福壽螺卵巢發育與卵子發生的組織學研究

趙永超， 嚴志會， 吳　帆， 鄭宏濤， 李海云， 章家恩

(1 華南農業大學 動物科學學院，廣東 廣州 510642； 2 華南農業大學 熱帶亞熱帶生態研究所，廣東 廣州 510642)

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福壽螺卵巢發育與卵子發生的組織學研究

趙永超1， 嚴志會1， 吳帆1， 鄭宏濤1， 李海云1， 章家恩2

(1 華南農業大學 動物科學學院，廣東 廣州 510642； 2 華南農業大學 熱帶亞熱帶生態研究所，廣東 廣州 510642)

摘要：【目的】研究福壽螺Pomacea canaliculate卵巢發育各期的主要典型特征?！痉椒ā坎捎媒M織切片和蘇木精-伊紅(H.E)染色法，對入侵生物福壽螺的卵巢發育過程、卵母細胞發育各期的顯微形態進行了觀察和研究?！窘Y果】根據福壽螺卵巢發育的組織學特征，將其發育過程分為5個時期：增殖期、生長期、成熟期、排放期和休止期。在卵巢發育過程中，卵母細胞發生一系列形態結構變化，最終發育為成熟的卵子。福壽螺卵子的形成依次經過卵原細胞期、卵黃合成前期、卵黃合成后期和成熟期?！窘Y論】研究探明了福壽螺的卵巢為管狀分支型腺體，卵原細胞經歷了5個發育時期形成了成熟的卵子，并分析了福壽螺強大生殖力的原因。

關鍵詞：福壽螺； 卵巢發育； 卵子發生； 顯微結構

福壽螺Pomaceacanaliculate是原產于南美洲亞馬遜河流域的一種大型淡水螺類，隸屬于軟體動物門Mollusca腹足綱Gastropoda前鰓亞綱Prosobranchia新進腹足目Caenogastropada瓶螺科Ampullariidae瓶螺屬Pomacea。它作為一種外來入侵生物，已入侵包括我國在內的許多亞洲國家，造成了嚴重危害[1-2]。2000年，福壽螺被列為世界100 種惡性外來入侵物種之一。福壽螺的強大繁殖力和抗逆性是其形成入侵危害的有利條件。目前有關福壽螺繁殖能力的研究報道較多，也對其生殖系統結構及胚胎發育等方面進行過研究。目前對于軟體動物卵巢發育規律的研究已有一些報道，比如前鰓亞綱盔螺科的細角螺Hemifusustematamus[3]和管角螺H.tuba[4]、馬蹄螺科的塔形馬蹄螺Trochuspyramis[5]和蛾螺科的香螺Neptuneacumingi[6]，后鰓亞綱阿地螺科的泥螺Bullactaexarata[7]等等。新進腹足目被認為包含了大部分定義的中腹足目Mesogastropoda和全部的新腹足目Neogastropoda。研究福壽螺卵巢的發育規律和卵母細胞的發生過程，對掌握其繁殖生理活動的結構基礎具有重要意義，因此本研究從顯微水平對福壽螺卵巢的發育及卵子的發生進行了較為細致的觀察，以豐富及完善福壽螺性腺發育的組織結構基礎，也為從生殖干擾方面出發，對福壽螺進行生態防控提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料

試驗用福壽螺采自番禺野外池塘，依次采取幼螺，成螺，體質量范圍0.5 ～ 40.0 g。

1.2方法

挑選不同大小的福壽螺，解剖分離出性腺，用布安氏液(Bouin’solution)固定、乙醇梯度脫水、二甲苯透蠟包埋、切片厚度4 μm、脫蠟、復水、蘇木精-伊紅(HE)染色、脫水、透明、中性樹膠封片后，光學顯微鏡下觀察并拍照。

2結果與分析

2.1福壽螺卵巢的結構

福壽螺卵巢位于雌螺肝臟螺旋近殼軸一側，淡黃色或乳白色，樹枝狀，分支細小密集，貼附于肝臟表面，被乳白色或黃褐色結締組織包裹，周圍有肝臟的黃褐色花斑，不易區分，用固定液固定后斑紋消失。各分支逐級匯合，最終在底部匯合于輸卵管主干(圖1)。

根據光學顯微鏡下觀察的結果，福壽螺的卵巢是一種管狀分枝型腺體。從切片的結果來看，生殖管的橫斷面類似于濾泡結構，主干部分由生殖上皮構成，在生殖上皮的周圍分布著大量的結締組織(圖2A)。生殖管分為生殖管壁和生殖管腔，生殖管壁是由原始生殖細胞和支持細胞構成的生殖上皮，基膜明顯，外面通過結締組織與肝臟相連，各生殖管之間為結締組織(圖2B)。

li：肝臟，ov：卵巢。

Fig.1Anatomic location of the ovary ofPomaceacanaliculate(unfixed sample)

ct：結締組織，ga：生殖管腔，gc：生殖細胞，gd：生殖管，gw：生殖管壁，li：肝臟；A:組織全貌，B：組織中的細胞結構。

圖2福壽螺卵巢組織切面

Fig.2Ovary tissue section ofPomaceacanaliculate

2.2福壽螺卵巢的發育

根據生殖管腔的大小及內部生殖細胞的發育情況，可將福壽螺卵巢發育分為增殖期、生長期、成熟期、排放期和休止期。

1)增殖期：生殖管尚未完全形成，肝臟內側邊緣只有疏松的結締組織排列。生殖管壁基膜不明顯，生殖管腔中分布著大量的組織液，各級卵原細胞和卵母細胞較少(圖3A)。

2)生長期：生殖管完全形成，基膜明顯，生殖管腔大，生殖管壁上有不同發育時期的生殖細胞，周圍疏松結締組織和致密結締組織豐富(圖3B)。

ct：結締組織，gc：生殖細胞，gw：生殖管壁，li：肝臟，og：卵原細胞，yop：卵黃合成前期卵母細胞;A:卵巢發育增殖期,B：卵巢發育生長期。

3)成熟期：生殖管腔很大，分支很多，密集分布在肝臟內側，周圍疏松結締組織很豐富。生殖管橫切面形狀不規則，管壁上分布著大量的卵黃合成期卵母細胞和成熟卵細胞，也有少量卵原細胞和其他時期的卵母細胞(圖4A、4B)。

4)排放期：此期生殖管腔最大，其典型的特征是大量成熟卵子已從管壁上游離下來，進入管腔內(圖5A、5B)。

5)休止期：排放期結束后，生殖管內成熟卵子都已排盡，其他時期的卵母細胞也消失，僅有少量的卵原細胞和卵母細胞分布在生殖管壁的基底膜上，腔內有少量殘余物，周圍疏松結締組織也萎縮減少(圖6)。

nu：核仁，ov：成熟卵子，yoo：卵黃合成期卵母細胞；A、B：來源于不同切片樣品。

ov：成熟卵子；A、B：來源于不同切片樣品。

og：卵原細胞。

2.3福壽螺卵子的發生

軟體動物的卵子發生起源于生殖管壁上的原始生殖細胞，依次經過卵原細胞期、初級卵母細胞期和成熟期。卵原細胞發育分化為初級卵母細胞，初級卵母細胞又分為卵黃合成前期和卵黃合成后期，最終發育成熟。

1)卵原細胞：卵巢增殖期卵原細胞的數量最多，主要分布在生殖管壁的基底膜上，形狀大多為圓形，體積小，細胞中央有一個小的細胞核。胞體染色較深，呈藍紫色。卵巢發育的其他時期，卵原細胞緊貼生殖管壁分布(圖7A)。

2)卵黃合成前期：細胞梭形或圓形，兩端稍細，中部膨大。細胞體積稍有增大，核較大，位于細胞中部膨大處，胞質染成淺紫紅色，核深紫紅色。此時期的細胞質中僅出現極少量的原始卵黃顆粒(圖7B)。

3)卵黃合成后期：細胞體積進一步增大，核仁逐漸消失，細胞質中充滿了卵黃顆粒(圖7C)。

og：卵原細胞，ov：成熟卵子，yop：卵黃合成前期卵母細胞，yol：卵黃合成后期卵母細胞；A、B、C、D：來源于不同個體組織。

圖7福壽螺卵子發生

Fig.7Oogenesis ofPomaceacanaliculate

4)成熟卵細胞：此時期細胞體積最大，呈圓形或橢圓形，核仁完全消失，細胞核內僅能見到著色較淺的核質。隨著卵母細胞逐漸成熟，胞體逐步伸向生殖管腔，一端形成柄狀附著于管壁，一端游離于管腔。有脫離生殖管壁的趨勢，或者已經完全游離于生殖管腔中(圖7D)。

3討論與結論

3.1福壽螺卵巢的結構類型

福壽螺雌雄異體，卵巢位于肝臟螺旋部內側。腹足類許多種類的生殖腺屬于濾泡型腺體[8-10]，由濾泡(Follicle)、生殖管(Genital canal)和生殖導管(Gonoduct)3個部分組成。濾泡為生殖管分支末端膨大形成的囊泡狀結構，外圍為濾泡壁，也稱生殖上皮，由生殖細胞和支持細胞2種類型的細胞組成，中間的空腔為濾泡腔。濾泡是生殖細胞發生的部位。

經過切片觀察發現福壽螺的卵巢結構并不是典型的濾泡型腺體，而是管狀分枝型腺體。福壽螺卵子的發生是在生殖管的生殖上皮進行的。多數軟體動物卵巢的發育情況是卵原細胞在濾泡壁上發育，成熟后的卵細胞逐漸脫離濾泡壁以游離狀態存在，最后由濾泡腔經輸卵管小分枝進入輸卵管主干排出體外[11]，福壽螺卵巢的發育情況也是從生殖管壁上開始的，成熟后的卵細胞逐漸脫離生殖管壁以游離狀態存在，最后由生殖管腔經輸卵管小分枝排出體外。

3.2福壽螺性腺發育周期

腹足類性腺的發育與動物自身因素和環境因素相關，研究其性腺的發育規律對掌握它的生殖季節、估算其繁殖力、了解繁殖生理活動等有重要意義。許多貝類在性腺發育周期中，表現出很明顯的階段性，人們常將它們性腺的發育過程分為若干不同時期，即為性腺發育的分期。有關軟體動物性腺發育分期，國內外學者主要依據濾泡腔的大小、腔內生殖細胞的成熟程度以及生殖腺的發育規律為標準，將其劃分為5個期[12]：增殖期(Proliferation stage)、生長期(Growth stage)、成熟期(Mature stage)、排放期(Spawning stage)和休止期(Resting stage)。通過對福壽螺卵巢組織切片觀察可知，生殖管腔中生殖細胞的數量及分布狀況變化明顯，所以我們將福壽螺卵巢的發育分為增殖期、生長期、成熟期、排放期和休止期5個時期。這一規律與大多數軟體動物類似[3-4,10]。

3.3福壽螺卵子的發生

福壽螺的卵子是在卵巢的生殖管內發生的，其細胞核中的核仁有較大的變化。從卵原細胞到卵黃合成后期，核仁不斷增大，從卵黃合成開始，核仁有降解的趨勢。核仁會解體是因為染色體上的DNA雙螺旋結構解旋形成松散的單鏈[13]，并隨著核體積的擴大單鏈進一步分散，DNA單鏈經翻譯、合成大量各類RNA，所以在成熟的卵子中只有少量的核仁或沒有核仁[14]。最后形成的成熟卵子經輸卵管排出。在軟體動物胚胎發育中所需要的營養由蛋白腺分泌的卵蛋白提供[15-16]，福壽螺也遵循這一規律，因此在卵細胞發育過程中，胞質中的卵黃顆粒會有一定數量的積累[17]。

3.4福壽螺強大繁殖力原因分析

經過研究發現，福壽螺的卵巢為管狀分枝型的結構，分支數量多，所以每次可以排出大量的成熟卵子，形成由大量卵粒組成的團塊。福壽螺性腺中的生殖細胞并非同步成熟，一次排完。根據研究結果，福壽螺生殖細胞是區域性同步化發生的，即同一生殖管中的卵區域性地連續分批成熟、排放。因此福壽螺在繁殖季節可以多次交配、多次產卵，有利于提高生殖力，再加上福壽螺體內含有大量的生殖細胞[18-19]，卵巢組織中成熟卵細胞數量極多，這為福壽螺的快速繁殖提供了基礎。雌螺的子宮容積大并且能夠容納大量的成熟卵子，所以一次受精后可以多次產卵[20]。這種發育特征與泥螺、貽貝、扇貝等相似。此外，福壽螺胚胎在體外發育，很大程度上減少了福壽螺的繁殖能量投入，促進了繁殖量的提升。

正是由于這些結構和生理機制上的特點，導致了雌性福壽螺有著強大的產卵能力，這就解釋了福壽螺具有強大繁殖能力的結構基礎和生理機制。

致謝：感謝華南農業大學測試中心黃吉雷老師給予的支持和幫助！

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【責任編輯柴焰】

Histological studies on oogenesis and ovarian development of Pomacea canaliculate

ZHAO Yongchao1，YAN Zhihui1，WU Fan1，ZHENG Hongtao1，LI Haiyun1，ZHANG Jiaen2

(1 College of Animal Science，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China；2 Institute of Tropical and Subtropical Ecology，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China)

Abstract：【Objective】 The main typical characteristics of each ovary developmental stage of Pomacea canaliculate were studied.【Method】Micromorphology of ovarian developmental process and each stage of oocyte development of invader P.canaliculate were observed using histologic sectioning and hematoxylin-eosin staining methods.【Result】 The ovarian developmental process of P.canaliculata is divided into five stages including proliferating stage，growing stage，maturing stage，spawning stage and recovering stage, based on different histological characteristics.During ovarian development，ovum forming cells experienced a series of morphological and structural changes, and eventually developed into mature eggs.The formation of P.canaliculata ovum consisted the oogonium stage，early yolk synthesis stage，late yolk synthesis stage and maturation stage.【Conclusion】The ovarian of P.canaliculata is a tubular branching gland， the oogonium goes through five development stages to form the mature ovum, and the structural and physiological characteristics of its ovarian development provide a basis for high fertility of P.canaliculata.

Key words：Pomacea canaliculate； ovarian development； oogenesis； microstructure

中圖分類號：Q955

文獻標志碼：A

文章編號：1001- 411X(2016)03- 0095- 05

基金項目：國家自然科學基金-廣東聯合基金(U1131006)

作者簡介：趙永超(1990—)，男，碩士研究生，E-mail：772731433@qq.com；通信作者：李海云(1966—)，女，教授，博士，E-mail：hyli@scau.edu.cn

收稿日期：2015- 07- 16優先出版時間：2016-04-15

優先出版網址：http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1110.s.20160415.1555.036.html

趙永超， 嚴志會， 吳帆，等.福壽螺卵巢發育與卵子發生的組織學研究[J].華南農業大學學報，2016,37(3):95- 99.