题目：蟋蟀精子获能及顶体反应的研究（直翅目：蟋蟀总科）

　　地球上现存的动物，不仅种类繁多，数量丰富，而且繁殖后代的方式也是各种各样的，但就绝大多数的动物，特别是对于进化级别较高的动物而言，其新的生命个体的发育都是从精子与卵子的结合──受精卵开始的，作为特化的生殖细胞的精子，必须首先经历了一系列复杂的生理、生化等变化，发生获能和顶体反应才能与卵结合，完成受精作用。　　1951年，张明觉和Austin分别发现，哺乳类精子须首先在雌性生殖道停留一段时间，才能与卵受精，次年，Austin即创用“获能”一次来表达这一新的概念，由此便开辟了一个崭新的研究领域。40年来，人们主要致力于哺乳类动物精子的获能现象的研究，其证实获能的最后阶段精子发生了顶体反应，之后，随着分子生物学，细胞生物学和生殖工程学的发展，许多的研究模型和检测技术相继建立，人们对哺乳类为主的许多动物精子获能及顶体反应的研究已取得了令人瞩目的进展，其研究已深入到了分子水平阶段。然而对于动物界中种类和数量最多的昆虫而言，大量研究仍局限在对精子超微结构的研究方面。对于昆虫精子的获能和顶体反应的研究，始于本世纪六十年代末，Hughers和Davey在1969年首次对昆虫精子获能现象进行了观察和描述，他们认为在一些种类，完全成熟的精子被传递到雌体内，而在另一些种类，精子的成熟是在雌体内完成的，因而构成一种获能的方式。由于昆虫精子种类较多，形状、大小差别较大，加之精子的获能比较困难，所以30多年来，此方面的研究进展相对较慢，仅在国外有少量的报道，特别是针对直翅目、蟋蟀科精子获能及顶体反应以及受精机理的研究，目前国内、外尚属空白。 　　本文主要以蟋蟀科、黄脸油葫芦精子为研究对象，借鉴成功的应用于高等哺乳类动物精子获能及顶体反应方面的一些先进实验手段和实验方法，并结合昆虫精子的特点，来探讨精子获能及顶体反应过程中的一些复杂的形态、生理及生化变化，以求能对蟋蟀精子获能及顶体反应的机理有一定的了解，从而为更深层次的研究昆虫的受精机理提供一定的理论依据。首先我们利用电镜技术对蟋蟀精子的超微结构及其在获能及顶体反应过程的变化进行了研究 ， 结果发现，黄脸油葫芦精子为典型的昆虫型精子，其顶体复合体由外向内依次由顶体外层、顶体本体以及顶体三层构造组成。研究发现，蟋蟀精子的顶体复合体在顶体反应过程发生了明显的变化，相继出现了顶体复合体的膨胀，质膜的断裂、丢失以及顶体外层与顶替本体外膜的融合及囊泡化现象，顶体反应的结果是仅剩透明的段追装订体结构暴露于核的前端。研究表明，蟋蟀精子囊泡化中无精子质膜的参与，此结合在昆虫尚属首次提出。其次，我们采用了两种异硫氰酸标记的凝集素为探针，针对蟋蟀精子获能前后及顶体反应中精子反应中精子膜表面的糖复合物的分布及变化进行了研究，结果表明，LCA和ConA均可结合与精子上，且其标记效果随或能及顶体反应的进展发生了明显的变化，特别获能后，两种凝集素均主要定位于精子顶体复合体区，FITC-LCA 在获能精子的顶部也出现阳性标记。之后，随顶体反应的发生，顶替复合体区的标记强度逐渐减弱，甚至消失。顶替复合体区标记消失现象反映了精子顶体反应已经完成。最后，我们结合金霉素染色荧光显微术和焦锑酸钾原位钙沉淀法，分析了蟋蟀精子获能及顶体反应过程精子上Caˉ(2+)的分布及变化，结果发现Caˉ(2+)的分布随获能和顶体反应出现了明显的变化。获能前的精子Caˉ(2+)主要分布与顶体本体外膜的外侧，此外在质膜内外，以及顶体外层上均有Caˉ(2+)的分布。获能之后的精子，顶体本体外膜内侧和顶体本体内容物中的Caˉ(2+)含量增加，而顶体本体外膜外侧的Caˉ(2+)分布减少，由此推测，Caˉ(2+)获能及顶体反应的过程可能发生了内流，从而使的顶体本体内Caˉ(2+)浓度升高，顶体本体内Caˉ(2+)含量的增加可促使顶体本体内酶类活性提高，进而加速了顶体反应的发生。　　由于精子的获能和顶体反应是一个极复杂的过程，其中存在的影响因素较多，故关于它的更深，更详细的理论还需要进一步的探讨。