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北京油葫芦卵子发生中DNA及RNA动态变化研究



全 文 :北京油葫芦卵子发生中 DNA及 RNA
动态变化研究*
奚耕思**
(陕西师范大学生命科学学院动物研究所 西安 710062)
郎东梅
(山西省长治市晋东南师范专科学校生物化学系 长治 046011)
Variation of DNA and RNA contents in the oogenesis of Teleogryllus mitratus.XI Geng-Si(Institute of Zoology ,
Collegeof Life Sciences , Shaanxi Normal University , Xi′an 710062 , China);LANG Dong-Mei(Department of
Biochemistry , Jindongnan Normal College , Shanxi Province , Changzhi 146011 , China).
Abstract Active variation of DNA and RNA in the oogenesis of Telegryllus mitratus (Burmeister)was investigated
using histochemical methods.The results indicate that DNA synthesis and transcription are mostly active in the oocyte
nucleus during the first stage of oogenesis.Transcription then slows down with oocyte development.The RNA of the
ooplasm is active mostly in translation during the third stage of the oogenesis.Compared with the former , the DNA and
RNA of follicular cells always maintained vigorous transcription and translation activity during most stages of oogenesis ,
especially during the proteineous yolk formation from stages four to six.This phenomenon shows that follicular cells do
not only satisfy their own requirements in division and reproduction but also provide some useful information and
materials for oogenesis.In stages four to six of oogenesis , some information and substances deposited in blood lymph
may take part oocyte construction directly or indirectly through the follicular cell.The results also indicate that , during
the primary stage , the oocyte mainly depend on endogenous information and substances.But during middle and later
stages , some exogenous substances also participate the oocyte development.
Key words Teleogryllus mitratus (Burmeister), oogenesis , DNA , RNA
摘 要 用孚尔根及甲基绿-派洛宁组织化学染色法了解北京油葫芦 Teleogryllus mitratus(Burmeister)卵
子发生各时期阶段中卵内 DNA 及 RNA 动态变化规律。在卵子发生的最初阶段 ,核中 DNA的合成和复
制最活跃 , 以后便慢慢减弱;而 RNA 则在第 2 阶段合成最旺盛。在卵子发生各个阶段 , 滤泡细胞中
DNA , RNA均为阳性反应 , 并在卵细胞的卵黄形成期活动旺盛 , 为卵母细胞卵黄蛋白形成提供物质基础。
卵子发生第 4~ 6阶段 , 滤泡细胞开放时期 ,血淋巴内一些物质可能直接或间接通过滤泡细胞间隙进入
卵母细胞内 ,参与卵母细胞的发育和构建。研究表明卵子发生初期卵母细胞的发育和物质构建主要以
内源性合成积累为主 ,中后期则有外源性物质的参与。
关键词 北京油葫芦 , 卵子发生 , DNA , RNA
*陕西省自然科学基金资助项目(2000SM22)。
**通讯作者 , hsh@mai l.xjtu.edu.cn
收稿日期:2002-03-21 , 修回日期:2002-06-26
    北 京 油 葫 芦 Teleogryllus mitratus
(Burmeister)卵巢属于无滋式 ,其特点是没有卵
原细胞分化的特殊滋养细胞。其卵子发育过程
大致可划分为 3个时期 7 个阶段:即卵母细胞
分化期包括第 1 阶段;卵母细胞生长期包括第
3 ~ 4阶段;卵母细胞卵黄形成期包括第 5 ~ 8
阶段 。划分的主要依据为卵母细胞体积及核内
物质形态变化 ,还有细胞内营养物质及卵黄形
成和积累[ 1] 。在这些时期和各个阶段的卵子发
育过程中 ,卵母细胞明显的形态结构变化与滤
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泡细胞及周围的微环境之间存在密不可分的联
系。为了认识这种联系 ,本文采用组织化学染
色方法[ 2] , 了解北京油葫芦卵子发生过程中
DNA ,RNA的动态变化 ,从本质上对卵细胞发育
信息及物质构建的基本来源做一定探讨 。
1 材料和方法
1.1 实验动物
实验所用北京油葫芦为 5龄 、6龄及成虫 ,
采自西安市南郊玉米地。用草 、菜叶 、肉屑进行
喂养 ,用于实验 。
1.2 实验方法
将5 ~ 10只活体雌性北京油葫芦在生理盐
水中取出卵巢用中性甲醛及 Carnoy 氏液固定 ,
常规石蜡包埋 , 切片 。(1)孚尔根染色显示
DNA ,对照不经过 N-HCL(60°)处理;(2)甲基绿
-派洛宁染色显示 RNA , 对照用 10%过氨酸
(4°)处理 12 h 以上 。
2 结果
2.1 孚尔根染色显示 DNA
孚尔根染色显示在卵子发育的各个阶段
DNA的反应不尽相同 。第 1阶段:卵母细胞体
积较小 ,细胞之间的界限模糊 ,细胞核几乎充满
整个细胞 ,孚尔根染色呈明显的 DNA 阳性反应
(图 1a),说明此时期 , 卵母细胞的核正处于
DNA活动旺盛期 ,DNA 正进行大量复制及合成
转录 RNA ,为第 1次减数分裂作准备。第 2阶
段:卵母细胞进入生长期 ,体积逐渐增大 ,呈单
行排列:细胞核体积增大 ,形成胚泡 ,胚泡中具
细丝状物 ,核仁小而清晰 ,可见其内有呈孚尔根
阳性反应的深色小颗粒(图 1b),此时期胚泡中
DNA活动有减弱的趋势 ,卵母细胞周围排列稀
疏的滤泡细胞 ,着色较深呈明显的孚尔根阳性
反应 。第 3阶段:卵母细胞体积增大 ,胚泡亦增
大 ,仍可见核仁;少数卵母细胞的胚泡内仍可见
孚尔根弱阳性反应小颗粒;滤泡细胞排列整齐
已形成一层包绕在卵母细胞外 ,其内深色小颗
粒数量急剧增多 ,孚尔根反应仍为明显的阳性 ,
由此反映滤泡细胞中 DNA 处于旺盛的活动中
(图 2)。第4阶段:卵母细胞进入卵黄形成期 ,
卵母细胞胞质外围空泡化 ,胚泡内核仁状物质
仍清晰可见 ,但其内孚尔根反应呈阴性(图 3)。
滤泡细胞开始分裂 ,呈多层状态 ,有参与卵母细
胞合成营养物质的趋势 ,此时其内孚尔根反应
呈明显阳性 ,DNA合成转录 RNA活动正处于高
峰期。第5阶段:卵母细胞积累了大量卵黄 ,体
积急剧增加 ,胚泡膜的界线变得模糊(图 4);滤
泡细胞处于分裂状态 ,具双核 ,孚尔根反应仍明
显的阳性 。第 6阶段:卵母细胞内的卵黄积累
已完成 ,胚泡消失;滤泡细胞围着卵母细胞 ,在
靠卵中部为一层扁圆形 ,其内孚尔根染色着色
较深(图 5),与前面阶段相比此时期滤泡细胞
内 DNA的活动已有所减弱 。第 7阶段:卵黄膜
形成 ,滤泡细胞着色仍然较深 , DNA 转录 RNA
活动未能停息(图 6),可能与合成分泌卵壳有
关 。
2.2 甲基绿-派洛宁染色显示 RNA
第 1阶段的卵母细胞彼此间界线模糊 ,细
胞核占大部分 ,核仁着色较深呈 RNA 阳性反
应;卵母细胞质着色较浅 ,为 RNA 弱阳性反应
(图 7a)。第2阶段:卵母细胞进入生长期 ,胚泡
中的核仁颜色加深 ,即 RNA 的合成转录活动正
在进行 ,大量 RNA 已产生;胚泡其余部分色略
浅 ,卵母细胞的胞质着色加深呈雾状(图 7b),
说明此时胞质中的 RNA在进行合成和转译蛋
白质活动;滤泡细胞散布其周围 ,着色浅于卵母
细胞 。第 3阶段:卵母细胞原生质着色逐渐变
浅 ,表明其内 RNA 的合成活动开始减弱;胚泡
着色较浅 ,仅少数卵母细胞的胚泡内有弱阳性
反应的小颗粒(图 8a),由此可知 ,胚泡中 RNA
的活动也开始减弱;滤泡细胞已形成一层 ,其着
色略深于卵母细胞 ,其内 RNA的合成活动已经
开始。第4阶段:卵母细胞进入卵黄形成期 ,卵
原生质开始在边缘出现空泡化(图 9a);此后卵
母细胞随卵黄蛋白的积累体积迅速增大 ,仅在
卵黄颗粒之间的原生质网仍保持 RNA阳性反
应(图 8b ,10 , 11b),卵胞质中 RNA 相对含量减
少;滤泡细胞开始分裂 ,体积增加 ,细胞之间间
隙明显可见 ,每个滤泡细胞四周着色较深 ,即
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图 1~ 6 孚尔根染色 Tf:端丝
1. 1 ,2阶段卵母细胞:a示第 1阶段卵母细胞 , b示第 2阶段卵母细胞×220 2. 第 3阶段卵母细胞 ,箭头示胚泡中小颗粒×250
 3. 第 4阶段卵母细胞 ,箭头示滤泡细胞×250 4. 第 5阶段卵母细胞 ,箭头示胚泡×250 5. 第 6阶段卵母细胞 ,箭头示滤
泡细胞×1 000 6. 第 7阶段卵母细胞 ,卵壳正在形成 ,箭头示卵黄膜×400
图 7~ 11 甲基绿-派洛宁染色
7. 1 , 2阶段卵母细胞:a 示第 1阶段卵母细胞 , b示第 2阶段卵母细胞×250 8. 第 3阶段(a)及第 6阶段卵母细胞×1 000 9.
 第 4阶段(a)及第 3阶段发育后期卵母细胞(b)×500 10. 第 5阶段卵母细胞 , 箭头示胚泡×400 11. 第 6(b)、7(a)阶段卵母
细胞 , 箭头示卵壳×1000
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RNA的合成活动开始(图 9a)。第 5 阶段的卵
母细胞的原生质着色较浅 ,分裂之中的滤泡细
胞着色较深 ,表明此时滤泡细胞内 RNA合成转
译蛋白质活动旺盛 ,并有一部分内容物向卵母
细胞胞质中释放 ,胚泡膜界线模糊(图 10)。第
6阶段:卵原生质近无色;滤泡细胞靠卵母细胞
中部为单层扁圆形 ,其内细胞质及核着色较深 ,
表明 RNA仍处于活动状态(图 8b)。第 7阶段:
卵黄膜形成(图 11a),滤泡细胞扁平状着色较
深 ,其内 RNA活动仍在进行之中 ,可能与合成
和分泌卵壳有关 。
3 讨论
实验结果显示卵母细胞发育第 1阶段 ,细
胞核内DNA处于合成和转录 RNA 的活跃期;
第4阶段以后 DNA 阳性反应物质在卵核中的
消失一般认为是随着卵母细胞核膨胀成胚泡 ,
这些阳性反应物质含量相对下降 , 或核中的
DNA物质完成了它们复制储存特定时期的遗
传信息和把这些信息转录表达为其它分子产物
的使命 ,从而使这些呈阳性反应的物质逐渐转
为阴性。
由于第 1 阶段卵母细胞核中 DNA 大量复
制和转录 ,从而导致第 2 阶段 RNA大量存在 ,
尤其卵母细胞胞质中 RNA反应明显突出 ,这是
由于胚泡中的 RNA 转移至卵胞质中进行合成
及转译蛋白质的结果 。
卵子发生早期的 2 , 3 阶段 , 滤泡细胞内
DNA和 RNA的转录和转译活动主要是为了自
身分裂增殖的需要。而在卵母细胞发育第 4阶
段卵黄形成时期 ,滤泡细胞内 DNA和 RNA 活
动异常活跃 ,该种状态反映了滤泡细胞除了满
足自身发展需要外 ,还要向卵母细胞提供一定
的发育信息及蛋白物质以作为卵母细胞发育构
建物质的一部分。另外 ,在卵母细胞发育第 4
阶段至第 6 阶段 , 也存在滤泡细胞开放现
象[ 3 , 4] ,在这几个发育阶段里随着滤泡细胞分裂
增殖过程中细胞之间间隙的出现 ,卵母细胞内
卵黄蛋白内容物明显增加。该现象表明参与卵
母细胞发育构建的可能还有血淋巴内一些物
质 。由于滤泡细胞间隙存在 ,血淋巴内一些物
质可穿过其间隙直接进入卵母细胞内 。
根据本项实验观察分析可知卵母细胞发生
的早期阶段 ,其发育信息及构建物质均为内源
性 ,而到了中 、后期有外源性物质参与 ,尤其卵
黄蛋白的构建更是如此 。而这些发育信息和相
关物质对影响卵母细胞的细胞质遗传方面起着
一定作用。这些发育信息和相关物质在卵母细
胞发育过程中应该发挥怎样的确切作用还有待
深入研究。
参 考 文 献
1 郎冬梅 , 奚耕思.陕西师范大学学报 , 2001 , 29(4):89 ~
93.
2 孙少轩,牟吉元.山东农业大学学报 ,1986 , 17(3):33~ 43.
3 龚和 , 翟启慧.昆虫学报 , 1979 , 22(2):219~ 236.
4 Raikhel , A.S., Lea A.O.Tissue Cell , 1991, 23:1~ 4.
李实叶蜂的防治
李实叶蜂 Priophorus varipes L.属膜翅目叶蜂科是李果的主要害虫。据在郑州观察 , 一些果园虫果率可达 50%以
上, 被害果实停止生长, 最后死亡脱落 ,小果内充满虫粪 ,造成大幅度减产。现将防治方法总结如下:
(1)休眠期深翻土壤 ,将滞育的虫体埋入深土中 ,次年成虫飞不出来 ,压低越冬基数。(2)3月下旬到 4 月上旬成
虫羽化期 ,在树下及树上喷施 50%的杀螟松乳油1 000 倍或敌杀死 3 000倍液 , 毒杀蛹、成虫及卵。(3)幼虫成熟入土
前, 在树下铺一层塑料布 ,上盖 10 cm 厚的土壤 , 诱集幼虫越冬 , 然后用筛将茧筛出加以处理或将其埋入花盆供测报
用。(4)如果虫果率高, 幼虫脱果前在地面喷施 50%辛硫磷 500~ 1 000 倍液 , 然后耙地或撒敌百虫粉每株树下施 250 g
毒土。(5)7 月或 8 月份将树下的土翻上来晒死滞育的虫体 ,冬季深翻土壤冻死表层的虫体, 以压低越冬基数。(6)
生长季节摘除虫果烧毁。(7)2月底~ 3 月初成虫羽化前 ,树下铺塑料布 ,用土压紧, 使成虫飞不出来 ,减轻危害。
陈冬亚 陈汉杰 张金勇(中国农科院郑州果树研究所 450004)
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