昆 虫 学 报 !"#$%&#’(’)’*+"$,+&+"$,!"#$%&’’(,)(’ *):&+(,*’* -../’0)012&+2 """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 短额负蝗配子发生过程中蓖麻凝集素受体的分布 吕淑敏4,奚耕思4,!,唐超智& (4J陕西师范大学生命科学学院,西安 (4’’2&;&J河南师范大学生命科学学院,河南新乡 0)*’’() 摘要:利用凝集素细胞化学方法对短额负蝗 !#-$"#’(’-./$ 0+&1&0+0 KC98I"# 配子发生过程中蓖麻凝集素(2+"+&30 "’((3&+0 "GG9=;8?8?!,H3B1!)受体分布进行了定位研究,旨在认识昆虫配子发生过程中"1半乳糖复合物的分布规 律及意义。结果表明:在短额负蝗精子发生过程中,H3B1!在各期生精细胞膜上均有明显的阳性反应,变形期及成 熟期精子头部为中强度阳性反应。卵子发生中,各阶段卵母细胞均为阳性反应,在卵母细胞生长期阳性反应达峰 值,随着卵黄颗粒的逐渐形成,阳性反应逐渐减弱,成熟卵子中卵黄膜上重新出现中强度阳性反应。结果提示短额 负蝗配子发生过程中"1半乳糖复合物的高度表达和修饰变化与其配子发生密切相关。 关键词:短额负蝗;精子发生;卵子发生;糖复合物;蓖麻凝集素 中图分类号:L+2) 文献标识码:B 文章编号:’0)012&+(2 &’’()’*1’&+(1’( !"#$%"&’$"() (* +,-.! %/0/1$(%# 2’%")3 345/$(3/)/#"# ") !"#$%"&’&#()$ *+,-,*+* 6(7"84%(9%$:(1$/%4:;<%3(5(%1:"24/) MN .%=1!8?4,O- P@?G1.84,!,QB/P 3%"C1R%8(& 4J 3C99@G@ CD M8D@ .$8@?$@,.%""?F8 /C#7"9 N?8I@#:8;S,O8’ "? (4’’2&,3%8?";&J 3C99@G@ CD M8D@ .$8@?$@,T@?"? /C#7"9 N?8I@#:8;S,O8?F8"?G,T@?"?0)*’’(,3%8?") -&#$%40$: UC# V@;;@# =?A@#:;"?A8?G CD ;%@ :8G?8D8$"?$@ CD 1G"9 G9S$C$C?W=G";@: A8:;#8V=;8C? A=#8?G " G"7@;CG@?@:8:,;%@ A8:;#8V=;8C? CD 2+"+&30"’((3&+0 "GG9=;8?8?!(H3B1!)#@$@E;C#:A=#8?G G"7@;CG@?@:8: 8? !#-$"#’(’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V :;:,),H/7+Z&O *[H6*,F./8&/@.#9$8"@Y&’$1"/R A471&@7S7#"XR 较明显(表<)。在第<阶段卵原细胞核周围开始出 %期 吕淑敏等:短额负蝗配子发生过程中蓖麻凝集素受体的分布 !)) !"! 短额负蝗精子发生中#$%!& 受体的表达 细胞的生长其合成活动进一步加强。此阶段滤泡细 在精子发生的整个过程中,各期生精细胞膜上 胞正处于增殖分化期,其强阳性颗粒集中于滤泡细 均有明显的阳性反应(表 !),育精囊膜上有中强度 胞连接处,说明 H半乳糖可能在调解滤泡细胞的增 " 阳性反应(图版!:"#$)。在精原细胞期,生精细 殖分化中起着重要作用。在卵母细胞生长期,"H半 胞膜呈连续性强阳性反应,胞质为均匀的中强度阳 乳糖复合物的大量分布与卵母细胞的生长和滤泡细 性反应(图版!:",!,箭头所示),随着精原细胞分 胞的增殖分化密切相关。前人的研究表明卵母细胞 化为初级精母细胞,生精细胞膜逐渐呈不连续的中 胞质边缘是卵黄颗粒最先形成部位(郎东梅和奚耕 强度阳性反应,胞质边缘呈弱阳性反应(图版!: 思,!**";窦向梅和奚耕思,!**%),由此推测第 $、C %)。次级精母细胞胞膜上不连续阳性反应更加明 阶段卵母细胞胞质边缘的 H半乳糖复合物与卵黄发 " 显,且聚集成大颗粒状,胞质为阴性(图版!:$#&, 生相关,上述结果与欧阳霞辉等(!**C)结果一致。 箭头所示),减数分裂中期的次级精母细胞膜上阳性 卵黄形成期后期,滤泡细胞参与卵黄膜和卵壳的形 颗粒明显(图版!:’,箭头所示)。随着精细胞的变 成(窦向梅和奚耕思,!**%),本研究发现的第&、’阶 形,精子头部区域有强阳性反应(图版!:(,箭头所 段滤泡细胞内"H半乳糖复合物的高度表达可能与卵 示)。成熟的精子头部呈中强度阳性反应和尾部呈 黄膜和卵壳的形成密切相关。在其他动物的研究中 弱阳性反应(图版!:),箭头所示)。各个阶段阳性 发现,滤泡细胞分泌的多种凝集素受体参与了卵黄 反应程度比较见表 !。对照为阴性(图版!:"*, 膜的形成。(+2.-4, !" #$B,!**%;>I356 !" #$B,!**$; "")。 欧阳霞辉等,!**C)。该时期滤泡细胞阳性反应的降 低与卵母细胞卵黄膜阳性反应的增强进一步表明卵 表! 短额负蝗精子发生过程中不同时期#$%&! 受体阳性反应程度比较 黄膜上的"H半乳糖复合物由滤泡细胞分泌,并且参 ’()*+! ’,+-+./++012034546+/+(7540801#$%&! /+7+250/3 与了卵黄膜的形成。成熟卵子卵黄膜上的"H半乳糖 48-411+/+8535(.+30132+/9(50.+8+343 复合物可能参与精卵识别,与受精密切相关。 48 !"#$%"&’&#()$*+,-,*+* :"! #$%&!受体在短额负蝗精子发生过程中的 阳性反应部位 灰度值 表达 +,-./.012134/.,5216.,5 7238039:1 实验结果表明,H半乳糖复合物参与了短额负 精原细胞;<12=3/,6,5.:= " 细胞膜>199=1=?2351 &&@"""*A!B$!%C!3 蝗精子发生过程。研究结果提示,精子发生过程中 细胞质 >8/,<93-= )*@!!!!A"B$’)!(? H半乳糖复合物在精原细胞和初级精母细胞期就已 " 初级精母细胞+2.=328-<12=3/,48/1 经完成了合成活动,并于次级精母细胞膜上发生了 细胞膜>199=1=?2351 ’(@****A!B*!’C)4 细胞质 >8/,<93-= "*$@’’’*A"B&*C%CD 修饰和重排,前人的研究表明 J7K 受体在小鼠精 次级精母细胞;14,5D-<12=3/,48/1 子发生的早期减数分裂前期起重要作用(L,-I.=.M: 细胞膜 >199=1=?2351 C&@****A!B%$C!"1 !" #$B,"))%),由此推测 H半乳糖复合物的修饰和变 变形精子头部E13D,FD1F,2=.56-<12=3/.D (’@$$$$A!B*$(’)? " 化可能与生精细胞的生长及减数分裂有关。随着生 成熟精子;<12= 头部E13D ""$@((()A!B(%CC"F 精细胞发育进入变形期精子细胞,N>KH#受体分布 尾部G3.9 "()@$$$$A!B))C((6 发生了明显变化,早期精子细胞仅在膜上有中强度 阳性标记,随着精子变形阳性反应主要集中于精子 : 讨论 头部核区域,推测此阶段 H半乳糖复合物的修饰和 " 变化与精子变形相关,而成熟精子头部分布的 H半 " :"; #$%!& 受体在短额负蝗卵子发生过程中的 乳糖复合物可能与精卵识别有关。昆虫育精囊内的 表达 精子在发育上是同步的,即育精囊内所有的生精细 研究结果显示,短额负蝗卵子发生过程存在着 胞均处于同一个发育时期,因而育精囊膜上大量的 "H半乳糖复合物,随着卵子发生进行,卵母细胞和滤 "H半乳糖复合物可能在对调节精子发生的同步进行 泡细胞内阳性颗粒呈动态分布。 H半乳糖复合物在 中起着重要作用。这些是假设,关于育精囊膜糖复 " 卵母细胞发育初级阶段时有亲核分布现象,并随着 合物的功能还有待于进一步研究。 细胞的生长逐渐增多,由此推断初期卵母细胞内的 在短额负蝗精子发生的整个过程中,在前% 个 "H半乳糖复合物由卵母细胞自身合成,并随着卵母 时期 N>KH#受体大量表达,并以预定的方式被修 F-- 昆虫学报 +&-$C,-"4"*":’&$B’,’&$ S-卷 饰,早期生精细胞胞质糖复合物向胞质边缘转移及 31::</205#D 180:? 915"453 A0"AC8<1> 5’"*> ./1%"#>,O*(S):WRSG 膜上糖复合物的增多表明生精细胞本身就具有合成 WWO> N8#D P=,T5 &’,,--)> ["D1#1<5< 5# E/*/":%7**)( /44$ [C983C5 8#/ 糖复合物的能力。前人在对小鼠精子发生中凝集素 =84<2208> =")%,$* "> B6$$,<’ ?"%4$* A,’2/%(’-7(?$-)%$* B&’/,&/ 受体的研究中也证明生精细胞具有合成 !"#$ 受 C#’-’",),,(* O):*-G*F[> 郎东梅,奚耕思,,--)> 北京油葫芦卵 体、%&$受体和 ’($受体的能力(王家鑫等,)**+; 子发生的观察> 陕西师范大学学报(自然科学版),,*(O):*-G 周占祥等,)**+)。在精子变形和成熟过程中糖复合 *F] 物发生了明显的变化和修饰,糖复合物的这些修饰 N8B841 =,P1<8#45< ’,)**S> L5<4"3C19538: 8#8:?<5< "@ :5Y80/ 41<4532:80 和变化与精子的分化和成熟密切相关。在成熟精子 D:?3"3"#\2D841< /205#D 4C1 8##28: <A10984"D1#1453 3?3:1> C)%> => G’(-"&6/4>,F(* F):,-)G,),> 中,精子头部分布的糖复合物可能与精卵识别有关, =8=],)**+> 605980? <42/? "# 3?4"3C195<40? 8#/ B5"3C195<40? "@ :1345# 分布于尾部的糖复合物,有的学者认为可以阻止精 0131A4"0 5# <A109 <20@831 "@ 9"2<1> =")%,$* "> ?’,:<’$ +:%’&)*-)%$* 子的尾尾凝聚,或与精子的直线运动有关(奚耕思 3"**/:/,)(S ,):S*G+F[> 马明智,)**+> 小鼠精子表面凝集素受 等,,--,)。 体的细胞化学与生物化学的初步研究> 宁夏农学院学报,)S 综上可知,在短额负蝗整个配子发生过程中,. (,):S*G+F] ! =8#/53C $,=8<<805 $,("4410" ’,=805#" &,,--,> L5<4":"D538: 8#/ 半乳糖复合物呈现规律性变化,其修饰和变化与配 C5<4"3C19538: <42/? "@ @198:1 D109 31:: /1I1:"A91#4 5# 4C1 /2<M? 子发生密切相关。卵子发生中,.糖复合物在卵母 ! D0"2A10 C1’,/16/*)(4$%:’,$-)((N"Z1,)WFO)> C)%> => G’(-"&6/4>, 细胞的生长、卵黄的形成及精卵识别中起着重要作 O(+ )):WRG)--> 用;滤泡细胞前期表达的 .半乳糖复合物可能与滤 [2?8#D TL,T5 &’,%8#D KN,,--S> 601:595#80? 5/1#45@53845"# 8#/ ! 泡细胞的增殖分化及调节卵母细胞发育有关,后期 1QA01<<5"# "@ 6E$ 0131A4"0< /205#D 4C1 ""D1#1<5< "@ +&%’#$ &’,/%/$> +&-$F""*":’&$B’,’&$,S() S):*F,G*F*>[欧阳霞辉,奚耕思,王俊 表达的糖复合物则参与了卵黄膜和卵壳的形成。精 丽,,--S> 中华蚱蜢卵子发生中花生凝集素受体的初步鉴定和 子发生中,早期生精细胞内糖复合物可能与生精细 发育表达> 动物学报,S() S):*F,G*F*] 胞的生长及减数分裂有关,后期精子头部的糖复合 6805::" 7,]1::5 ;,’2AA:5Y5 $^,78D5":5 [,&80D52:" $=,,--S> 物参与精子变形及精卵识别。配子发生是一个复杂 J"A"D08AC538::"38:5<845"#"@D:235/5301<5/21<8#/4C150I805845"#<5#4C1 的生理生化过程,糖复合物究竟如何起作用有待于 38#5#1 Y"#8 A1::235/8 /205#D @"::532:"D1#1<5<> =")%,$* "> 8"*/&)*$% 进一步深入研究。 G’(-"*":7,F(+ )G,):)F)G)FR> 68<4"0 N=, ="08:1< _, 6":" N$, ,--F> L5<4"3C19538: <42/? "@ 参 考 文 献(!"#"$"%&"’) D:?3"3"#\2D841< 5# 8345I1 8#/ AC"4"A105"/538::?.01D01<<1/ 41<45< "@ C89<410(8/("&%’&/-)( $)%$-)()> +&-$ G’(-"&6/4’&$,)-S(,):)+SG $#/0123314456,7892:80" !,&28:45105 ;,605<3" =,,--)> 6?05@"09 31:: )RF> /5@@101#45845"#5# !"#$%&’( (’&)*$ 5< 833"9A8#51/ B? 4C1 8AA1808#31 "@ 605<3"=,;533C5805N,V:58#";,65<838#1$,N5D2"0"$,$#/0123314456, <20@831 D:?3"A0"415#< B1805#D 8:AC8.D8:E$3 41095#841/ 3C85#<> +,$-> ,--F> P1I1:"A5#D@"::53:1<"@4C1<A"441/08?E"%1/#"4$%4"%$-$1QA01<< ./&>,,+(F )):)G*> /5@@101#4D:?3"<5/1 01<5/21< 5# 01:845"# 4" D08#2:"<8 /5@@101#45845"# 8#/ !C8#D(H,618I?J;,%80/05AEK,L1/053MKN,,--O> JC1 0/,"1)(*$/2’( I541::5#11#I1:"A1 @"09845"#> G’(-"*> G’(-"1$-6"*>,)W(O):) --SG 3"04538:D08#2:1 :1345#:3PE$ 3:"#5#D,/1I1:"A91#48: 1QA01<<5"#,8#/ )-))> 5/1#45@53845"# "@ 4C1 1D:1345# @895:? 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T5&’,H8#D HL,]C1#D ]=,,--,> !C8#D1< 5# /5<405B245"# "@ N!$ 8#/ <A135@53 /5@@101#45845"# 8#45D1# 5< 1QA01<<1/ "# 9"2<1 41<4532:80 D109 !"#$.B5#/5#DD:?3"3"#\2D841<"#3053M14<A109<20@831> +&-$F""*":’&$ ’期 吕淑敏等:短额负蝗配子发生过程中蓖麻凝集素受体的分布 ’(# !"#"$%,!(" #):#$%&#’()[奚耕思,杨月红,郑哲民,$(($) 蟋蟀 /0-1/2,:1.OG,34.5/6,#<<") 3BEA?BI1ABP4D08.54E-F:,H’(-.I-PB.4 精子表面*+,及+-.,结合糖复合物的分布变化) 动物学报,!" EM4?@ @4@I?8.4 8FA4? D8M8DBA8AB-. 8.C 8D?-E-@8J ?48DAB-.) &$’% (#):#$%&#’(] &#%’()"$%!"#"$%,$(< $):#N"&#"’)[周占祥,孙秉贵,邓泽沛, /0-1/2,34.5/6,78.592,:1. 2;,#<<=) >-?@8AB-. 8.C D08.54E-F #<<") 牛精子膜:,H’(在获能与顶体反应后的定位变化) 解剖 7G,HIB.CB.55JKD-D-.L158A4E-.@-1E4EM4?@E1?F8D4) &$’%&#%’()"$% 学报,$(< $):#N"&#"’] !"#"$%,$N($):#"(&#"!)[周占祥,邓泽沛,王家鑫,孙秀华, #<<=) 小鼠精子表面麦芽凝集素结合糖复合物的形成与变化) (责任编辑:黄玲巧) 解剖学报,$(N $):#"(&#"!] 图版说明!"#$%&%’()& )* ’+, #$%’,- 图版! 6J8A4! #Q卵子发生第#阶段,示滤泡细胞、卵母细胞阳性反应R04FB?EAEA854-F--54.4EBE,E0-SB.5M-EBABP4?48DAB-.B.F-JJBDJ4D4JJE8.C--DKA4E;$Q卵子发生第 $阶段,示弱阳性反应滤泡细胞,箭头示卵母细胞核周围阳性颗粒R04 E4D-.C EA854 -F --54.4EBE,E0-SB.5 S48T M-EBABP4 ?48DAB-. B. F-JJBDJ4 D4JJE 8.C 8??-SEE0-SB.5M-EBABP45?8.1J4E8?-1.C.1DJ41E-F--DKA4E;’Q卵子发生第’阶段,示阳性反应滤泡细胞和卵母细胞R04A0B?CEA854-F--54.4EBE,E0-SB.5 M-EBABP4?48DAB-.B.F-JJBDJ4D4JJE8.C--DKA4E;!Q卵子发生第!阶段,示胞质内大量阳性颗粒R04F-?A0EA854-F--54.4EBE,E0-SB.5M-EBABP4?48DAB-.-.A04 I?B@[email protected];%Q卵子发生第!阶段,箭头示滤泡细胞连接处阳性颗粒R04F-?A0EA854-F--54.4EBE,8??-SEE0-SB.5M-EBABP45?8.1J4I4AS44. AS-F-JJBDJ4D4JJE;=Q卵子发生第!阶段后期,示胞质边缘阳性颗粒R04J8A4F-?A0EA854-F--54.4EBE,E0-SB.5M-EBABP45?8.1J4-.A04I?B@;NQ卵子发生第 %阶段初期,示胞质边缘阳性颗粒,滤泡细胞弱阳性颗粒R0448?JKFBFA0EA854-F--54.4EBE,E0-SB.5M-EBABP4?48DAB-.B.F-JJBDJ4D4JJE8.C--DKA4E;"Q卵子 发生第%阶段,箭头示卵黄颗粒形成部位阳性颗粒R04FBFA0EA854-F--54.4EBE,8??-SEE0-SB.5M-EBABP45?8.1J48AA04EA8A4-FK-JT5?8.1J4;<Q卵子发生 第=阶段,示滤泡细胞强阳性颗粒,箭头示胞质弱阳性反应R04EBUA0EA854-F--54.4EBE,E0-SB.5048PKM-EBABP45?8.1J4B.F-JJBDJ4D4JJE,8??-SEM-B.AB.5 S48TM-EBABP4?48DAB-.B.--DKA4E;#(Q卵子发生第N阶段,示滤泡细胞阳性颗粒,箭头示卵黄膜阳性反应R04E4P4.A0EA854-F--54.4EBE,E0-SB.5M-EBABP4 5?8.1J4B.F-JJBDJ4D4JJE,8??-SEM-B.AB.5M-EBABP4?48DAB-.-.PBA4JJB.@4@I?8.4;##Q卵子发生第N阶段,示滤泡细胞阳性反应R04E4P4.A0EA854-F--54.4EBE, E0-SB.5M-EBABP45?8.1J4B.F-JJBDJ4D4JJE;#$Q卵子发生第"阶段,箭头示卵黄膜阳性反应R044B50A0EA854-F--54.4EBE,8??-SEE0-SB.5M-EBABP4?48DAB-.-. PBA4JJB.@4@I?8.4;#DV#$D:分别为图中相同数字所代表阶段的阴性对照R04.458ABP4?48DAB-.E0-S.IKA04D-.A?-JE-FRO:[email protected] ?4EM4DABP4EA854E8I-P4) >D:滤泡细胞>-JJBDJ4D4JJE;W:细胞核W1DJ41E;XD:卵母细胞X-DKA4E;Y5:卵黄颗粒Y-JT5?8.1J4;Z@:卵黄膜ZBA4JJB.@4@I?8.4;标尺:D8J4I8? [%("@) 图版# 6J8A4# #) =龄幼虫精巢小管,示精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞阳性反应 R4EABDJ4 A1I1J4 -F =A0 B.EA8? .K@M0,E0-SB.5 M-EBABP4 ?48DAB-. B. [email protected]@,M?B@[email protected]?KEM4?@8A-DKA4;$Q箭头示精原细胞阳性反应,[email protected]@;’Q示 初级精母细胞阳性反应:0-SB.5M-EBABP4?48DAB-.B.M?B@8?KEM4?@8A-DKA4;!Q箭头示初期次级精母细胞阳性颗粒,??-SEE0-SB.5M-EBABP45?8.1J4-.A04 @4@I?8.4-F48?JKE4D-.C8?KEM4?@8A-DKA4;%Q箭头示中期次级精母细胞阳性颗粒,??-SEE0-SB.5M-EBABP45?8.1J4-.A04@4@[email protected]?K EM4?@8A-DKA4;=Q箭头示后期次级精母细胞阳性颗粒,??-SEE0-SB.5M-EBABP45?8.1J4-.A04@4@I?8.4-FJ8A4E4D-.C8?KEM4?@8A-DKA4;NQ箭头示减数分裂 中期次级精母细胞阳性颗粒,??-SEE0-SB.5A04M-EBABP45?8.1J4-.A04@4@I?8.4-FEM4?@8A-DKA4-FA04@4A8M08E4-F@4B-EBE;"Q箭头示变形期精子头部 阳性反应,[email protected]?@8ABC;<Q箭头示成熟精子头部阳性反应,尾部弱阳性反应,??-SEE0-SB.5M-EBABP4?48DAB-.-. [email protected]?48DAB-.-.EM4?@A8BJ;#() 精巢小管整体对照W458ABP4?48DAB-.D-.A?-J-FA4EABDJ4A1I1J4;##Q变形期精子及成熟精子对照 [email protected][email protected]?@) :M:精原细胞:[email protected]@;6E:初级精母细胞6?B@8?K EM4?@8A-DKA4;:E:次级精母细胞:4D-.C8?K EM4?@8A-DKA4;3E:变形精子细胞 [email protected] EM4?@8ABC;:0:精子头部:M4?@048C;:A:精子尾部:M4?@A8BJ;标尺:D8J4I8?[%("@)