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中华蚱蜢配子发生中凝集素受体的分布变化与原癌基因的表达定位

欧阳霞辉  
【摘要】:昆虫是动物界历史发展中种类和数量最多的一类,昆虫能够大量繁殖是以它生殖系统的生理机能为基础的。配子发生是发育生物学与生殖生物学研究中的热点问题,研究昆虫配子发生以及配子发生中一系列与生长发育有关的生理变化,对于了解昆虫的生殖调控机理以及进一步的害虫防止具有重要意义。中华蚱蜢(Acrida cinerea Thunberg)属于直翅目蝗总科剑角蝗科的一种昆虫,在北方广泛分布,是一种常见的农业害虫。本论文以中华蚱蜢作为研究对象,对其配子发生过程中花生凝集素受体的分布变化与原癌基因c-kit的表达进行了定位研究,此外还采用HE染色法对其雌性受精囊和雄性附性腺的显微结构进行了光镜观察。 动物的精子和卵子是两类结构和功能均十分特化的细胞,其膜表面存在着多种凝集素受体,它们在精卵识别与融合中起着重要作用。本文首次采用生物素标记的花生凝集素(PNA)对中华蚱蜢配子发生过程中细胞质膜的糖蛋白(含有糖基Gal-β-(1,3)-GalNAC)进行了标记,旨在认识配子发生过程中细胞质膜糖复合物的形成与变化规律,探讨其所具有的功能。结果表明:(1)在中华蚱蜢的精子发生中,PNA受体是由初级精母细胞合成,然后转移到膜上,在次级精母细胞,由于量的积累其质膜出现了强阳性标记;从早期精子细胞到成熟精子时期糖蛋白的分布发生了明显的修饰变化,这些变化与精子获得与卵子进行识别、粘附、结合等受精能力密切相关:受精囊内与精巢内的精子表面的标记是相同的,说明质膜糖蛋白的修饰作用在精巢内就已完成。(2)在中华蚱蜢卵子发生的早期,PNA受体是由卵母细胞自身合成;在卵黄发生前的准备时期,卵母细胞质中的PNA受体一部分来源于自身合成,另一部分则来源于滤泡细胞,而糖复合物的大量出现可能直接与卵黄发生有关;卵黄发生期PNA受体的减少可能是在卵黄物质形成中部分发生了修饰;卵黄和卵壳的相继形成过程中,阳性反应的出现说明PNA受体参与了卵黄膜及卵壳的形成,而这些受体物质是由滤泡细胞分泌的。 原癌基因c-kit的阶段特异性表达与配子发生密切相关。C-KIT/SCF信号通路调节原始生殖细胞的迁移、增殖、分化和精子发生中精原细胞的增殖、减数分裂、分化、调亡以及卵母细胞的生长与成熟。本文首次采用免疫组织化学方法,研究了原癌基因c-kit在中华蚱蜢配子发生中的特异表达。结果表明:(1)在A型精原细胞的质膜和成熟的精子头部有强阳性反应,早期精子细胞质膜有较强的阳性反 应。在A型精原细胞,c一KIT/scF可能通过rapamycin和wortmalinin敏感的 Px3一玲AKT/P7os6K途径上调eyelinD3,促进细胞周期进程,引起细胞增殖。成熟 精子头部的阳性反应可能与tr一kit的表达有关。(2)卵子发生中,进入生长期的卵 母细胞,从第三阶段开始出现c一Kit蛋白的表达,随着生长发育胞质表达增强,胞 膜也开始表达,在第四阶段后期出现最大量的表达,而此后卵黄发生的第五阶段 却呈现完全的阴性表达,推测c一kit的表达主要调节卵母细胞的生长和由激素控制 的卵黄发生的起始。卵母细胞的第六阶段及第七阶段的弱阳性反应主要存在于卵 母细胞与滤泡细胞之间,可能与卵母细胞的成熟有关。 采用HE法对中华蚌锰受精囊的显微观察显示,受精囊的囊壁结构由内向外可 分为内膜层、上皮层、基膜、肌肉层、结缔组织、围脏膜六层。上皮层由两种细 胞构成:柱状分泌细胞和锥形上皮细胞。分泌细胞的分泌物经上皮层和内膜层的 分泌小管运送到囊内,分泌物为粘稠状的嗜酸性物质,可能与保持精子的活性有 关。肌肉层主要是横纹肌,昆虫受精囊释放精子的机制,一般认为是由肌肉层的 收缩作用进行控制。 对中华蚌锰雄性附腺的显微观察显示,中华蚌锰的雄性附腺左右对称,各由巧 根腺管组成,根据分泌物可分为五种类型;储精囊为细长的管状,左右各一根, 和附性腺缠绕在一起。附性腺的组织结构皆由上皮组织、基膜、肌肉层和围脏膜 构成,其分泌物的颜色和状态各不相同,这与它们的功能密切相关。


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