低温和变温诱导对飞蝗胚胎发育的影响

【目的】飞蝗Locusta migratoria(Linnaeus)是我国乃至全世界广泛发生的重要农业害虫,其种群暴发会给农作物造成重大为害和减产。飞蝗种群发生动态受低温及变温的影响,但低温和变温如何作用于胚胎发育和是否诱导胚胎滞育的发生,目前尚不清楚。【方法】本文在对飞蝗胚胎发育特点观察鉴定的基础上,研究了胚胎发育中期恒定低温诱导、诱导后恢复、发育中期变温诱导及发育早期低温诱导等条件对胚胎发育进程的影响。【结果】研究发现,胚胎发育起点温度下非致死温度7.5℃处理促使胚胎发育历期变异增加,而25~30℃高温下胚胎发育整齐。7.5℃处理时间长短对胚胎发育影响不明显,但该低温培育时间长短影响后期常温下的胚胎发育,即7.5℃下长期低温可能促进25℃或30℃下的胚胎的发育。25℃以下变温温度影响胚胎发育进展,但影响胚胎发育的限制因子主要是发育起点以上温度。【结论】因此,温度作为单一环境因子,其特定的低温和变温处理不仅没有诱导胚胎滞育的发生,反而促进后期胚胎在常温下的发育。本研究结果对揭示温度变化对个体发育和种群动态影响及预测飞蝗种群发生有重要的指导意义。     

外源性视黄酸对斑马鱼心血管系统发育的影响

目的观察不同浓度外源性视黄酸对斑马鱼早期胚胎和心血管系统发育的影响,为进一步研究视黄酸影响斑马鱼心脏前后轴(A-P轴)发育的分子机制提供形态学依据。方法选择斑马鱼胚胎孵育的3,6,9·5,12h四个时间点,用不同浓度视黄酸(1×10-6,1×10-7,4×10-8,1×10-8mol/L)处理斑马鱼胚胎,在解剖显微镜下实时观察斑马鱼胚胎心脏发育的全过程和视黄酸对斑马鱼心脏发育的影响。并采用胚胎整体原位杂交技术观察flk-1mRNA在斑马鱼胚胎的表达。结果1×10-6mol/L视黄酸可导致斑马鱼胚胎表现出多系统的严重畸形,胚胎很快死亡。在胚胎孵育的9·5、12h给与10-7~10-8mol/L浓度的视黄酸,胚胎只表现出心血管系统的畸形,其他系统无明显异常。胚胎整体原位杂交显示视黄酸对flk-1mRNA在斑马鱼胚胎血管的表达没有影响。结论视黄酸影响斑马鱼胚胎心脏发育有剂量依赖性和严格的时间窗,视黄酸影响心脏前后轴发育的关键时间是原肠胚晚期。视黄酸处理组胚胎的循环缺陷主要为心脏发育异常所致。10-7~10-8mol/L浓度视黄酸在9·5、12h处理斑马鱼胚胎可以作为研究心脏发育调控机制的动物模型。     

异甘草素对斑马鱼胚胎发育、血管生成和心脏的影响

目的研究异甘草素对斑马鱼Danio rerio var.胚胎发育、血管生成以及心脏的影响。方法异甘草素处理受精后10 h、24 h的正常斑马鱼胚胎,显微镜下观察并记录药物作用12 h、24 h、36 h、48 h后斑马鱼胚胎发育、血管生成、心率以及心脏形态。结果异甘草素浓度为4μg·mL~(-1)时可轻度抑制斑马鱼胚胎尾部发育,浓度为12μg·mL~(-1)及以上时会严重抑制胚胎发育。异甘草素具有抑制斑马鱼胚胎血管生成作用,浓度为2μg·mL~(-1)时即可抑制血管的生成,8μg·mL~(-1)时甚至完全抑制尾部静脉血管的生成。异甘草素可显著降低斑马鱼胚胎心率,中低剂量下,心率随着作用时间增加呈先降后升的趋势,对心脏形态无影响;高剂量下,心率随作用时间增加而降低,异甘草素致斑马鱼胚胎心包与卵黄囊肿大。结论中低剂量异甘草素具有良好的抗血管生成和减慢心率的作用,高剂量时随着作用时间延长具有一定的抑制发育作用。     

胚胎孵化温度和初孵仔鱼发育温度对斑马鱼仔鱼热适应性的影响

发育可塑性是引起生物新性状产生与多样化的关键因素。在气候变化的背景下,探究鱼类热适应性的发育可塑性,有助于理解早期生活史阶段鱼类热适应表型的进化,具有重要的生态学意义。为探究胚胎孵化温度和初孵仔鱼发育温度对鱼类热适应表型的影响,本研究选取卵生鱼类斑马鱼(Danio rerio)为实验对象,采用2×2双因素研究设计,测定了不同胚胎孵化温度(低温组22℃、高温组28℃)和不同初孵仔鱼发育温度(低温组22℃、高温组28℃)及其交互作用对斑马鱼热偏好(偏好温度)、热回避(冷回避温度、热回避温度)、非回避温度范围以及热耐受(临界低温、临界高温、致死低温、致死高温)的影响。结果表明：胚胎孵化温度和初孵仔鱼发育温度对斑马鱼偏好温度、回避温度、临界温度以及致死温度等均有显著影响(P<0.05),胚胎孵化温度和初孵仔鱼发育温度交互作用对非回避温度范围影响显著(P<0.05);胚胎孵化热环境对早期生活史阶段斑马鱼热适应表型特征的塑造具有重要的调节作用,变动的发育温度环境可能扩展鱼类的适宜温度区间,从而提升其在未来变动气候环境中的存活力。     

视黄酸缺乏对斑马鱼心脏房室分化的影响

目的 通过化学遗传学方法建立视黄酸缺乏的斑马鱼模型,探讨视黄酸缺乏对斑马鱼胚胎心脏前后轴发育即房室分化的影响.方法 在斑马鱼胚胎孵育的5 hpf,用不同浓度梯度的视黄醛脱氢酶2抑制剂DEAB(1×10-6、5×10-6、10×10-6、25×10-6 mol/L)处理斑马鱼胚胎,实时观察斑马鱼胚胎发育的全过程.通过给予斑马鱼胚胎外源性视黄酸,观察其对DEAB的拮抗作用.应用胚胎整体原位杂交观察视黄酸缺乏对心脏特异基因vmhc和amhc表达的影响.结果 斑马鱼胚胎的生存率随着DEAB处理浓度的增加而降低,当DEAB浓度≥5×10-6 mol/L时,斑马鱼的畸胎率达100%.5×10-6 mol/L DEAB的致畸作用能够被1×10-9mol/L外源性视黄酸所拮抗.整体原位杂交结果显示视黄酸缺乏会导致斑马鱼胚胎心脏房室分化异常,表现为vmhc表达细胞的范围增大,amhc表达细胞的范围缩小.结论 通过外源性DEAB处理能有效地建立视黄酸缺乏的斑马鱼模型,DEAB影响胚胎发育存在剂量依赖性.视黄酸在斑马鱼心脏前后轴发育过程中起重要调控作用,心脏发育早期视黄酸缺乏会抑制心房的发育而支持心室的发育,出现房室分化异常.     

不同温度对中华蟾蜍早期胚胎发育的影响

本文探讨了温度与中华蟾蜍早期胚胎的发育速度、器官分化、畸形率、死亡率、增长速度之间的相互关系,并同相近温度下几种蛙卵的发育速度进行了比较。证实:中华蟾蜍早期胚胎在6—29℃范围内均能发育,最适发育温度为17—23℃,最高限温32℃,1℃时不能发育,完成早期发育的蝌蚪也不能持续耐受34℃的高温和1℃的低温;变温对胚胎发育有益;原肠胚期和神经胚期是胚胎发育中对温度最敏感的时期。     

五氯酚对斑马鱼胚胎的毒性效应研究

采用斑马鱼胚胎发育技术,对环境激素类物质五氯酚的毒性进行测定,结果表明,五氯酚(PCP)对胚胎的特定作用时间段是卵产出至发育6 h之内;PCP对胚胎发育有明显的抑制作用,会造成胚胎发育的畸形或死亡,不同时间染毒产生的可观察毒理学终点各异;随着PCP对发育48 h斑马鱼胚胎作用时间的减短,其致死效应敏感性降低,其中0 hpf组的LC0值最小,为70.8μg·L^-1,24hpf组LC0值最大,为831.8μg·L^-1;斑马鱼胚胎对孵化后0时染毒的PCP最为敏感,PCP对胚胎产生急性毒性效应的敏感指标:心胞囊肿、血液循环障碍、无心律＞孵化率降低＞停滞发育作用;斑马鱼胚胎最敏感的指标为48 h血液循环障碍和48 h半致死效应.     

环境因子对真水狼蛛胚胎发育的影响

研究了温度、相对湿度和光照时间对真水狼蛛（Pirata piraticus）胚胎发育的影响。结果表明,温度不仅影响真水狼蛛胚胎发育的全过程,也对胚胎发育的各阶段有影响,在20℃-35℃范围内,随着温度的升高,胚胎发育加快,卵的发育起点温度为11.9℃,低温下,卵的孵化整齐度高温下要高,28℃时,孵化率最高。为探讨真水狼蛛胚胎发育的影响因子和合适条件,考虑温度、相对湿度和光照时间3个因子的综合作用,按照二次正交旋转组合设计的要求安排实验,得出了影响胚胎发育历期、胚胎成形率和孵化率的二次回归模型,并分析了其影响因子,利用孵化率的回归模型,得到了真水狼蛛卵孵化的最优条件为温度为27℃-28.5℃,相对湿度为94％－97％,光照时间为14－17h。     

温度对黄喉拟水龟性别决定的影响

研究了不同孵育温度对黄喉拟水龟(MauremysmuticaCantor)性别决定的影响,同时分析了孵育温度对胚胎发育及成活率的影响。实验设置的3个孵化温度为(25±0.5)℃,(29±0.5)℃和(33±0.5)℃。每一温度指标下设置40枚受精卵。在实验温度内,胚胎的发育速度随着孵化温度的升高而加快,所用的孵育时间也越来越短。孵化累积温度CTUs在25℃时最高,在29℃时最低,而33℃时则居中,在25℃和29℃时,孵化成活率较高,均达到97.5%。在33℃时孵化成活率只有67.5%,而在孵出的稚龟中亦有一定数量的畸形龟,累积孵化温度也高于29℃时的CTUs,说明33℃的孵育温度对胚胎发育有不利影响,预示33℃已临近其胚胎发育的存活阈(Survivalthreshold)。在25℃时,雄性子代占优势,雌性率为23.7%;在33℃时,雌性子代占绝对优势,雌性率为94.7%;在29℃时,性比达到平衡,雌性率为50%。经X2检验,在25℃及33℃时的性比与依赖概率估计的性比(1∶1)有极显著的差异(p<0.005),这种显著的偏离说明黄喉拟水龟的性别决定属于TSD机制,而且可能属于其中的TSDⅠ型,即高温产生雌性子代,低温产生雄性子代。而29℃可能是黄喉拟水龟性别决定的临界温度。     

温度对透明溞和隆线溞一亚种发育及生长的影响

透明溞(Daphnia hyalina)和隆线溞一亚种(D. carinata ssp.)的发育、生长与温度的关系极为密切。胚胎发育时间随温度升高而缩短。低温培养的个体普遍大于高温。龄期、寿命也随温度升高而变短。在15—30℃温度范围内,实验种群的内禀增长力(rm)随温度升高而增加。透明溞的产卵率以20℃为最高,达1.4936;而隆线溞一亚种则在15℃为最高,达1.490。不同种类在各种温度下,卵一胚胎,幼体,成体3个发育阶段所需时间的百分比变化甚小。卵一胚胎占总发育时间(从卵进入孵育囊起至成体死亡止)的(5.08±0.42)%,幼体为(10.76±1.53)%,成体为(84.16+1.72)%。根据不同温度下总胚胎发育时间,并参考了文献中记载的资料,获得了溞属温度与总胚胎发育时间的曲线迥归方程: Ln D=3.5748+0.0769 LnT-0.3122(Ln T)2对隆线溞一亚种的形态、生态进行了描述,对它的分类地位进行了讨论。       

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism