果蝇生殖细胞的性别决定

体细胞将随着个体生命的结束而消亡,生殖细胞却随着物种的繁衍而永生,所以,了解生殖细胞的性别决定有着更深刻的意义。但目前对果蝇生殖细胞性别决定机制的认识还远不如体细胞的那么清晰,就已获得的资料看,两者是迴然不同的。与体细胞相比,生殖细胞的性别分化机制要更为复杂一些。     

鱼类的性别

生活在各种水域的约24000种鱼类,除了少数种类外,都有雌雄两种性别之分。雌雄两种生殖细胞结合发育而成的下一代,由于具备了两个亲体的遗传性,因而才具有更大的生活力,才能更好地适应变化着的外界环境。     

水稻两性生殖细胞的N-甲基-N-亚硝基脲诱变方法

N-甲基-N-亚硝基脲(MNU)被用于水稻(Oryza sativa)受精卵的诱变。通过水稻辽盐6号成熟生殖器官的MNU体内同步处理及后代群体筛查, 确立了水稻两性生殖细胞的MNU诱变方法。与辽盐6号受精卵的MNU处理相比, 各组条件下两性生殖细胞的MNU处理明显使M₁群体生长发育的指标降低及M₁-M₂群体中突变性状的发生率升高。两性生殖细胞在含有1.5 mmol?L ^-1 MNU和10 mmol?L ^-1 PO₄ ^3-的缓冲液(pH4.8)中处理60分钟, 突变性状发生率是基于受精卵MNU处理的3倍。进一步筛查M₃群体, 获得了包含新型植株和籽粒突变体的纯合突变体系列。研究结果表明, 水稻两性生殖细胞的MNU诱变可显著提高广谱诱变效率。该技术的应用可为水稻的未知功能基因鉴定和育种所需的各种突变体规模化开发提供高效的技术支撑。     

美洲鲥雄性生殖细胞冷冻保存及移植

采用分离细胞冻存和组织块直接冻存2种方法, 进行美洲鲥(American shad, Alosa sapidissima)精巢细胞的长时间冷冻保存(>250d), 并比较分析2种不同冻存方法对美洲鲥雄性生殖细胞的冻存效果。解冻复苏后用Hochest33342和PI共染细胞核, 分析统计各期雄性生殖细胞的存活率, 结果显示组织块冻存方法所得精原干细胞和精母细胞的存活率明显高于分离细胞冻存的; 而精细胞及其他细胞存活率在2种方法间无显著差异; 特别是, 镜检发现组织块冻存方法所得精子存活率高达93.83%, 说明此冻存方法能同时高效地冻存美洲鲥各期生殖细胞, 包括成熟的精子。同时, 将组织块冻存的美洲鲥生殖细胞用PKH26染色标记后移植到出苗第1天的斑马鱼仔鱼中, 在细胞植入后5d仍能在受体中检测到供体细胞, 且有部分供体细胞能与内源生殖细胞共定位, 表明经过长时间冷冻保存的美洲鲥生殖细胞仍具有生殖细胞特性, 且能整合到斑马鱼受体性腺原基。研究结果为进一步开展美洲鲥, 或其他洄游性鱼类的生殖细胞发育、培养及种质资源保存等研究工作奠定了技术理论基础。     

阳春砂花粉的结构和生殖细胞的分离

阳春砂为自交植物,但花的雌蕊高于雄蕊,是研究单子叶植物纲生殖细胞分子生物学的典型材料。为了解决授粉难的问题,该研究采用植物组织化学方法,对阳春砂花粉的发育过程进行观察,以明确其花粉的结构特征;选择渗透压冲击法分离生殖细胞,以探讨阳春砂的授粉技术方法。结果表明:(1)阳春砂花粉发育的特殊性从四分体时期开始,在四分体时期缺少典型的胼胝质壁,而4个小孢子是由多糖性质的细胞壁分隔、包裹着;成熟的阳春砂花粉粒是二胞型花粉,且花粉细胞质中含有丰富的多糖淀粉和脂滴物质;成熟花粉外壁是由多糖物质构成,而非胡萝卜素和类胡萝卜素酯的孢粉素物质构成。(2)阳春砂花粉在2%甘露醇+5%丙酮的爆破液中,爆破率可达10.67%,并释放出花粉内含物,其中包含生殖细胞;在释放出的花粉细胞质中,生殖细胞可完整保留约30min;用显微操作仪将游离的生殖细胞收集成一定数量的群体,置离心管后即可保存在液氮罐中,每天可收集上百个阳春砂生殖细胞。     

抑制Ligase4或Xrcc6活性增强斑马鱼原始生殖细胞中DNA同源重组的效率

利用斑马鱼作为体内模型, 研究旨在提高斑马鱼原始生殖细胞(Primordial germ cells, PGCs)中同源重组(Homologous recombination, HR)的效率。首先, 将UAS:mRFP-nos1载体显微注射到Tg (kop:KalTA4) 转基因胚胎中标记转基因PGCs, 结果表明筛选PGCs特异表达mRFP的胚胎能够相对提高转基因的生殖系传递效率。随后建立了PGCs中HR效率的评估体系, 并且证明抑制DNA ligase IV(Lig4)和Xrcc6(曾用名Ku70)的活性不但在全胚胎水平, 而且在PGCs水平都能够显著提高HR的效率。研究表明Tg (kop:KalTA4) 转基因品系是开展HR介导的基因打靶的一个有效平台。       

把基因转移到果蝇的生殖细胞中

一种转位因子能有效地将基因转移到果蝇的生殖细胞中,从而校正其后代的遗传缺陷。 追踪高等生物发育时期个别基因的命运,乃是生物学家长期以来的目标。能够分离到纯的基因并进行大量的制备和有系统地修饰其结构,为达到这一目标开阔了道路,然而,仅有这些还不够。     

朱顶红生殖细胞胞质分裂的两种方式

大多数植物以形成细胞板方式完成胞质分裂过程,也有些植物以类似于动物和单细胞植物在赤道区形成收缩沟的方式而分成两部分。本工作应用电镜对朱顶红体外萌发9-18小时花粉管中的生殖细胞胞质分裂进行了研究。结果表明：70％的细胞表现的是第一种方式,30％却是第二种方式。即：朱硕红生殖细胞胞质分裂同时存在两种方式。前者最初以细胞板亚单位的形式出现于有丝分裂晚后期,它们聚集于成膜体的中央区域并于分裂末期融合成一个大的连续的单位(Fig．1-3)。大量新的微管形成于两组染色体之间(Fig．1)。分裂末期,细胞板形成并具胞质通道(Fig.2)。成膜体微管规则排列并穿过胞质通道向新形成的末期核伸展(Fig.2＆3)。这些微管与构成细胞板的质膜紧密联系(Fig．3)。后者则在有丝分裂后期开始(Fig．4),当两群染色体彼此分离时,生殖细胞质膜在中央区由两侧向内凹陷形成收缩沟。有时生殖细胞几乎被收缩沟分成两个部分(Fig．6)。发生缢缩的细胞中细胞器与具细胞板的无差异,但微管稀少并且排列紊乱(Fig．4＆5),染色体的状态使得难以准确区分细胞分裂时期。而且核膜的形成似乎始于有丝分裂后期、出现于染色体边缘(Fig.7)。有时尚有落后染色体出现(Fig.8)。据此认为：收缩沟的发生与核膜的重建、染色体的异常行为及微管无序有关。朱顶红生殖细胞同时存在两种方式的胞质分裂现象相当特殊,可能存在着两种胞质分裂机制。由于游离的生殖细胞在某种程度上类似于动物细胞,因而以缢缩方式完成胞质分裂是可能的。另一方面,生殖细胞对花粉管生长所处的环境极为敏感,体外培养造成生殖细胞不规剧分裂的可能性也应考虑。因此研究在柱头上萌发花粉管中的生殖细胞的胞质分裂是有意义的,此研究结果将有助于更好地理解生殖细胞胞质分裂的机制。     

Prdm1在哺乳动物胚胎和生殖细胞发育中的作用

Prdm1（PR domain zinc finger protein 1）,又称为Blimpl（B—lymphocyte-induced maturation protein-1）,是一个具有锌指结构的转录因子,通过调控多个基因的表达影响哺乳动物多种类型细胞的发育分化。从1991年发现至今,有关Prdm1的研究进展迅速,Prdm1在促进B细胞向浆细胞终末分化过程中的作用已经得到共识。但是,在小鼠及其他哺乳动物的胚胎发育过程中,尤其是关于Prdm1在生殖细胞发育分化中的作用机理研究则起步相对较晚。近期发现,在哺乳动物胚胎发育过程中,Prdm1在原始生殖细胞的形成、干细胞全能性的维持以及其他组织器官的形成中都发挥了重要的作用。