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昙宿
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1 第 37 卷第 2 期西南师范大学学报 ( 自然科学版 ) 2012 年 2 月 Vl.37 N. 2 JunalfSuhweChnaNmalUnvey(NaualSeneEdn) Feb 文章编号 : (2012) 厚颌鲂精子的显微及超微结构观察杜长雷, 赵娜, 王永明, 皇甫加清, 张耀光, 金丽淡水鱼类资源与生殖发育教育部重点实验室, 水产科学重庆市市级重点实验室, 西南大学生命科学学院, 重庆摘要 : 用光镜和透射电镜观察了厚颌鲂精子的显微和超微结构, 结果显示 : 光镜下厚颌鲂精子全长 (35.57±1.94) μ m, 头长 (2.16±0.19) μ m, 尾长 (32.42±2.33) μ m; 透射电镜下精子可分为头部中片和尾部 3 个部分. 头部近圆形, 无顶体, 主要结构为细胞核 ; 细胞核内有核泡, 核泡内可见电子致密物质 ; 头部后端有 1 个深约细胞核长度 1/3 的植入窝. 中片由袖套和中心粒复合体组成 ; 袖套两侧接近对称, 内含线粒体和囊泡 ; 中心粒复合体由近端中心粒中心粒间体和基体组成, 三者呈形排列. 尾部鞭毛细长, 具 9+2 微管结构, 有囊泡和侧鳍. 关键词 : 厚颌鲂 ; 精子 ; 显微结构 ; 超微结构中图分类号 :Q 文献标志码 :A 厚颌鲂 Megalbamapelegn 隶属鲤形目鲤科鲌亚科鲂属, 俗称乌鳊, 仅分布于长江上游干流 [1] 及龙溪河沱江和嘉陵江等主要支流, 是我国主要鲂属鱼类之一. 近年来, 由于过度捕捞和栖息环境的 [2] 改变, 厚颌鲂的资源量日益下降, 其生存状况令人堪忧. 目前已有关于厚颌鲂基础生物学繁殖生物学 [2-4] 生长发育种群遗传结构及疾病防治等方面的报道, 但未见其精子结构的研究. 本研究以厚颌鲂为对象, 观察了其精子的显微和超微结构, 旨在为鱼类精子生物学及该鱼的人工繁育研究积累资料. 1 材料与方法 1.1 材料实验用雄性厚颌鲂于 2010 年 5-7 月采自四川省泸州市龙溪河, 共 7 尾, 均性成熟, 体长为 19.1~ 25.9m, 体质量为 176.2~336.5g. 1.2 方法用干毛巾将生殖孔附近的水擦干, 轻压鱼腹收集无血无尿和无粪便的乳白色精液. 将鲜精液用 2.5% 的戊二醛溶液固定 24h, 稀释 100 倍涂片, 经甲醇固定后进行 WghṯGema 染色,37 烘干, 中性树胶封片,Nkn80 显微镜观察和拍照, 随机选取 50 尾精子用 IPP 软件测量大小. 另取新鲜精液经 3000/mn 离心 10mn, 弃上清液, 切成小块用 2.5% 的戊二醛固定 24h. 将固定好的精子块用 0.1ml/L(pH=7.2) 磷酸缓冲液漂洗 3 次后, 再用 1% 锇酸固定, 逐级乙醇脱水, 国产环氧树脂 650 聚合包埋,LKB-5 型超薄切片机切片, 醋酸双氧铀和柠檬酸铅双染, 日立 H-7500 透射电镜观察和拍照. 2 结果 2.1 精子的显微结构光镜下可明显区分出厚颌鲂精子的头部和尾部, 即头部圆形, 尾部细长 ( 图版 :1). 精子全长 (35.57± 1 收稿日期 : 基金项目 : 农业部公益性行业科研专项基金资助项目 ( ); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目. 作者简介 : 杜长雷 (1984 ), 男, 山东聊城人, 硕士, 主要从事动物形态与发育研究. 通信作者 : 金丽, 副教授.

2 第 2 期杜长雷, 等 : 厚颌鲂精子的显微及超微结构观察 ) μ m, 其中头长 (2.16±0.19) μ m, 尾长 (32.42±2.33) μ m, 尾长约为头长的 15 倍. 2.2 精子的超微结构透射电镜下厚颌鲂精子可区分出结构明显不同的 3 个部分 : 头部中片和尾部 ( 图版 :2) 头部不同切面上头部显示为近圆形或卵圆形, 前端无顶体, 主要结构为细胞核, 细胞质极少, 质膜波曲 ( 图版 :3). 核内染色质浓缩致密, 含有核泡 ; 核泡近球形, 周边透明, 内含少量电子致密物质, 数目 1 个到多个, 大小不等, 分布无规律 ( 图版 :3,4). 细胞核后端近中部有 1 个植入窝, 其凹陷深度约为细胞核长度的 1/3( 图版 :2) 中片中片紧连于核后端, 由袖套和中心粒复合体组成. 袖套左右基本对称, 长度约与头长相等, 在不同切面上呈现出不同形态. 袖套各切面内可见 1~2 个囊泡和 3~6 个线粒体 ; 囊泡形状不规则, 内无颗粒物质 ; 线粒体有近圆形 ( 直径 0.3~0.4μm) 和椭圆形 ( 长径 0.2~0.3μm, 短径 0.1~0.2μm) 两种, 双层膜和内嵴明显 ( 图版 :2,3,4). 中心粒复合体位于植入窝内, 由近端中心粒中心粒间体和基体 ( 远端中心粒 ) 组成, 三者均为短棒状, 连接排列呈形. 近端中心粒位于植入窝的底部, 长度 280~320nm 宽约 100nm, 其走向与植入窝走向接近垂直 ; 中心粒间体连接于近端中心粒和基体之间, 长度 380~420nm 宽约 100nm, 与近端中心粒和基体间互成一定的角度 ; 基体长度 260~320nm 宽约 100nm, 其向后延伸形成精子的尾部 ( 图版 :5,6) 尾部尾部鞭毛细长, 具 9+2 轴丝微管结构 ( 图版 :7); 与基体相连的起始段鞭毛中央微管缺失, 为 9+0 结构 ( 图版 :6); 轴丝外有少量波浪形起伏的细胞质 ( 图版 :8), 鞭毛基部的胞质中可见囊泡, 囊泡中未见有颗粒物质 ( 图版 :2); 横切面显示鞭毛外侧有近似对称的 1 对侧鳍, 纵切面显示侧鳍非连续分布 ( 图版 :9,10). 3 讨论厚颌鲂的精子与大多数硬骨鱼类相似, 为典型的鞭毛型精子, 可分为头部中片和尾部 3 个部分, 头部无顶体, 中片由袖套和中心粒复合体组成, 尾部具 9+2 结构. 但相比于其他硬骨鱼类的精子, 厚颌鲂精子有着其自身的结构特异性. 3.1 精子长度与活力的关系相比于广东鲂 Megalbamahfmann [5] 和团头鲂 Megalbamaamblyephala [6] 的精子, 厚颌鲂精 [7] 子的全长尾长以及尾长与头长的比值均较小. 谭娟等推测精子的全长与活力成负相关性, 因为精子运动耗能主要因尾部鞭毛的摆动, 因此尾部越短耗能越少, 活力就越大. 广东鲂精子的鞭毛长度短于团头鲂 [5-6,8] 精子的鞭毛长度, 精子活力亦小于团头鲂, 故推测精子活力与头部大小尾长与头长的比值有关. 厚颌鲂精子的鞭毛长度小于广东鲂和团头鲂的鞭毛长度, 尾长与头长的比值也小, 其活力是否相应的较大还有待研究. 3.2 核泡的类型与功能鱼类精子头部细胞核内一般可见电子密度极低, 与周边致密染色质反差明显的泡状结构, 称为核泡. [9] 尤永隆等在黄颡鱼 Pelebagufulvda 的研究中指出核泡不能称为泡, 因为其周围没有膜存在. 但为描述方便, 大多数学者沿用核泡概念. 精子内的核泡有两种, 一种为透明状, 内无电子致密物质, 如江黄颡鱼 Pelebaguvahel [10] 草鱼 Cenphayngdndelu 和革胡子鲇 Claalazea 等 ; 另一种为周边空白中间含有少量电子致密物质, 如鲤鱼 Cypnuap [9] 和黄颡鱼等. 厚颌鲂精子内的核泡 1 个到多个大小不等分布无规律性, 其周边空白, 中间含有少量电子致密物质, 属于上述核泡的第二种类型. [13] 关于核泡的来源和功能, 目前尚无定论, 推测可能因精子形成中核物质不完全脱水或核质高度凝聚 [14-16] [17] 形成的空隙所致, 其作用可能在于缓冲精子运动过程中对头部遗传物质的撞击.

3 74 西南师范大学学报(自然科学版) //xbb h b.wu.n p: j 第 37 卷 1.精子显微结构(W-G 染色),示头部和尾部;2.精子超微结构,示头部中片和部分尾部;3.精子头部及中片纵切;4.头部内的囊泡及中片内的线粒体;5.过中心粒复合体的精子横切面;6.中心粒复合体的结构,示近端中心粒中心粒间体及远端中心粒;7.鞭毛的 9+2 微管结构;8.鞭毛的纵切面,示轴丝和轴丝外的细胞质;9.鞭毛外侧的侧鳍;10.鞭毛的纵切面,示鞭毛.A:轴丝;BB:基体;CA:中央微管;CC:中心粒复合体;F:鞭毛;H:头部;IB:中心粒间体;IF:植入窝;LP:侧鳍;M:细胞质;Md:精子的中片;M:线粒体;N:细胞核;NM:核膜; NV:核泡;PA:外周微管;PC:近端中心粒;PM:质膜;V:囊泡. 图版厚颌鲂精子的显微及超微结构图 3.3 植入窝和中心粒复合体的位置与结构大多数鱼类精子的植入窝位于头部细胞核的后端,近中位或偏位,而大黄鱼 P eud aena - ea 19 精子的植入窝却位于细胞核的一侧.长吻鮠 Le a l ng 18 精子的植入窝较深,约占其头部细胞核长径的 5/6,而鲤科鱼类精子的植入窝一般较浅.厚颌鲂精子植入窝的位置与长吻鮠的相似,位于头部后端的近中位;植入窝的凹入深度约为其细胞核长度的 1/3,这与鲤科鱼类精子的植入窝一般较浅相同. 多数硬骨鱼类精子的中心粒复合体由近端中心粒和基体构成 [10,12],但黄颡鱼 [9] 和红鳍东方魨 Tak uguub pe 20 精子的中心粒复合体还包括中心粒间体;斑点叉尾鮰I a l uu pun a u 14 精子的中 f 心粒复合体由 2 个基体构成;褐菖鮋 Se ba u mam a u 21 和齿鲽鱼 Pan dnbuhh l z 22 精子的中

4 第 2 期杜长雷, 等 : 厚颌鲂精子的显微及超微结构观察 75 [22] [21] 心粒复合体由基体及基体帽构成, 其中齿鲽鱼的基体帽呈片状, 而褐菖鮋的基体帽无片状结构 ; 长吻鮠精子的近端中心粒外还包裹有环状的中心粒帽, 其细胞核中心粒帽和中心粒复合体间通过微丝相 [9] 连. 厚颌鲂精子的中心粒复合体由近端中心粒中心粒间体和基体构成, 这一特点与黄颡鱼和红鳍东方 [20] 魨类似 ; 但厚颌鲂精子的中心粒间体为短棒状, 与黄颡鱼和红鳍东方魨中的曲线状或弧线状明显不同. 厚颌鲂精子中心粒复合体的三部分相互连接处未见有明显的交叉融合, 推测三者间可能也通过微丝相连 ; 三者排列呈形, 连接处类似于关节结构, 能够减少鞭毛运动时对精子头部的震动. [20] 张筱兰等将鱼类精子近端中心粒和基体间的位置关系归结为 4 种 :1 二者相互垂直呈 T 形, 如大黄鱼 [19] ;2 二者相互垂直呈倒 L 形, 如鲤鱼 ;3 二者间有一定的角度呈 < 或亻形, 如红鳍东方 [20] [9] 魨 ;4 二者首尾相对, 与精子纵轴平行, 呈 1 形, 如黄颡鱼. 厚颌鲂精子中心粒复合体中的三部分呈形排列, 其中近端中心粒和基体间成一定的角度, 属于上述位置关系的第三种类型. 3.4 袖套内线粒体的形态数量及囊泡的类型普遍认为硬骨鱼类精子袖套内的线粒体能为精子的活动提供能量, 其形态和数量存在着种间差异, 如鲤鱼精子袖套的各横切面内可见 4~8 个圆形或椭圆形线粒体, 草鱼精子袖套的各横切面内可见 6~9 个圆形或圆柱形线粒体, 兴国红鲤精子袖套的各横切面内可见 4~5 个圆形或椭圆形线粒体, 长吻鮠 [21] [22] 精子袖套内约含 16 个近圆形线粒体, 褐菖鲉精子的袖套内有 30~40 个近圆形线粒体, 齿蝶鱼精子袖套中的线粒体首尾连成线状并螺旋扭转, 形成 1 个较长的圆筒状线粒体鞘. 厚颌鲂精子袖套的各切面内可见 3~6 个近圆形或椭圆形线粒体, 这与鲤鱼草鱼和兴国红鲤等鲤科鱼类精子袖套内线粒体数目较少相同. 多数鱼类精子的袖套内都可见有囊泡结构, 鲤鱼和长吻鮠精子的袖套内含有内空和内含颗粒物 [5] 质的两类囊泡, 但厚颌鲂精子袖套内的囊泡中未见有颗粒物质, 这与广东鲂相似. 关于囊泡的来源尚不 [18,23] 清楚, 推测其可能与储能和递能有关. 参考文献 : [1] 徐薇, 熊邦喜. 我国鲂属鱼类的研究进展 [J]. 水生态学杂志,2008,1(2):7-11. [2] 李文静. 厚颌鲂的个体生物学和种群生态研究 [D]. 武汉 : 华中农业大学,2006. [3] 王剑伟, 谭德清, 李文静. 厚颌鲂人工繁殖初报及胚胎发育观察 [J]. 水生生物学报,2005,29(2): [4] 刘焕章, 汪亚平. 厚颌鲂种群遗传结构及哑基因问题 [J]. 水生生物学报,1997,21(2): [5] 潘德博, 许淑英, 叶星, 等. 广东鲂精子主要生物学特性的研究 [J]. 中国水产科学,1999,6(4): [6] 鲁大椿, 傅朝君, 刘宪亭, 等. 我国主要淡水养殖鱼类精液的生物学特性 [J]. 淡水渔业,1989,19(2): [7] 谭娟, 张耀光, 刘本祥, 等. 中华倒刺鲃白甲鱼和岩原鲤精子的生理特性比较 [J]. 淡水渔业,2006,36(4):3-7. [8] 李萍, 张耀光, 殷江霞, 等. 华鲮精子活力的观察 [J]. 西南师范大学学报 : 自然科学版,2005,30(6): [9] 尤永隆, 林丹军. 黄颡鱼 (Pelebagufulvda) 精子的超微结构 [J]. 实验生物学报,1996,29(3): [10] 刘利平, 王武, 赵雷蕾, 等. 江黄颡鱼精子的超微结构 [J]. 上海水产大学学报,2004,13(3): 林光华, 林琼, 胡成钰, 等. 草鱼兴国红鲤和革胡子鲇精子超微结构的比较研究 [J]. 南昌大学学报 : 理科版, 1998,22(3): 尤永隆, 林丹军. 鲤鱼精子超微结构的研究 [J]. 动物学研究,1996,17(4): [13]PSENICKA M,RODINA M,NEBESAROVAJ,eal.UlauuefSpemazafTenhTnaTnaObeved By MeanfSannngandTanmnElen Mpy[J].Thegenlgy,2006,68(5):1-9. [14]POERIER G R,NICHOLSON N.FneSuuefTheTeulaSpemazaFm TheChannelCafh,Laluu Punau[J].JunalfUlauueReeah,1982,80(1): [15] 魏刚, 陈永, 戴大临. 长吻鮠精母和精子细胞的超微结构研究 [J]. 西南农业大学学报,1997,19(4): [16] 周丽, 陈永强, 魏刚, 等. 短尾鮠精子发生的超微结构研究 [J]. 西南师范大学学报 : 自然科学版,2005,30(6): [17] 陈大元. 受精生物学 - 受精机制与生殖工程 [M]. 北京 : 科学出版社,2000. 张耀光, 罗泉笙, 钟明超. 长吻鮠精巢及精子结构的研究 [J]. 水生生物学报,1993,17(3): [19] 尤永隆, 林丹军. 大黄鱼精子的超微结构 [J]. 动物学报,1997,43(2):

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一从分封制到郡县制一从打虎亭汉墓说起

一从分封制到郡县制一从打虎亭汉墓说起县乡两级的政治体制改革如何建立民主的合作新体制县乡人大运行机制研究课题组引言一从分封制到郡县制一从打虎亭汉墓说起二密县在周初是两个小国密国和郐国三密县的第一任县令卓茂四明清时代的密县二从集中的动员体