外加Cd对两水稻品种细胞超微结构的影响研究

外加Cd对两水稻品种细胞超微结构的影响研究（精选6篇）

篇1：外加Cd对两水稻品种细胞超微结构的影响研究

北方山溪鲵精巢间质细胞的超微结构研究

通过电镜观察研究了北方山溪鲵精巢内间质细胞的超微结构.结果显示,在精子排空后,间质细胞具有发达的滑面内质网、管状嵴线粒体和大量的.脂滴.说明北方山溪鲵在繁殖期排精后,生精小叶周围的间质细胞具有类固醇激素分泌能力.

作 者：作者单位：刊 名：西北农林科技大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF NORTHWEST SCI-TECH UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND FORESTRY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：34(7)分类号：Q959.5+2关键词：北方山溪鲵 精巢 间质细胞 超微结构 类固醇激素分泌

篇2：外加Cd对两水稻品种细胞超微结构的影响研究

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验动物选用体质量2～2.5 kg家兔(急性闭角型青光眼多发于虹膜富含色素的有色人种,2%匹罗卡品主要用于急性闭角型青光眼,因为标准兔虹膜不含色素,而家兔虹膜富含色素,故选用家兔),雌雄不限,由山东大学医学院实验中心提供。药品:2%匹罗卡品滴眼液,由青岛大学医学院附属烟台毓璜顶医院提供。

1.2 方法

1.2.1 分组

将实验用兔分3组(每组10只眼)①A组:对照组,未用2%匹罗卡品眼;②B组:2%匹罗卡品点眼1个月,3次/d;③C组:2%匹罗卡品点眼3个月,3次/d。

1.2.2 取材

将兔四肢固定,断脊髓处死,摘除眼球,分离睫状体,迅速投入2.5%戊二醛中4℃固定1 h,1%四氧化锇后固定1 h。标本分成两组,分别行光镜,透射电镜观察。 30例标本经上述处理后酒精梯度脱水,812树脂包埋。①光镜检查:德国莱卡超薄切片机自制玻璃刀半薄切片,装片美蓝与天蓝的混合液染色,光镜检查拍照;②电镜检查:德国莱卡超薄切片机钻石刀切片,厚度为60～80 nm,200孔铜网捞片,铅-铀双重染色,喷碳,日立H-7000型透射电镜在75 kV下观察拍照。

2 结果

2.1 光镜观察

A组:对照组10只眼,各选取4个不同视野观察睫状体睫状肌细胞的光镜下结构和超微结构。相邻细胞结合紧密,细胞结构完整(图1)。

C组:睫状体由睫状肌和睫状上皮细胞组成,睫状肌是平滑肌,细胞结构不可分辨;低柱状细胞呈浅蓝色,核深染,大小不一,细胞间隙增大,胞浆内可见空泡变性,部分细胞脱失(图2)。

2.2 透射电镜观察

A组:亚细胞结构清楚;细胞膜及核膜连续性好,线粒体数量正常,双层膜结构完整清晰,并可见内部长短不等的嵴结构,内质网形态良好(图3)。

B组:睫状肌细胞内可见很多肌丝和一些线粒体,并可见雪旺细胞,包裹轴索和神经末梢。可见许多形态异常的睫状肌细胞,表现为细胞间隙增大,细胞内细胞器:线粒体肿胀,呈空泡变性。空泡变性既可位于细胞上部,也可位于下部,细胞核多呈圆形,细胞核固缩,部分细胞皱缩,染色质固缩周边化,呈早期凋亡改变(图4、5、6)。

C组:睫状体睫状肌相邻细胞结合疏松,细胞间距增大,胞体缩小,亚细胞结构部分消失。细胞周围胶原纤维不成束,部分胶原纤维稀疏或缺失;细胞内线粒体出现空泡样改变,嵴变短、肿胀,核糖体颗粒脱落。其中7只眼出现程度不等的细胞核膜内陷,5只眼可见染色质凝缩并聚集于核膜周围;7只眼可见线粒体双层膜结构破坏,膜断裂或仅见一层膜结构,6只眼线粒体数量较正常减少约30%;6只眼内质网肿胀、扩张。并可见胞浆固缩,染色质固缩,可见典型凋亡小体(图7、8)。

B组和C组的睫状体上皮细胞在透射电镜下也可见广泛的异常改变:上皮细胞大小形态不一,睫状上皮非色素细胞和睫状上皮色素细胞均可见细胞间隙正大,细胞内高尔基复合体、线粒体、核糖体出现空泡样改变,部分细胞细胞浆皱缩,染色质固缩周边化,呈早期凋亡改变(图9)。

匹罗卡品作为治疗青光眼的有效药物,其主要的药物作用机制为:①使瞳孔括约肌收缩,瞳孔缩小,前房角间隙扩大,房水易于通过巩膜静脉窦进入循环,使眼压降低;②睫状肌的前部肌腱与小梁网及Schlemn管内壁密切联系,睫状肌的收缩导致小梁网的机械性变形,从而加宽小梁网间隙和Schlemn管腔隙,进而使房水流出阻力降低,眼压降低。有研究表明,局部滴用抗青光眼药物可引起结膜细胞学改变,张金英等也证实原发性闭角型青光眼患者长期滴用1%匹罗卡品可对球结膜细胞和球结膜下组织产生明显的不良反应,这种改变与用药时间相关,并且能影响抗青光眼手术的预后。但目前国内外未见有关匹罗卡品影响睫状体细胞凋亡的相关报道[1,2,3,4,5]。

睫状体主要由睫状肌和睫状上皮细胞组成。睫状肌是平滑肌,受副交感神经支配,睫状肌的细胞内部结构与一般平滑肌的相同,但有较厚的基膜将睫状肌分成多个小束,并有较多的神经末梢分布在肌纤维附近,肌纤维间的基质中还有很多成纤维细胞、黑色素细胞、肥大细胞以及有窗孔的毛细血管和血管。睫状上皮是由两层立方形上皮细胞组成,内层为非色素细胞,细胞内含有丰富的线粒体和粗面内质网以及发育较好的高尔基复合体。睫状上皮的非色素细胞参与房水的生成这一过程。外层细胞为色素细胞,细胞内含有大量的色素颗粒,其他细胞器较少。

近年来,细胞凋亡成为医学研究领域中的重要课题,许多疾病的发生都与其密切相关,细胞凋亡可以是生理性的,通过细胞凋亡,机体能有效清除多余、衰老、损伤或异常的细胞,以维持机体的正常功能;然而,在某些情况下,它可以杀死那些尚有功能的有用细胞,引起病理改变。细胞凋亡的检测方法包括免疫组化法,DNA片段分析,流式细胞仪及透射电镜观察等,透射电镜观察到凋亡小体则最具特异性。细胞凋亡的电镜改变为细胞缩小变圆,失去和周围细胞的连接,扩张的内质网与细胞膜融合,细胞膜包绕细胞器和细胞核,染色质固缩周边化,形成新月形、马蹄形、镰刀状及柳叶形等改变,可产生核碎裂,以出苞方式形成凋亡小体;也有的表现为细胞膜完整的皱缩成单一的致密的圆形凋亡小体[6]。

本研究结果显示:经2%匹罗卡品点眼1个月后,透射电镜下可见许多形态异常的睫状肌细胞表现为细胞间隙增大。细胞内细胞器:线粒体肿胀,呈空泡变性。空泡变性既可位于细胞上部,也可位于下部,细胞核多呈圆形,部分细胞的胞膜溶解,细胞坏死,部分细胞皱缩,染色质固缩周边化,呈早期凋亡改变。经2%匹罗卡品长期点眼3个月的兔睫状体睫状肌细胞分布不均匀,部分细胞脱失,细胞形态不一,细胞间隙增大,失去紧密连接,细胞内空泡形成,部分细胞器肿胀,细胞膜溶解,细胞变性坏死;部分细胞皱缩,几乎脱离基底膜,细胞核固缩,并可见见典型凋亡小体,呈现中晚期细胞凋亡改变。睫状肌细胞的这些改变必然导致其功能的降低或丧失。在临床上,青光眼患者长期使用匹罗卡品后,再行抗青光眼手术,虹膜基质萎缩、瞳孔括约肌瘫痪加重,术后降眼压效果不理想。作者推测睫状肌细胞的这些超微结构改变可能就是其原因之一。

本研究结果同时显示:2%匹罗卡品点眼1个月组和2%匹罗卡品点眼3个月组的睫状体上皮细胞在透射电镜下也可见广泛的异常改变:上皮细胞大小形态不一,睫状上皮非色素细胞和睫状上皮色素细胞均可见细胞间隙增大,细胞内高尔基复合体、线粒体、核糖体出现空泡样改变,部分细胞细胞浆皱缩,染色质固缩周边化,呈细胞凋亡改变。由于睫状上皮的非色素细胞参与房水的生成这一过程,短期应用2%匹罗卡品点眼,减少房水的生成,符合匹罗卡品的治疗青光眼降低眼压的作用机制。但长期应用匹罗卡品,作者推测其超微结构中的异常变化及细胞凋亡的增加,会导致睫状体功能降低或丧失。因此,深入研究匹罗卡品的药理作用及细胞凋亡的发生机制,在青光眼的治疗中将有着深远的临床意义。

摘要：目的探讨长期保守治疗应用2%匹罗卡品滴眼液对兔睫状体慢性损伤机制中的超微结构改变及其对兔睫状体细胞凋亡的作用。方法用2%匹罗卡品为兔滴眼1个月和3个月后,取下兔眼球迅速固定,分离睫状体,用光学显微镜和透射电镜观察其形态学改变。结果应用匹罗卡品后,经过一定潜伏期后,睫状体中睫状肌细胞和色素上皮细胞出现细胞凋亡改变:细胞浆空泡变性、溶解及线粒体空泡化,部分细胞皱缩和细胞核固缩、凋亡小体的形成。结论2%匹罗卡品可以诱导兔睫状体中睫状肌细胞凋亡,并且参与兔睫状肌细胞凋亡过程。

关键词：匹罗卡品,睫状体,凋亡,超微结构

参考文献

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[3]Baudouin C,Pisella PJ,Fillacier K.Ocular surface inflammatory changes induced bytopical antiglaucoma drugs:human and animals studies.Ophthalmology,1999,106:556-560.

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[5]张金英,林锦镛,李学勤,等.闭角型青光眼局部使用匹罗卡品对球结膜组织的影响.眼科研究,2002,6(20):234-237.

篇3：外加Cd对两水稻品种细胞超微结构的影响研究

关键词：克恩氏冬青；低温胁迫；叶片细胞；超微结构；Ca2+分布

中圖分类号： Q945.78 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）03-0166-03

克恩氏冬青（Ilex×koehneana ‘Emily Bruner’）为冬青属常绿阔叶小乔木，是近期引进的欧洲冬青杂交品种。许多冬青属在低温胁迫条件下有较好的耐寒性，可以引种到北方地区[1]，一般来说，植物细胞内Ca2+分布及超微结构会随着低温的变化而呈一定的相关性[2]，Ca2+作为胞内第二信使调节着植物体内的许多代谢和发育过程，因而起重要作用[3-6]。为进一步研究克恩氏冬青的生态适应性及其栽培和推广的制约因素，于2012年对克恩氏冬青的耐寒性进行系统研究，解析不同温度条件下克恩氏冬青的解剖结构和低温胁迫的关系，从而深入研究克恩氏冬青的细胞学机制，为克恩氏冬青选育及栽培提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

2012年6月将6种克恩氏冬青扦插于南京林业大学内，待生根后及时上盆，放置于树木园温室内待用。

1.2 方法

将样品在25 ℃下放置1周进行预冷，然后移至人工气候室（-40～25 ℃），以5 ℃为1个阶梯逐级降温，分别降到0、-8、-16 ℃时各维持48 h，及时采取低温处理好的植物顶端叶片迅速切成0.5 mm×0.5 mm的组织块，并沉入到用 0.2 mol/L 磷酸缓冲液（pH值7.2）配制的2%多聚甲醛和2.5%戊二醛混合液中，室温黑暗初固定6 h；然后用含2%焦锑酸钾的缓冲液（pH值 7.6）洗涤3次，每次约0.5 h；再转移到含2%焦锑酸钾的缓冲液（pH值7.6）配制的1%锇酸中，在4 ℃冰箱内固定过夜。将2次固定过的组织块用重蒸水洗涤4次后，再用pH值为10.0的重蒸水（用0.1 mol/L KOH 调节pH值）洗涤2次，每次约0.5 h。随后经系列冷乙醇脱水，环氧丙烷过渡，Epon812（环氧树脂）包埋，LKB-V型超薄切片机切片，切片经0.5%醋酸双氧铀染色，在H-600 型透射电子显微镜下观察照相。

2 结果与分析

2.1 不同低温胁迫下克恩氏冬青叶片细胞的超微结构

2.1.1 0 ℃条件下克恩氏冬青叶片细胞的超微结构

由图1可知，叶绿体仍然紧贴细胞壁排列，细胞核大部分较正常，少部分细胞核的核膜变得模糊，同样近一端分布，液泡中有少量高电子密度的嗜锇物质分布；叶绿体中嗜锇颗粒含量仍然较少且不含淀粉粒，其中叶绿体类囊体片层排列虽然规则、有序，但少部分清晰可见，大部分已模糊不清，线粒体略正常。

2.1.2 -8 ℃条件下克恩氏冬青叶片细胞的超微结构

由图2可知，叶绿体仍然紧贴细胞壁排列，细胞核较正常，仍然近一端分布，液泡中含少量高电子密度的嗜锇物质；叶绿体中嗜锇颗粒含量仍较多，同样不含淀粉粒，其中类囊体片层排列仍然规则、有序；同样，叶绿体大部分类囊体片层排列规则、有序且清晰可见，少部分叶绿体类囊体片层模糊，线粒体略正常。

2.1.3 -16 ℃条件下克恩氏冬青叶片细胞的超微结构

由图3可知，叶绿体已不贴细胞壁排列，叶绿体及其他细胞器散落在细胞中；细胞中含有很少量的高电子密度嗜锇物质，多数叶绿体被膜消失，所含嗜锇颗粒含量较多，不含淀粉粒，其中叶绿体的类囊体片层扩张并且不清晰，细胞核、线粒体受损（图3中的箭头所指的部位为受损部位）。

2.2 低温条件对克恩氏冬青叶片中Ca2+分布的影响

2.2.1 0 ℃条件下克恩氏冬青叶片中Ca2+的分布情况

由图4可知，在0 ℃低温下，克恩氏冬青叶片中的细胞间隙有Ca2+沉淀，在细胞壁外侧、叶绿体膜和液泡膜上的Ca2+沉积比细胞器上多，细胞核上有少量沉淀。

2.2.2 -8 ℃条件下克恩氏冬青叶片中Ca2+的分布情况 由图5可知，在-8 ℃低温胁迫下，克恩氏冬青叶片的细胞壁外侧、细胞间隙上有Ca2+沉积，大多情况下叶绿体、细胞壁、液泡上有少量沉积。

2.2.3 -16 ℃条件下克恩氏冬青叶片中Ca2+的分布情况

由图5、图6可以看出，在-16 ℃低温处理下，Ca2+沉淀明显多于-8 ℃低温处理。类囊体片层或消失或模糊不清，叶绿体游离到细胞内，不再紧贴细胞壁，且多数严重肿胀，细胞中液泡内、细胞质和叶绿体中、细胞壁上有少量Ca2+沉积（图6）。

3 结论与讨论

随着气温越来越低，克恩氏冬青叶肉细胞超微结构出现明显变化。在 0 ℃条件下，克恩氏冬青叶绿体呈长椭圆形且多数紧贴细胞壁分布，细胞核靠近一端，叶绿体片层清晰可见，液泡和叶绿体中有少量高电子密度的嗜锇物质分布，不含淀粉粒。总体来说，叶片细胞较正常，叶色较正常。在 -8 ℃ 条件下，细胞核结构正常，叶绿体稍有膨胀，片层弯曲，嗜锇颗粒增加，出现了较多的环状片层。在-16 ℃条件下，叶片细胞结构遭到严重破坏，嗜锇颗粒增多且变大，细胞内大部分细胞器散乱于细胞内并变得模糊。可见，随着低温胁迫的增强，细胞核、叶绿体等细胞器受损程度也增强，细胞膜系统出现了严重的损伤，主要有叶绿体膜、细胞膜或解体或模糊不清。在0、-8 ℃胁迫下，克恩氏冬青叶片的基本结构没有改变，能适应此低温；而到-16 ℃时，细胞内线粒体受到破坏，说明此时植物体已发生冻害。克恩氏冬青细胞内的超微结构发生变化，说明与其抗寒性密切相关。试验中细胞内的线粒体、叶绿体同样是对低温比较敏感的2个细胞器，而质膜则是低温伤害的首要部位[7]，这说明植物与低温的适应性具有很重要的意义。

克恩氏冬青細胞内Ca2+分布随温度的变化而变化。在 0 ℃ 低温胁迫下，细胞质中的Ca2+浓度很低；到-8 ℃低温条件时，细胞内Ca2+浓度明显增加；到-16 ℃时，克恩氏冬青细胞内 Ca2+浓度增加，并沉淀成聚集状态分布，此时细胞内Ca2+浓度已经超出植物的承受能力，Ca2+浓度平衡被打破，从而破坏和扰乱细胞正常的结构与功能。细胞质内Ca2+变化通过启动细胞内生理生化过程，导致植物的外部抗寒性反应，起着传递和放大信号的作用[8]。此外，Ca2+浓度过度增加会扰乱以无机磷为基础的能量代谢系统[9]。由 Ca2+信使诱发的这一系列变化致使植物发生低温伤害。

参考文献：

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[2]曾爱松，严继勇，宋立晓，等. 甘蓝幼苗叶片超微结构及细胞内Ca2+分布对低温的响应[J]. 华北农学报，2011，26（6）：129-135.

[3]杨凤娟，魏 珉，苏秀荣，等. 不同浓度NO3-胁迫下黄瓜幼苗根系分生区细胞内Ca2+分布为化的差异[J]. 园艺学报，2009，36（9）：1291-1298.

[4]张银志，孙秀兰，刘兴华，等. 低温胁迫和变温处理对李子生理特性的影响[J]. 食品科学，2003，24（2）：134-138.

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篇4：外加Cd对两水稻品种细胞超微结构的影响研究

1 材料和方法

1.1 主要试剂与仪器

高糖DMEM培养基(Gibco公司, 美国);胎牛血清(FBS);四甲基偶氮唑盐(MTT);二甲基亚砜(DMSO);三气培养箱(Nuaire 公司,美国),普通二氧化碳培养箱(Sanyo公司,美国);生物倒置相差显微镜(日本); Bio- Rad型酶联免疫检测仪;透射电镜及照相系统(飞利浦公司,荷兰)。

1.2 人牙周膜成纤维细胞的体外培养和鉴定

取年龄10~14 岁、因正畸需要拔除的健康牙,拔除后立即置含培养液的青霉素瓶中,在超净台内用DMEM培养液冲洗牙齿数遍,用眼科剪刮取牙根中部1/3的牙周膜组织,在DMEM培养液浸润下,将组织剪切成1 mm3大小的碎块,组织块法获得人牙周膜成纤维细胞并传代,取第5 代细胞用于实验。细胞免疫组织化学染色示抗波形丝蛋白染色阳性,抗角蛋白染色阴性,证实其中胚间充质细胞来源。

1.3 缺氧培养及分组

将接种好的 HPLFS分别置于三气培养箱(缺氧组)和5%普通二氧化碳孵箱(正常对照组)环境中培养。缺氧组充入氮气和二氧化碳,设定参数在37℃,O2浓度分别是10%、 5%、2%,CO2浓度 5%,饱和湿度三气培养箱环境中进行轻、中、重度缺氧培养;对照组充入二氧化碳,设定参数在37℃、O2浓度是21%,5%普通CO2孵箱中培养,分别培养0、12、24、48、72 h 后,观察细胞生长状况,并进行实验。

1.4 缺氧对人牙周膜成纤维细胞增殖的影响

取第5 代生长良好的HPLFS,用0.25%胰蛋白酶消化离心,100 ml/L FBS的DMEM吹散细胞成悬液,细胞计数调整密度至 1.7×104/ml,加入96 孔板,每孔200 μl,每组各设4个复孔进行检测,5%普通CO2培养箱中培养24 h,弃去培养液及未贴壁的细胞。无血清培养液24 h 后,更换新鲜20 ml/L FBS的DMEM培养液,每孔200 μl,将细胞置于正常和缺氧环境下培养,培养 0、12、24、48、72 h后每孔加入MTT 溶液 20 μl, 37 ℃继续孵育 4 h, 小心吸弃孔内培养液,每孔加入二甲亚砜 150 μl, 振荡 10 min,选择 490 nm波长,在酶联免疫检测仪上测定各孔的吸光度值(A490nm)。

1.5 缺氧对人牙周膜成纤维细胞超微结构的影响

取第5代生长良好的细胞,用0.25%胰蛋白酶消化后离心,按同种密度 6.0×105/ml 接种细胞于 100 ml培养瓶,5% 普通CO2孵箱中培养 24 h,弃去培养液及未贴壁的细胞,更换新鲜含20 ml/L FBS的DMEM培养液 4 ml,将细胞置于正常和缺氧2%环境下培养,正常组培养72 h,缺氧分别培养 24、48、72 h后,用 0.25% 胰蛋白酶消化细胞,分别收集于离心管中,1 500 r/min离心 15 min,弃上清,用 2.5% 戊二醛固定细胞呈团块 2 h,丙酮梯度脱水,真空干燥,以环氧树脂618包埋,超薄切片,醋酸铀及枸橼酸铅双重染色,透射电镜下观察细胞超微结构。

1.6 统计学处理

运用SPSS 11.5 软件对实验所得数据进行统计,数据以undefined表示,采用单因素方差分析及Least significant difference(LSD) 统计学方法进行组间两两比较, P<0.05 为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 缺氧对人牙周膜成纤维细胞形态学观察

培养0、12 h,倒置相差显微镜下,对照组和缺氧组细胞贴壁良好,呈扁平长梭形或分枝状,单层排列,呈束状或漩涡状走行;24 h, 2 组细胞生长旺盛,细胞增多,胞体丰满,胞核清晰,胞质向外伸出2~3 个长短不同的突出;48、72 h,对照组细胞排列规则更加紧密,中、重度缺氧组(5%、2% O2浓度)细胞不规则稀疏,细胞形态明显收缩,体积变小,突起短小,可见细胞质出现空泡样变,少量细胞崩解死亡(图 1、2)。

2.2 缺氧对人牙周膜成纤维细胞增殖的影响

与对照组相比, 12、24 h,缺氧组细胞生长呈增殖趋势,并随缺氧程度加重细胞保持较强的增殖,重度缺氧组24 h光吸收值增加(P<0.05);与对照组相比,除轻度缺氧组(10% O2浓度)外, 48、72 h细胞生长呈抑制趋势,随缺氧程度加重细胞呈现明显抑制; 48 h重度缺氧组细胞 增 殖受到抑制,吸光度值与对照组相比降低(P< 0.05);培养 72 h,中、重度缺氧组细胞增殖较对照组呈明显抑制作用(P<0.05, P<0.01),实验结果见(表 1)。

2.3 缺氧对人牙周膜成纤维细胞超微结构的影响

重度缺氧对HPLFS超微结构影响结果如图 3:透射电镜下,对照组胞质内有丰富的细胞器,可见粗面内质网和线粒体,有细胞突起,细胞核明显,核膜清楚。细胞缺氧 24 h,胞质内粗面内质网和线粒体明显增多,二者轻度肿胀、膜结构完整,细胞突起增多,细胞外基质分泌增多。缺氧 48 h 组可见细胞内粗面内质网和线粒体减少,线粒体嵴稀疏、紊乱、断裂,细胞突起减少。72 h缺氧组,细胞发生退变,粗面内质网和线粒体较少,细胞突起少,内质网有不同程度脱颗粒现象,溶酶体增多,甚至成囊泡样变,膜结构破坏。

3 讨 论

HPLFS是牙周膜结构稳定和重建的物质基础,一定数量的 HPLFS 增殖分化对牙周组织再生、牙槽骨改建、牙根外吸收等组织学水平的改变具有重要的影响[5]。因而对HPLFS生长增殖活性的研究,对于牙周疾病病因学和治疗学的研究均起到不可替代的作用。

与对照组比较, ①P<0.05, ② P<0.01; 与10%缺氧组比较, ③ P<0.05, ④ P<0.01

对照组(Control) 24 h缺氧组(24 h hypoxia) 48 h缺氧组(48 h hypoxia) 72 h缺氧组(72 h hypoxia)

我们知道医学上所说高原是指海拔在3 000 m 以上,随着海拔的进一步升高大气压随之下降,而空气中氧的百分数不变,因此海拔越高,空气越稀薄,含氧量越低,缺氧程度就越重,人体吸入这种低氧气体,导致机体组织不同程度缺氧,诱发疾病的发生。调查显示高原环境下牙周患病率明显升高[6];Harada等[7]发现缺氧可促进心脏成纤维细胞的增殖及胶原的沉积。有研究表明细胞感受缺氧刺激可产生特异性转录因子——缺氧诱导因子1α,其具有促进和抑制细胞增殖的双重作用[8]。Piret等[9]认为究竟是产生保护作用,还是破坏作用,与细胞缺氧的时间、程度有关系。本实验采用MTT法检测不同程度缺氧对HPLFS的增殖活性。结果表明缺氧组12、24 h,细胞生长呈增殖趋势,并随缺氧程度呈依赖性增强,重度缺氧组24 h吸光度值增加(P<0.05);培养48、72 h,中、重度缺氧组细胞生长呈抑制趋势,随缺氧程度加重细胞呈现明显抑制,48 h重度缺氧组细胞增殖受到抑制,吸光度值较对照组降低(P<0.05);培养 72 h,中、重度缺氧组细胞增殖较对照组呈明显抑制作用(P<0.01)。轻度缺氧组细胞增殖则随时间延长先促进后抑制,但无统计学意义。

细胞的形态结构是研究细胞生物学效应的最基本指标,其改变表明细胞的生长、代谢受到影响。一般来说细胞代谢活动越活跃,所包含的线粒体数目就越多,线粒体内膜和嵴的面积就越大。粗面内质网的主要功能是合成蛋白质,分裂旺盛、增殖迅速的细胞内含有大量的粗面内质网,以提供维持细胞生长所需要的结构蛋白质。本实验通过观察缺氧对细胞超微结构的影响,结果发现重度缺氧24 h时,细胞生长旺盛,细胞数增多,粗面内质网和线粒体数目增多,线粒体嵴的密度增加,细胞突起增多,提示细胞代谢和合成蛋白的能力增强。48 h可见细胞内粗面内质网和线粒体减少,线粒体嵴稀疏、紊乱。表明细胞代谢受阻,生长受到抑制。缺氧72 h则明显抑制了细胞的增殖生长,表现为细胞稀疏,体积变小,细胞发生退变,内质网有不同程度脱颗粒现象,细胞突起少,溶酶体增多。细胞突起少表明细胞向外分泌合成的物质减少;溶酶体是用来清除衰老的细胞器和外来有害物质,其增多是细胞中毒的一种表现形式。因此重度缺氧对细胞超微结构的研究进一步证实,随缺氧时间的延长,细胞增殖生长受到抑制,且对细胞有一定的毒性作用。这与MTT检测细胞增殖的实验结果相符。

本研究结果表明,短期缺氧促进了HPLFS代谢和蛋白质的合成,随缺氧程度加重及时间的延长,HPLFS的增殖明显受到抑制,从而影响牙周膜的改建和修复。提示长期重度缺氧条件可能加重牙周组织破坏程度,引发牙周病的发生,但确切的作用机制需进一步研究。

摘要：目的:体外培养人牙周膜成纤维细胞(HPLFS),观察缺氧对其生长增殖能力的影响。方法:分离培养HPLFS,随机分为21%O2对照组和10%、5%、2%O2缺氧组,采用四唑盐(MTT)比色法检测HPLFS增殖情况,透射电镜下观察细胞超微结构改变。结果:MTT法检测,与对照组比,12h、24h,缺氧对细胞增殖随缺氧程度呈依赖性增强,但重度缺氧(2%O2)24h组具有统计学差异;48h、72h,重度缺氧组细胞增殖与对照组相比明显降低,差别具有统计学意义。透射电镜下,重度缺氧24h细胞胞质内粗面内质网和线粒体明显增多,细胞突起增多;72h细胞发生退变,溶酶体增多。结论:长期重度缺氧条件下,牙周膜的改建和修复功能降低,可能是高原牙周疾病多发、牙周组织破坏较重的重要原因。

关键词：缺氧,人牙周膜成纤维细胞,增殖,超微结构

参考文献

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篇5：外加Cd对两水稻品种细胞超微结构的影响研究

1 材料

二氧化碳培养箱, 购自美国Thermo公司;倒置荧光相差显微镜 (AE31EF-INV型) , 购自麦克奥迪实业有限公司;透射电子显微镜 (JME-1230型) , 购自日本电子公司。

LDH试剂盒, 购自南京建成生物公司;胰蛋白酶、表皮生长因子 (EGF) 、胰岛素-转铁蛋白-硒钠 (ITS) 、胰岛素样生长因子 (IGF) 、D-MEM/F-12和胎牛血清 (FBS) , 均购自Gibco公司;青霉素及链霉素, 购自Amersco公司;胰岛素、氢化考的松、17β-雌二醇以及其他试剂, 均购自Sigma公司。

2 方法

2.1 细胞的培养

无菌采集泌乳中期的健康萨能奶山羊乳腺腺泡组织, 采用组织块法分离乳腺上皮细胞和成纤维细胞, 置于37℃、5%CO2培养箱中进行贴壁培养, 利用差速消化法结合差速贴壁法除去成纤维细胞, 得到纯化的乳腺上皮细胞[2]。

2.2 细胞的处理

以5×105个/m L的细胞密度接种到6孔板, 对照组和处理组各4个重复孔, 每孔加2 m L细胞悬液, 标记后于37℃、5%CO2培养箱中培养;24 h后, 细胞完全汇合, 将培养基分别换成不同浓度的17β-雌二醇 (0, 25, 100, 250, 500μmol/L) 处理的培养基, 继续培养。

2.3 乳腺上皮细胞增殖的检测

以每孔4×103个细胞接种96孔培养板, 12 h后, 更换含有不同浓度[0 (对照组) , 25, 100, 250, 500μmol/L]17β-雌二醇的培养液, 每个浓度设置8个重复。继续培养72 h后, 每孔加入MTT溶液20μL, 轻轻振荡培养板, 并继续温育4 h, 小心吸出孔内上清液后, 每孔加入150μL DMSO, 在酶联免疫检测仪上测定OD570值。

2.4 LDH的测定

以每孔1×104个细胞接种12孔培养板, 并用不同浓度[0 (对照组) , 25, 100, 250, 500μmol/L]17β-雌二醇处理细胞72 h后, 收集细胞培养液, 按LDH试剂盒使用说明进行检测。

2.5 雌激素对奶山羊乳腺上皮细胞超微结构的影响

收集不同浓度[0 (对照组) , 25, 100, 250, 500μmol/L]17β-雌二醇处理的乳腺细胞 (1×106~5×106/m L) , 1 000 r/min离心10 min;去除上清液, 加2.5%戊二醛于4℃固定1 h;用1%锇酸固定1 h;逐级丙酮 (50%~100%) 脱水, Epon812树脂包埋, 制成1μm半薄切片, 甲苯胺兰染色, 组织定位后切成70~80 nm的超薄切片, 用醋酸铀-枸橼酸铅进行双重染色, 在JME-1230型透射电子显微镜下观察乳腺细胞的超微结构 (重点观察细胞器的数量和形态改变以及细胞核的变化等微细结构) 。

2.6 统计分析

每组乳腺上皮细胞均来自同一只山羊个体, 每组试验重复3次, 每个试验的每个处理重复3次。试验数据以“平均值±标准差”表示, 采用SPSS18.0One-way ANOVA进行方差分析与显著性检验。

3 结果与分析

3.1 奶山羊乳腺上皮细胞的形态学鉴定

乳腺组织块接种后7天, 组织块周围有细胞迁出, 9天左右可以看到混合生长的乳腺上皮细胞和成纤维细胞。利用胰酶差速消化法结合差速贴壁法除去成纤维细胞, 得到纯化的乳腺上皮细胞。当细胞汇合后, 乳腺上皮细胞密集生长, 形成圆顶样结构, 呈乳头状, 细胞成片生长可形成上皮细胞特有的拉网结构, 细胞群还形成乳腺腺泡状结构, 呈腔体状, 见图1。

3.2 不同浓度的17β-雌二醇对乳腺上皮细胞增殖的影响 (见图2)

由图2可见:雌激素对山羊乳腺上皮细胞的增殖有明显的促进作用。与对照组相比, 25μmol/L和100μmol/L的17β-雌二醇显著促进山羊乳腺上皮细胞的增殖 (P<0.05) ;250μmol/L和500μmol/L的17β-雌二醇极显著促进山羊乳腺上皮细胞的增殖 (P<0.01) 。

注:与对照组相比, *表示差异显著 (P<0.05) ;**表示差异极显著 (P<0.01) 。

3.3 不同浓度17β-雌二醇对乳腺上皮细胞LDH的影响 (见图3)

试验通过检测从质膜破裂的细胞中释放到培养液中的LDH含量, 从而评价细胞损伤。LDH是细胞内的能量代谢的一种重要标志酶, LDH释放被看做细胞膜完整性的重要指标。由图3可见, 与对照组相比, 25, 250, 500μmol/L的17β-雌二醇处理的乳腺上皮细胞的培养液中的LDH含量差异不显著 (P>0.05) ;而100μmol/L的17β-雌二醇处理的乳腺上皮细胞培养液中LDH的含量极显著增加 (P<0.01) 。

注:与对照组相比, **表示差异极显著 (P<0.01) 。

3.4 不同浓度17β-雌二醇对乳腺上皮细胞超微结构的影响 (见图4~9)

由图4可见, 对照组乳腺上皮细胞的结构清晰, 细胞核形状不规则, 核内的常染色质较少, 异染色质分布在核周围。由图5可见, 细胞质内细胞器较少, 线粒体的体积较小, 呈圆形, 可见核糖体、滑面内质网及粗面内质网, 细胞的近腔面还可见微绒毛。

不同浓度的雌激素处理奶山羊乳腺上皮细胞, 乳腺上皮细胞超微结构发生改变。由图6可见:与对照组相比, 25μmol/L 17β-雌二醇处理的乳腺上皮细胞, 细胞核内核仁明显, 靠近核膜排列;细胞质内细胞器丰富, 有线粒体、糖原颗粒、粗面内质网以及高尔基小泡, 其中高尔基小泡的分布是乳腺上皮功能分泌分化的特征标志;细胞表面微绒毛多且发达。由图7可见, 250μmol/L 17β-雌二醇处理的乳腺上皮细胞蛋白合成功能旺盛, 代谢活动增强, 线粒体体积变大而且数量变多, 高尔基体、粗面内质网等细胞器丰富, 腺腔内分泌物增多。由图8可见, 500μmol/L 17β-雌二醇处理的乳腺上皮细胞, 细胞核大, 核内染色质丰富, 核仁明显, 细胞质内细胞器丰富, 腺细胞呈瘤细胞样形态。而100μmol/L 17β-雌二醇处理的乳腺上皮细胞合成功能及代谢活动降低, 凋亡细胞的数量明显增加, 细胞核变小, 核仁不明显, 细胞质内线粒体、内质网等细胞器体积变小且数量减少 (见图9) , 与对照组相比, 凋亡细胞比较少见。

4 讨论

4.1 雌激素对乳腺上皮细胞增殖的影响

采用MTT法对细胞增殖的检测结果表明, 雌激素于体外可显著刺激山羊乳腺上皮细胞增殖。研究表明, 雌激素通过诱导乳腺细胞分泌生长因子[5,6], 这些生长因子再通过内分泌机制进入血液, 从而影响乳腺的发育。另外, 通过旁分泌或自体分泌, 乳腺内的生长因子也可调节雌激素对乳腺的发育[7]。活体埋植雌激素可引起老鼠和青年母牛的乳腺实质组织增生[8,9];埋植抗雌激素类物质, 则可抑制青年母牛外周区域乳腺管道发育[10]。雌激素通过与血液中的生长因子相互影响, 促进乳腺基质细胞分泌生长因子, 从而促使乳腺上皮细胞发育。对于牛和山羊, 乳腺基质细胞分泌类胰岛素样生长因子IGF-1, 它能促进乳腺发育。有证据表明, 在乳腺癌细胞中雌激素在几个方面与胰岛素生长因子信号转导途径发生相互作用[11]。

雌激素的浓度在产前大量增加[12], 它既能通过垂体前叶释放催乳素从而启动泌乳[13], 又能通过增加催乳素受体数目从而促进泌乳[14]。

4.2 雌激素对乳腺上皮细胞损伤的影响

LDH是细胞内能量代谢的一种重要标志酶, 主要存在于细胞的胞浆内, LDH释放通常被看做细胞膜是否完整的重要指标, 因此LDH含量的高低通常作为细胞损伤程度的一个重要指标[15]。细胞受到损伤造成细胞膜结构破坏, 细胞浆内的酶就会释放到培养液里, 其中LDH的活性较为稳定[16]。25, 250, 500μmol/L的17β-雌二醇处理乳腺上皮细胞, 形态性损伤不明显, 具体损伤程度还需进一步研究。但100μmol/L的17β-雌二醇对乳腺上皮细胞的损伤较大, 造成严重的形态性损伤, 而且与对照组差异极显著。

4.3 雌激素对乳腺上皮细胞超微结构的影响

细胞超微结构的变化是检测细胞损伤以及凋亡较常用的方法之一, 本试验通过透射电镜观察法研究雌激素对乳腺上皮细胞的影响。100μmol/L的17β-雌二醇处理的乳腺上皮细胞, 细胞核收缩变小, 核仁不明显, 常染色质浓缩为异染色质, 逐渐边集于核膜的内层, 说明细胞代谢活动降低。细胞核是遗传信息的载体, 细胞的调节中心。细胞核中DNA含量是保持恒定不变的, 主要以具有遗传活性的常染色质和不具有遗传活性的异染色质的形式存在, 而且他们的含量常因细胞类型和机能状态不同而有差别。凡是代谢活动旺盛的、进行多种合成机能的细胞, 需要从细胞核DNA转录大量信息运送到细胞质内, 常染色质多, 而异染色质少;反之, 不需要从细胞核向细胞质运送大量信息, 异染色质多, 常染色质少, 细胞代谢活动低[17]。本试验结果表明:100μmol/L 17β-雌二醇对细胞核的信息运送产生了抑制作用, 细胞代谢处于抑制状态;而25, 250, 500μmol/L 17β-雌二醇促进了细胞核的信息运送, 细胞代谢处于活跃状态。100μmol/L 17β-雌二醇处理后的乳腺上皮细胞, 细胞器结构发生改变, 尤其以线粒体的变化最为显著, 表现为线粒体肿胀、线粒体膜解体、空泡化以及嵴数目减少、排列紊乱等, 这可能与钙离子重新分布后引起线粒体膜电位下降, 继而破坏线粒体蛋白质转运[1]有关。此外, 笔者还在100μmol/L的17β-雌二醇处理的乳腺上皮细胞中观察到凋亡小体。死亡细胞的核DNA在核小体连接处断裂成核小体片段, 并向核膜下或中央异染色质区聚集形成浓缩的染色质块。随着染色质不断聚集, 核纤层断裂消失, 核膜在核孔处断裂, 形成核碎片, 细胞质浓缩, 细胞体积减小。凋亡细胞经核碎裂形成染色质块 (核碎片) , 然后整个细胞通过发芽、起泡等方式形成一个球形的突起, 并在其根部变窄而脱落形成一些大小不等以及内含胞质、细胞器及核碎片的小体称为凋亡小体。本试验与参考文献[18-19]报道的上皮细胞凋亡过程中的线粒体的形态变化相类似。许多研究表明, 线粒体损伤是导致细胞凋亡的中心环节, 引发了细胞凋亡的级联反应。

5 结论

篇6：外加Cd对两水稻品种细胞超微结构的影响研究

近几年, 国内外学者对鱼类精子结构及生理意义的研究有很多, 对其精子质膜内晶格状结构的特征及功能, 核膜孔分布的区域特异性的来源及作用, 普遍存在于鱼类精子核内的核空泡结构的生理意义, 发达的核凹窝和中片与体内受精方式的联系[1], 精子中段线粒体的数目及排列方式与精子活力的关系, 精子顶体的有无及来源等许多方面的研究越来越重视。精子的结构及生理、生化作用往往影响其受精生物学过程。有关青海湖裸鲤精子细胞的超微结构也未见报道。青海湖裸鲤精子顶体鞭毛的结构, 精子核膜的区域化程度, 精子质膜的结构特点, 精细胞内有无近、远端中心粒, 中心粒的排列方式以及精子表面大分子物质的分布部位等方面均可以作为区别种类的依据[2,3,4]。从精子超微结构以及精子表面大分子识别物质的分布差异等角度研究青海湖裸鲤的系统演化将是一个重要的研究领域, 在生殖进化生物学研究中具有广阔的前景[5]。

1 材料

1.1 试验动物

青海湖裸鲤, 由青海湖裸鲤救护中心赠送。选择生殖周期为Ⅴ期的雄鱼个体 (雄性个体体长200.0～230.0 mm, 体重65.0～70.0 g, 4～5年龄) 。试验鱼要求活跃健壮、体表鲜亮完好。

1.2 试验准备

1.2.1 精液的采集

采精前将所选雄鱼体表水分擦干, 用手轻压鱼腹部使精液流出, 滴入干燥冰浴玻璃平皿中, 试验用精液呈乳白色、黏稠, 无血、尿、黏液等污染。采精时注意避免高温和阳光直射。每次采集精液后的试验应在20～30 min内完成, 避免精子长时间暴露于空气中而对精子活性产生影响。

1.2.2 试剂的配制

1) 多聚甲醛:将A液 (多聚甲醛20 g, 双蒸水250 mL) 置于60 ℃水浴锅中, 滴加NaOH (约10滴) , 振荡至全部溶解, 冷却。将B液 (磷酸氢二钠5.45 g, 磷酸二氢钠1.6 g, 双蒸水250 mL) 加入A液后, 调pH值至7.4, 加双蒸水至总量为1 000 mL, 4 ℃贮存, 备用。2) 5%戊二醛:将0.2 mol/L磷酸缓冲液50 mL加入25%戊二醛20 mL中, 再加双蒸水至100 mL。3) 1%盐酸乙醇:将1 mL浓盐酸用95%乙醇稀释至100 mL。4) 促蓝液:称取NaHCO3 0.35 g、MgSO4 2 g溶于100 mL纯化水中。5) 曙红Y (醇溶液) :将1 g曙红溶于100 mL纯化水中, 加几滴冰醋酸。

2 方法

2.1 组织学观察

1) 固定:

用于光镜观察的精巢样品用多聚甲醛液固定24 h 以上。

2) 洗涤与脱水:

将固定后的组织切成块, 放入烧杯中用流水冲洗30 min, 乙醇为脱水剂, 按照70%乙醇 (2 h) 、75%乙醇 (2 h) 、80%乙醇 (过夜) 、85%乙醇 (90 min) 、90%乙醇 (2 h) 、95%乙醇 (2 h) 、100%乙醇Ⅰ (30 min) 、100%乙醇Ⅱ (30 min) 的浓度梯度脱水。

3) 透明:

在1∶1的二甲苯和乙醇溶液中透明30 min, 然后在二甲苯Ⅰ和二甲苯Ⅱ中各透明30 min。

4) 浸蜡与包埋:

在60 ℃的烘箱中, 先将组织放入1∶1的二甲苯和石蜡中浸渍2次, 各25 min。然后放入熔化的石蜡中浸渍2次, 各60 min。浸蜡后的组织材料块放在装有蜡液的容器中冷却, 制成蜡块。

5) 切片:

将包埋好的蜡块用刀片修成规整的梯形结构, 以少许热蜡液将其底部迅速贴附于小木块上, 夹在轮转式切片机的蜡块钳内, 使蜡块切面与切片刀刃平行, 旋紧。切片厚度为5～6 μm, 用毛笔轻托放在纸上。

6) 贴片与烤片:

将蜡片置于载玻片上, 铺正, 再滴几滴温水, 使蜡片铺展, 最后用滤纸吸除多余水分, 将载玻片放入37 ℃的温箱中干燥1 d。

7) 脱蜡:

二甲苯Ⅰ (15 min) → 二甲苯Ⅱ (15 min) →1∶1的二甲苯和100%乙醇 (20 min) →100%乙醇 (15 min) →100%乙醇 (15 min) →95%乙醇 (20 min) →85%乙醇 (20 min) →75%乙醇 (20 min) →纯化水 (20 min) 。

8) 苏木精-伊红 (H.E.) 染色:

苏木精染色 (10 min) →流水稍洗去苏木精液 (1 min) →1%盐酸乙醇 (10 min) →稍水洗 (1 min) →促蓝液 (1 min) →流水冲洗 (15 min) →纯化水过洗 (1 min) →0.5%曙红液染色 (5 min) →纯化水稍洗 (1 min) →75%乙醇 (15 min) →85%乙醇 (15 min) →95%乙醇 (15 min) →100%乙醇Ⅰ (15 min) →100%乙醇Ⅱ (15 min) →1∶1的二甲苯和100%乙醇 (15 min) →二甲苯Ⅰ (15 min) →二甲苯Ⅱ (15 min) 。

9) 封片、观察:

将染色后的载玻片用中性树胶进行封片, 然后在显微镜下进行观察并拍照。

2.2 扫描电镜观察

1) 用于扫描电镜观察的性腺组织用5%戊二醛 (pH值7.4, 0～4 ℃) 进行前固定;2) 倒掉固定液, 用0.1 mol/L PBS缓冲液冲洗3次, 每次15 min;3) 再用1%饿酸 (pH值7.4) 进行后固定;4) 倒掉固定液, 用0.1 mol/L PBS缓冲液冲洗3次, 每次15 min;5) 用梯度浓度 (70%、75%、80%、85%、90%、95%) 的乙醇溶液对样品进行脱水处理, 每种浓度处理15 min, 再用100%乙醇处理2次, 每次20 min;6) 用乙醇与醋酸异戊酯的混合液 (1∶1) 处理样品30 min, 再用纯醋酸异戊酯处理样品1 h;7) 临界点干燥, 镀膜, 观察。

3 结果与分析

3.1 组织学观察结果

3.1.1 精巢的组织学结构

光镜下观察性成熟个体精巢的纵切面和横切面, 可见青海湖裸鲤精巢由外膜和实质组成 (见183页彩图1) 。外膜是一层结缔组织膜, 实质部分由许多精小叶、小叶间质和输出管构成。

精小叶呈管状, 形状及分布不规则 (见183页彩图2) 。精子细胞发育为成熟精子, 精小囊壁破裂, 精子溢出至小叶腔。小叶腔壁很薄, 小叶腔和输精管中充满大量的成熟精子 (见183页彩图3) , 呈涡流状, 只在靠近小叶腔壁的地方有一圈空隙 (见183页彩图2) 。

3.1.2 H.E.染色结果

常规H.E.染色得出的结果是细胞浆为红色, 细胞核为蓝紫色。由183页彩图2, 3可知:精小叶中的精子全部呈蓝紫色, 说明精子细胞的头部主要由细胞核组成。

3.2 扫描电镜观察结果

精子由头部、中部和尾部 (鞭毛) 组成 (见183页彩图4) 。头部的主要结构是细胞核 (通过H.E.染色可知) 。细胞核占精子头部的大部分空间, 精子头部平均长径为 (2.63±0.35) μm (见183页彩图5, 6) , 平均短径为 (1.66±0.12) μm (见183页彩图5, 6) 。青海湖裸鲤的精子未见顶体 (见183页彩图5) 。精子的尾部即为鞭毛, 鞭毛细长, 长 (43.6±5.2) μm (见183页彩图7) , 鞭毛上未发现有侧鳍 (见183页彩图8) 。

4 讨论

4.1 精巢的组织学结构

青海湖裸鲤的精巢与大多数硬骨鱼相同, 均属于小叶型[6], 具有小叶型精巢的显著特点:精原细胞存在于精小叶的边缘处;随着精巢的不断发育, 由同一时期生殖细胞组成的精小囊逐渐向中央的小叶腔部位移动, 当生殖细胞发育为成熟精子后, 精小囊壁破裂, 精子被释放入小叶腔内, 然后再流入输出管中, 最后到达贮精囊中。因此, 成熟精子只存在于小叶腔、输出管及贮精囊内。

采用精巢发育时期为Ⅳ期末～Ⅴ期的精巢作为研究对象, 也就是精子的成熟期。通过对此时期青海湖裸鲤精巢的组织学观察, 可以清楚地看到精小叶呈辐射状排列于输出管外方, 精小叶直接与输出管相连, 这与郑小真等[7]的研究结果基本相同。

当精子成熟后精小囊破裂, 精子被释放到小叶腔内[6,8]。但对于精小囊破裂的机理、具体时期以及破裂后构成精小囊的支持细胞的变化情况等还有待于进一步研究。

4.2 精子头部

4.2.1 顶体

青海湖裸鲤精子未见顶体 (见183页彩图5, 6) 。胡家会等[9]推测硬骨鱼类的精子无顶体, 主要是为了适应在流水中的体外受精。顶体的有无是进行鱼类精子超微结构研究非常关键的问题, 顶体的有无也决定精子是如何进入卵子的, 有顶体的精子在精卵结合时会发生顶体效应, 而无顶体的精子则通过鱼卵上的卵膜孔进入卵子。青海湖裸鲤精子无顶体可能也是其受精率低的原因之一。

4.2.2 细胞核

青海湖裸鲤精子头部主要结构是细胞核, 呈椭圆形。不同种类硬骨鱼头部细胞核的形态结构差异较大。青海湖裸鲤精子细胞的细胞核与金鱼等多数硬骨鱼类精子相同, 头部致密的细胞核外被核膜和质膜紧密包围, 质膜内分布着许多直径为0.005～0.010 μm的蛋白颗粒, 蛋白颗粒在赤道线附近呈有序排列, 构成晶格状结构。

4.2.3 核凹窝

硬骨鱼类精子头部细胞核的后端一般都有核凹窝, 有些鱼类如鲤鱼精子的植入窝则偏于核的一侧。胭脂鱼精子的植入窝较深, 约为核的2/3, 与红鳍东方鲀、黄颡鱼、江黄颡、长吻鮠、革胡子鲇等精子的特点相似, 而斜带石斑鱼、鲤鱼、草鱼、兴国红鲤等精子的植入窝却较浅。研究中, 扫描电镜并不能观察出青海湖裸鲤是否具有核凹窝, 还需要利用透射电镜进一步观察。

4.3 精子尾部

青海湖裸鲤精子尾部无侧鳍 (见183页彩图8) 。这与圆斑星鲽、玫瑰无须鲃、鲶、叉尾鲶 (斑点叉尾鮰) 、斜带石斑鱼等相同[10]。鞭毛是精子的运动器官, 侧鳍能影响精子的游泳速率, 从而影响受精效率, 侧鳍可能改善精子鞭毛的游泳速率, 有利于提高受精率;而Afzelius则认为侧鳍与精子游泳速率的提高无关。有人认为侧鳍可能是鱼类体外受精时精子的移动和定位的一种适应, 而X.Mattei指出侧鳍显然与这一适应无关, 是因为一些体内受精的物种的精子也具有这一结构。而青海湖裸鲤的受精率很低, 因此可以认为无侧鳍可能影响青海湖裸鲤的繁殖。

5 结论

在光学显微镜下, 青海湖裸鲤精巢分为外膜和实质。精小叶呈管状, 形状及分布不规则。主要由细胞核组成, 核内染色质致密。扫描电镜测定结果表明:青海湖裸鲤的精子主要分为头部、中部和尾部 (鞭毛) , 头部呈椭圆形或近圆形。精子的头部长径为 (2.63±0.35) μm, 短径为 (1.66±0.12) μm, 头部无顶体, 尾部长 (43.6±5.2) μm。精子尾部无侧鳍。

参考文献

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