斑馬魚的發(fā)育歷程

關于斑馬魚的發(fā)育歷程合子期卵裂期原腸期囊胚期早幼期體節(jié)期孵化期咽囊期第2頁,共17頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共17頁，2024年2月25日，星期天合子期（0-0.75h）新受精的卵子直至其第一次卵裂發(fā)生，稱合子期（圖3），約受精后40分鐘。受精時形成的合子直徑約0.7mm。合子期只含有一個分期，但其間也發(fā)生很多變化，可以很容易劃分這一時期（見Hisaoka

and

Battle,1958）。

第4頁,共17頁，2024年2月25日，星期天卵裂期（0.75-2.25h）

2-細胞期（3/4h）4-細胞期（1h）8-細胞期（1.25h）16-細胞期（1.5h）32-細胞期（1.75h）64-細胞期（2h）第5頁,共17頁，2024年2月25日，星期天卵裂期胚胎。除B外均為正面觀，B顯示的是胚胎在動-植物極的扭曲，約偏離正面45°。

A

:2-細胞期（0.75

h）；B：4-細胞期（1

h）；C：8-細胞期（1.25

h）；D：16-細胞期(1.5

h)；E：32-細胞期（1.75

h）；F：64-細胞期（2

h）。比例尺=250μm

第6頁,共17頁，2024年2月25日，星期天囊胚期（2.25-5.25h）囊胚期指從128-細胞期或第8次合子細胞分裂開始形成球形胚盤直到第14次卵裂開始原腸期為止這一段時期。此期有很多重要事件發(fā)生：胚胎進入囊胚中期轉變（midblastulatransition,MBT）、卵黃合胞體層（theyolksyncytiallayer,YSL）形成、外包（epiboly）開始。外包將一直持續(xù)到原腸期。此期用“實囊胚”（“stereoblastula”）稱之可能更準確，因為這一術語意味著胚胎還沒有形成囊胚腔（blastocoele），而事實正是如此（圖8），僅在胚盤深層細胞之間存在不規(guī)則的間隙。卵裂取向不確定，比卵裂期亦更不規(guī)則。此后卵裂產生的子細胞從整齊的細胞面伸出，不論從側面還是從頂面觀都是如此，因而確定此期分期用細胞大小判斷比用細胞位置判斷更為有效。從動物極觀，胚盤呈輕度橢球形（尤在早期）。第7頁,共17頁，2024年2月25日，星期天囊胚期胚胎正面觀。A：256-細胞期（2.5h）；B：高囊胚期（3.3h）；C：高囊胚期和橢形期之間的轉變（3.5h）；D：橢形期和球形期之間的轉變（3.8h）；E：穹頂期（4.3h）；F：30%-外包期（4.7h）。比例尺=250μm第8頁,共17頁，2024年2月25日，星期天原腸期(5.25-10h)外包運動的繼續(xù)，以及形態(tài)發(fā)生細胞的內卷（involution）、集合（convergence）和延伸（extension）運動的發(fā)生，產生了原始胚層和胚軸。內卷運動的開始意味著原腸期的開始，目前可以說是發(fā)生于50%-外包時（圖11A）。結果在達到50%-外包后的數分鐘內出現(xiàn)了一個增厚的外圍區(qū)域，稱作胚環(huán)（germring），幾乎與此同時完全包圍了囊胚邊緣（圖11B，及C箭頭所指）。隨后集合運動幾乎同樣快速地沿胚環(huán)產生一個局部的堆積，稱胚盾（embryonicshield,圖11D，及E箭頭所指）。在發(fā)生這些事件期間，外包暫時中止，但胚盾形成后外包又繼續(xù)。胚層邊緣沿卵黃細胞延伸直至將其完全包繞（圖11F-L）。其延伸近乎恒定速度進行，約每小時包繞卵黃細胞的15%，這也提供了大部分原腸期分期的有用指標（圖12）。正因為囊胚期沒有囊胚腔，原腸期既沒有消化道（archenteron），也沒有胚孔（blastopore）。DEL細胞在胚層邊緣進行內卷，因而發(fā)揮了胚孔的作用。內卷通過將胚層向后折疊形成胚環(huán)。因此，胚環(huán)內由兩個胚層：位于上方的稱上胚層（epiblast），在整個原腸期繼續(xù)給位于下方的下胚層（hypoblast）提供細胞。注意到上、下胚層這些術語可同樣描述鳥類胚層結構，但所命名的胚層在這兩種脊椎動物中似乎完全不同。第9頁,共17頁，2024年2月25日，星期天原腸期發(fā)育。A：50%-外包期（5.25h）；B：胚環(huán)期（5.7h）；C：動物極觀胚環(huán)期

D：胚盾期（6h），胚盾標志背側，是胚環(huán)左側增厚區(qū)域；E：動物極觀胚盾期，箭頭指示胚盾；F：70%-外包期（7.7h），G：70%-外包期腹側觀，H：75%-外包期（8h），箭頭示腹側薄的排泄區(qū)；I：80%-外包期（8.4h）背側觀，箭頭示軸中胚層與中線邊界，近軸中胚層在其一側；J：90%-外包期（9h），在一些胚胎中可見尾芽（箭頭所示）；K：90%-外包期腹側觀，前側脊索前板（對比G）增大為小膨出；L：尾芽期（10h），箭頭示小膨出，短箭頭示尾芽，尾芽腹側（即此圖左側）的顯著區(qū)域顯示外包結束時卵黃消失處。比例尺=250μm第10頁,共17頁，2024年2月25日，星期天體節(jié)期（10-24h）此期發(fā)生了一些有趣的形態(tài)學變化：體節(jié)發(fā)生、器官原基可見、尾芽更為顯著、胚體延長（圖15）、AP和DV軸變得明確、第一次出現(xiàn)細胞發(fā)生形態(tài)分化以及胚體開始運動。此期可稱“尾芽期”，因為在此整個時期，尾芽一直存在于不斷伸長的胚軸末端。第11頁,共17頁，2024年2月25日，星期天第12頁,共17頁，2024年2月25日，星期天咽囊期（24-28h）對斑馬魚，大約此期位于胚胎發(fā)育的第二天。胚胎此時是最明顯的雙側結構生物，進入咽囊期時的脊索已發(fā)育良好，新完成的一組體節(jié)已伸入長尾末端。神經系統(tǒng)凹陷并向前延伸。隨著咽囊期期間后腦（metencephalon）中的小腦快速形態(tài)發(fā)生，腦分為五葉。此期的命名注意到了咽弓原基，其早期存在但不易分辨出。咽弓在此第二天從耳囊腹側可見約耳囊兩倍長的原基區(qū)域迅速發(fā)育。七個咽弓均由此原基發(fā)育，其間一個顯著的邊界（圖31箭頭）出現(xiàn)于咽弓2和3之間。此邊界甚為重要，因為隨后其前面的咽弓（顎（mandibular）、舌（hyoid）弓）將形成下頜（jaws）和腮蓋（operculum），而其后面的咽弓（腮（branchial）弓）將形成腮（gills）。因其高度可折射的胞質顆粒，孵化腺細胞是整個咽囊期心包區(qū)域的重要特征。咽囊期前幾小時，胚胎繼續(xù)始于15h的快速伸長，但隨后伸長速度突然下降。這一變化的發(fā)生時間約在31-32h，大約和上文討論過的尾部形態(tài)伸直的結束有關。新的伸長速度一直保持到余下的胚胎發(fā)生時間。頭部也伸直。在咽囊期其先是迅速向背側抬起，隨后速度變慢，可利用這一變化快速確定胚胎的大致分期。側面觀，我們假想了兩條線：一條通過耳和眼的中線，為頭軸；另一條沿脊索，平行于約5-10體節(jié)的水平肌隔，為軀干軸。一種估算兩線夾角，即頭-軀干夾角（head-trunkangle,HTA）的方法是將胚胎置于培養(yǎng)皿中，并使其尾部指向觀察者.第13頁,共17頁，2024年2月25日，星期天第14頁,共17頁，2024年2月25日，星期天孵化期（48-72h）第15頁,共17頁，2024年2月25日，星期天早幼期到第三天，孵化的幼體已完成其大部分形態(tài)發(fā)生，繼續(xù)快速生長。隨后幾天的一些顯著變化包括鰾的膨脹以及口向前-背側繼續(xù)伸出（圖39G,H）。虹膜細胞反射帶更亮更長，腹部卵黃帶同時向兩個方向