体外诱导日本蟳精子顶体反应的形态变化与诱导条件研究

用光镜和透射电镜观察了日本蟳精子顶体反应过程的形态变化,采用正交实验法分析了体外诱导精子顶体反应的最佳诱导条件,并对比了离子载体A23187与卵水的诱导效果以及取自雄蟹贮精囊的精子顶体反应诱导情况。日本蟳精子的顶体反应过程可分为4个阶段:第Ⅰ阶段为头帽隆起;第Ⅱ阶段为头帽破裂,顶体囊外翻,辐射臂收缩;第Ⅲ阶段为穿孔器前伸,顶体颗粒聚集于顶体管后段;第Ⅳ阶段为穿孔器断裂,顶体囊外层脱落,顶体丝形成,顶体颗粒向外释放,核体积缩小。取自雌蟹纳精囊的精子,在pH为8.0、CaCl2浓度为0.30%的人工海水中,用离子载体A23187(60μg/mL)诱导50min,可以得到最大的精子顶体反应率(80.41%),而经卵水诱导得到的顶体反应率为73.87%。用所得出的最佳诱导条件对取自雄蟹贮精囊的精子进行处理,可得到64.37%的顶体反应率。     

诱导栉孔扇贝雌核发育时精子入卵的扫描电镜观察

取栉孔扇贝 (Chlamysfarreri)精子在 80 0 μW/(cm2 ·s)的紫外线下辐射 ,然后与正常卵子受精 ,每隔 0 .5min取“受精卵”固定。在扫描电镜下连续观察精子的入卵过程 ,然后与正常精子的入卵过程进行比较。结果表明 ,紫外辐射后的精子可以划分为 3种类型 :I类精子 ,基本无明显变化 ,可以激发卵黄膜举起形成受精膜 ,同时诱发卵子发生皮层反应 ,在受精锥的作用下正常入卵 ,但入卵的时间较正常精子晚 ;II类精子 ,顶体膜破裂 ,顶体丝伸出 ;III类精子 ,顶体丝伸出 ,鞭毛脱落。由于II、III类精子在紫外辐射条件下诱发了顶体反应 ,融解卵膜的酶提前释放 ,因而不能入卵。精子鞭毛的脱落 ,使精子丧失了运动能力 ,是导致卵表面附着的精子数量较少的原因之一。无论是正常精子还是辐射后的精子 ,入卵后在卵表面都留下一个类似受精孔的通道。实验组中未发现有多精入卵现象     

锯缘青蟹卵膜变化与卵子附着研究

利用光镜和电镜观察了锯缘青蟹成熟卵及其受精后卵膜变化和卵子附着特征。锯缘青蟹成熟卵子卵膜有三层即外层、内层和质膜。卵子产出后,无论受精与否,外层和内层卵黄膜形成壳膜,与卵子附着有关。刚产出的卵子卵膜具有溶胶性和延展性,卵子与刚毛表面之间或卵子之间接触便粘在一起,由于刚毛摆动和卵子的重力作用,形成卵柄或卵索。卵子受精后,发生皮层反应形成受精膜。由壳膜和受精膜构成的孵化膜为初级卵膜,保护胚胎发育,直至     

中国对虾受精过程的细胞学研究

通过光镜和电镜切片技术,对中国对虾的受挤过程进行了观察。结果表明,中国对虾成熟卵子处于第1次成熟分裂前期,卵子激活后产生胶质层,精子在卵子的诱导下产生顶体反应后进入卵子。中国对虾为多精入卵、单精受精。精子入卵后,卵子完成成熟分裂并举起围卵膜,但精子的存在并非此过程所必需。在卵子进行第1次成熟分裂时,其纺锤体旋转90°。卵子完成成熟分裂后,精卵原核原核化并向卵子中央移动,最后,精卵原核结合形成合子核,卵子完成受挤过程。     

中国对虾精子入卵过程的观察

利用光镜和电镜对中国对虾精子入卵过程进行了观察。结果表明，精子的核物质籍胞吐作用穿过卵黄膜到达卵膜，其余部分则留在卵黄膜外。只有在卵子激活前到达卵膜的精子才能参与受精作用，其余的精子将被卵子激活所形成的胶质层推离卵子。中国对虾精子激活过程，没有发现顶体丝的形成。精子的入卵开始于卵子的皮层反应后期，此时精卵的接触逐渐密切，首先接触部位的卵膜稍有突起，然后开始下陷，同时这一部位的卵膜变得粗糙不平，随后卵膜解体，精子由此进入卵子。中国对虾精子的入卵位置是随机的，有多精入卵的现象。     

条纹锯精子超微结构及其入卵过程的电镜观察

采用扫描和透射电镜技术对自然成熟的条纹锯精子、卵子及精子入卵过程进行观察。观察结果显示,其精子由头部、中段和尾部三部分组成:头部主要由细胞核构成,无顶体结构;中段由线粒体、中心粒复合体(近端中心粒和基体)、袖套组成;尾部主要由轴丝组成,外部包裹质膜,轴丝为典型的"9+2"结构。卵子表面分布纵横交错的网纹,均匀分布着大小不一的微小孔,在卵壳的动物极精孔区的中央有一个受精孔。在授精后10 s即可见到精子通过受精孔进入卵子,刺激卵子发生形态变化封闭受精孔,阻止其他精子入卵,60 s可见受精孔完全封闭。     

条纹锯鮨精子超微结构及其入卵过程的电镜观察

采用扫描和透射电镜技术对自然成熟的条纹锯精子、卵子及精子入卵过程进行观察。观察结果显示,其精子由头部、中段和尾部三部分组成:头部主要由细胞核构成,无顶体结构;中段由线粒体、中心粒复合体(近端中心粒和基体)、袖套组成;尾部主要由轴丝组成,外部包裹质膜,轴丝为典型的"9+2"结构。卵子表面分布纵横交错的网纹,均匀分布着大小不一的微小孔,在卵壳的动物极精孔区的中央有一个受精孔。在授精后10 s即可见到精子通过受精孔进入卵子,刺激卵子发生形态变化封闭受精孔,阻止其他精子入卵,60 s可见受精孔完全封闭。     

大菱鲆成熟精子、卵子及精子入卵早期过程的电镜观察

通过人工授精和电镜技术,观察和描述了大菱鲆Scophthalmus maximus成熟精卵的形态、精子入卵的早期过程及精子入卵过程发生的一系列形态结构变化。大菱鲆卵子表面均匀地布满纵横交错的网纹,并整齐地分布许多微小孔,在动物极有一个受精孔。大菱鲆精子为无顶体类精子,由头部、中片和尾部三部分组成,中片有9～14个圆形线粒体。大菱鲆精子入卵速度非常快,授精后0～5s已经有精子通过受精孔(Micropyle)进入卵子。精子入卵过程还伴随着其他一些结构的变化,如精孔管管壁边缘由锯齿状变为平滑的环状等。     

扇贝精子及卵子的受精生物学特性

采用扫描电子显微镜和普通光学显微镜观察方法,结合全光谱扫描分析方法,对栉孔扇贝和虾夷扇贝的精子及卵子的受精生物学特性进行了详细的观察,包括精卵产出后形态学变化、卵水的特性、精子顶体反应、卵子皮层反应以及精子分级分离组分对卵子的作用5个方面.结果表明,这两种扇贝精卵生物学特性没有本质的区别,扇贝精子排入海水中10min以内,外形没有太大的变化,但30min以后约有1/4的精子出现头部膨大变成圆球形的现象,受精能力明显下降;扇贝卵子产入海水中1h以内受精能力没有变化,但2h以后,约1/3的卵子出现卵裂现象,未见极体的排放,且卵裂多停止在2细胞期,少数达到4细胞期,基本属于均等卵裂,并失去受精能力;滴入卵水中的精子极易发生自溶解体,未解体的精子发生凝集,10min之后卵水中基本检测不到完整的精子,卵水和钙离子载体A23187均能诱导精子发生顶体反应;精子分级分离组分分别为精浆、精子头部和精子尾部,这三部分除了少数精子头部能够附着在卵子表面外,其他都不具备激活卵子的作用.对扇贝精子和卵子的生物学特性的研究将为解释不同种扇贝的精卵相互识别并受精的现象提供基础资料.     

孵化水体pH值对锯缘青蟹胚胎发育的影响

采用组织学、光学显微镜和卵离体培育法,探讨孵化用水pH对锯缘青蟹(Scyllaserrata)胚胎发育影响。研究结果表明:锯缘青蟹胚胎发育孵化水体适宜pH值7.0~9.0,最适pH值为7.8~8.2;pH值对锯缘青蟹孵化率、畸形率和成活率的影响相对显著,但对孵化时间影响不显著;pH值范围在7.0~7.8和8.2~9.0对锯缘青蟹孵胚胎发育影响大于7.8~8.2。     

嘉庚蛸精子发生的超微结构

应用透射电镜技术研究嘉庚蛸精子发生过程中各阶段细胞的形态、细胞器及细胞核的动态结构变化。精原细胞呈椭圆形,细胞质少、核大,有线粒体、高尔基体等细胞器;初级精母细胞呈圆形或卵圆形,线粒体多,索条状内质网发达,高尔基体常集中分布,中心粒形成;次级精母细胞呈圆形、椭圆形或不规则形,线粒体嵴发达、基质丰富,高尔基囊泡积累电子致密物,中心粒发出的“9＋2”轴丝结构形成。精细胞分化过程分为6个时期,主要特点为：①核内染色质凝集经颗粒化、纤维化及片层化,最后,形成高电子密度的均质结构;与此相应,核形态由椭圆形、变成长椭圆形、再变成细长柱状,核后端最后向前凹入形成核内沟;精子核的形态建成为染色质的凝集与核周微管加压协同作用的结果。②高尔基囊泡积累电子致密物、融合发育成顶体囊,逐渐延长演变成钻头形的顶体。③线粒体向核后端迁移,形成精子尾部的线粒体鞘。     

缢蛏受精和早期卵裂过程的细胞学变化观察

采用普通光镜、荧光显微镜和石蜡切片技术,对缢蛏受精和早期卵裂过程中的精子入卵、减数分裂、雌雄原核形成与结合、早期卵裂以及多精入卵等细胞学事件进行了显微观察。结果表明,缢蛏成熟未受精卵多呈圆球形或卵圆形,少数呈梨形,卵径为82～88μm,核相处于第一次成熟分裂中期;精子为典型的原生型,全长55～58μm,头部呈保龄球形,顶体前端的顶体杆呈特别细长的花丝状;在水温21～22℃、盐度10的条件下进行人工授精,精、卵混合后,精子迅速附着于卵子表面,启动卵子发育;受精后4～6 min,精子的头部已进入卵内并明显膨胀,卵子外形变圆,卵外附着的精子量明显减少;在受精后12～15 min、20～25 min,受精卵先后排出第一极体、第二极体,完成两次成熟分裂;第二次成熟分裂结束以后,精、卵核体积迅速膨胀,雄原核的膨胀早于雌原核,核膜重建,在受精后约30 min形成雌、雄原核;雌、雄原核均向卵子中央移动,雄原核旁边的精子星光清晰可见,随后二者在卵子中央以染色体联合的方式结合,联合核的染色体共同排列在纺锤体的赤道板上,形成第一次有丝分裂的中期分裂相;受精后40 min左右,受精卵进行第一次卵裂,染色体在纺锤丝的牵引下向两极移动,结果形成2个大小不等的卵裂球;受精后45～50 min,卵子进行第二次卵裂,核相变化与第一次卵裂相同,在与第一次卵裂垂直的纵轴方向上发生不等全裂,最终形成3小1大4个卵裂球;受精后60～70 min,胚胎进行第三次卵裂,仍为不等全裂,但自此次卵裂起已开始进行螺旋分裂。此外,对实验中发现的缢蛏极少量多精入卵、多极分离等异常细胞学现象进行了分析,并探讨了海洋贝类卵子阻止多精入卵发生的机制。     

Cryopreservation of strip spawned sperm using non‐programmable freezing technique in the blue mussel Mytilus galloprovincialis

In this study, a non‐programmable freezing technique has been developed with the strip spawned blue mussel (Mytilus galloprovincialis) sperm. The key parameters optimized including (1) cryoprotectant agents (CPAs); (2) cooling temperature; (3) thawing temperature; (4) sugar and amino acid supplementation and (5) sperm to egg ratio. The fertilization rate and/or integrity of plasma membrane and acrosome were used as sperm quality assessment indicators. The highest post‐thaw sperm fertilization rate of 95% was achieved, when sperm were cryopreservated in 8% dimethyl sulfoxide at 7.8 cm above the liquid nitrogen surface and thawed in a 60°C seawater bath. The addition of glucose, sucrose or trehalose in dimethyl sulfoxide did not, whereas 0.8% glycine did significantly improve the post‐thaw sperm fertilization rates. The fluorescent evaluation has demonstrated that the addition of glycine significantly improved the post‐thaw sperm acrosome integrity, revealing a positive role of glycine in the improvement of post‐thaw sperm quality in blue mussels.     

长江口纹缟虾虎鱼精子、卵子及受精过程扫描电镜观察

采用电镜对长江口纹缟虾虎鱼成熟精子、卵子及受精早期精子入卵过程进行了观察。结果显示:纹缟虾虎鱼成熟精子由头部和尾部两部分组成。头部呈圆形或近圆形,无顶体,细胞核长径为1.15±0.28μm,短径为0.97±0.22μm,尾部鞭毛长为8.17±1.12μm。核膜外具有双层质膜,质膜表面不平整,在核膜和双层质膜中间有较大空隙存在。中心粒复合体位于植入窝内。袖套两侧分布有2～3个较大的线粒体。鞭毛为典型的"9+2"结构,有侧鳍。成熟卵呈圆形,卵膜表面多沟和嵴,具单一受精孔,孔洞区外径约5μm,孔内壁呈螺旋嵴。在卵的植物极有一盘状突起,突起的中间为圆形,周边有呈网状结构的粘丝与卵壳膜连接。纹缟虾虎鱼精子入卵速度较快,受精过程较短,受精后10～18 s完成精子入卵过程。     

超低温冷冻对西伯利亚鲟精子形态结构损伤的观察

为改进西伯利亚鲟精子超低温冷冻保存技术,探讨精子损伤机制,应用扫描和透射电子显微镜,观察了西伯利亚鲟鲜精与冷冻后精子的形态结构.结果显示,经过冷冻保存后精子的形态发生了很大变化.精子顶体长、精子头中部宽、头中部宽与前部宽比值及中段宽与鲜精相比显著增加(P<0.05);中段长度、后外侧延伸物长度比鲜精显著变短(P<0.05).精子经过冷冻后有30.5%的精子在形态、结构上受到不同程度损伤,受损精子显微结构表现为顶体后外侧延伸物与核糅合,顶体内容物丢失;核膜囊泡化、核膜断裂,核内出现空泡;线粒体内嵴弥散,线粒体脱落;鞭毛外膜松弛与鞭毛脱离等.部分受损伤精子出现顶体丢失,中段脱落,鞭毛自中段基部断裂的现象.精子损伤主要集中在膜系统,中心粒等微管系统基本完好.     

Sperm maturation and capacitation in the open thelycum shrimp Litopenaeus (Crustacea: Decapoda: Penaeoidea)

Transmission electron microscopy was applied to sperm removed from males and females belonging to Litopenaeus vannamei, L. stylirostris and L. occidentalis. It was discovered that a region named filamentous meshwork (FM), located between the nucleus and the hemispherical cap, develops differently in these three closely related species. In L. vannamei, the FM is synthesized in the male reproductive system, but seems to complete its formation after mating. In L. stylirostris, the FM region was not present in spermatophores collected from males or in sperm from the thelycum. In L. occidentalis, the FM region is fully developed in male sperm. It is suggested that completion of the FM is required for acrosome maturation, and the process continues after mating in some species of Litopenaeus. In vitro induction of the acrosome reaction in sperm from males and females of L. occidentalis demonstrated for the first time that reactivity is significantly superior in sperm cells that have been attached to the open thelycum for some hours, as compared to sperm in males (prior to transfer). This finding suggests that matured sperm cells of L. occidentalis become capacitated to react against egg water after mating.     

黄颡鱼精子入卵的扫描电镜观察

应用扫描电镜观察了黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)成熟卵和精子的形态、卵子对精子的应答反应、受精孔的数量与形态、受精方式与过程。结果显示:黄颡鱼精子为鞭毛型,头部近圆球形,无顶体,单尾;卵为圆球形,卵膜表面多嵴,且有15～16条宽度不同的小沟;卵表面仅有1个受精孔,精孔管口内径约2.8μm。黄颡鱼为单精受精,受精后30 s内完成精子入卵过程。