澤蛙的性腺分化及溫度對(duì)性別決定的影響

1、澤蛙的性腺分化及溫度對(duì)性別澤蛙的性腺分化及溫度對(duì)性別決定的影響決定的影響動(dòng)物學(xué)報(bào)動(dòng)物學(xué)報(bào) 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(dòng)物的性別決定和性分化一直是生物學(xué)領(lǐng)域頗受關(guān)注的課題之一。目前已經(jīng)知道,脊椎動(dòng)物的性別決定機(jī)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(duì)兩棲類性腺分化影響的研究,早在20世紀(jì)初就有過(guò)報(bào)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(shì)。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(bào)道。 在我國(guó),有關(guān)兩棲類的性腺分化以及溫度對(duì)性腺 分 化 影 響 的 研 究 極 少 , 僅 中 國(guó) 林 蛙 ( R a n a temporariachensinensis)有這方面的報(bào)道(李新紅等, 2001)。 澤蛙(Rana limnocharis)體型小、分布廣,是我國(guó)南方常見(jiàn)的種類。其生殖期較長(zhǎng),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(jìn)行人工催

3、產(chǎn),獲得受精卵,因此是進(jìn)行發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)澤蛙性腺分化的影響。1 材料與方法 1.1 實(shí)驗(yàn)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(jī)分成5組,每組150尾,其中4組為實(shí)驗(yàn)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(duì)照組。1.3 取材及組織學(xué)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(xué)切片,觀察原始生殖細(xì)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(biāo)本置顯微鏡(配冷光源數(shù)碼相機(jī))下觀察、拍照。對(duì)完成變態(tài)的幼蛙,進(jìn)行解剖區(qū)分精巢或卵巢結(jié)構(gòu)。1.4 數(shù)據(jù)分析 對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)以平均值標(biāo)準(zhǔn)差(Mean SD)表示。以Spss 13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行V2測(cè)驗(yàn)(V2-Test),主要比較各實(shí)驗(yàn)組幼蛙的成活率和雄性率與對(duì)照組的差異顯著性(P0105) 。 低溫實(shí)驗(yàn)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(kāi)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(shí)驗(yàn)組30 1 、32 1 、34 1 在2 d出現(xiàn)生殖嵴, 8 -9 d時(shí)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(shì)(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(dá)74.0%(P0101),有明顯的雄性化趨勢(shì)。 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(gè)體出現(xiàn)三個(gè)性腺(圖II:

6、15);還有少數(shù)個(gè)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(duì)大多數(shù)兩棲類來(lái)說(shuō), 16-26 范圍內(nèi),個(gè)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(gè)體性腺的分化可能會(huì)受到干擾,產(chǎn)生明顯偏差的性比。 本實(shí)驗(yàn)表明,在23-25自然水溫下, 17 d時(shí),原始性腺形成, 22 d 時(shí),卵巢分化, 34 d 時(shí),精巢分化。因此澤蛙性分化的敏感時(shí)期是在蝌蚪17-34 d 之間。在此期間對(duì)蝌蚪進(jìn)行不同溫度的培育,對(duì)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(shí)驗(yàn)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(dǎo)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(duì)性分化的影響則相反,高溫促使性腺雌性化,雌性率可高達(dá)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(duì)于溫度依賴型性決定的動(dòng)物群體性別比例的穩(wěn)定有重大影響。當(dāng)前全球氣