난태생 어류인 성숙한 Xiphophorus maculatus의 정소를 적출하여 정자형성과정과 정자의 미세구조를 전자현미경으로 관찰하였다. 정자형성과정은 정소낭(testicular cyst)에서 이루어지며, 각 정소낭 내에 동일한 분화시기의 생식세포가 분포하고 있었다. 정원세포는 타원형으로 핵 내에 뚜렷한 인을 보유하고 있었고 세포질에는 미토콘드리아의 발달이 현저하였다. 제1정모세포는 원형으로 정원세포보다 크기가 작았고 인은 발달되어 있지 않았으며, 제2정모세포는 제1정모세포보다 더 작아졌고 핵의 전자밀도는 더 높았다. 정세포의 초기발달시기에는 세포의 크기가 정모세포보다 작았고 염색질의 응축은 핵막 쪽에서 뚜렷하여 전자밀도가 높았으며 편모가 형성되기 시작하였고 미토콘드리아는 핵 주변에 분포하였다. 정자완성과정 중기에는 핵의 염색질 응축이 뚜렷하였으며 핵은 세포질 한쪽에 치우쳐 있었고, 미토콘드리아는 편모 주변에 집중되었으며 핵은 구형을 이루고 있었다. 완전히 성숙한 정자의 두부형태는 장원추형이었고 두부에서 첨체는 관찰되지 않았으며 편모의 미세소관 배열은 9+2구조를 이루고 있었다. 또한 정자의 꼬리 끝에는 고리형태의 구조물 보유하고 있었다.
난태생 어류인 성숙한 Xiphophorus maculatus의 정소를 적출하여 정자형성과정과 정자의 미세구조를 전자현미경으로 관찰하였다. 정자형성과정은 정소낭(testicular cyst)에서 이루어지며, 각 정소낭 내에 동일한 분화시기의 생식세포가 분포하고 있었다. 정원세포는 타원형으로 핵 내에 뚜렷한 인을 보유하고 있었고 세포질에는 미토콘드리아의 발달이 현저하였다. 제1정모세포는 원형으로 정원세포보다 크기가 작았고 인은 발달되어 있지 않았으며, 제2정모세포는 제1정모세포보다 더 작아졌고 핵의 전자밀도는 더 높았다. 정세포의 초기발달시기에는 세포의 크기가 정모세포보다 작았고 염색질의 응축은 핵막 쪽에서 뚜렷하여 전자밀도가 높았으며 편모가 형성되기 시작하였고 미토콘드리아는 핵 주변에 분포하였다. 정자완성과정 중기에는 핵의 염색질 응축이 뚜렷하였으며 핵은 세포질 한쪽에 치우쳐 있었고, 미토콘드리아는 편모 주변에 집중되었으며 핵은 구형을 이루고 있었다. 완전히 성숙한 정자의 두부형태는 장원추형이었고 두부에서 첨체는 관찰되지 않았으며 편모의 미세소관 배열은 9+2구조를 이루고 있었다. 또한 정자의 꼬리 끝에는 고리형태의 구조물 보유하고 있었다.
The ultrastructures of spermatogenesis and sperm in Xiphophorus maculatus, ovoviviparous fish were investigated by electronmicroscopy The testis of Xiphophorus maculatus contained numerous testicular sacs, and spermatogenesis was synchronized in these testicular sac. In the case of spermatogonium, t...
The ultrastructures of spermatogenesis and sperm in Xiphophorus maculatus, ovoviviparous fish were investigated by electronmicroscopy The testis of Xiphophorus maculatus contained numerous testicular sacs, and spermatogenesis was synchronized in these testicular sac. In the case of spermatogonium, the nucleus was comparatively large ellipsoidal, and the nucleolus and mitochondria showed a marked development. The size of primary spermatocyte was smaller than that of spermatogonia, and that of secondary spermatocyte was smaller than that of primary spermatocyte. The chromatin of spermatocyte was highly condensed according to their development. The nucleus with electron-dense was round shape. In spermiogenesis, flagella started to be formed and chromatin was more condensed. The mitochondria were rearranged along the tail. The sperm was formed by loss of cytoplasm. The head of mature sperm was long cone shape and had not acrosome. The microtubules of flagella were arranged 9+2 structure. Also, the sperm has a loop-like structure at the end of a tail.
The ultrastructures of spermatogenesis and sperm in Xiphophorus maculatus, ovoviviparous fish were investigated by electronmicroscopy The testis of Xiphophorus maculatus contained numerous testicular sacs, and spermatogenesis was synchronized in these testicular sac. In the case of spermatogonium, the nucleus was comparatively large ellipsoidal, and the nucleolus and mitochondria showed a marked development. The size of primary spermatocyte was smaller than that of spermatogonia, and that of secondary spermatocyte was smaller than that of primary spermatocyte. The chromatin of spermatocyte was highly condensed according to their development. The nucleus with electron-dense was round shape. In spermiogenesis, flagella started to be formed and chromatin was more condensed. The mitochondria were rearranged along the tail. The sperm was formed by loss of cytoplasm. The head of mature sperm was long cone shape and had not acrosome. The microtubules of flagella were arranged 9+2 structure. Also, the sperm has a loop-like structure at the end of a tail.
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문제 정의
: 1993; Gw& Gw, 1993; Rossouw & Vanessen; 1993; Medina et al, 2003), 체내수정을 하는 난태생 어류의 정자형성에 대한 연구 (Grier, 1973)는 미 홉한 실정이다. 따라서 체내 수정을 하며 난태생을 동하여 발생 과정을수행하는 Xipcgonts ma<Matus의 정 자형성 과정과 성숙한 정자의 미세구조를 전자현미경을 이용하여 규명하고자 하였다.
제안 방법
Xiphophorus maculatuse: pH 7.5±0.5 및 26.0 ±0.5℃의 수조(60cm45 cm45 cm)에서 양어하였고, 사육 수는 Fritz-guard(FritzCo., USA)로 상수의 염소를 제거시킨 후 사용하였다 물의 정화는 스폰지 여과기(Brilliant sponge filter, Tetra Co.; Germany)를 이용한 생물학적 여과(biological filtration)법을 이용하였으며, 수조 바닥에 쌓인 배설물은 3일 간격으로 1/4씩환수시켜 제거하였다. 낮 환경은 하루 10시간씩 유지시 켰고, 먹 이는 냉 동장구벌레 (Blood Worms: Hikari Sales USA, Inc.
; Germany)를 이용한 생물학적 여과(biological filtration)법을 이용하였으며, 수조 바닥에 쌓인 배설물은 3일 간격으로 1/4씩환수시켜 제거하였다. 낮 환경은 하루 10시간씩 유지시 켰고, 먹 이는 냉 동장구벌레 (Blood Worms: Hikari Sales USA, Inc., USA)와 테트라민 (Tetra Min: Tetra Co., Germany)을 각각 오전 9시와 오후 5시에 하루 2 번씩 급이 하였다
5% glutaraldehyde 로 4℃에서 4시간 전고정 및 2% osmium tetroxide 로 90분간 후고정하여, 릉상적인 전자현미경 시료처리법에 따라 처리한 후 uranyl acetate와 lead citrate 로 이중염색하여 JEM-1200EX I?형 투과전자현미경으로 관찰하였다. 또한 주사전자현미 경용 시료는 정 소를 분쇄한 후 2, 800rpm에서 2분간 원심분리하여 얻은 정자를 투과전자현미경의 시료처리법에 따라 고정및 탈수하여 Hexamethyldisilazane으로 치환시킨 후 4 동분한 cover glass에 도말하여 대기 중에서 건조한후 JEM-6300형 SEM으로 관찰하였다.
정소를 적출하여 광학현미경용 시료는 10% 포르말린으로 고정하여 처리한 후 hematoxylin과 eosin으로 염색 하여 관찰하였다 투과전자현미 경용 시료는 0.1 Mphosphate buffer (pH 7.4)로 조정된 2.5% glutaraldehyde 로 4℃에서 4시간 전고정 및 2% osmium tetroxide 로 90분간 후고정하여, 릉상적인 전자현미경 시료처리법에 따라 처리한 후 uranyl acetate와 lead citrate 로 이중염색하여 JEM-1200EX I?형 투과전자현미경으로 관찰하였다. 또한 주사전자현미 경용 시료는 정 소를 분쇄한 후 2, 800rpm에서 2분간 원심분리하여 얻은 정자를 투과전자현미경의 시료처리법에 따라 고정및 탈수하여 Hexamethyldisilazane으로 치환시킨 후 4 동분한 cover glass에 도말하여 대기 중에서 건조한후 JEM-6300형 SEM으로 관찰하였다.
4)로 조정된 2.5% glutaraldehyde 로 4℃에서 4시간 전고정 및 2% osmium tetroxide 로 90분간 후고정하여, 릉상적인 전자현미경 시료처리법에 따라 처리한 후 uranyl acetate와 lead citrate 로 이중염색하여 JEM-1200EX I?형 투과전자현미경으로 관찰하였다. 또한 주사전자현미 경용 시료는 정 소를 분쇄한 후 2, 800rpm에서 2분간 원심분리하여 얻은 정자를 투과전자현미경의 시료처리법에 따라 고정및 탈수하여 Hexamethyldisilazane으로 치환시킨 후 4 동분한 cover glass에 도말하여 대기 중에서 건조한후 JEM-6300형 SEM으로 관찰하였다.
대상 데이터
Xiphophorus maculatus중 뒷지느러미가 변형된 교접기 (gonopodium)를 가지고 있는 수첫을 선별하여 실험에 사용하였다
성능/효과
성숙된 정자의 두부형태는 정세포와 달리 장원추형이었으며 염색질 옹축이 매우 뚜렷하였고, 두부에서 첨체는 관찰되지 않았다. 중편부는 정중단 했을 때 미토콘드리아가 6~7층으로 편모를 중심으로 배열하고있었다(Fig.
정모세포들은 정소낭 내에서 세포간교 (intercellular bridges)에 의해 연결되어 있었으며 제2감수분열 전기의 태사기에 나타나는 태사기 복합체 (synaptonemal complex)들이 확인되었고세포질에는 미토콘드리아의 발달이 뚜렷하였다(Fig. 4). 난생을 동하여 발생과정을 수행하는 Acafithopagrus schlegeli, Salmo eairdneri 및 Qtrzias laiipes의 정 자형 성 과정에서 도 정 모세 포들 이 세포간교에 연결되어있는 것은 생식세포들이 동시에 분화함으로써 다수의 정자룰 방출하여 수정율을 높이기위한 것으로 알려져 있다(Grier, 1976; BiHard, 1983; Gw。& Gw, 1993).
정원세포는 타원형으로 매우 큰 핵을 보유하고 있었고 핵 내에 뚜렷한 인이 관찰되었으며 세포질에는 미토콘드리아의 발달이 현저하였다(Fig. 2). 제 1정모세포는 구형으로 정원세포보다 크기는 작았고 인은 발달되 어 있지 않았으며, 제2정 모세 포는 제 1 정 모세 포보다 더 작아졌고 핵의 전자밀도는 더 높았다(Fig.
다론 대부분의 어류에서도 미세소관은 동일한 배열을 하고있는 것으로 알려졌으나(Deurs &Lastein, 1973; Grier, 1973; Brusle: 1981; Jones & Butler, 1988), 뱀장어 (Anga ausms)의 정자는 편모의 미세소관 배열 이 9 + 0 구조를 가지고 있다(Todd, 1976). 정자를 분리하여 주사전자현미경으로 관찰한 결과 정자는 일반적인 형태를 보였으나 꼬리 끝부분에 고리형태의 구조물 보유하고 있었고(Figs. 9-10), 이 형태학적 륵징은 다론 어종에서는 관찰되지 않는 룩이한 구조물로 이 어종만이 가지는 종룩이성이기 때문에 분류형질로 사용될 수 있을 것으로 사료된다
정자형성과정은 세정관내에서 이루어지지 않고 정소낭(testicular cyst)에서 이루어졌으며, 각 정소낭 내에 동일한 분화시기의 생식세포가 분포하고 있었고 정세포가 발달함에 따라 염색성 이 높게 나타났다 (Fig.1).
2). 제 1정모세포는 구형으로 정원세포보다 크기는 작았고 인은 발달되 어 있지 않았으며, 제2정 모세 포는 제 1 정 모세 포보다 더 작아졌고 핵의 전자밀도는 더 높았다(Fig. 3).
중편부를 횡단하여 관찰한 결과 미토콘드리아는 2~3개가 배열하고 있었고 편모의 미세소관 배열은 전형적인 9+2구조를 이루고 있었다(Fig. 8). 다론 대부분의 어류에서도 미세소관은 동일한 배열을 하고있는 것으로 알려졌으나(Deurs &Lastein, 1973; Grier, 1973; Brusle: 1981; Jones & Butler, 1988), 뱀장어 (Anga ausms)의 정자는 편모의 미세소관 배열 이 9 + 0 구조를 가지고 있다(Todd, 1976).
후속연구
: 1983; BiHard, 1983; Jones & Butler, 1988; Gwo & Gwo, 1993) 난막을 뚫고 들어갈수 없기 때문에 정자는 난막의 동물극 쪽에 위치한 난문 (micropyle)을 동하여 난자내로 진입하여 수정하는 것으로 알려졌다(Brusle, 1981; Kim et al, 1999). 따라서 본 어종의 성숙한 난자에서 난문의 존재 여부에대한 연구도 수행되어야 할 것으로 사료된다.
참고문헌 (19)
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Kim DH, Deung YK, Kim WJ, Reu DS, Kang SJ: Compara-tive ultrastructures of the fertilized egg envelopes from three spot gourami, pearl gourami and marble gourami, Belontiidae, Teleost. Korean J Electron Microscopy 29(3) : 343 351,1999, (Korean)
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Rossouw GJ, Vanessen LD: Spermatogenesis in the male white spotted hOWldshark, Mustelus palubes Smith, 1957, South African J Sci 89: 244 246, 1993
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