郭威， 厲萍， 楊煥超， 4， 杜浩， 吳金明， 危起偉1， ， 4*

(1. 中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所，武漢430072； 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100039； 3. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院、長(zhǎng)江水產(chǎn)研究所農(nóng)業(yè)部淡水生物多樣性保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430223； 4. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，武漢430070)

川陜哲羅鮭精子超微結(jié)構(gòu)及形態(tài)學(xué)研究

郭威1， 2， 3， 厲萍3， 楊煥超3， 4， 杜浩3， 吳金明3， 危起偉1， 3， 4*

(1. 中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所，武漢430072； 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100039； 3. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院、長(zhǎng)江水產(chǎn)研究所農(nóng)業(yè)部淡水生物多樣性保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430223； 4. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，武漢430070)

對(duì)川陜哲羅鮭HuchobleekeriKimura精子采用掃描電子顯微鏡及透射電子顯微鏡進(jìn)行觀(guān)察，結(jié)果顯示：精子由頭部、中片和尾部組成；精子全長(zhǎng)41.07 μm±2.18 μm，頭部長(zhǎng)2.76 μm±0.15 μm，頭部前端和后端的寬度分別為1.88 μm±0.18 μm和2.08 μm±0.20 μm；尾部長(zhǎng)34.74 μm±5.01 μm。頭部呈卵圓形，無(wú)頂體，主要由細(xì)胞核組成；中片由1個(gè)不規(guī)則的圓球狀線(xiàn)粒體及袖套結(jié)構(gòu)組成；線(xiàn)粒體直徑為0.82 μm±0.08 μm；尾部呈細(xì)長(zhǎng)形，并由一個(gè)過(guò)渡區(qū)域分為前端和末端，尾部?jī)?nèi)部主要由軸絲組成，軸絲為典型的“9+2”結(jié)構(gòu)，外部有不對(duì)稱(chēng)性分布的側(cè)鰭結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，川陜哲羅鮭精子類(lèi)型較為原始，屬于硬骨魚(yú)類(lèi)中的TypeⅠ類(lèi)型。

川陜哲羅鮭；精子；超微結(jié)構(gòu)

川陜哲羅鮭HuchobleekeriKimura隸屬于鮭形目Salmoniformes鮭科Salmonidae哲羅鮭屬Hucho。哲羅鮭屬全世界現(xiàn)有5種，即多瑙河哲羅鮭H.hucho、遠(yuǎn)東哲羅鮭H.perryi、石川哲羅鮭H.ishikawae、太門(mén)哲羅鮭H.taimen和川陜哲羅鮭H.breekeri(董崇智等，1998)。其中，川陜哲羅鮭是我國(guó)特有種，又名貝氏哲羅鮭、虎嘉魚(yú)、四川哲羅鮭、布氏哲羅鮭等，主要分布在29°N～ 33°N秦嶺以南長(zhǎng)江流域北側(cè)一級(jí)支流岷江水系和漢江水系的上游山區(qū)激流環(huán)境中，是歐亞大陸鮭鱒魚(yú)類(lèi)中分布緯度最低的種類(lèi)(丁瑞華等，2010)。

據(jù)魚(yú)類(lèi)學(xué)家分析，川陜哲羅鮭是第四紀(jì)冰川時(shí)期由北方擴(kuò)散而來(lái)，冰河結(jié)束后在海拔較高、水溫較低的河流中生存下來(lái)，并逐漸成為一個(gè)獨(dú)立物種。作為氣候變化歷史上的一個(gè)有力物證，對(duì)動(dòng)物地理學(xué)、魚(yú)類(lèi)系統(tǒng)發(fā)育以及氣候變化等方面的研究具有較高的科研價(jià)值(申志新等，2005)。20世紀(jì)60年代以后，受環(huán)境惡化、過(guò)度捕撈等因素影響，川陜哲羅鮭野外資源量銳減，分布區(qū)域不斷縮小，到20世紀(jì)80年代中期，其分布區(qū)域縮減至岷江干流上游、大渡河上游和青衣江上游(申志新等，2005)，至20世紀(jì)末，野外數(shù)量已經(jīng)極其稀少，僅在天全河上游、大渡河上游的足木足河及岷江上游的黑水河、陜西漢水支流的太白河和湑水河有少量發(fā)現(xiàn)(楊德國(guó)等，1999)。2012年，在陜西省太白縣境內(nèi)太白河中捕獲川陜哲羅鮭成體19尾(杜浩等，2014)。由于野生資源的急劇下降，1988年被列為國(guó)家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物，1998年被《中國(guó)瀕危動(dòng)物紅皮書(shū)(魚(yú)類(lèi))》列為瀕危物種，2012年被世界自然保護(hù)聯(lián)盟紅色名錄列為極危物種。

魚(yú)類(lèi)的精子外部形態(tài)以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)常作為物種進(jìn)化研究和分類(lèi)學(xué)研究的工具，對(duì)于研究不同物種之間的親緣關(guān)系具有重要的意義(Gwo，1995；Jamieson，1999)。硬骨魚(yú)類(lèi)的精子形態(tài)受其繁殖策略和分類(lèi)地位等因素影響(Grieretal.，1978)，其精子形態(tài)變化范圍較大，大致可分為2種類(lèi)型：Type Ⅰ和Type Ⅱ(Mattei，1970)。Type Ⅰ類(lèi)型的精子具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的核，中心粒復(fù)合體位于核窩內(nèi)且尾部對(duì)稱(chēng)分布；Type Ⅱ類(lèi)型的精子沒(méi)有核轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，中心粒復(fù)合體位于核窩外部且尾部不對(duì)稱(chēng)分布。由于硬骨魚(yú)類(lèi)的精子結(jié)構(gòu)差異性較大，因此很難找到一個(gè)通用的模型對(duì)其進(jìn)行概述(Mattei，1970)。大部分魚(yú)類(lèi)進(jìn)行體外受精且精子具有尾部結(jié)構(gòu)，而部分進(jìn)行體內(nèi)受精魚(yú)類(lèi)的精子則沒(méi)有尾部結(jié)構(gòu)(Jones & Butler，1988)。此外，精子形態(tài)對(duì)于研究污染物對(duì)細(xì)胞損傷和精子超低溫冷凍等具有重要作用(Van Look & Kime，2003)。川陜哲羅鮭作為我國(guó)特有的瀕危保護(hù)魚(yú)類(lèi)，對(duì)其繁殖生物學(xué)的研究卻仍處于初級(jí)階段。對(duì)其精子的超微結(jié)構(gòu)和形態(tài)學(xué)開(kāi)展研究，旨在豐富其生物學(xué)內(nèi)容，為提高其人工繁殖的成功率提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

川陜哲羅鮭親魚(yú)于2014年4月采自陜西省寶雞市太白縣太白河鎮(zhèn)的太白河中。在繁殖季節(jié)選取健康雄性親魚(yú)用MS222進(jìn)行麻醉，用吸水紙擦干雄魚(yú)生殖孔及其周?chē)乃?、尿液以及其他雜質(zhì)，由腹部向生殖孔方向輕輕擠壓魚(yú)腹部擠出精液，待擠出的精液為純凈的乳白色時(shí)，用干燥潔凈的吸管吸取1.0 mL左右，轉(zhuǎn)入2 mL干燥離心管，輕微離心(1 000 r·min-1，30 s)后加入2.5%戊二醛固定液，暫時(shí)放置于4 ℃恒溫冰箱保存。掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡樣品的制備均在湖北省武漢市水生生物研究所分析測(cè)試中心進(jìn)行。

1.2 掃描電鏡的樣品制備

將采用2.5%戊二醛固定液固定的精子樣品搖勻，均勻攤涂在載玻片上，在4 ℃冰箱中沉降24 h。然后用磷酸鹽緩沖液(PBS)漂洗3次，每次10 min。用1%鋨酸溶液固定90 min，隨后用PBS漂洗，然后用梯度濃度分別為30%、50%、70%、80%、100%的乙醇溶液依次脫水，每個(gè)梯度濃度10 min，其中100%乙醇脫水重復(fù)1次。然后用50%乙酸異戊酯置換1次，100%乙酸異戊酯置換2次，每次10 min。再將樣品放入二氧化碳臨界點(diǎn)干燥器中干燥(XD-1，Eiko)，然后用離子鍍金儀(IB-3，Eiko)噴金鍍膜，最后用掃描電子顯微鏡(Hitachi S-4800，Japan)觀(guān)察拍照。

1.3 透射電鏡樣品制備

將采用2.5%戊二醛固定液固定的精子樣品用PBS漂洗3次，每次10 min。然后采用1%鋨酸溶液4 ℃固定2 h。用PBS緩沖液沖洗3次，每次10 min。然后用梯度濃度分別為30%、50%、70%、80%、100%的乙醇溶液依次脫水，每個(gè)梯度濃度10 min，其中100%乙醇脫水重復(fù)1次。Epon812環(huán)氧樹(shù)脂包埋，37 ℃、45 ℃、65 ℃溫箱固化，每級(jí)固化24 h。然后用超薄切片機(jī)(UltracutE)切片，再用醋酸雙氧鈾硝酸鉛染色。最后用透射電子顯微鏡(Hitachi HT-7700，Japan)進(jìn)行觀(guān)察拍照。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Olympics MicroImage Software(Version 4.0.1 for windows，Germany)對(duì)精子的各形態(tài)特征進(jìn)行測(cè)量，并使用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。分析結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

從形態(tài)學(xué)角度分析，川陜哲羅鮭的精子主要由3個(gè)部分組成：缺少頂體的頭部、中片和尾部。頭部主要由細(xì)胞核組成，無(wú)頂體結(jié)構(gòu)(圖1：a)；中片由袖套結(jié)構(gòu)和1個(gè)單獨(dú)的線(xiàn)粒體組成(圖2：a，b)；尾部呈細(xì)長(zhǎng)形，主要由軸絲和質(zhì)膜組成，可以分為2個(gè)部分：細(xì)長(zhǎng)圓柱形的前端和側(cè)扁形的末端(圖1：b)。 精子平均長(zhǎng)度為41.07 μm±2.18 μm(n=35)(表1)。

精子頭部平均長(zhǎng)度 2.76 μm±0.15 μm(n=46)。頭部前端寬度和后端寬度分別為1.88 μm± 0.18 μm(n=46)及2.08 μm±0.20 μm(n=46)(表1)。精子頭部被外層的質(zhì)膜包裹，里面為細(xì)胞核。細(xì)胞核外包裹著1層核膜，由致密的顆粒狀物質(zhì)(染色質(zhì))組成，精子頭部大部分被細(xì)胞核所占據(jù)。在精子頭部下方，細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成了核窩，核窩包含精子尾部前端以及中心粒復(fù)合體。核窩的主要作用是將頭部末端、中片以及精子尾部的前端有機(jī)地連接在一起。中心粒復(fù)合體由近端中心粒和遠(yuǎn)端中心粒組成，中心粒之間成直角狀態(tài)相互緊貼在一起(圖2：b)。遠(yuǎn)端中心粒構(gòu)成了精子尾部的初級(jí)結(jié)構(gòu)。

圖1 川陜哲羅鮭精子掃描電鏡圖Fig. 1 Ultrastructure of Hucho bleekeri Kimura spermatozoa

H.頭部， MP.精子中片， F.尾部， TR.過(guò)渡區(qū)。

H.head， MP.mid-piece， F.flagellum， TR.transition region.

圖2 川陜哲羅鮭精子頭部和中片掃描電鏡圖(a)和透射電鏡圖(b)Fig. 2 Ultrastructure of the head and mid-piece (a) and the longitudinal section (b) of Hucho bleekeri Kimura spermatozoa

H.頭部， MP.精子中片， F.尾部， M.線(xiàn)粒體， N.細(xì)胞核， CTC.中心粒復(fù)合體， CC.袖套腔， NF.核窩。

H.head， MP.mid-piece， F.flagellum， M.mitochondrion， N.nucleus， CTC.centriolar complex， CC.cytoplasmic canal， NF.nuclear fossa.

精子中片較短，外部由袖套膜包被，構(gòu)成袖套結(jié)構(gòu)，袖套呈圓筒狀，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)(圖2：a)。中片平均長(zhǎng)度為0.56 μm±0.10 μm(n=16)，平均寬度為0.81 μm± 0.19 μm(n=17)(表1)?？拷膊康男涮淄饽づc細(xì)胞質(zhì)膜相連，袖套內(nèi)膜與尾部質(zhì)膜相連，袖套腔的平均寬度為58.18 nm±15.80 nm(n=13) (表1)。線(xiàn)粒體1個(gè)，呈不規(guī)則的圓球狀，位于精子中片的一側(cè)并與之緊貼，其平均直徑為0.82 μm± 0.08 μm(n=21)(表1)。線(xiàn)粒體的雙層膜結(jié)構(gòu)以及內(nèi)嵴結(jié)構(gòu)清晰可見(jiàn)(圖2：b)。

精子尾部起始于袖套腔底部，與遠(yuǎn)端中心粒相連，整體呈細(xì)長(zhǎng)形，全長(zhǎng)為34.74 μm±5.01 μm(n=34)，平均直徑為0.30 μm±0.07 μm(n=61)(表1)。尾部可分為2個(gè)部分：前端呈細(xì)長(zhǎng)的圓柱形，末端呈側(cè)扁形，分界較為明顯。尾部的主要結(jié)構(gòu)為軸絲，寬度為 0.17 μm±0.01 μm(n=15)(表1)，外部包裹質(zhì)膜(圖3)。在尾部，由向外伸展的質(zhì)膜形成側(cè)鰭結(jié)構(gòu)，且呈不對(duì)稱(chēng)分布在軸絲兩側(cè)(圖4：a，b)。軸絲呈典型的“9+2”結(jié)構(gòu)(圖3)，由9組外圍微管二聯(lián)體和2組中央微管構(gòu)成，中央微管的平均寬度為78.84 nm± 3.60 nm(n=12)，外圍微管二聯(lián)體的平均寬度為49.56 nm ± 3.11 nm(n=16)(表1)。中央微管之間由1個(gè)橋型結(jié)構(gòu)連接(圖3)，其平均寬度為 15.03 nm± 0.39 nm(n=21)(表1)。微管直徑較小，為19.02 nm±1.62 nm(n=31)(表1)。徑向輪輻位于外圍微管和中央微管之間(圖3)，其平均長(zhǎng)度為31.44 nm±13.19 nm(n=15)，在兩者之間起連接作用(表1)。

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，川陜哲羅鮭精子主要由3個(gè)部分組成：頭部、中片和尾部。精子頭部無(wú)頂體結(jié)構(gòu)，呈不規(guī)則的橢球形。無(wú)頂體結(jié)構(gòu)的魚(yú)類(lèi)精子頭部的形態(tài)差異較大，這種差異在魚(yú)類(lèi)分類(lèi)學(xué)上有著重要的意義(Jamieson，1991；Mattei，1991；Van Look & Kime，2003)。很多種硬骨魚(yú)類(lèi)精子都沒(méi)有頂體結(jié)構(gòu)，例如比目魚(yú)Scophthalmusmaximus(Suquetetal.，1993)、羅非魚(yú)Tilapiamossambica(Don & Avtalion，1993)。

精子缺少頂體結(jié)構(gòu)這一特征是與卵細(xì)胞透明帶上的受精孔協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果，精子通過(guò)受精孔，可以進(jìn)入到卵細(xì)胞完成受精過(guò)程(Medinaetal.，2000)。

表1 川陜哲羅鮭精子超微結(jié)構(gòu)數(shù)值Table 1 Ultrastructural variables of Hucho bleekeri Kimura spermatozoa

圖3 川陜哲羅鮭精子尾部透射電鏡圖Fig. 3 Ultrastructure of the longitudinal section ofHucho bleekeri Kimura spermatozoa flagellum

A.軸絲， CM.細(xì)胞膜， F.尾部， B.橋型結(jié)構(gòu)， PDM.外周雙微管， CDM.中央雙微管， 9+2.軸絲結(jié)構(gòu)， RS.徑向輪輻。A.aoneme， CM.cell membrane， F.flagellum， B.bridge， PDM.peripheral doublets of microtubules， CDM.central doublets of microtubules， 9+2.axoneme pattern， RS.radial spoke.

有研究表明，精子頭部的尺寸與卵細(xì)胞上的受精孔的大小非常接近(Kimetal.，2011)。

川陜哲羅鮭精子頭部為不規(guī)則的橢球形。細(xì)胞核外包裹著1層核膜，由致密的顆粒狀物質(zhì)(染色質(zhì))組成，精子頭部大部分被細(xì)胞核所占據(jù)。在精子頭部下方，細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成了核窩。硬骨魚(yú)類(lèi)的精子頭部形態(tài)差異也很大(Mattei，1991)。 Psenicka等(2007)認(rèn)為具有細(xì)長(zhǎng)形頭部的精子的發(fā)生過(guò)程更加復(fù)雜，其獨(dú)特的頭部結(jié)構(gòu)是一種更加高級(jí)的形態(tài)。而且，精子的頭部形態(tài)是否符合流體力學(xué)的特征，將會(huì)直接影響精子的運(yùn)動(dòng)能力和速率(Psenickaetal.，2007)。鮭科魚(yú)類(lèi)的精子頭部大部分為橢球形(Lahnsteineretal.，1991，1992；Gwoetal.，1996)。卵圓形頭部的精子在其他硬骨魚(yú)類(lèi)中也有發(fā)現(xiàn)，例如，海鯛Sparusaurata(Maricchioloetal.，2007)、白梭吻鱸Sanderlucioperca(Kristanetal.，2014)以及金錢(qián)魚(yú)Scatophagusargus(Madhavietal.，2015)。核窩位于精子頭部下方，長(zhǎng)度大約是頭部長(zhǎng)度的三分之一。中心粒復(fù)合體的相對(duì)位置具有種間特異性，其相對(duì)位置差異性較大，從平行狀態(tài)到垂直狀態(tài)均有出現(xiàn)(Madhavietal.，2015)。川陜哲羅鮭精子中心粒復(fù)合體位于核窩內(nèi)，相對(duì)位置呈垂直狀態(tài)。

圖 4 川陜哲羅鮭精子尾部掃描電鏡圖(a)和透射電鏡圖(b)Fig.4 Ultrastructure (a) and the cross section (b) ofHucho bleekeri Kimura spermatozoa flagellum

F.尾部， SF.側(cè)鰭。 F.flagellum, SF.side-fins.

川陜哲羅鮭精子中片較短，外部由袖套膜包被，構(gòu)成袖套結(jié)構(gòu)，袖套呈圓筒狀，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)。透射電鏡照片顯示，位于中片一側(cè)并與之緊貼有1個(gè)不規(guī)則圓球狀的線(xiàn)粒體。精子中片的主要作用是連接精子頭部與尾部，并為精子的運(yùn)動(dòng)提供能量。鮭科魚(yú)類(lèi)精子一般只有1個(gè)線(xiàn)粒體，如櫻花鉤吻鮭Oncorhynchusmasou(Gwoetal.，1996)、河鱒Thymallusthymallus(Lahnsteineretal.，1991)。線(xiàn)粒體數(shù)目在不同種、屬的魚(yú)類(lèi)中不同，如金錢(qián)魚(yú)精子有5～6個(gè)(Madhavietal.，2015)、豹紋鰓棘鱸Plectropomusleopardus有5～6個(gè)(Gwoetal.，1994)、褐石斑魚(yú)Epinephelusbruneus有6～9個(gè)(Kimetal.，2013)。在不同種、屬的鮭科魚(yú)類(lèi)的精子中，線(xiàn)粒體的形狀也存在差別。例如，河鱒精子的線(xiàn)粒體為螺旋形，而其他鮭科魚(yú)類(lèi)精子的線(xiàn)粒體大部分為圓球狀或者圓柱狀(Lahnsteineretal.，1991；Gwoetal.，1996)。線(xiàn)粒體的主要作用是產(chǎn)生ATP，精子可以利用這些能量在水中快速游動(dòng)從而進(jìn)入到卵細(xì)胞中，以順利完成受精作用(Billardetal.，2000)。因此，作為精子運(yùn)動(dòng)能量的來(lái)源，線(xiàn)粒體數(shù)目在精子活力和魚(yú)類(lèi)繁殖過(guò)程等方面的作用尤為重要(Lahnsteiner & Patzner，1995)。但是，也有研究表明，在某些魚(yú)類(lèi)中，精子中線(xiàn)粒體數(shù)目與精子的生存能力沒(méi)有直接的關(guān)系(Lahnsteiner & Patzner，2008)。3種鮭亞科魚(yú)類(lèi)中，精子活力沒(méi)有顯著性差異(Lahnsteiner & Patzner，2008)。因此，精子線(xiàn)粒體數(shù)目與精子活力之間的關(guān)系并不是單一的，仍需要進(jìn)一步的研究證明。除此之外，精子的速率以及持續(xù)時(shí)間也受到中片形狀和大小的影響(Baccettietal.，1984)。有研究表明，體內(nèi)受精的魚(yú)類(lèi)精子中片結(jié)構(gòu)比體外受精的魚(yú)類(lèi)更加復(fù)雜(Lahnsteineretal.，1997)。川陜哲羅鮭精子中片較短小，且具有1個(gè)細(xì)長(zhǎng)形的尾部，這有利于精子快速通過(guò)水環(huán)境進(jìn)入卵細(xì)胞完成受精作用。

川陜哲羅鮭精子尾部較長(zhǎng)，呈圓柱形，在尾部末端由1個(gè)短的過(guò)渡區(qū)域分成2個(gè)部分：前端呈細(xì)長(zhǎng)的圓柱形，末端呈側(cè)扁形。單一且細(xì)長(zhǎng)的尾部在其他鮭科魚(yú)類(lèi)中都有出現(xiàn)，例如河鱒(Lahnsteineretal.，1991)、櫻花鉤吻鮭(Gwoetal.，1996)、虹鱒O.mykiss和棕鱒Salmotrutta(Drokinetal.，1998)。具有單一的尾部且尾部垂直于頭部細(xì)胞核的精子屬于Type Ⅰ 類(lèi)型(Mattei，1991)。本研究中川陜哲羅鮭精子具有類(lèi)似的特征，因此屬于TypeⅠ類(lèi)型。TypeⅠ類(lèi)型精子的尾部軸絲具有典型的“9+2”結(jié)構(gòu)，這在硬骨魚(yú)類(lèi)中較為常見(jiàn)(Mattei，1991)。軸絲是尾部的基本骨架，在精子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中為尾部提供支撐(Gwo，1995)。精子之間存在競(jìng)爭(zhēng)是被普遍認(rèn)可的。精子的大小和外部形態(tài)與受精過(guò)程息息相關(guān)，決定著競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果(Saileretal.，1996；Hiraietal.，2001)。川陜哲羅鮭精子尾部較長(zhǎng)，長(zhǎng)度約是頭部的12.5倍。有研究表明，在高強(qiáng)度的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中， 細(xì)長(zhǎng)形的精子能夠更有效地利用能量， 在受精過(guò)程中具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，更容易完成受精(Oppligeretal.，2003)。研究發(fā)現(xiàn)， 側(cè)鰭結(jié)構(gòu)并非是種間或?qū)匍g的特異性結(jié)構(gòu)， 在很多種魚(yú)類(lèi)的精子尾部中均有出現(xiàn)，例如，櫻花鉤吻鮭(Gwoetal.，1996)、中華鱘Acipensersinensis(Weietal.，2007)、白梭吻鱸(Kristanetal.，2014)。以上幾種魚(yú)類(lèi)精子中的側(cè)鰭結(jié)構(gòu)均呈對(duì)稱(chēng)分布，但是，川陜哲羅鮭精子的側(cè)鰭結(jié)構(gòu)呈不對(duì)稱(chēng)性分布。具有不對(duì)稱(chēng)性側(cè)鰭結(jié)構(gòu)的魚(yú)類(lèi)還包括虹鱒(谷偉等，2014)、白斑紅點(diǎn)鮭Salvelinusleucomaenis(張永泉等，2011)、星突江鰈Platichthysstellatus(劉長(zhǎng)琳等，2009)等。目前為止，側(cè)鰭結(jié)構(gòu)的功能仍不是十分清楚，不同的學(xué)者給出了不同的結(jié)論：Afzelius(1978)認(rèn)為側(cè)鰭結(jié)構(gòu)與精子的受精率沒(méi)有直接的關(guān)系；Stoss(1983)則認(rèn)為側(cè)鰭結(jié)構(gòu)有可能提高精子的受精率。但可以肯定的是，它能夠增加精子運(yùn)動(dòng)能力，對(duì)提高精子完成受精作用具有積極意義(Maricchioloetal.，2004；Psenickaetal.，2007)。

致謝:感謝中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)人員在技術(shù)方面的支持！

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Study on the Morphology and Ultrastructure ofHuchobleekeriKimura Spermatozoa

GUO Wei1， 2， 3， LI Ping3， YANG Huanchao3， 4， DU Hao3， WU Jinming3， WEI Qiwei1， 3， 4*

(1. Institute of Hydrobiology， Chinese Academy of Sciences， Wuhan 430072， China; 2. University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100039， China; 3. Key Laboratory of Freshwater Biodiversity Conservation， Ministry of Agriculture of China， Yangtze River Fisheries Research Institute， Chinese Academy of Fishery Sciences，Wuhan 430223， China; 4. Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China)

This study was conducted to investigate the morphology and ultrastructure ofHuchobleekeriKimura spermatozoa through scanning and transmission electron microscopy. The results revealed that the spermatozoa can be differentiated into three major parts: a head， a mid-piece， and a flagellum. The mean length of the spermatozoa was 41.07 μm±2.18 μm， with a spherical head length of 2.76 μm±0.15 μm and a flagellum length of 34.74 μm±5.01 μm. The mean anterior and posterior head widths were 1.88 μm±0.18 μm and 2.08 μm±0.20 μm， respectively. The head was spherical without acrosome， which was composed of nucleus. The short mid-piece was located laterally to the nucleus and possessed just one spherical mitochondrion with a mean diameter of 0.82 μm±0.08 μm. The spermatozoa flagellum was long and cylindrical， and could be separated into two parts. The axoneme composed the typical “9+2” microtubular doublet structure and was enclosed by the cell membrane. The flagellum had short irregular side-fins. This study confirmed thatH.bleekeriKimura spermatozoa can be categorized as teleostean Type Ⅰ; “primitive” or “ect-aquasperm type” spermatozoa.

HuchobleekeriKimura; spermatozoa; ultrastructure

2016-03-07 接受日期：2016-04-13

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專(zhuān)項(xiàng)(201203086)； 國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(31402301)； 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)(2014A07XK05)

郭威(1989—)， 男， 碩士研究生， 研究方向?yàn)闉l危魚(yú)類(lèi)保護(hù)， E-mail:guowei612@escience.cn

*通信作者Corresponding author， E-mail：weiqw@yfi.ac.cn

10.11984/j.issn.1000-7083.20160047

Q959.4

A

1000-7083(2016)04-0550-06