摘要
短蛸（Amphioctopusfangsiao）是广泛分布在我国北部沿海的重要经济物种，其生长速度快，营养价值高，广受大众喜爱。短蛸雌雄发育不同步，雄性在9月发育成熟，而雌性成熟时间在次年5月。9月雄性成熟后和雌性交配，至卵细胞成熟产卵时，精子已经在雌性输卵管腺的纳精囊内储存了八个月之久。精子储存现象有利于提高短蛸的繁殖成功率，增加后代数量。本研究以短蛸为研究对象，分析观察了雌性短蛸的生殖系统；利用光学和透射电子显微镜研究了雌性短蛸输卵管腺的结构特征，以及在精子储存过程中的形态和组织化学变化；利用IlluminaHiSeq2500测序平台，对9月（未储存精子）和11月（储存精子）的短蛸输卵管腺组织进行转录组测序。主要研究内容与结果如下： 1.成熟短蛸输卵管腺的结构。短蛸雌性生殖系统由三部分组成，分别为卵巢、输卵管腺和输卵管。其中，输卵管腺在精子储存、受精和受精卵包装中均发挥着重要作用。本研究通过解剖学和组织学观察发现输卵管腺有三层同心腔（由外向内依次为外周腺、中心腺和纳精囊）围绕着输卵管排列，呈辐射状对称，中央腔位于输卵管腺的远卵巢端，外周腺、中心腺和纳精囊均通过中央腔通向输卵管。外周腺和中心腺细胞有分泌功能，透射电镜观察发现了大量与分泌相关的细胞器、分泌颗粒和囊泡聚集。纳精囊一端膨大呈梨形，另一端是细长的管状结构，由柱状上皮纤毛细胞构成。交配后精子储存在纳精囊中，与纳精囊中的絮状物质缠绕在一起。中央腔和输卵管腔由简单的柱状上皮勾勒出轮廓，由松散的结缔组织支撑，中央腔和输卵管壁上都观察到了丰富的纤毛。 2.短蛸精子储存过程中输卵管腺的结构和组织化学变化。9月起雄性精巢发育成熟后开始与雌性交配，之后雌性短蛸多次与雄性交配，精子在纳精囊内积累数量增加。阿尔新蓝-过碘酸希夫反应（AB-PAS染色）发现输卵管腺不断发育并产生一系列变化以适应精子储存，具体表现在：外周腺细胞的核质比逐渐降低，细胞质和腔内积累了大量PAS（+）的嗜酸性分泌颗粒（糖蛋白）；中心腺细胞呈现空泡状，ABpH2.5（+）的酸性粘蛋白分布在中心腺细胞和腔内。这些分泌物与卵细胞的成分相同（PAS+和ABpH2.5+），可以通过中央腔进入输卵管，可能参与受精和受精卵的包装。9月至次年5月纳精囊腔内都存在PAS（+）的糖蛋白和腔外围绕的PAS（+）的糖蛋白共同作用可能为精子提供了有利于存活的稳定的微环境。 3.短蛸精子储存相关基因的差异表达分析。通过H-E染色筛选9月未储存精子和11月储存精子的短蛸输卵管腺，利用IlluminaHiSeq2500平台，对其进行RNA-Seq测序，通过差异表达分析，共鉴定到7,943个差异表达基因（DEGs），其中4,737个上调，3,206个下调。利用GO和KEGG功能富集分析鉴定与精子储存相关的基因，并构建蛋白质相互作用网络以检测基因间的相互作用。最终鉴定到19个调控免疫应答、细胞凋亡和自噬调节的关键基因，并对其进行了荧光定量PCR（qRT-PCR）验证。 综上所述，本研究在细胞水平上研究了短蛸输卵管腺适应精子长期储存和受精的结构特点和变化，还在分子水平上鉴定出了与精子储存相关的差异表达基因，初步阐明了短蛸的精子储存机制。研究结果将为进一步研究短蛸的精子储存机制奠定基础，并为短蛸的人工繁育、资源增殖与保护提供科学依据。
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