全 文 ：纹藤壶和鳞笠藤壶雄性生殖
系统的初步研究＊
王艺磊　　　　　　　　　张子平
(集美大学水产学院养殖系 , 厦门 361021)　　　(香港城市大学生物与化学系　香港)
成　华　　李少菁
(厦门大学海洋学系 , 厦门 361005)
摘　要　　对厦门海区的纹藤壶　Balanus amphitrite amphitrite 和鳞笠藤壶　Tetraclita squamosa
squamosa　雄性生殖系统进行解剖学 、组织学和细胞化学的研究。结果表明:两种藤壶的雄性
生殖系统均由精巢 、输精管 、贮精囊及交接器 4 部分组成。精巢内依次排列有精原细胞 、精母
细胞 、精子细胞和成熟精子。输精管由一层上皮细胞围成 ,内可见成熟精子 , 贮精囊前端管壁
结构与输精管相似 ,后端管壁厚 , 可分为 4层结构。交接器结构复杂 ,内层为射精管 ,外层结构
与贮精囊后段相似。精子为线形 ,头部附属小滴内有4—6个致密斑 ,鞭毛沿头部一侧着生。初步
探讨了不同发育阶段的雄性生殖细胞碱性蛋白的变化及附属小滴的细胞化学特性及生理学特性。
关键词　　雄性生殖系统　解剖学　组织学　细胞化学　纹藤壶　鳞笠藤壶
分类号　　Q492.4
藤壶是甲壳纲蔓足类的重要代表之一 ,是世界上分布最广 、数量最多的一类海洋污损
生物 。藤壶的浮游幼体是一种优质饵料 。对藤壶的生殖系统进行研究 ,在海洋环境保护
和海洋生态学方面都有积极意义 ,也可为养殖业发展一种优质饵料提供一定的科学依据 。
目前 ,对藤壶生殖系统的研究较少[ 1—3] ,国内这方面的研究更显薄弱。只有堵南山[ 4]对蔓
足类生殖系统解剖学的研究 ,王艺磊等1)对纹藤壶 Balanus amphitrite amphitrite 　精子发生
和成熟精子的超微结构的研究 。另外 ,蔓足类的精子是甲壳纲中具鞭毛的一类精子 ,与甲
壳纲中一些无鞭毛的精子如桡足类 、十足目等的精子存在明显差异 ,且精子附属小滴相当
特别 。本文从解剖学 、组织学 、细胞化学水平对纹藤壶和鳞笠藤壶 Tetraclita squamosa
squamosa 的雄性生殖系统进行初步研究。
1　材料和方法
实验用纹藤壶采自厦门集美海边 ,鳞笠藤壶采自厦门鼓浪屿及厦门大学海边。
1998-01-21收稿;1998-03-20收修改稿。
第一作者简介:王艺磊 ,女 , 1963年生 ,博士 ,副教授 ,目前主要从事甲壳动物生殖细胞和受精生物学研究。
＊福建省自然科学基金资助项目(项目批准号:C95030 , C97036)。
1)王艺磊 、张子平 、李少菁 ,纹藤壶精子发生和成熟精子的超微结构研究 ,(动物学报, 1999年第 4期)。
　第 18 卷　第 4 期
1 9 9 9 年 1 0 月　　　　　　　　　
热 带 海 洋
TROPIC OCEANOLOGY
　　　　　　　　　　Vol.18 , No.4
Oct., 19 9 9　
　　取其雄性生殖系统 ,用 Bouin氏固定液固定 ,经脱水 ,透蜡透明 ,包埋 ,石蜡连续切片
(6μm),中性树胶封藏。碱性蛋白以氨银反应(ASR)显示:组织块在 2%多聚甲醛-2.5%
戊二醛固定液中固定 2h后 ,用 0.1mol·L-1的磷酸缓冲液(pH 为 7.2)冲洗过夜 ,蒸馏水冲
洗20min ,入氨银溶液中摆染 5min后 ,蒸馏水冲洗 5min ,入 3%福尔马林 10min ,水洗 ,经脱
水 ,透明 ,石蜡切片。对照组在固定前用 0.25mol·L-1盐酸萃取 1h ,期间换液3次[ 5] 。
为研究附属小滴的细胞化学特性 ,取两种藤壶的贮精囊置于洁净的载玻片上 ,做成精
子涂片。用10%福尔马林固定或 10%福尔马林和 Carnoy s双重固定 。以碱性染料(0.1%
天青A ,5%姬姆萨 ,0.1%甲苯胺蓝)和酸性染料(0.1%棉蓝)测定附属小滴的酸碱性;以氨
银反应[ 2]测定碱性蛋白;以PAS反应测多糖;用 0.3%苏丹 Ⅲ或苏丹黑 B测脂类;用改良
的 Br¨uckner反应测糖脂[ 6] ;以Gomori s法测酸性磷酸酶[ 7] 。
为探讨附属小滴的丢失条件 ,以不同 pH 的酸碱性海水 ,无 Ca2+ ,Mg2+的人工海水或
Ca2+过量的海水检测 。
以上结果于光镜下观察 ,OLYMPUS显微镜摄影。
2　结　果
2.1　解剖
两种藤壶的雄性生殖系统相同 ,均包括:精巢 ,输精管 ,贮精囊及交接器(图 1)。
图 1　纹藤壶雄性生殖系统解剖图
Fig.1　Dissection drawing of male reproductive system of Balanus amphitrite amphitrite
2.1.1　精巢
成熟的精巢由乳白色小囊组成 ,饱满 ,呈树枝状 ,密集于贮精囊及胃肠等内脏器官周
围 ,数量极多。
2.1.2　输精管
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每个精巢均发出 1条输精管 ,极细小 ,丝状 ,各输精管会合而成贮精囊。
2.1.3　贮精囊
贮精囊1对 ,乳白色 ,附着于胃肠壁的左右两侧 ,几乎贯穿整个身体(除蔓足部分)。
贮精囊弯曲 ,从前端至末端逐渐变细。最膨大处约 1.0—1.5mm ,末端极细 ,呈丝状。贮精
囊内充满成熟的精子 ,显微镜下可见精子游动活泼 。
2.1.4　交接器
交接器着生于腹部末端 ,长管状 ,末端逐渐变细 ,表面具环纹。交接器夹生于蔓足之
间。生殖期可从外套孔中伸出 。伸长的交接器可达体长的 2—3倍长 。
依据以上几部分的解剖 ,我们以纹藤壶为代表绘出藤壶的雄性生殖系统解剖图(图
1)。
2.2　组织学
两种藤壶的组织学没有明显差别 ,为方便起见 ,图片及照片大小均选用纹藤壶为代
表。
2.2.1　精巢
精巢外被结缔组织薄膜 ,内部有以下几类生殖细胞:
精原细胞　　位于精巢管腔基部。细胞体积较大 ,圆形 ,直径约 5μm 。细胞核染色较
淡 ,核圆形 ,核径约 4.0—4.5μm(图版Ⅰ :1 ,2)。
初级精母细胞　　初级精母细胞由精原细胞分裂而成 。细胞圆形或椭圆形 ,直径比
精原细胞小 ,约 4μm 。细胞核圆形 ,染色较深 ,核径约 3μm(图版 Ⅰ:1 ,3)。
次级精母细胞　　次级精母细胞由初级精母细胞减数分裂而来 。细胞圆形或椭圆
形 ,比初级精母细胞小 , 直径约 3μm 。细胞核圆形 , 染色亦较深 , 核径约 3μm(图版
Ⅰ:1 ,3)。 　　　
精子细胞　　细胞长椭圆形 ,细胞核卵圆形 ,核径约 1.5μm ,染色亦较深(图版 Ⅰ:3)。
精子　　纹藤壶和鳞笠藤壶的精子为线形带有附属小滴的鞭毛型精子 ,附属小滴内
有4 —6个致密斑(图版 Ⅰ:4),多数为 4个。鞭毛沿头部一侧着生 ,并在头部伸出较短的
一段(图版 Ⅰ:5)。尾部长约为头部的 5—7倍 。
各类生殖细胞的分布显示出一定的规律性 ,一般从早期至晚期的各类生殖细胞在精
巢管腔中按照从外到内的顺序排列 。
2.2.2　输精管
输精管由 1层上皮细胞围成 ,外包 1层结缔组织薄膜 ,内部可见成熟精子(图版 Ⅰ :
6)。
2.2.3　贮精囊
贮精囊前后部的结构不同 。前部管壁的结构与输精管相同(图版Ⅰ :7),后部管壁的
结构由外向内依次为:结缔组织薄膜 ,单层扁平上皮 ,多层纵肌细胞组成的平滑肌层 ,单层
立方上皮(图版 Ⅰ:8)。贮精囊内充满成熟的精子(图版Ⅰ :7 ,8)。
2.2.4　交接器
交接器的结构较复杂 ,可分为内外两层。内层为射精管 ,射精管的结构又可分为 2
层:内层为单层柱状上皮 ,细胞核位于细胞的基部;外层为环行肌层。交接器的外层结构
77第 4期　　　　　　　王艺磊等:纹藤壶和鳞笠藤壶雄性生殖系统的初步研究
由外至内可分 4层 ,与贮精囊后段的结构相似(图版 Ⅰ:9)。两侧贮精囊的末端在交接器
内首先并行(图版Ⅰ :10),而后合成1条射精管(图版Ⅰ :11)。
2.3　细胞化学
2.3.1　不同发育阶段的雄性生殖细胞
细胞碱性蛋白的变化从精原细胞 ,初级 、次级精母细胞 ,精子细胞和成熟精子 ,其核均
呈ASR阳性反应 , 但反应强弱不同 , 精原细胞淡黄色 ,初级 、次级精子细胞为黄色 ,
精子细胞为深黄 , 而成熟精子的核(贯穿鞭毛)呈棕褐色 ,说明了 ASR反应逐渐增
强 。
2.3.2　附属小滴细胞化学特性
纹藤壶和鳞笠藤壶附属小滴均含有嗜酸和嗜碱成分 ,但对多糖 、脂类 、糖脂和酸性磷
酸酶呈阴性反应 。ASR反应是附属小滴内的致密斑呈淡黄色阳性反应(图版Ⅰ :12),证明
有碱性蛋白的存在 ,测定结果列于表1 。
表 1　纹藤壶和鳞笠藤壶的精子附属小滴之细胞化学特性
Tab.1　Cytochemical nature of sperm accessory bodies of Balanus amphitrite amphitrite
and Tetraclita squamosa squamosa
所测物质 染色方法 结　果
酸性成份(Ⅱ)
0.1%天青A +
5%姬姆萨 +
0.1%甲苯胺蓝 +
碱性成分(Ⅱ)
0.1%棉蓝 +
ASR反应 +
多糖(Ⅰ) PAS反应 -
脂类(Ⅰ)
0.3%苏丹Ⅲ -
0.3%苏丹黑 B -
糖脂(Ⅰ) 改良 Br¨uckner反应 -
酸性磷酸酶(Ⅰ) Gomori s方法 -
　　注:+为阳性反应;-为阴性反应;Ⅰ为 10%福尔马林固定;Ⅱ为 10%福尔马林和 Carrnoy s双固定。
2.3.3　附属小滴的生理特性
实验表明 ,附属小滴在 pH 为 9.0以上的碱性海水中破裂 ,而在 pH 为 5.0—6.0的酸
性海水中没有变化 ,在无 Ca2+及Mg2+的人工海水和含过量 Ca2+的海水中亦均无变化 ,所
测结果列于表 2。
78 热　　带　　海　　洋　　　　　　　　　　　　第 18 卷
表 2　纹藤壶和鳞笠藤壶附属小滴在人工条件下的破裂情况
Tab.2　Artificial breakdown of sperm accessory bodies of Balanus amphitrite amphitrite
and Tetraclita squamosa squamosa
人工 酸性海水 碱性海水 无Ca2+, Mg2+ 过量Ca2+海水
条件 (pH 为 5.0 , 5.5, 6.0) (pH 为 9.0 ,9.5, 10.0) 的人工海水 (1/ 3mol·L-1
CaCl2∶海水=2∶8)
结果 - + - -
　　注:+为破裂;-为无改变。
3　讨　论
本研究表明 ,纹藤壶和鳞笠藤壶虽不同属 ,但在解剖学 、组织学和细胞化学上没有明
显差异。
纹藤壶和鳞笠藤壶的解剖学与堵南山[ 4]描述的蔓足类的解剖学基本一致 ,即:雄性生
殖系统包括精巢 、输精管 、贮精囊及交接器(堵南山称之为射精管)。精囊为众多的囊状小
体 ,分布于各内脏器官之间。各精巢均发出 1条输精管 ,诸输精管会合而成两个贮精囊 。
贮精囊弯曲 ,位于肠道左右两侧会合而成射精管。但我们的实验结果表明两条贮精囊的
末端在交接器内首先并行 ,而后汇合成 1条射精管。而堵南山[ 4]对蔓足类的描述为左右
贮精囊先汇合成射精管 ,再伸入交接器内。
大多数藤壶虽是雌雄同体 ,但异体受精[ 1] 。藤壶交接器的复杂结构使得这一过程得
以顺利进行 。内部具环行肌 ,外部具有数层的纵肌 ,环肌收缩有利于精子向前移动 ,而外
部纵肌使得交接器伸长许多 ,以完成异体间的交配 。
从不同发育阶段的雄性生殖细胞ASR反应逐渐增强的趋势可知 ,核内碱性蛋白的碱
性递增。这与李靖炎[ 8]所认为的在有鞭毛精子发生过程中 ,精细胞核内原有的碱性蛋白
要被碱性更强的碱性蛋白所取代的观点相一致。但与无鞭毛精子如十足目的精子过程相
反[ 5 ,9] ,无鞭毛精子在形成过程中细胞核的碱性蛋白被抛弃 ,成熟精子核内不含碱性蛋
白[ 5] 。表现出无鞭毛精子和鞭毛型精子在发生过程中的差异。
Kubo 等[ 3]发现藤壶精子运输至射精管前端时附属小滴丢失变成线形 ,我们在研究中
也证实了这一结论。推测在射精管腔的前后端具有不同的生理环境 ,这种生理上的差异
造成了附属小滴的脱落。附属小滴的丢失可能使受精能更好地进行。从纹藤壶和鳞笠藤
壶附属小滴在人工条件下的破裂情况可以推测:射精管的前端可能是碱性 ,或低离子浓
度 ,特别是低 Ca2+的环境 。在射精前或射精期间 ,精子某些成分的丢失或精子形态的改
变是常有发生的 ,如哺乳动物细胞质滴在射精过程中丢失 ,兔唇土 Polyxenus lagurus 精
子当运输至受精囊时从桶状变为长带形[ 3] 。
附属小滴含有嗜酸和嗜碱成分 ,但不含多糖 、脂类 、糖脂和酸性磷酸酶 。附属小滴在
精子发生后期出现 ,又在射精管前端脱落破裂 。形成这一含嗜酸和嗜碱的特殊结构的意
义何在 ,有待进一步探讨 。
79第 4期　　　　　　　王艺磊等:纹藤壶和鳞笠藤壶雄性生殖系统的初步研究
参　考　文　献
1　Anderson D T.Barnacle:Structure function , development and evolution.London:Chapman&Hall Press, 1994.127—166
2　Klepal W , Barnes H , Munn E A.The morphology and histology of the cirripede penis.J.Exp.Mar.Biol.Ecol., 1972.10∶
243—265
3　Kubo M , Nakashima S , Tsukahara J.et al.Spermiogenesi s in barnacles with special veference to organization of the accessory
body.Dev.Growth.Differ., 1979, 21∶445—456
4　堵南山编著.甲壳动物学(上册).北京∶科学出版社 , 1987.279—296
5　王艺磊 ,张子平 ,李少菁.刀额新对虾精子发生过程中碱性蛋白的变化.厦门大学学报(自然科学版), 1996 , 35(6)∶
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7　杜卓民编著.实用组织学技术.北京∶人民卫生出版社 , 1980.312
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1995.160—167
DISSECTION AND HISTOLOGY OF MALE REPRODUCTIVE
SYSTEMS OF BALANUS AMPHITRITE AMPHITRITE AND
TETRA CLITA SQUAMOSA SQUAMOSA
Wang Yilei　　　　　　　　　　　　　Zhang Ziping
(Aquaculture Department , Fisheries College , Jimei 　　　　　　　(Department of Biology and Chemistry , City
　　　　University , Xiamen 361021)　　　　　　　　　University of Hong Kong , Hong Kong)
Cheng Hua　Li Shaojing
(Oceanography Department , Xiamen University , Xiamen 361005)
Abstract　　The dissection and histology of the male reproductive systems of Balanus amphitrite
amphitrite and Tetraclita squamosa squamosa were studied.The male reprodutive system consists of
testis , vas deferens , seminal vesicle and mating connector.The seminal vesicle is full of spermato-
zoa.The structure of the spermatozoon is relatively special.It is flagellate and filiform , with acces-
sory droplet containing 4 —6 density spots.The structure of the mating connector is complicated.It
can be divided into two lamellae from inner to outer.In addition , the change of basic protein in
spermatogenesis and the cytochemical and physiological natures of accessory droplet were examined.
Key words　　male reproductive system , dissection , histology , cytochemistry Balanus amphitrite
amphitrite , Tetraclita squamosa squamosa
80 热　　带　　海　　洋　　　　　　　　　　　　第 18 卷