僧帽牡蛎二倍体和三倍体卵母细胞发育的超微结构比较

僧帽牡蛎二倍体和三倍体卵母细胞发育的超微结构比较 第 19 卷 第 3 期 台 湾海 峡Vol . 19 , No . 3 2000 年 9 月 Sep . ,2000 J OU RNAL F O O ECAN GOR PAH Y IN TAIW TARN A T I S 僧帽牡蛎二倍体和三倍体卵母细胞发育 Ξ 的超微结构比较 林 琪 曾志南 吴建绍 陈朴贤 陈 木 ()福建省水产研究所 ,厦门 ,361012 本文利用电子显微镜技术观察僧帽牡蛎二倍体和三倍体初级卵母细 摘 要 胞发育过程中细胞和细胞器的超微结构变化 。结果表明 : 二倍体和三倍体卵母细胞 发育差异明显 。在卵黄形成期 ,二倍体卵母细胞呈椭圆形 ,细胞核呈伪足状突起 ,核 仁呈颗粒状聚合体 ,细胞器多发达 ,合成卵黄粒多 ,细胞膜外有微绒毛 ,卵母细胞生物 合成旺盛 、代谢活动强 ;而三倍体卵母细胞大都呈不规则形状 ,核仁小 、致密 ,细胞器 少且不发达 ,卵黄粒少 ,细胞膜外无微绒毛 ,卵母细胞生物合成及代谢弱 。 关键词僧帽牡蛎 二倍体 三倍体 卵母细胞 超微结构 + 中国图书分类号 Q24 8 贝类三倍体的研究这几年发展很快 ,尤其是三倍体牡蛎在养殖生产上的应用已显示出良 1 ,7 好的前景 。关于牡蛎三倍体的诱导培育 、生长 、生殖等研究已有一些报道,但从超微结构 水平研究三倍体卵母细胞发育尚未见有文献报道 。本文利用电子显微镜技术研究比较僧帽牡 ( ) 蛎 S accost rea cucul l at a二倍体和三倍体初级卵母细胞发育过程中细胞及细胞器的超微结构 变化 ,借以补充贝类三倍体在这方面研究工作的不足 。 1 材料与方法 1 . 1 材料 本实验所用的材料僧帽牡蛎二倍体和三倍体于 1997 年 8 月至 1998 年 10 月间取自厦门 3 同安大嶝牡蛎养殖区 。其中僧帽牡蛎三倍体是 1997 年 4 月用 0 . 5 mg/ dm细胞松弛素 B 诱导 产生的 。 1 . 2 方法 ( φ φ 活体牡蛎迅速剖壳取出卵巢 , 以 = 2 . 5 %戊二醛和 = 1 %锇酸双固定 两者均用 0 . 2 3 ) mol/ dm,p H7 . 2 的磷酸缓冲液配制,饱和醋酸双氧铀块染 ,系列酒精脱水 , Epo n618 包埋 ,包 埋块用 L KB 2 ?型超薄切片机切成厚度 30,50 nm 片子 ,以柠檬酸铅染色 ,J EM2100CX ?型透 射电镜观察和拍照 。 2 结果 2 . 1 僧帽牡蛎二倍体初级卵母细胞发育的超微结构 ( ) Ξ 国家自然科学基金资助项目 39170601 号1 林琪 ,男 ,1970 年 12 月出生 ,助理研究员 1 本文于 1999 年 12 月 6 日收到 1 卵原细胞细胞核大 ,染色质聚结成团块状 ,细胞质少 。卵黄形成初期卵母细胞呈椭圆形 , (细胞排列整齐 。核呈椭圆形 ,染色质呈丝状均匀分布于细胞核中 ,核仁致密 、电子密度深 图版 ) I21。细胞质中线粒体多 ,粗糙型内质网发达 ,核糖体丰富 ,但高尔基复合体少 ,卵黄粒开始出 () 现 ,但体积小 ,细胞膜外出现微绒毛 图 I22。卵黄形成期卵母细胞 ,细胞呈椭圆形并整齐排列 (( ) ) 图版 I21,细胞核呈伪足状突起 图 I24,染色质丝状 ,均匀分布于核中 ,一小部分聚结成团 ( ) 状 。核仁大 ,1 、2 个 ,呈网格状或颗粒状集合体 ,位于核膜周围 图版 I25,有些细胞核外膜扩 () () 张 ,形成核膜泡 图 I26。核孔孔径明显变大 ,为 41,66 nm 图版 I23。细胞质中线粒体多 ,呈 椭圆形 、长条形 ,有的膨胀泡化 ,嵴逐渐消失 ,仅剩残留的痕迹 。有的线粒体内高电子密度的卵 () 黄颗粒慢慢沉积 ,最后形成卵黄粒 图版 I27。核糖体丰富 ,有的聚集成团状 。粗糙型内质网 () 高度发达 ,呈片层状 、条状 图版 I28,有的盘绕成球状或椭球状结构 ,由粗糙型内质网形成卵 () 黄粒非常活跃 图版 I29,光滑型内质网较少见 。随着卵母细胞发育 ,细胞质中逐渐形成和积 累大量卵黄粒 ,且体积和电子密度都增大 ,至成熟卵母细胞 ,细胞内充满卵黄粒 。电镜观察 ,卵 母细胞外布满大量的微绒毛 。 2 . 2 僧帽牡蛎三倍体初级卵母细胞发育的超微结构 ( 卵原细胞呈椭圆形 ,细胞核大 ,染色质聚结成团状分布核中及核周缘 ,细胞质少 图版 ?2) 1。卵黄形成前期卵母细胞 ,细胞核椭圆形 ,染色质丝状 ,有的聚结成团状 ,核仁小 ,致密 ,电子 密度大 。线粒体 、核糖体和粗糙型内质网尚多 ,细胞质中小泡很多 ,卵黄粒开始形成 ,细胞膜外 () 无观察到微绒毛 图版 ?22。在卵黄形成期卵母细胞 ,有些卵母细胞分散分布 ,在细胞之间有 () 滤泡细胞 ;有些聚集在一起呈无规则形状 图版 ?23。卵母细胞细胞核呈椭圆形或不规则形 , ( 有的细胞核分叶 ,核仁小 、致密 、电子密度大 ,染色质聚结成团状分布于细胞核及核膜内缘 图 ) 版 ?24。核孔孔径平均为 45 nm 。大部分卵母细胞细胞质中的核糖体 、线粒体 、粗糙型内质网 和高尔基复合体数量少 ,且不发达 ,尤其是线粒体和粗糙型内质网 。卵黄粒较二倍体少 ,且同 (一卵母细胞中卵黄粒大小相异大 。有些卵母细胞除细胞核及少量卵黄粒外 ,细胞质消失 图版 () ) ?23;有些卵母细胞呈空泡状 图版 ?25。细胞膜外无观察到微绒毛 。一小部分三倍体卵母 () 细胞卵黄粒多 ,成熟时卵黄粒充满卵母细胞 图版 ?26。 讨论 3 林加涵和汪德耀 1983 曾报道二倍体僧帽牡蛎卵母细胞发育的超微结构 ,研究卵母细胞 8 卵黄发生与细胞和核质交换关系;曾志南等 1998 曾对三倍体僧帽牡蛎生殖腺发育进行组 5 织学观察。本文在电镜下比较观察了僧帽牡蛎二倍体和三倍体初级卵母细胞发育的超微 结构变化 。结果表明 ,在卵母细胞卵黄形成期 ,二倍体和三倍体卵母细胞发育差异明显 ,二倍 体卵母细胞核呈伪足状突起 ,有的核外膜扩张形成“核膜泡”“, 核膜泡”是细胞核与细胞质的联 系结构 ,可能是将从染色体来的物质运输到细胞质的一种装置 。而三倍体卵母细胞核虽有突 起 ,但较二倍体少 ,这预示着二倍体卵母细胞核质之间的物质交换远比三倍体强烈 ,这为卵黄 9 合成提供所需的物质和条件 。核仁的最主要功能是合成 r RNA,二倍体卵母细胞核仁大 ,呈 颗粒状或网格状集合体 ,而三倍体卵母细胞核仁小 ,呈致密椭球体 ,这表明二倍体卵母细胞蛋 白质合成旺盛 ,三倍体蛋白质合成弱 。电镜观察到大部分二倍体卵母细胞中线粒体 、核糖体 、 粗糙型内质网和高尔基复合体较三倍体多且发达 ,这表明在卵黄形成期 ,二倍体卵母细胞生物 少相一致 。此外 ,二倍体卵母细胞呈椭圆形 ,排列有序 ,细胞膜外布满微绒毛 ,而大部分三倍体 卵母细胞形状不规则 ,电镜下无观察到细胞膜外有微绒毛 ,这也表明二倍体卵母细胞从细胞外 摄取合成卵黄粒所需的前体物质活动较三倍体活跃 ,因为微绒毛可直接吸收一部分进入基膜 8 的蛋白质到卵母细胞内。关于僧帽牡蛎三倍体卵黄形成期卵母细胞代谢弱 , 卵黄粒合成 少 ,细胞发育受阻的机制尚需进一步研究 ,可以肯定的是 ,三倍体牡蛎卵子发生受阻表现在卵 黄形成期卵母细胞发育障碍 ,这也可能从原始生殖细胞发育时就受到三倍体本身的影响 。参考文献 () 1 曾志南 ,陈木 ,林琪等 . 僧帽牡蛎三倍体的研究. 海洋通报 ,1994 ,13 6:34,40 Downing S L , Allen S K. Induced t riploidy in t he Pacific oyster , Crassost rea gi gas ,op timal t reat ment s wit h cy2 2 tochalasin B depend o n temperat ure. A qu acul t u re ,1987 ,61 :11,15 Akashige S , Fushimi T. Growt h , survival , and glycogen co ntent of t riploid Pacific oyster Crassost rea gi gas in 3 t he waters of Hiroshima ,J apan. N i p pon S uisan Gakk ais hi , 1992 ,58 :1 063,1 071 ( ) Allen S K , Downing S L . Performance of t riploid Pacific oysters , Crassost rea gi gas ThunbergI. Survival , 4 growt h , glycogen cotent and sexual mat uratio n in yearlings. J . Ex p . M a r . B iol . Ecol . , 1986 ,102 :197,208 曾 () 志南 ,陈木 ,林琪等 . 三倍体僧帽牡蛎生殖腺发育观察. 水产学报 ,1998 ,22 2:97,105 5 Allen S K , Downing S L . Performance of t riploid Pacific oysters , Crassost rea gi gas : gametogenesis. Can . J . 6 Fis h . A qu at . S ci . ,1990 ,47 :1 213,1 222 Co x E S , Smit h M S’R , Nell J A et al . St udies o n t riploid oysters in Aust ralia V I. Go nad develop ment in diploid ( ) 7 and t riploid Sydney rock oyster S accost rea com merci al is Iredale and Roughley. J . Ex p . M a r . B iol . Ecol . , 1996 , 197 :101,120( ) ( ) 林加涵 , 汪德耀 . 僧帽牡蛎卵母细胞卵黄发生的超微结构研究 . 厦门大学学报 自然科学版, 1983 , 22 3 : 356,363 8 汪德耀主编 . 普通细胞生物学 . 上海 :上海科学技术出版社 , 1988 . 133 ,134 , 144 ,145 , 199 ,201 , 305 , 307 9 Ul t r a s t r u c t u r e c o mp a ri s o n of d e v e l op m e n t i n o o c y t e s of dip l oi d a n d t rip l oi d o y s t e r , Sa cco stre a cucull at a Lin Qi , Zeng Zhinan ,Wu J ianshao ,Chen Puxian and Chen Mu ( )Fuji an Fis heries Resea rch I nst i t ute , X i a men , 361012 A b s t r a c t Observatio n of ult rast ruct ure of oocytes and vario us o rganellae is co nducted fo r diploid and t riploid oysters , S accost rea cucul l at a , during t heir oocytes develop ment using elect ro nic micro2 scope . The result s indicate t hat oocytes develop ment are o bvio usly different fo r diploid and t riploid oysters. During t he perio d of vitellogenesis , oocytes of diploid oyster are oval2shaped wit h p seu2 dopo dium - like p rocesses nuclei , granular aggregatio n nucleoli , developed o rganellae and numer2 o us yolk granellae in cyto plasm. Microvilli circle ro und oocytes. Bio synt hesis and metabolism ac2 tivate inside . In co nst rast ,mo st oocytes of t riploid are irregular shape ,wit h small and dense nucle2 oli , a small amo unt of o rganellae and fewer yolk granules. No microvilli are o bserved o ut side oocytes . Weak bio synt hesis and metabolism occur . KE YWO RDS S ccost rea cucul l at a , diploid , t riploid , oocyte ult rast ruct ure