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《陕西师范大学》 2002年
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黄胫小车蝗(Oedaleus infernalis Saussure)卵子发生及受精囊研究

何建平  
【摘要】:黄胫小车蝗(Oedaleus infernalis Saussure)隶属直翅目(Orthoptera)、蝗总科(Acridoidae)、斑翅蝗科(Oedipodidae),是我国草地的主要害虫。近几年蝗灾在我国许多地区又不断爆发,为避免化学防治造成的环境污染,寻求防治蝗虫的新途径,以黄胫小车蝗为材料,应用细胞学、形态解剖学、组织化学、免疫组织化学等方法,对其卵子发生及受精囊的显微、超微结构,卵子发生的分期,卵子发生过程中核酸、糖复合物、蛋白质、脂肪等物质的动态变化及卵子发生的调控机制等进行研究,阐明黄胫小车蝗卵子发生、发育机制,以充实蝗虫生殖生物学理论,并为其生物防治提供理论依据。研究主要结果如下: 1.通过对黄胫小车蝗卵子发生的显微和超微结构的研究,将黄胫小车蝗卵子发生过程划分为3个时期10个阶段。卵黄发生前期、卵黄发生期和卵壳形成期。 黄胫小车蝗卵黄形成是自体合成与异体合成同时存在。首次在昆虫中发现线粒体参与卵黄形成。首次在直翅目昆虫卵子发生过程发现卵母细胞凋亡,这种凋亡是对其生活环境的适应对策。 在卵子发生的过程中,滤泡细胞包围在卵母细胞周围,为其发育提供一个小环境,不仅为卵母细胞分泌卵黄膜及卵壳,并参与卵母细胞的发育调控。 2.黄胫小车蝗卵子发生过程中,核酸呈现动态变化。卵原区卵母细胞核呈现DNA阳性反应,进入生长区后,阳性反应立即减弱至阴性,直到卵子成熟。胞质中RAN在卵原区为弱阳性,进入生长区后,RNA为强阳性。卵黄发生期,RNA阳性反应减弱。滤泡细胞在卵子发生的整个过程中呈现DNA和RNA的阳性反应,并在卵黄发生期,胞质中的RNA阳性反应增强。核酸的这种动态变化说明,卵母细胞在减数第一次分裂前期的双线期停滞,进入静止期,而RNA的活动非常活跃,使发育初期卵母细胞积累大量的RNA和蛋白质,这些RNA和蛋白可能形成母体mRNA和母体蛋白质,成为生殖质的成分,参与产生未来的原始生殖细胞。滤泡细胞在卵子发生过程中的核酸的活动,一方面形成蛋白质提供给发育中卵母细胞,更重要的是调节卵母细胞的发育。 由蛋白质、脂类和糖的变化说明,黄胫小车蝗卵母细胞沉积的卵黄蛋白是糖脂复合蛋白质,蛋白质来源有两种,即内源性的蛋白质和外源性的蛋白质。这些蛋白质,一部分作为胚胎发育的储备,一部分参与形成生殖质。滤泡细胞不仅在卵子发生后期形成卵黄膜和卵壳,而且在卵子发生过程中也向卵母细胞提供蛋白质。 3.用4种不同凝集素,对黄胶小车蝗卵子发生过程中糖复合物的分布和变化 进行研究表明,在卵黄发生前期,卵母细胞的胞质中,有少量的糖复合物,其糖 基有甘露糖、葡萄糖和N-乙铣胺葡萄糖;卵母细胞膜上为甘露糖、葡萄糖及N-乙 酞胺葡萄糖;滤泡细胞膜上有甘露糖和葡萄糖.在卵黄发生期,卵黄蛋白表面上 有甘露糖、少量葡萄糖和半乳糖糖基;卵母细胞后极有甘露糖及N-乙酞胺葡萄糖 复合物,此时,卵母细胞表面上N-乙酞胺葡萄糖消失,出现半乳糖糖基复合物. 滤泡细胞中糖复合物糖基有甘露糖、葡萄糖和半乳糖颗粒。成熟卵子卵黄膜上有 甘露糖、半乳糖及葡萄糖.黄胜小车黄卵子发生过程中,卵母细胞膜表面上的糖 复合物经过修饰,修饰与滤泡细胞的相互作用有关。而滤泡细胞中糖复合物成分 与卵母细胞的成熟有关。 4.首次用免疫组化方法对黄胜小车蝗卵子发生中原癌基因 c-myc和。-k i t蛋 白表达进行研究,结果表明,这两种原癌基因蛋白在黄胜小车蝗卵子发生中的表 达方式不同。卜k i t蛋白在卵黄发生后期的卵母细胞膜表面开始表达;c-myc蛋白 o 在卵母细胞胞质中和滤泡细胞核中均表达。c寸it蛋白的表达与卵母细胞的受精 及减数分裂的再启动相关;而c-myc蛋白在卵母细胞中可能作为母体蛋白参与原 始生殖细胞的产生,而滤沧细胞中的表达则是调节滤泡细胞的生长,并通过调节 滤泡细胞进而调节卵母细胞的发育。 5.通过组织学、组织化学、亲和组织化学及免疫组化等方法研究表明,黄胜 小车蝗受精囊的组织结构由内而外依次为:表皮层、上皮层、基膜、结缔组织、 肌肉层和围脏层等.在上皮细胞边缘与表皮层接触处有大量的微缄毛,而腺细胞 基部亦有大量的指状突起,充分满足大量物质通过的需求,再加上上皮细胞中的 导管,使蛋白质、各种信号分子和因子等物质能够顺利地从血淋巴、上皮细胞或 分泌细胞及受精囊腔中通过,来调节受精囊的活动。各层细胞中含有大量碳水化 合物、蛋白质和少量的脂肪,为精子的存活、运动及改变提供营养和能量,并保 持精子活性。受精囊中糖复合物的糖链主要有半乳糖、甘露糖、a-葡萄糖及N- 乙酞胺葡萄糖,这些糖复合物对精子的获能和顶体反应起作用。 首次对受精囊中原癌基因的表达做了研究,发现受精囊在受精后,出现原癌
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