环境渗透压影响硬骨鱼精子运动启动的研究进展

《环境渗透压影响硬骨鱼精子运动启动的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第22卷第1期聊城大学学报(自然科学版)Vo1．22NO．12009年3月JournalofLiaochengUniversity(Nat．Sei．)Mar．2009环境渗透压影响硬骨鱼精子运动启动的研究进展胡家会张玉博陈玉明周荣荣(聊城大学生命科学学院，山东聊城252059)摘要鱼类精子的运动启动受多种外界环境因素的影响，渗透压是影响大多数硬骨鱼类精子运动启动的重要因素．渗透压对鱼类精子运动启动的影响存在较大的种间差异和精子的个体差异，它通过影响精子细胞膜的形态结构、膜电位的变化和离子通道的开放状态，来调节鱼类精子运动启动的过程．关键词渗透压，精子运动

2、，细胞膜电位，离子通道中图分类号$917文献标识码A文章编号1672—6634(2Oo9)O1—0075—06精子生物学的研究开始于19世纪，研究内容主要涉及精子的发生与发育过程，精子的结构与功能的关系，精子运动及启动的机理，精子的代谢和精浆的生化特性，还有影响精子冷藏和冷冻的各种外界因素等．鱼类精子生物学的研究仅限于少数种，主要集中于有重要经济价值的鱼类如鲑科(Salmonidae)、鲤科(Cyprinidae)、鲟科(Acipenseridae)和濒危物种的精子L1]．硬骨鱼类的成熟精子在精液及精巢中受各种因素的影响，处于不运动状态．当精液排到渗透压

3、和离子成份都发生了较大改变(同精浆相比)的外界环境时，精子受其刺激由静止变为运动状态即启动，并要克服有害的外界因素，在相应的环境条件下完成受精作用。1影响鱼类精子运动启动的环境因素同其它高等脊椎动物相比，鱼类精子的运动有两个明显的特征：其一，大多数鱼类的成熟精子排到水体中立即被激活；其二，精子在水中游泳的时间很短，只能维持几分到十几分钟向前运动[4]．鱼类精子运动启动的生物学特点，已成为鱼类养殖和人工受精的最大障碍．深人研究鱼类精子运动启动的机制，能使我们正确理解水生动物精子启动方式的生物学意义，还能使人们更好地理解鱼类特别是回游鱼类，是如何适应其生存环

4、境的[5]．这不仅为精液的低温保存和人工受精提供可靠的参考，还为运用精子运动检测水体污染物的细胞毒性打下基础Ee3．因此，鱼类精子运动启动机制的研究，具有重要的理论指导意义和生产实践价值．自Scheuring(1925)[7首次报道K抑制虹鳟鱼(salmogarirdneri)的精子运动和Gray(1928)[81报道海水稀释能影响海胆精子的运动以来，精子运动的启动机制在水生无脊椎动物如海胆E]、尾索动物如海鞘[】卜"]、头索动物如文昌鱼[1引、脊椎动物如鱼类¨‘和哺乳类动物．z中得到广泛的研究．研究成果表明，鱼类精子运动启动与环境的渗透压、离子成分、p

5、H值和温度等因素有关，且这些因素对鱼类精子运动启动的影响存在着较大的种间差异．总之，精子周围环境的渗透压和离子成分的变化，被认为是影响硬骨鱼类精子运动启动过程的两类关键因素[2川，而渗透压的改变是影响鱼类精子运动启动的前提条件．2渗透压对鱼类精子运动启动的影响Morisawa和Suzuki(1980)[1在总结前人研究成果的基础上，用不同渗透压的NaC1、KC1和甘露醇溶收稿日期：2008—12—15基金项目：山东省自然基金资金项目(Y2007B56)通讯作者：胡家会，E—mail：hujiahui@lcu．edu．an．76聊城大学学报(自然科学版)第

6、22卷液作精子激活实验，发现一些淡水硬骨鱼(如Carassiusaurat~$等)的精子可被低于精浆渗透压的溶液激活；一些海水硬骨鱼(如Gadusmorrhuamaorocephalus等)的精子可被高于精浆渗透压的溶液激活．尽管鱼类精浆的渗透压在不同的季节存在微弱的变化[2]，但不论淡水鱼还是海水鱼的精浆渗透压总是保持在286～334mOstoolkg的水平，精子在精巢和精浆中不运动，在与精浆等渗(300mOsmol／kg)的电解质或非电解质溶液中也不运动L2“。船q．然而，当精液稀释到与精浆渗透压存在着较大差异的水体环境时，不运动的精子立即开始运动，

7、这种环境渗透压的差异是大多数硬骨鱼及水生动物精子运动启动的重要调节因素[2．把淡水鱼的精液，从等渗(300mOsmol／kg)溶液稀释到低渗(小于300mOsmol／kg)溶液时，精子运动被激活，精子运动的启动率和运动速度随着外界渗透压的降低而升高，淡水鱼精子运动启动的有效渗透压范围为O～300mOsmol／kg，最适渗透压范围是1OO～150mOstool／kg[2卜∞]．而海水鱼的精子，从等渗(300mOsmol／kg)溶液转移到高渗(大于300mOsmol／kg)溶液中，才能激发精子运动，精子运动启动率和运动速度随着外界溶液渗透压的升高而升高，达到

8、天然海水渗透压(1000mOsmol／kg)时，精子处于最佳运动状态，其后，精子