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中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)俗称河蟹,属甲壳纲(Crustacea)、十足目(Decapoda)、短尾类,是一种重要的经济蟹,亦是研究精子发生尤其是十足目甲壳类动物精子发生的模式动物之一。该物种在发育生物学、进化生物学、生殖生物学等众多的领域中具有重要的研究价值。中华绒螯蟹养殖现状不容乐观,养殖规模扩大但质量却连年下降以及出现品种混杂,究其原因是对中华绒螯蟹的精子发生机制不清楚,因此研究中华绒螯蟹的精子发生尤为重要。中华绒螯蟹其产生的精子形态独特,不具备鞭毛以及微管套。中华绒螯蟹在精子形成过程中,早期精细胞经过一系列形态与生理的变化最终形成具有受精能力的成熟的精子。中华绒螯蟹在精子形成过程中会发生结构的改变和一系列生理学过程:精子发生的早期,卵圆形的精原细胞体积较大,精原细胞一端聚集内质网小泡和线粒体,在初级精母细胞中,中心粒附属物由拟染色体包围住中心粒形成的,随后向精细胞发展。在精子发生的早期,原顶体颗粒由高尔基体产生,大的原顶体囊由原顶体颗粒在中期聚集形成;精子发生的中期精子细胞核发育成杯状,顶体囊被其包裹住,精子呈现出椭圆形状,精子随后进一步的成熟,顶体继续分化,最终形成的成熟精子会在细胞周围形成众多的辐射臂,但是其功能还值得我们去深入的研究。 在真核生物中,细胞骨架包括微管,微丝和中间丝,细胞内的许多生命活动都与这些细胞骨架成分有着紧密的关联。依赖于微管运动的驱动蛋白超家族是一种分子马达蛋白,能运输各种细胞所必需的蛋白复合体、一些生物大分子以及其他的货物。在细胞内部的物质运输和生理活动调节中,驱动蛋白超家族都起到了重要的作用。在鞭毛结构的形成以及后续的功能维持、微管套内运输、细胞内其他的功能中,KIF3A/3B起着重要的作用。KIF3A/3B常常形成稳定的二聚体,是一种N-末端驱动蛋白,依赖于微管进行正极定向运动。在中华绒螯蟹的精子发生过程中,精子发生的形态改变机制、核质物质交换、受精都可能与KIF3A/3B相关。 本实验通过兼并PCR、3RACE,and5RACE克隆出中华绒螯蟹kif3a和kif3b基因。并且对kif3a和kif3b在中华绒螯蟹中的几个主要组织或器官如心脏、肌肉、肝胰腺、腮和精巢进行了反转录PCR。通过Western Blot检测KIF3A在心脏、肌肉、腮和精巢的蛋白量水平。通过原位杂交和免疫荧光检测到kif3a、kif3b mRNA以及KIF3A、KIF3B蛋白在精子中的动态的分布。实验结果显示KIF3A和KIF3B在早期的精子中主要表达在细胞核的周围,在中期的精子中细胞核表达量很高,并且一直持续到成熟精子。在精子后期会发生剧烈的形态学变化和细胞核的重塑,此时KIF3A和KIF3B主要分布在细胞核区域,部分分布在顶体区域。结果显示KIF3A和KIF3B参与了细胞核形态变化等一系列的形态学改变,引起了细胞内的细胞器、蛋白质和其他物质的运输。这些结果都显示了KIF3A和KIF3B在甲壳纲精子发生中起到的作用,也阐明了KIF3A和KIF3B之间的关联。这些都为继续研究KIF3A和KIF3B在精子发生中的作用以及两者之间的联系上提供基础的资料。