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《浙江大学》 2003年
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4种十足目甲壳动物精子发生的比较研究

张立飞  
【摘要】: 本论文采用透射电镜技术比较研究十足目(Decapoda)物种浙江华溪蟹(Sinopotamon chekiangense)、三疣梭子蟹(Portunus,trituberculatus)、脊尾白虾(Exopalarmon carinicanda Holthuis)及罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)的精子发生和精子结构。通过对精子发生过程中精原细胞、精母细胞与精细胞的变化及成熟精子形态结构的研究,分析十足目动物精子发生与精子结构中的生殖进化特征,并比较上述物种生殖进化特征的差异,进而探讨其亲缘关系及进化意义。 1.精子发生 罗氏沼虾 精子发生过程中染色质凝集程度逐渐增大,至精细胞中期凝集程度达到最大。核糖体,线粒体和内质网等细胞器数量逐渐增多,到次级精母细胞阶段达到最大,在形成精子的过程中,上述细胞器与高尔基体及膜性泡共同分化或参与形成片层小体,并参与顶体的形成。有别于以往的研究结果,我们发现自初级精母细胞期起,核内不断分泌膜性泡到胞质中,在次级精母细胞阶段存在高尔基体,我们还发现在成熟精子中具有均质核和丝状核两种形态;核仁自生精细胞至精细胞早期持续存在;核膜在精子形成过程中形成片层小体,并参与了顶体的形成。 脊尾白虾 精原细胞有两种类型,即Ⅰ类精原细胞及由它产生的Ⅱ类精原细胞。在生精细胞阶段核内染色质有不同程度的凝集,在成熟精子中核质分化成泡状核和丝状核,整个精子发生过程无核仁发现。在精子发生过程中,线粒体、内质网和核糖体逐渐增多,其中线粒体数目在次级精母细胞阶段达到顶峰,并形成线粒体区,精细胞早期核内出现膜性泡结构,同时次级溶酶体与高尔基体大量存在,这些细胞器共同形成片层复合体,并参与顶体的形成。 三疣梭子蟹 在生精细胞阶段,染色质不同程度的浓缩凝集;在精细胞阶段,核质呈均质状,形成薄壁的圆球形核杯,部分核质延伸入辐射臂内。在整 个发生过程中细胞器数量较少,内质网数目在各细胞器中所占比例最大,以滑 面内质网为主,线粒体在初级精母细胞中最多,自次级精母细胞开始逐渐减少, 高尔基体和溶酶体自次级精母细胞始出现,在发育过程中上述细胞器不断分 化,在精细胞阶段形成前顶体腔,最后形成圆球形顶体。与已有的报导不同的 是,我们发现精原细胞分为两类,其中I类精原细胞经过分化形成n类精原细 胞。 浙江华溪蟹在生精细胞阶段,染色质形态相似,呈不同程度凝集状, 核仁在精原细胞期出现;精细胞阶段,染色质分化成纤丝状和致密块状,部分 核质延伸入辐射臂内,整个核呈浅杯状。各种细胞器数量在精子发生过程中逐 渐增多,其中内质网以粗面内质网为主,线粒体于初级精母细胞阶段始出现, 膜轮结构在次级精母细胞中出现,精细胞早期的上述细胞器分化成电子密度高 的前顶体腔,并逐渐分化形成方形顶体。核糖体数目少,未见高尔基体。 2.精子结构 罗氏沼虾与脊尾白虾的精子结构相近,呈图钉状,由棘突、顶帽和精核组 成。罗氏沼虾的精核边缘呈帽沿状向下翻卷,棘突均质,间有等距横纹,精核 内有囊泡团存在,棘突较短,核分均质核和丝状核。脊尾白虾边缘不翻卷,核 为泡状核和丝状核,棘突由具等距横纹的纤丝组成,较长。三庆梭子蟹和浙江 华溪蟹的精子结构由核杯、辐射臂、顶体囊、顶体管和顶帽及顶体瓣膜共同组 成,前者形态为圆球形、核杯薄、核均质、辐射臂少,顶帽有亚帽带,顶体囊 分内中外三层,穿孔器较多,位于顶体管前端,中心粒位于顶体瓣膜内:后者 形态为椭球形、核杯厚,核分纤丝状和致密块状,辐射臂多,顶体为方形,无 亚帽带,顶体囊分内外两层,穿孔器少,位于顶体管底部,中心粒位于顶体管 底部。 3.十足目甲壳动物的生殖进化特征 生精细胞精核的形态变异的特异性可作为一个生殖进化的特征;精子结构 中,精核的形态,顶体的结构,以及两者之间的位置,是生殖进化的重要特征; 在爬行亚目中,辐射臂的多少,穿孔器的位置,多少,顶体囊的分化程度都可 以作为生殖进化的特征。 4.4个物种的亲缘关系 在对4个物种生精细胞过程中的核与细胞器的变化以及精子结构比较研究 的基础上,经过分析4种物种的亲缘关系,推断出各自的进化地位依次为脊尾 白虾,罗氏沼虾,浙江华溪蟹及三庆梭子蟹。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:Q954

【参考文献】
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