长牡蛎发育早期背腹轴形成过程的初步研究

【作者】 王瑶榕； 郇聘； 刘保忠；

【机构】 中国科学院海洋研究所； 中国科学院大学；

【摘要】 组织者细胞(organizer)作为指导胚胎发育的细胞群,广泛存在于软体动物中,其诱导发育模式可作为重要的类群特征。在发育过程中,组织者细胞通过影响周围细胞的发育命运,决定背腹轴的形成和特征器官的发育。腹足纲软体动物中的研究表明,组织者细胞通过调控原肠作用中的外包式细胞重排这一核心事件,实现对背腹轴形成的决定。然而在双壳纲软体动物中,其原肠作用多不采用外包式的细胞重排模式。这种不同于腹足纲软体动物原肠作用模式,可能提示了一种新的组织者细胞调控背腹轴发育的机制。因此,有必要对双壳纲软体动物的背腹轴形成过程进行系统阐释。本研究选择双壳纲软体动物长牡蛎(Crassostrea gigas)作为研究对象,对其背腹轴形成过程进行了初步分析。由于D系卵裂球在软体动物多个物种中被证明为组织者细胞的发育来源,其卵裂特征成为我们的关注重点。通过F-actin染色追踪了受精卵的前四次卵裂过程,发现卵裂球D在第3次卵裂时首先分裂,而在第4次卵裂中1a细胞首先完成分裂,1D细胞最后完成分裂。在第3次和第4次卵裂中,胚胎的不对称性逐渐集中到植物极。为进一步从分子水平上分析长牡蛎胚胎的背腹轴形成过程,我们筛选了7个表达调控基因作为其背腹侧的标记,这些基因包括背侧表达的cgi-bmp2/4和cgi-gata2/3以及腹侧表达的cgi-bra、cgi-foxa、cgi-pou3、cgi-pou4和cgi-soxb。对其进行原位杂交实验检测发现,这些标记基因均沿背腹轴方向不对称表达。上述结果为阐释双壳纲软体动物背腹轴形成过程,以及深入理解软体动物组织者细胞作用机制的演化提供了数据支撑。更多还原