平。该结果将为工蚁不能生殖提供组织学上的证据,同时又表明了工蚁具有潜在生殖能力的结构基础。     

类雄激素受体在尖唇散白蚁繁殖蚁和工蚁精子发生中的免疫细胞化学定位

为了比较和探讨类雄激素受体 (androgen receptor-like,AR-like)在白蚁生殖品级和非生殖品级精子发生过程中的作用,运用免疫细胞化学方法对尖唇散白蚁Reticulitermes aculabialis繁殖蚁和工蚁精子发生中的AR-like的定位进行了研究。结果显示：在繁殖蚁和工蚁精子发生过程中都有AR-like免疫阳性细胞的分布,均分布于初级精母细胞的细胞质和细胞核中;与繁殖蚁相比,AR-like在工蚁中的表达较弱。结果提示,AR-like的表达与精子发生过程中初级精母细胞的减数分裂有关,雄激素及其受体通过调控精母细胞的第一次减数分裂来影响白蚁精子的发生。虽然工蚁的精巢发育受抑制,但其精子发生和维持具有与繁殖蚁相同的激素调节机制,能形成精子。本研究为工蚁性腺退化不育而根据群体的变化又可以发育为补充繁殖蚁这一特殊的生理功能提供了组织学依据。     

尖唇散白蚁兵蚁和工蚁卵巢和卵子形态特征的比较

兵蚁和工蚁是白蚁中的非生殖品级,兵蚁是由工蚁分化产生。为了探讨兵蚁品级性腺不育的原因以及兵蚁和工蚁性腺发育的差异,采用组织学染色观察与测量方法对尖唇散白蚁Reticulitermes aculabialis Tsai et Hwang的兵蚁和工蚁的卵子发生各阶段进行比较和分析。结果显示:两者性腺发育大小呈极显著性差异(P<0.01),兵蚁与工蚁卵巢横切面面积之比约为1∶7;兵蚁的卵子发生与工蚁相比,仅有卵母细胞的分化期,没有生长期;兵蚁的卵母细胞比工蚁的小,两者的分化期卵母细胞体积之比约为1∶16。该结果表明工蚁向兵蚁转化过程中性腺进一步退化,兵蚁性腺极度退化使其丧失了成为补充繁殖蚁的可能性。该研究结果为兵蚁不能生殖提供组织学上的证据,同时又揭示了兵蚁和工蚁在潜在生殖能力差异方面的组织学基础。     

短额负蝗卵子发生过程中糖复合物的动态分布

以生物素标记的凝集素(UEA-I、SBA、PNA)为探针,利用凝集素组织化学方法对短额负蝗(Atracto-morphasinensis)卵子发生过程中滤泡细胞和卵母细胞内糖复合物的分布进行了定位研究。结果表明,在卵子发生的各期滤泡细胞和卵母细胞中没有UEA-I受体的表达,SBA和PNA受体以不同的分布模式呈阶段性表达。两者首次出现于卵母细胞生长期,随后PNA受体消失,SBA受体大量表达;在卵黄形成期前期SBA受体和重新出现的PNA受体表达于卵黄颗粒形成部位,卵黄形成期后期两者均为阴性表达;成熟卵子中两种受体又以不同程度重新出现于卵黄膜。两种受体在滤泡细胞内均大量表达。提示,N-乙酰半乳糖胺和半乳糖-β-(1,3)半乳糖胺复合物的修饰和变化与卵母细胞的发育、卵黄物质的形成及滤泡细胞的增殖分化密切相关,卵黄膜上的糖复合物可能与精卵识别有关。     

短额负蝗卵子发生过程中糖复合物的动态分布

以生物素标记的凝集素(UEA-I、SBA、PNA)为探针，利用凝集素组织化学方法对短额负蝗(Atractomorpha sinensis)卵子发生过程中滤泡细胞和卵母细胞内糖复合物的分布进行了定位研究。结果表明，在卵子发生的各期滤泡细胞和卵母细胞中没有UEA-I受体的表达，SBA和PNA受体以不同的分布模式呈阶段性表达。两者首次出现于卵母细胞生长期， 随后PNA受体消失，SBA受体大量表达；在卵黄形成期前期SBA受体和重新出现的PNA受体表达于卵黄颗粒形成部位，卵黄形成期后期两者均为阴性表达；成熟卵子中两种受体又以不同程度重新出现于卵黄膜。两种受体在滤泡细胞内均大量表达 提示，N-乙酰半乳糖胺和半乳糖-β-(1，3)半乳糖胺复合物的修饰和变化与卵母细胞的发育、卵黄物质的形成及滤泡细胞的增殖分化密切相关，卵黄膜上的糖复合物可能与精卵识别有关。     

雌激素受体在白蚁卵发生过程中的免疫细胞化学定位（简报）

雌激素受体（Estrogen receptor,ER）是一种与性腺发育和精、卵成熟有直接重要关系的性激素受体,不仅在哺乳动物中已经证实与卵子的发生有关系,近年来还发现雌激素受体也存在于雌性文昌鱼早期卵原细胞、卵黄生成期卵母细胞和成熟期卵母细胞中：Osada等在扇贝的卵巢中发现有ER免疫阳性物质存在于卵黄形成期的卵母细胞中,认为ER是基本的类固醇激素受体,有着古老的进化历史。有关ER在昆虫性腺发育成熟中的作用,迄今在国内外都未见报道。白蚁的卵子发育是否也像脊椎动物那样受ER的调节,这个问题尚不清楚。     

促性腺激素在白蚁脑中的免疫细胞化学定位

为研究昆虫卵泡刺激素 (FSH)和黄体生成素 (LH)的存在与分布 ,我们用免疫细胞化学染色技术对FSH和LH在尖唇散白蚁 (Reticulitermesaculabialis)脑中的分布进行了定位研究。结果显示 :FSH免疫阳性神经细胞及神经纤维分布在雌性繁殖蚁分飞期前脑的左叶、右叶及中部 ,雌性末龄若虫前脑的右叶 ,雄性繁殖蚁前脑的右叶 ;LH免疫阳性物质分布在雌、雄繁殖蚁前脑左叶 ;在工蚁和兵蚁中未见有FSH和LH免疫阳性物质存在。研究结果表明 :FSH和LH在白蚁脑中的存在具有发育阶段特异性 ,并且有可能像其在脊椎动物中那样参与调节性腺发育及精卵成熟 ;可能调节繁殖蚁、兵蚁、工蚁的产生     

圆唇散白蚁工蚁生殖可塑性相关的性腺发育和基因表达

【目的】为了探讨圆唇散白蚁Reticulitermes labralis雌性工蚁向补充生殖蚁转化过程中的卵巢发育特征以及卵母细胞从滞育到恢复生长发育的起点。【方法】观察圆唇散白蚁雌性工蚁从3龄-6龄-转化成补充生殖蚁发育过程中的卵巢和卵母细胞动态变化;在若蚁向原始生殖蚁和补充生殖蚁转化的转录组中筛选出与卵母细胞生长期相关的基因表达,利用qRT-PCR方法检测这些基因在工蚁向生殖蚁转化发育过程中的表达水平。【结果】圆唇散白蚁工蚁从低龄向老龄发育过程中卵巢逐渐增大;前补充生殖蚁卵巢长度和宽度分别是工蚁的约2和3倍,而前补充生殖蚁转化为补充生殖蚁之后,卵巢没有显著增大。工蚁转化为前补充生殖蚁之后,卵母细胞大小（长径）和滤泡细胞层厚度仍然没有显著改变;前补充生殖蚁转化成补充生殖蚁之后,卵母细胞大小和滤泡细胞层厚度显著增加。调控卵母细胞生长期发育的6个基因cyclin-dependent kinase 1, cell division cycle protein 20, G2/mitotic-specific cyclin-B3, G2/mitotic-specific cyclin-A, aurora kinase A和serine/threonine-protein kinasepolo在补充生殖蚁中的表达水平极显著增加,分别是前补充生殖蚁的约34, 62, 91, 36, 57和106倍。工蚁转化为前补充生殖蚁之后,仅G2/mitotic-specific cyclin-B3, G2/mitotic-specific cyclin-A和aurora kinase A表达水平显著增高,分别是工蚁的约3, 3和2倍。【结论】圆唇散白蚁工蚁卵巢发育的停滞发生在老龄期,卵母细胞发育的恢复和减数分裂启动从工蚁转化为补充生殖蚁之后开始。     

黑胸散白蚁幼期不同品级的发育和分化

在黑胸散白蚁Reticulitermes chinensis发育和分化过程中,发现有假工蚁、假若蚁两种虫态。假工蚁由6龄和7龄工蚁转化发育而来,假若蚁由4龄和5龄若蚁转化发育而来。显微测量结果表明,黑胸散白蚁的胚后发育主要包括2个龄期的幼蚁期、6个以上龄期的工蚁期、4个龄期的若蚁期和有翅成虫。在此基础上分析了其他虫态的分化来源,发现兵蚁由3～7龄工蚁分化发育而来,翅鳞型和长翅芽型补充生殖蚁由6龄若蚁转化发育而来,短翅芽型补充生殖蚁由4龄和5龄若蚁转化发育而来,微翅芽型补充生殖蚁既可由4～6龄工蚁转化发育而来,又可由假工蚁和假若蚁转化发育而来,无翅型补充生殖蚁由3～7龄工蚁转化发育而来。提出了黑胸散白蚁群体中不同品级个体的可能分化途径。     

Ovarian development and modes of apoptosis during oogenesis in various castes of the termite Reticulitermes aculabialis

Reproductive division in termites is the most significant biological process that leads to the formation of caste‐specific differences in tasks and status. However, little is known about the mechanism of reproductive division that underlies caste differentiation. In the present study, ovarian development and stage‐specific apoptotic patterns are investigated during oogenesis in reproductive, worker and soldier termites Reticulitermes aculabialis Tsai & Hwang. The results show that the mean lengths of the ovaries of reproductives are two‐fold longer compared with those of workers and six‐fold longer compared with soldiers. By contrast to the reproductives, the process of oogenesis in the workers includes only the oogonium differentiation stage (stage I) and oocyte growth stage (stage II), and oogenesis in the soldiers stops at stage I. Vitelogenic oocytes (stage III) are absent from workers and soldiers. During stage II in the reproductives and workers, the layer of follicle cells has a thickness of 7.56 ± 0.52 and 2.81 ± 0.34 µm, respectively. In addition, there are significant differences in the number and size of the germ cells at the same stage in the various castes. The existence of two apoptotic patterns during oogenesis is demonstrated by the terminal deoxynucleotidyl transferase‐mediated dUTP nick end labelling (TUNEL) assay. First, the majority of the cells showing apoptosis occur at stage I of oogenesis in reproductives, workers and soldiers. Second, DNA fragmentation is demonstrated by TUNEL staining of the follicle cell layers and oocytes at stage II in reproductives. Finally, the proliferation activity of follicle cells in the reproductives is observed by 5‐bromo‐2′‐deoxy‐uridine labelling. The level of oogenesis may explain the significant discrepancies in the reproductive capacity among the reproductives, soldiers and workers. These large discrepancies are controlled by apoptosis during early oogenesis.     

雌激素受体在白蚁卵发生过程中的免疫细胞化学定位(简报)

雌激素受体(Estrogen receptor,ER)是一种与性腺发育和精、卵成熟有直接重要关系的性激素受体,不仅在哺乳动物中已经证实与卵子的发生有关系,近年来还发现雌激素受体也存在于雌性文昌鱼早期卵原细胞、卵黄生成期卵母细胞和成熟期卵母细胞中;Osada等在扇贝的卵巢中发现有ER免疫阳性物质存在于卵黄形成期的卵母细胞中,认为ER是基本的类固醇激素受体,有着     

Ovarian development and insulin-signaling pathways during reproductive differentiation in the queenless ponerine ant Diacamma sp.

In many social hymenopteran species, workers possess functional ovaries that are physiologically inactive in the presence of queens. We investigated the ovarian regulatory mechanism of workers and reproductives in a queenless ponerine ant, Diacamma sp., using histological and molecular techniques. In this ant, clear reproductive differentiation occurs via a highly sophisticated dominance behavioral interaction called “gemmae mutilation”. This clear and rapid bifurcation of reproductive physiology allows us to elucidate the detailed ovarian differentiation process. Histological characteristics of functional ovaries (fusomes and ring canals) were found in both workers and reproductives, suggesting that early oogenesis is not blocked in workers. Since insulin/insulin-like growth factor signaling (IIS) is known to control insect reproduction, orthologs of 2 positive IIS regulators, insulin receptor and serine-threonine kinase Akt (protein kinase B), were cloned in Diacamma (DiaInR, DiaAkt); their expression patterns during reproductive differentiation were examined by real-time quantitative polymerase chain reaction; DiaInR and DiaAkt were strongly expressed in the gasters of reproductives. Whole-mount in situ hybridization of ovaries indicated that DiaInR and DiaAkt were expressed in nurse cells, oocytes, and upper germarial regions of reproductives but not of workers. Our data suggest that the IIS pathway accounts for reproductive differentiation in late oogenesis.     

中华鳖组蛋白H2A变体克隆及其在卵母细胞中的表达分析

为研究组蛋白H2A对龟鳖动物生殖细胞发育分化作用和机制, 克隆了中华鳖(Pelodiscus sinensis)组蛋白H2A变体的同源物(命名为PsH2A), 分析其转录本的表达模式及在卵巢发育成熟过程中的细胞定位。PsH2A cDNA序列全长575 bp, 5′端非编码区68 bp, 3′端非编码区108 bp, 开放阅读框399 bp, 编码133个氨基酸。氨基酸序列比对结果显示其与龟类的H2A变体同源性更高, 与哺乳类同源性较低。RT-qPCR和RT-PCR结果显示, PsH2A转录本在1冬龄、2冬龄和3冬龄的中华鳖卵巢中高表达(P<0.01), 而在精巢和其他成体组织中几乎检测不到。化学原位杂交结果显示, PsH2A mRNA在卵母细胞中特异性表达, 其中初级卵母细胞中表达信号最强, 且均匀的分布在细胞质中。随着卵母细胞发育成熟进入到生长期和成熟期后, 目的信号逐渐减弱, 并且主要在核周区域表达。此外, PsH2A mRNA的相对表达量也表现出中华鳖卵巢发育的季节性变化。综上, 研究结果表明PsH2A在中华鳖卵母细胞发育过程中可能发挥着重要作用。     

Monoclonal antibodies against Drosophila ovaries: their reaction with ovarian and embryonic antigens

A library of monoclonal antibodies (MAbs) against Drosophila ovarian antigens was established. Each of the MAbs was characterized by its immunohistochemical binding pattern to sections from egg chambers at various stages of oogenesis. Sixteen of the 18 MAbs were found to bind to antigens in mature oocytes. Among the 16 antigens, two were also located in cytoplasm of cell types in the egg chamber other than the oocyte, at all stages of oogenesis. Four made their appearance in nurse cell cytoplasm at mid-vitellogenic stages and shifted to oocyte cytoplasm at a later stage, and ten appeared at the vitellogenic stage and confined their distribution to oocyte cytoplasm. All these antigens were distributed evenly in cytoplasm of mature oocytes. However, some of these antigens were noticed to change their distribution during early embryogenesis as to be localized in a specific region of embryos.     

长江鲟org基因的克隆和表达分析

为了研究卵子发生相关基因org基因在长江鲟(Acipenser dabryanus)卵子发生过程的作用, 克隆得到长江鲟org基因(命名为Adorg)的全长cDNA序列, 该序列为1031 bp, 编码233个氨基酸。氨基酸序列比对分析发现, 长江鲟AdOrg与斑马鱼(Danio rerio)ZOrg蛋白序列的一致性最高, 为49.5 %。荧光定量PCR研究发现, 长江鲟Adorg mRNA特异地表达于性腺, 其在卵巢大量表达, 在精巢微量表达, 而在其他组织(肝、肠、脾、肾、心、肌肉、鳃、垂体和下丘脑)均未检测到其表达; 胚胎发育过程的动态表达分析表明, Adorg为母源表达, 在原肠胚之前均具有较高的表达水平, 随后其表达量急剧下降; 进一步研究其在卵子发生的表达模式, 发现Adorg基因在未分化性腺中的表达量极低, 随着卵母细胞的生长发育, 其mRNA表达水平急剧上升, 且维持在非常高的水平, 在Ⅱ期卵巢中的表达量最高。性腺切片RNA原位杂交实验结果表明, Adorg特异地在生殖细胞表达; 在卵巢中, Adorg在卵原细胞的信号较弱, 但在初级卵母细胞中, 其信号急剧增强且分布在卵母细胞的胞质, 且随着初级卵母细胞的生长发育, 其信号也逐渐增强; 在精巢中, 发现Adorg mRNA在A型和B型精原细胞中表达, 而在初级和次级精母细胞中未发现阳性信号。上述结果表明, Adorg基因可能在长江鲟性别分化和卵子发生过程中都起重要作用, 有待通过基因敲降或敲除技术来进一步阐明其功能。