蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂各時(shí)期的識(shí)別劉夢(mèng)豪;趙凱強(qiáng);王雅棟;楊夢(mèng)平;趙寧寧;楊大祥【摘要】蝗蟲具有材料易得、染色體大、染色體數(shù)相對(duì)較少等優(yōu)點(diǎn)，被普遍用于觀察精子發(fā)生中減數(shù)分裂各個(gè)過程.蝗蟲精巢制片簡(jiǎn)單、快速，但初學(xué)者普遍感到辨別分裂相較為困難.鑒于此，文章以東亞飛蝗(Locustamigratoriamanilensis(Meyen))精母細(xì)胞的減數(shù)分裂過程為例，介紹如何根據(jù)染色體的數(shù)目及染色體構(gòu)象，識(shí)別減數(shù)分裂各個(gè)時(shí)期.此外，文章也簡(jiǎn)要描述了東亞飛蝗精母細(xì)胞的有絲分裂及精子形成過程,供初學(xué)者參考.％Thegrasshoppersareidealmaterialstostudyvariousmeioticstagesofspermatogenesisduetotheireasyavailability,fairlylargechromosomes,andfewernumbersofchromosomes.Itiseasytomaketemporarysquashpreparationofgrasshoppertestes;however,itisusuallydifficultforthebeginnerstodifferentiatebetweenstagesofmeiosis.Inviewofthis,wedemonstratedthemethodofidentificationofmeioticstagesbychromosomenumberandchromosomeconforma-rntion,takingspermatogonialmeiosisofLocustamigratoriamanilensisasanexample.Wedescribedbrieflythemitosisofrnspermatogoniaandthespermatogenesisofthisspeciesaswell.【期刊名稱】《遺傳》【年(卷)，期】2012(034)012【總頁數(shù)】10頁(P1628-1637)【關(guān)鍵詞】東亞飛蝗;減數(shù)分裂;分裂相辨別【作者】劉夢(mèng)豪;趙凱強(qiáng);王雅棟;楊夢(mèng)平;趙寧寧;楊大祥【作者單位】中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院，北京,100193;中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院，北京100193;中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院，北京,100193;中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院，北京100193;中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院，北京,100193;中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院，北京,100193【正文語種】中文蝗蟲具有材料易得,染色體大、數(shù)目少,雙線期和終變期交叉十分明顯（用植物材料則不易看到這個(gè)結(jié)構(gòu)），可以用于分析染色體交叉的結(jié)構(gòu)、分布和頻率等優(yōu)勢(shì)[1],被廣泛用于減數(shù)分裂過程的觀察。但對(duì)初學(xué)者來說，制片容易,準(zhǔn)確分辨減數(shù)分裂各時(shí)期卻很困難。造成這個(gè)困難的原因,除了初學(xué)者經(jīng)驗(yàn)不足、教材說明不充分之外,還有如下幾個(gè)原因：（1）曲細(xì)精管中同時(shí)存在精原細(xì)胞有絲分裂,初/次級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂及精子形成（Spermiogenesis）3個(gè)過程[2~4],容易混淆;（2）植物小孢子母細(xì)胞分裂后2個(gè)或4個(gè)子細(xì)胞由胼胝體包被在一起，初學(xué)者多少可以借助子細(xì)胞數(shù)及子細(xì)胞中染色體的特征判斷一個(gè)時(shí)期屬于減數(shù)分裂I還是減數(shù)分裂II;而動(dòng)物精母細(xì)胞通過縊縮方式完成一次分裂后兩個(gè)子細(xì)胞往往〃各奔東西”，多數(shù)情況下無法借助相鄰子細(xì)胞的特征來判斷分裂時(shí)期;（3）減數(shù)分裂是一個(gè)連續(xù)的動(dòng)態(tài)過程，分裂相之間逐步過渡，相鄰的時(shí)期（如晚雙線期與早終變期）之間并沒有嚴(yán)格界限;⑷教學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用一種染料（如醋酸洋紅或醋酸地衣紅，石炭酸品紅）染色后壓片觀察，這種方法僅能提供染色體的形態(tài)與數(shù)目?jī)蓚€(gè)特征，并不能區(qū)分同源染色體或姊妹染色體，連著絲點(diǎn)這樣有助于識(shí)別染色體個(gè)體性的結(jié)構(gòu)都無法看清。這些因素都決定了識(shí)別減數(shù)分裂各時(shí)期不像區(qū)分果蠅的紅白眼色那樣直觀。國(guó)內(nèi)也有不少實(shí)驗(yàn)教材介紹了該實(shí)驗(yàn)的操作方法并描述了蝗蟲減數(shù)分裂的特征，但多數(shù)教材存在兩方面的問題：一是分裂過程的照片不完整,二是相應(yīng)的描述太簡(jiǎn)單,對(duì)初學(xué)者幫助不大，部分教材甚至存在錯(cuò)誤。Dyer［4］、John［5］、龔玉新等［6］、王佑舉等［7］描述了不同種的蝗蟲減數(shù)分裂過程,尤其是John對(duì)草地雛蝗（Chorthippusparallelus）減數(shù)分裂部分過程的描述可謂詳盡,堪稱經(jīng)典。但上述文獻(xiàn)描述的減數(shù)分裂過程均不完整。姚世鴻［8］、陳寶瑄［9］提供了相對(duì)完整的精母細(xì)胞減數(shù)分裂過程圖譜,但對(duì)各個(gè)時(shí)期（尤其是減數(shù)分裂II各期）識(shí)別要點(diǎn)的描述過于簡(jiǎn)單，對(duì)初學(xué)者幫助不大。蝗蟲曲細(xì)精管中同時(shí)存在精子發(fā)生（Spermatogenesis）的3個(gè)過程，通過觀察,學(xué)生不僅可以了解減數(shù)分裂過程,也可以了解減數(shù)分裂的上下游過程，從而對(duì)減數(shù)分裂在精子發(fā)生過程中的位置有清楚的認(rèn)識(shí)。但上述文獻(xiàn)對(duì)精母細(xì)胞的有絲分裂及精子形成過程缺乏詳盡的介紹。鑒于此,本文提供了東亞飛蝗精母細(xì)胞減數(shù)分裂過程的較為完整的圖譜,在此基礎(chǔ)上介紹如何利用不同時(shí)期染色體的特征性構(gòu)象及數(shù)目,分辨不同的分裂相,并簡(jiǎn)要地描述精原細(xì)胞的有絲分裂及精子形成過程，以期對(duì)初學(xué)者提供一些幫助。曲細(xì)精管不同區(qū)域同時(shí)進(jìn)行著3個(gè)過程。經(jīng)一些染料（如改良的石炭酸品紅）染色后可很清楚地看到一條曲細(xì)精管中，轉(zhuǎn)化區(qū)占了近一半（圖1）,轉(zhuǎn)化區(qū)中大量成熟精子與精細(xì)胞〃稀釋”了精母細(xì)胞,在制片時(shí)最好將這部分切除。改良的石炭酸品紅是非常好的細(xì)胞核染色劑［10］,可使染色體著色深，顯示清晰，但細(xì)胞質(zhì)幾乎不著色，同時(shí)細(xì)胞易分散，便于壓片。國(guó)內(nèi)許多教材推薦使用這種染料。但細(xì)胞質(zhì)不著色不利于一些分裂相的認(rèn)識(shí)（在本文精子形成過程圖中即可清楚地看到這點(diǎn)）。因此，如果實(shí)驗(yàn)課中用改良的石炭酸品紅染色,最好再用一種既能使染色體清晰著色又能顯示細(xì)胞質(zhì)的染料制片，供學(xué)生觀察比較。我們嘗試了多種染色方法,認(rèn)為醋酸地衣紅（按醋酸洋紅［10］的配法配制即可,只是以地衣紅代替洋紅）效果最好,其次是乳酸-丙酸-地衣紅（配法：取等份的乳酸與丙酸配制2%（w/v）的地衣紅染液。臨用前用蒸餾水將此母液稀釋成45%的工作液）。改良的石炭酸品紅染色5-10min即可，而醋酸地衣紅染色時(shí)間為15min左右。完整的制片操作如下：用鐘表鑷指鉗夾取3~5個(gè)曲細(xì)精管,在濾紙上吸去曲線精管上的液體后置載玻片上，用刀片切去轉(zhuǎn)化區(qū)并棄去，將其他部分投入裝有6~8"染料的200pLPCR管中,蓋蓋,染色。6-8pL的染料即能將細(xì)胞鋪展開,又不至于使細(xì)胞溢出蓋玻片（20mmx20mm）外,而在PCR管中染色可有效防止染料揮發(fā)。染畢，將曲細(xì)精管吸到載玻片上，壓片，用鉛筆頭或火柴棍等將組織敲散，最后用指甲油封緊蓋玻片的四周（這樣可將臨時(shí)制片保持幾天）,鏡檢。對(duì)初學(xué)者來說，做這個(gè)實(shí)驗(yàn)最好以小組（4~5個(gè)學(xué)生）為單位，盡量將各種〃疑似”分裂相拍攝下來，如所用顯微鏡沒有攝影裝置,可用一臺(tái)普通數(shù)碼相機(jī)（鏡頭直徑不要超過目鏡的直徑），通過目鏡取像拍攝［10］。課后集中小組結(jié)果在電腦上分析，〃拼出”一個(gè)完整的減數(shù)分裂過程。有些分裂相出現(xiàn)的機(jī)率小,幾個(gè)學(xué)生共享結(jié)果增加了觀察到這些分裂相的機(jī)會(huì);而一些分裂相〃長(zhǎng)相”相似，將這些分裂相放在—起比較才能更好地看出區(qū)別;在〃拼圖”過程中，更可能看到同一時(shí)期的不同過渡期,更好地了解這一時(shí)期的動(dòng)態(tài)變化。最終挑出的、用于撰寫報(bào)告的典型的分裂相照片,可用ACDseeV12這樣的軟件調(diào)節(jié)白平衡及曝光,使色彩更為準(zhǔn)確;用Adobephotoshop之類的圖像處理軟件進(jìn)行裁剪、去污等的處理,使結(jié)果更加美觀。蝗蟲的性別決定為XO型,也就是對(duì)雄蝗蟲而言,有若干對(duì)常染色體和一條X染色體。不同類型的常染色體，在同一個(gè)分裂時(shí)期中構(gòu)象不同。例如，中部或近中部著絲粒染色體，在后期I至中期II均呈雙“V”或雙“J”疊加形結(jié)構(gòu)，而在后期II則呈現(xiàn)“V”或“J”形;端著絲粒則在后期I至中期II均呈現(xiàn)很粗的棒狀、元寶形、V形或啞鈴形,在后期II中呈現(xiàn)棒狀或點(diǎn)狀（圖2）;X染色體通常是端著絲粒染色體，在進(jìn)行減數(shù)分裂的精母細(xì)胞中，它的著色通常比常染色體深，易于識(shí)別。常染色體的特征性構(gòu)象與X染色體是我們識(shí)別不同分裂時(shí)期的主要手段。因此,弄清一種蝗蟲的核型對(duì)辨識(shí)分裂相是非常有幫助的。東亞飛蝗雄蟲2n=23,XO$也就是11對(duì)常染色體,一條X染色體。這23條染色體中,8對(duì)常染色體與X染色體屬于大型或中型染色體,呈棒狀;3對(duì)常染色體屬于小型染色體,呈點(diǎn)狀。這23條染色體都是端著絲粒染色體［11］。為便于初學(xué)者理解，圖3引用了與東亞飛蝗核型相似的沙漠蝗（Schistocercapallens）的C-帶結(jié)果［12］供參考?；认x的C-帶主要顯示為著絲粒帶及端帶［13］。精原細(xì)胞的有絲分裂見圖4（本文中實(shí)驗(yàn)結(jié)果照片,除說明外，均由改良的石炭酸品紅染色）。分裂過程不再螯述，這里主要介紹它與減數(shù)分裂的區(qū)別：（1）X染色體或染色質(zhì)在有絲分裂中均未表現(xiàn)出較常染色體深的顏色，通常無法識(shí)別;（2）減數(shù)分裂中期I與II與有絲分裂中期的極面觀，雖然染色體均在赤道面上形成一個(gè)圓圈，但有絲分裂的染色體數(shù)是23條而減數(shù)分裂則最多能數(shù)出12條兩者在數(shù)量上有顯著的區(qū)別;在形態(tài)上,有絲分裂的中期染色體較減數(shù)分裂的中期染色體長(zhǎng)與減數(shù)分裂中期I與II的染色體區(qū)別較大,與下文中的圖做一對(duì)照即知。減數(shù)分裂與有絲分裂后期的染色體的數(shù)目與形態(tài)的區(qū)別亦復(fù)如此。這樣就能將減數(shù)分裂與有絲分裂的細(xì)胞區(qū)分開來。圖5與圖6分別顯示東亞飛蝗精母細(xì)胞減數(shù)分裂I與II的分裂相。圖中顯示不少過渡時(shí)期以便讀者了解染色體的動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)也展示了一些時(shí)期不同視角的觀察結(jié)果,使讀者對(duì)這個(gè)時(shí)期有個(gè)全面了解。減數(shù)分裂不同時(shí)期的識(shí)別要點(diǎn)如下。4.1.1前期1前期I中可以非常明顯地看到染色體從細(xì)到粗、從不可識(shí)別個(gè)體到個(gè)體清晰可見，然后再從長(zhǎng)到短的動(dòng)態(tài)變化。前期I的顯著特征是X單價(jià)體從一塊深染的染色質(zhì)塊,逐漸打開折疊，變成一條深染的、表面光滑的棒狀染色體。細(xì)線期（圖5-1）細(xì)胞的特征是由一團(tuán)常染色質(zhì)細(xì)絲及一團(tuán)異固縮的X染色體構(gòu)成，常染色質(zhì)細(xì)絲無法分辨。偶線期（圖5-2,3）細(xì)胞核體積增大，常染色體明顯比細(xì)線期的染色體要粗,仔細(xì)分辨可見配對(duì)的同源染色體（圖中箭頭所指），這種配對(duì)到偶線期的晚期、粗線期的早期可以看得非常明顯（圖5-4）,X單價(jià)體依然呈現(xiàn)為一個(gè)深色的染色質(zhì)塊。粗線期（圖5-4,5,6）由于二價(jià)體進(jìn)一步縮短變粗，并逐漸向整個(gè)細(xì)胞核分散，同時(shí)聯(lián)會(huì)復(fù)合體完全形成,常染色體顯得較粗,染色體可以逐個(gè)識(shí)別。X染色體打開折疊，形成“P”形結(jié)構(gòu),染色很深，臂上很光滑,沒有常染色體上的那種絨毛結(jié)構(gòu)。二價(jià)常染色體從粗線到終變期，都可見絨毛狀的燈刷結(jié)構(gòu)，但X染色體卻始終是光滑的。雙線期（圖5-7,8）是容易識(shí)別卻難〃解讀”的一個(gè)時(shí)期。容易識(shí)別是因?yàn)槭浅Ｈ旧w上出現(xiàn)明顯的V、“X”、“十”、"*、〃8”、〃=”等形態(tài)的交叉。在不同細(xì)胞中,同一染色體交叉的位置不同。此期緊接粗線期,染色體長(zhǎng)短、粗細(xì)與粗線期相當(dāng)或略短。在一些二價(jià)常染色體上可以清楚地看到4條染色單體,交叉逐步端化。X染色體完全打開,呈一深染的光滑的棒狀，其上沒有交叉。由于用改良的石炭酸品紅或醋酸地衣紅染液無法清晰顯示著絲粒的位置,使〃解讀”雙線期染色體的構(gòu)象比較困難。但是仔細(xì)分辨還是能讀懂部分構(gòu)象（圖5-8上的圖解）,解讀這些構(gòu)象對(duì)于深入了解交叉與交換非常有幫助。將終變期（或稱濃縮期，圖5-9,10）放在雙線期與中期I的極面觀之間進(jìn)行比較,就容易識(shí)別與理解了。此期常染色體上同樣存在交叉，但與雙線期比，染色體更短更粗，染色體表面的絨毛狀結(jié)構(gòu)非常明顯長(zhǎng)度、粗細(xì)接近于中期I。交叉進(jìn)一步端化，數(shù)目減少，通常為1~2個(gè)。X單價(jià)體也縮短變粗,但仍為深染的光滑直棒。中期I（metaphasel）在我們這個(gè)例子中，中期1（圖5-11,12）的染色體是有絲分裂與減數(shù)分裂過程中，最粗、最短、最圓的,是終變期交叉端化、繼續(xù)濃縮的產(chǎn)物，仍保留有部分交叉。常染色體邊緣變光滑，絨毛狀燈刷結(jié)構(gòu)消失,形成一團(tuán)團(tuán)的〃顏料疙瘩”。這些〃疙瘩”從其側(cè)面看，排成一條線，通?？梢娐浜蟮腦染色體,非常容易識(shí)別。但并非所有蝗蟲的中期都像東亞飛蝗這樣,一些種（如沼澤蝗Stethophymagrossum）的端著絲粒染色體,在靠近著絲粒的位置上發(fā)生了交換,結(jié)果形成如圖6所示的V形結(jié)構(gòu)［14］。中期I極面觀由于缺乏著絲點(diǎn)的證據(jù)不容易解讀，但是側(cè)面觀是比較容易解讀的，因?yàn)橹z點(diǎn)的方向是朝向兩極的。嘗試解讀這些構(gòu)象可以加深對(duì)交叉互換的理解（圖5-12上的圖解）。后期I（anaphasel）后期標(biāo)志性的結(jié)構(gòu)是兩組染色體拉向兩極，實(shí)驗(yàn)中看到的大多是這種側(cè)面觀。判別后期I的技巧之一是計(jì)數(shù)：兩極的染色體數(shù)分別是11與12。但這點(diǎn)通常難以做到。一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法是看染色體的構(gòu)象,這點(diǎn)在前文已經(jīng)談過。東亞飛蝗的染色體全部是端著絲粒染色體。在后期I,姊妹染色體由著絲點(diǎn)連接在一起,形成很粗的棒狀、元寶形、啞鈴形,V型。從圖5-14,15可以看出，兩極的染色體并不是在一個(gè)平面上,而是像中期那樣，排布在兩個(gè)圓形的面上。圖5-16呈兩朵遙相呼應(yīng)的蓮花狀的分裂相也是我們?cè)谥破谐Ｓ龅降?。仔?xì)看兩朵〃蓮花”的〃花瓣”，可以找到元寶型的染色體（圖5-16中用綠色線標(biāo)出者），所以這個(gè)細(xì)胞也是后期I的細(xì)胞。染色體到達(dá)兩極后逐漸解體、變模糊（圖5-17）。有些文獻(xiàn)，如Martin［1］將圖5-16及圖5-17的分裂相判為末期I。從我們的結(jié)果看，圖5-14到5-17中的染色體構(gòu)象與末期1（見下文）染色體的構(gòu)象有很大區(qū)別，且此時(shí)似乎沒有看到細(xì)胞縊縮分裂的跡象（圖5-15）。所以,我們認(rèn)為，這幾個(gè)細(xì)胞應(yīng)該同屬后期I的晚期，而非末期I。末期I（telophase）很明顯看到兩個(gè)縊縮分裂的細(xì)胞,染色體在這個(gè)時(shí)期逐漸伸長(zhǎng)、變細(xì)、變模糊，但X染色體依舊沒有解體,著色很深（圖5-18,19,20）。因此,深染的X染色體成了判斷這個(gè)時(shí)期的關(guān)鍵指標(biāo)。由于雄蝗蟲的性別決定是XO,因此,末期I的兩個(gè)正在縊裂的細(xì)胞中,只有一個(gè)細(xì)胞具有X,另一個(gè)細(xì)胞沒有。這是此期標(biāo)志性的特征。大量觀察的結(jié)果表明,在這個(gè)時(shí)期,X染色體有3種折疊形式：一種是棒狀,一種是O型，一種是深染的塊狀。我們判斷這分屬于末期I的3個(gè)亞期,在這3個(gè)亞期中棒狀的染色體逐步折疊回塊狀,直至在間期II形成一個(gè)深染的點(diǎn)狀。綜觀蝗蟲減數(shù)分裂的整個(gè)過程中X染色體的形態(tài)，我們可以推測(cè),它存在著折疊、打開、再折疊、再打開、最終折疊成一個(gè)點(diǎn)狀染色體的過程。在前人的文獻(xiàn)中似乎沒有見到類似的報(bào)道。東亞飛蝗在減數(shù)分裂I和H之間存在間期H。在該時(shí)期，光鏡下不能觀察到染色體的形態(tài),只能見到一些染色質(zhì)絲。仔細(xì)觀察細(xì)胞，還能見到?jīng)]有解聚的染色體的輪廓。間期H細(xì)胞分為兩類（圖7-2）:存在/不存在染色很深的由X染色體凝縮形成的點(diǎn)。這兩種形態(tài)也是細(xì)胞已經(jīng)分裂的證據(jù)之一。末期I的細(xì)胞如何逐步過渡到間期H,又如何從間期H逐步過渡到前期H?因未見到相關(guān)文獻(xiàn)也沒有實(shí)驗(yàn)證據(jù)，我們推測(cè)圖7-1及7-3是可能的分裂相。減數(shù)分裂H的各時(shí)期都存在著兩種類型的細(xì)胞，一類含有X染色體，另一類不含X染色體。因而結(jié)合細(xì)胞內(nèi)染色體的形態(tài)與數(shù)目是對(duì)各時(shí)期進(jìn)行判定的關(guān)鍵。前期n（prophasen）染色質(zhì)凝縮成可見的染色體,每條染色體具有兩條姊妹染色單體，各條染色體之間可以彼此區(qū)分開來,染色體數(shù)目為11或11+X（圖7-4）。間期X染色體呈現(xiàn)塊狀，而此時(shí)的X染色體呈豆莢狀，因此推測(cè)由間期H到前期H應(yīng)該有一個(gè)重新打開X染色體的過程。但在這次實(shí)驗(yàn)中我們沒有觀察到這個(gè)過渡時(shí)期。中期Il（metaphasen）中期H（圖7-5,6,7）的染色體在形態(tài)上與中期I差別很大,與后期I非常相似,因此，在用改良的石炭酸品紅染色、細(xì)胞質(zhì)不明顯時(shí)，初學(xué)者常將后期I的兩極誤當(dāng)成兩個(gè)中期I細(xì)胞。這時(shí)姊妹染色體依舊沒有分開，它們之間通過著絲點(diǎn)相連，但一些姊妹染色體間的張角要比后期I時(shí)大,在這個(gè)例子中,端著絲粒染色體呈明顯的V型、元寶型、短棒型，這種構(gòu)型在此期的側(cè)面觀（圖7-7）也可看到，從側(cè)面觀還可以看到X染色體滯后的現(xiàn)象。圖7-5上的圖解是對(duì)V字形與短棒型染色體結(jié)構(gòu)的解釋，圖解中黑色的點(diǎn)代表著絲粒。后期Il（anaphasen）在此期著絲點(diǎn)分裂,染色單體分離,分別在紡錘絲的牽引下移向細(xì)胞兩極。在這個(gè)例子中，兩極的端著絲粒染色體為棒狀與點(diǎn)狀（圖7-8,9）。圖7-10與圖7-11也屬于這個(gè)時(shí)期。為什么呢？與圖5-16,17相比,我們?cè)凇ㄉ徎ò辍苯Y(jié)構(gòu)中非常明顯看到棒狀的染色體臂，但找不到元寶型染色體。與后期I晚期相似,在后期II晚期，染色體亦逐漸變模糊（圖7-11）。末期I（telophasel）到達(dá)細(xì)胞兩極的染色體逐漸解旋,細(xì)胞中的常染色體變模糊,越到晚期常染色體越模糊。但深染的、豆莢狀的X染色體依舊清晰可見。這個(gè)時(shí)期的細(xì)胞的識(shí)別要點(diǎn)是：兩個(gè)或4個(gè)正在分裂的細(xì)胞要么都具有、要么都沒有X染色體。這是末期II特征性標(biāo)志（圖7-12,13,14。圖7-12中用綠色線標(biāo)出者為X染色體）。減數(shù)分裂I形成的圓形精細(xì)胞,在生精細(xì)胞內(nèi)相關(guān)基因等的調(diào)控下,完成細(xì)胞變態(tài)及核蛋白的表觀遺傳修飾,最終形成成熟的精子［15,16］。從形態(tài)上看，東亞飛蝗的精細(xì)胞，細(xì)胞質(zhì)逐步丟失，頭部逐步地從圓形，經(jīng)歷橢圓形，梭形,最后形成針狀的成熟精子［2］,這一過程可以從圖8-1至圖8-9改良的石炭酸品紅染色的結(jié)果中很直觀地看出來。圖8-1至圖8-9的結(jié)果再次顯示了改良的石炭酸品紅著色深、背景清晰的優(yōu)點(diǎn)。但是這個(gè)結(jié)果卻很容易讓學(xué)生誤認(rèn)為蝗蟲的精子是沒有尾部鞭毛結(jié)構(gòu)的。而用醋酸地衣紅等能使細(xì)胞質(zhì)著色的染料染色，則可以清楚地看到圓形精細(xì)胞長(zhǎng)出的游絲（圖8-10至8-12）及精子的尾部（圖8-13至圖8-15）。這也就是本文開頭談到的改良的石炭酸品紅的一個(gè)不足。圓形的精細(xì)胞與間期I的細(xì)胞十分相似，它們也有兩種類型的細(xì)胞：含X和不含X。但二者之間有所區(qū)別：精細(xì)胞比間期I的細(xì)胞要小很多，同時(shí)精細(xì)胞較間期I細(xì)胞染色要深。這兩者之間的區(qū)別從圖9中可以直觀地、明顯地看出來。比較減數(shù)分裂I與H,可以看出,從中期I到間期H與從中期H到精細(xì)胞這兩個(gè)過程非常相似，似乎是一個(gè)對(duì)稱的過程。蝗蟲作為減數(shù)分裂觀察的一種經(jīng)典材料，已被廣泛應(yīng)用于各大院校的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐表明，觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂過程是一個(gè)操作十分簡(jiǎn)單但〃解讀”十分復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)。我們發(fā)現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)前，不少初學(xué)者對(duì)減數(shù)分裂過程及染色體的了解往往是通過理論教材的模式圖建立的。在實(shí)際觀察中，他們往往無法將顯微鏡下復(fù)雜多變的染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu)與理論知識(shí)聯(lián)系起來。此外，國(guó)內(nèi)的很多教材在學(xué)生最需要指導(dǎo)的分裂相解讀這一部分寫得過于簡(jiǎn)單,學(xué)生理解困難。有的學(xué)生或許能找到與教材上相似的分裂相，但卻知其然而不知其所以然。為此,我們從大量的實(shí)驗(yàn)照片中，篩選、整理出了相對(duì)完整的東亞飛蝗的減數(shù)分裂及精原細(xì)胞有絲分裂過程和精子形成過程圖,并對(duì)這些過程進(jìn)行較為詳細(xì)的解讀，希望對(duì)初學(xué)者有所幫助。我們的實(shí)踐表明,只有當(dāng)學(xué)生在顯微鏡下真正看懂分裂相時(shí),才能夠收到良好的教學(xué)效果。這個(gè)例子也說明,實(shí)驗(yàn)教材的寫作應(yīng)該從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā),從初學(xué)者能理解、接受的角度入手,在一些細(xì)節(jié)上給予學(xué)生較為詳細(xì)的指導(dǎo)，這樣才能夠?qū)懗稣嬲幸嬗趯W(xué)生的教材。在文獻(xiàn)［4,5］中,作者都沒有描述末期I與II的特征。而有些作者（如Martin［1］及在http://www.vcbio.science.ru.nl/en/image-gallery/show/labels/AN0098/上的飛蝗減數(shù)分裂過程照片，這張照片在不少教學(xué)機(jī)構(gòu)中廣泛流傳），都將染色體移到兩極但細(xì)胞沒有縊縮的分裂相當(dāng)成末期I或II,我們的觀察表明，這些文獻(xiàn)界定的末期I/H似乎應(yīng)該屬于后期I/H的晚期，而末期I/H另有細(xì)胞學(xué)特征很明顯的分裂相,且末期I似乎不是一個(gè)單一的階段,X染色體在此階段逐步折疊,從線狀變成點(diǎn)狀。而從理論上推斷,X染色體從間期H到前期H也有一個(gè)重新打開折疊的過程,而在末期H到精細(xì)胞的形成過程中,X染色體又重新折疊成點(diǎn)狀。但在這個(gè)工作中,我們沒有觀察到這些過渡時(shí)期。【相關(guān)文獻(xiàn)】MartinJM.Theuseofgrasshopperchromosomestodemonstratemeiosis.Tuatara,1970,18(1):1-12.郭郛，陳永林,盧寶廉.中國(guó)飛蝗生物學(xué).山東:山東科學(xué)技術(shù)出版社,1991.趙卓,任炳忠,奚耕思.