澤蛙的性腺分化及溫度對性別決定的影響

1、澤蛙的性腺分化及溫度對性別澤蛙的性腺分化及溫度對性別決定的影響決定的影響動物學報動物學報 Acta Zoologica Sinica 主講人：主講人：主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1 材料與方法材料與方法 2 結(jié)結(jié) 果與分析果與分析 動物的性別決定和性分化一直是生物學領(lǐng)域頗受關(guān)注的課題之一。目前已經(jīng)知道,脊椎動物的性別決定機制主要有遺傳性決定(Genetic sex determination, GSD)和環(huán)境性決定(Environmental sex determination,ESD)兩大類。 有關(guān)溫度對兩棲類性腺分化影響的研究,早在20世紀初就有過報道。 用高溫322培育美洲林蛙(Rana sylv

2、atica)的蝌蚪,發(fā)現(xiàn)有雄性化的趨勢。以后在北非肋突螈(Pleurodeles poireti)、冠歐螈和滯育小鯢(Hynobius retardatus)等一些(Triturus cristatus)兩棲類,都有相類似的報道。 在我國,有關(guān)兩棲類的性腺分化以及溫度對性腺 分 化 影 響 的 研 究 極 少 , 僅 中 國 林 蛙 ( R a n a temporariachensinensis)有這方面的報道(李新紅等, 2001)。 澤蛙(Rana limnocharis)體型小、分布廣,是我國南方常見的種類。其生殖期較長,每年的4 -9月都可以從野外獲得性腺發(fā)育成熟的雌、雄蛙進行人工催

3、產(chǎn),獲得受精卵,因此是進行發(fā)育生物學實驗的好材料。本文采用不同溫度培育澤蛙的性別尚未分化的蝌蚪,觀察在不同溫度條件下,蝌蚪的發(fā)育狀況、性分化規(guī)律以及雌、雄性比變化,探討溫度對澤蛙性腺分化的影響。1 材料與方法 1.1 實驗材料的獲得 澤蛙捕獲自福州市郊城門鎮(zhèn)農(nóng)田。2006 -2007兩年在澤蛙的繁殖季節(jié)(4 -9月),挑選性腺發(fā)育成熟的雌蛙共150只,每批次人工催產(chǎn)雌蛙20 -30只,獲產(chǎn)率90.5%。1.2 不同水溫的培育方法 將同一批次剛孵出蝌蚪(Gosner 25期)隨機分成5組,每組150尾,其中4組為實驗組,分別設(shè)定為181、301、32 1 、34 1溫度處理組;在自然水溫23 -

4、25中發(fā)育的則為對照組。1.3 取材及組織學制片 按上述方法另外培育一批每批次的蝌蚪,用以定期取樣,制作組織學切片,觀察原始生殖細胞的遷移、生殖嵴的形成以及性腺分化。采用Bouin液固定組織,常規(guī)梯度乙醇脫水,二甲苯透明,石蠟包埋;制作連續(xù)橫切片,切片厚7um, HE染色。切片標本置顯微鏡(配冷光源數(shù)碼相機)下觀察、拍照。對完成變態(tài)的幼蛙,進行解剖區(qū)分精巢或卵巢結(jié)構(gòu)。1.4 數(shù)據(jù)分析 對于測量數(shù)據(jù)以平均值標準差(Mean SD)表示。以Spss 13.0統(tǒng)計學軟件對實驗數(shù)據(jù)進行V2測驗(V2-Test),主要比較各實驗組幼蛙的成活率和雄性率與對照組的差異顯著性(P0105) 。 低溫實驗組18

5、1 蝌蚪孵化后12 d才出現(xiàn)生殖嵴, 27 d原始性腺形成; 50 d才開始性腺分化; 65 d出現(xiàn)明顯的精巢和卵巢結(jié)構(gòu)。 高溫實驗組30 1 、32 1 、34 1 在2 d出現(xiàn)生殖嵴, 8 -9 d時原始性腺形成, 12 -15 d卵巢分化,至17 d精巢分化。 在18 1水溫中培育的蝌蚪有雌性化的趨勢(P0101),隨著培育水溫的升高,雄蛙數(shù)量顯著增加,至34 1 ,雄性率達74.0%(P0101),有明顯的雄性化趨勢。 此外,在幼蛙的性腺連續(xù)切片觀察中,也發(fā)現(xiàn)一些性腺的結(jié)構(gòu)異常。如有的精巢中央腔隙不完全消失,外形是精巢而內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻似卵巢(圖II:14);有的個體出現(xiàn)三個性腺(圖II:

6、15);還有少數(shù)個體呈雌雄同體特征,一側(cè)性腺呈精巢組織結(jié)構(gòu),另一側(cè)則為卵巢結(jié)構(gòu)(圖II: 16)。 對大多數(shù)兩棲類來說, 16-26 范圍內(nèi),個體的雌、雄比例大約為1:1,而在極冷或極暖的溫度條件下,個體性腺的分化可能會受到干擾,產(chǎn)生明顯偏差的性比。 本實驗表明,在23-25自然水溫下, 17 d時,原始性腺形成, 22 d 時,卵巢分化, 34 d 時,精巢分化。因此澤蛙性分化的敏感時期是在蝌蚪17-34 d 之間。在此期間對蝌蚪進行不同溫度的培育,對其性腺分化有明顯的影響。在23-25自然水溫下培育,幼蛙的雌、雄比接近1:1(1:1.06);而在181水溫培育下,幼蛙的雌性率明顯偏高(1.83:1);如果培育的水溫在30-34 范圍內(nèi),雄性幼蛙的數(shù)量明顯比雌性多。 實驗表明,澤蛙的性決定屬于溫度依賴型的性決定(TSD),高溫能誘導蝌蚪雄性化,這一結(jié)果與其它幾種兩棲類的研究結(jié)果相似。如美洲林蛙和冠歐螈,低溫有利于胚胎的性腺雌性化,而高溫有利于雄性化。但是在滯育小鯢,溫度對性分化的影響則相反,高溫促使性腺雌性化,雌性率可高達95.3% (Sakata et al.,2005)。因此,高溫可以影響蛙的性腺分化,但是性腺是趨向雄性或雌性有種的差異。 外界溫度的變化對于溫度依賴型性決定的動物群體性別比例的穩(wěn)定有重大影響。當前全球氣