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中华鳖精子的储存及其相关结构研究

作　者: 韩向琨
导　师: 陈秋生
学　校: 南京农业大学
专　业: 基础兽医学
关键词: 中华鳖精子储存附睾输卵管
分类号: S917.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

精子储存作为一种特殊的生殖策略，存在于很多爬行动物中。与哺乳动物和鸟类不同，由于多数爬行物种精子成熟、交配及排卵时间相互错位，因此要求精子储存在附睾或输卵管中。目前国内外有关爬行动物精子储存的报道很少，仅见于国外关于海龟、蜥蜴及蛇等少数物种的研究。中华鳖是我国重要的水产养殖物种，具有重要的营养价值和药用价值。但有关中华鳖精子储存尚未见报道。本文以我国特产中华鳖为模式生物，详细探究了我国中华鳖精子储存情况，从组织学、细胞学等多角度研究了中华鳖精子储存器官的生物学特性。以期为我国中华鳖人工养殖、转基因实验提供理论参考，同时为爬行动物精子储存的进一步研究提供线索。实验Ⅰ中华鳖精子在附睾中的储存应用光镜和电镜技术，观察3、5、9和12月份中华鳖雄性生殖道的精子储存，显示与精子储存相关的形态结构和细胞变化．结果表明，中华鳖精子在春季开始发生，秋季成熟并一次性排放到附睾中，冬季精子发生停止，曲细精管处于相对静止期。附睾上皮随季节变换而变化，12月份至3月份附睾管腔增大，腔中储存有大量精子。5月份附睾无明显变化。9月份附睾上皮变的活跃，上皮细胞高度及分泌活动明显增加。附睾上皮及附睾管腔中见有PAS反应阳性物质。附睾上皮主要由主细胞，亮细胞和基细胞组成。超微结构显示附睾上皮细胞中含有大量分泌颗粒，内质网膨大。储存在附睾中的成熟精子结构完整，精子中段由35-40个同心圆状线粒体构成线粒体鞘，中段胞质中含有大量糖原颗粒。在全年中都可观察到附睾中储存有大量精子。实验Ⅱ中华鳖附睾中生精细胞的异质性应用透射电镜和扫描电镜观察中华鳖附睾中精子的储存及发育情况。附睾中储存的成熟精子呈细长的蚯蚓状，结构完整，由头部、连接段、中段、主段和末段组成。分别对附睾头、体、尾三部分进行观察，发现各个部位都存在着大量尚未发育成熟正处于分化阶段的精子，主要有以下几种：1圆形的精子细胞。此时细胞刚处于变态阶段，染色质呈细小的颗粒状，细胞内见有大量的高尔基复合体，正参与顶体复合体的形成，线粒体稀少，多为圆形，可见到此时的线粒体外膜通透性增高，部分膜结构不清楚，电子密度低。扫描电镜下精子细胞呈椭圆形，表面不平整，有部分凹陷。2变态中的精子细胞，此时精子顶体复合体形成，细胞核移向一端，细胞器减少，染色质颗粒逐渐浓缩成均质状，线粒体增多，并变化为多种形状，有的呈哑铃形，嵴少电子密度低。有的呈大的不规则的圆形，仅见一到两层同心圆结构，中间基质分散，有的呈板嵴状排列，基质清亮．胞质中含有大量的脂滴并随其他胞器开始后移。3细胞核染色质进一步浓缩为均质状，核开始拉长，大部分胞质游离于头部末端和中段之间，大量的线粒体演变为同心圆的结构，中间基质致密呈高电子密度状态，此时远端中心粒逐渐伸长，同心圆状线粒体环形排列在中段，形成后期的线粒体鞘。胞质周围有大量环绕的微管并组装成鞭毛的轴丝，将来发育为精子尾部，扫描电镜下胞质周围的轴丝形似笼状，环绕在精子头部。由于胞质部分还没有排出，扫描电镜下看不到中段结构。4精子完整结构基本形成，但在头部末端和中段尚有部分胞质，形成胞质小叶。此外，在附睾中还发现了部分双尾畸形精子。以上结果说明，在中华鳖储存在附睾中的精子具有明显的异质性。实验Ⅲ雌性中华鳖储精小管超微结构及储存子的细胞学研究应用光镜和透射电镜观察雌性中华鳖输卵管中精子储存情况，发现大量精子储存在狭部后段至子宫部前段有限区域，且在子宫部前段储存最多。子宫部前段黏膜皱襞相互融合形成纵行于输卵管的细管，精子储存在这些细管中。雌性与分离5个月后，这些细管中仍能发现大量精子，推测精子至少可以储存150天。构成细管的细胞主要由纤毛细胞和分泌细胞构成。纤毛细胞表面有大量的纤毛，纤毛中间分布着少量微绒毛。分泌细胞中存在大量电子密度不均，形态大小不一的分泌颗粒。分泌物以胞吐的方式分泌到细管管腔中。在储精细管上皮的基底部形成由细胞膜，基底膜，血管层构成的屏障，称之为血管一上皮屏障。该结构在维持储精细管内环境及物质交换中起着重要的作用。腺细胞内含有典型的三种膜包的分泌颗粒：中等电子密度的颗粒，高电子密度颗粒，以及高电子密度且含有同心层状结构的颗粒。这三种分泌颗粒分别代表着腺细胞不同分泌阶段的产物。在上皮细胞之间广泛分布着各种细胞连接，其中包括紧密连接，中间连接，桥粒，以及指状连接，这些细胞连接不但稳定了上皮的结构，而且在细胞间通讯中发挥着重要作用。储精细管中除了储存有成熟精子，还包括部分尚未发育成熟，正处于染色质颗粒浓缩阶段的生精细胞。同时还有一些精子细胞表现出明显的退行性变化，这类精子细胞核膜多皱褶化或不完整。其中最典型的是线粒体结构异常。与正常线粒体比较，主要表现为线粒体呈明显的空泡状变化，同心圆结构消失，中央核心体积变大，电子密度降低。推测与精子长期储存导致活性氧自由基积累过多有关。同时多父来源的雄性精子在储存期间发生竞争，淘汰的精子不能适应储存环境而自发凋亡，从而表现为线粒体结构异常。

全文目录

摘要  5-8
ABSTRACT  8-12
第一篇文献综述  12-29
  第一章爬行动物精子储存研究进展  12-29
    1 雄性爬行动物的精子储存  12-13
    2 雌性爬行动物的精子储存  13-21
      2.1 爬行动物输卵管结构及功能  13-17
      2.2 不同种类雌性爬行动物精子储存情况  17-19
      2.3 精子储存及系统发生  19-21
    3 展望  21-29
第二篇试验研究  29-72
  第二章中华鳖精子在附睾中的储存  29-39
    1 材料与方法  30
    2 结果  30-32
    3 讨论  32-34
    4 参考文献  34-39
  第三章中华鳖附睾中生精细胞的异质性  39-51
    1 材料与方法  40
    2 结果  40-43
    3 讨论  43-44
    4 参考文献  44-51
  第四章雌性中华鳖储精小管超微结构及储存精子的细胞学研究  51-72
    1 材料与方法  52-53
    2 结果  53-55
    3 讨论  55-58
    4 参考文献  58-72
全文总结  72-73
论文发表情况  73-74
致谢  74

中华鳖精子的储存及其相关结构研究

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